CN103546137A - 一种用于快速切换开关的光控晶闸管阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于快速切换开关的光控晶闸管阀，包括阀体框架组件、正向组件、反向组件、动态均压组件、静态均压组件和阀体支撑组件；所述正向组件和反向组件纵向并排设置于所述阀体框架组件内，所述静态均压组件和动态均压组件均固定在所述反向组件上，所述动态均压组件同时固定在所述正向组件上，所述阀体支撑组件位于所述阀体框架组件底部。本发明提供的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，结构紧凑，布局合理，动态电容器和电阻器的横向和纵向排列即满足了电气联接和绝缘要求又节省了布局空间，使整个超大功率立式光控晶闸管阀结构紧凑化、一致化。
Description
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种用于快速切换开关的光控晶闸管阀。
背景技术
电压暂降与短时中断（电压跌落）直接影响到电能质量，从而影响到精密设备、仪器或系统的正常运行，以电力电子器件组成的无触点快速切换开关SSTS是解决电压跌落的有效手段。为了保证快速切换开关SSTS能够可靠稳定的投入运行，其关键组成部分是电力电子器件组成的阀是设计重点，而阀组成的电力电子器件主要有二极管、晶闸管、IGBT等，阀主要工作在开关状态，并周期性的经历各种静态和动态过程。目前，比较成熟的快速切换开关阀为电控晶闸管组成的晶闸管阀，其结构为自然冷却立式结构，压装力为10KN、单只螺栓顶压，其存在的问题是金属绝缘螺杆承受拉力小、顶压结构装配施力不便且精度低、工作电流小、容量小、可靠性低等问题。目前，对快速切换开关晶闸管阀提出很多要求，如：要求快速切换开关晶闸管阀结构紧凑、体积小、压装力大、开关速度高、通流大、容量高等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于快速切换开关的光控晶闸管阀，结构紧凑，布局合理，动态电容器和电阻器的横向和纵向排列即满足了电气联接和绝缘要求又节省了布局空间，使整个超大功率立式光控晶闸管阀结构紧凑化、一致化。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种用于快速切换开关的光控晶闸管阀，所述晶闸管阀包括阀体框架组件、正向组件、反向组件、动态均压组件、静态均压组件和阀体支撑组件；所述正向组件和反向组件纵向并排设置于所述阀体框架组件内，所述静态均压组件和动态均压组件均固定在所述反向组件上，所述动态均压组件同时固定在所述正向组件上，所述阀体支撑组件位于所述阀体框架组件底部。
所述阀体框架组件包括上端板、下端板、支撑块、全绝缘拉杆、绝缘螺母、绝缘定位螺母；
所述上端板包括第一上端板和第二上端板，所述第一上端板和第二上端板位于同一水平线上；
所述全绝缘拉杆设有八根，其中四根位于第一上端板和下端板之间，其余四根位于第二上端板和下端板之间，均通过绝缘螺母和绝缘定位螺母与上端板和下端板固定；
所述支撑块包括第一支撑块和第二支撑块，分别放入所述下端板上设有的第一止口和第二止口内。
所述全绝缘拉杆的直径为25～35mm。
所述正向组件和反向组件均包括顶压结构组件、上端母排、散热器组、光控晶闸管组和下端母排；所述散热器组包括六个散热器，所述光控晶闸管组包括五个光控晶闸管；所述顶压结构组件上端固定在所述上端板上，下端通过中心定位销固定在上端母排上，第一个散热器的一端和上端母排固定，另一端与第一个光控晶闸管固定，所述散热器和光控晶闸管交替排列；第六个散热器一端和第五个光控晶闸管固定，另一端和所述下端母排固定。
所述正向组件和反向组件公用上端母排和下端母排。
所述顶压结构组件包括调整螺母、压簧导套、蝶形弹簧和压簧导柱；所述中心定位销从上至下依次穿过调整螺母、压簧导套、蝶形弹簧和压簧导柱，所述调整螺母固定在所述上端板上，所述压簧导柱下端和所述上端母排固定。
所述动态均压组件包括五个玻璃釉膜电阻、十个薄膜电容和导电支架；五个玻璃釉膜电阻和其中六个薄膜电容均通过所述导电支架固定在所述正向组件上，其余四个薄膜电容通过导电支架固定在所述反向组件上。
十个薄膜电容中每两个并联后与一个玻璃釉膜电阻串联，再与光控晶闸管并联。
所述静态均压组件包括五个玻璃釉膜电阻和导电支架；五个玻璃釉膜电阻均通过导电支架固定在散热器上。
所述玻璃釉膜电阻并联在所述光控晶闸管两端。
所述阀体支撑组件包括支柱绝缘子和固定板；所述支柱绝缘子包括第一支柱绝缘子和第二支柱绝缘子，所述固定板包括第一固定板和第二固定板，所述第一支柱绝缘子和第二支柱绝缘子分别通过第一固定板和第二固定板固定在所述下端板上。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明中的阀体框架组件包括8根全绝缘拉杆、16个绝缘螺母、16个绝缘定位螺母、上端板和下端板，其框架稳固、可靠，通过调整绝缘定位螺母保证了上端板和下端板的平行度在0.2mm之内；
2.全绝缘拉杆采用超强承载力环氧绝缘材料，UL94-V0阻燃标准，全绝缘整体拉杆承载力大，克服了目前快速切换开关SSTS晶闸管阀金属绝缘螺杆分体组合式承载力最大40KN的缺点；
3.采用光控晶闸管，其可以直接通过光纤进行触发，克服了强电系统和弱电系统之间的隔离问题，而且减小了晶闸管阀体的整体结构和总量，克服了电控晶闸管阀需要取能和触发控制板而使结构尺寸过大的问题，能够使整个阀组可承受超大压装力的要求，而且使快速开关晶闸管阀能够可靠长期稳定运行；
4.光控晶闸管阀压装力大，组成的快速切换开关通流能力大，可提高供电系统备份投切运行的可靠性，并具有很好的稳定性能；
5.顶压结构采用中心顶压方式，超大螺纹自锁式结构，满足了大压装力紧凑结构的设计要求，压装力为80KN，结构紧凑、可靠，承载力大，且采用液压顶压进行装配，其施力平稳、压装力精确指示、组装方便快捷，使整个晶闸管阀组装精度高，阀组结构可靠、稳定，克服了单个螺栓施力顶压的各种弊端，尤其适用于大工作电流、大容量晶闸管阀的使用；
6.结构紧凑，布局合理，薄膜电容和玻璃釉膜电阻器横向和纵向排列即满足了电气联接和绝缘要求又节省了布局空间，使整个超大功率立式光控晶闸管阀结构紧凑化、一致化；
7.本发明适用于优质电力园区的电压暂降备份自动快速投切系统，而且已经应用于现场实际工程。
附图说明
图1是本发明实施例中用于快速切换开关的光控晶闸管阀立体图；
图2是本发明实施例中用于快速切换开关的光控晶闸管阀正视图；
图3是本发明实施例中用于快速切换开关的光控晶闸管阀左视图；
图4是本发明实施例中用于快速切换开关的光控晶闸管阀右视图；
其中，1-第一上端板，2-第二上端板，3-下端板，4-第一支撑块，5-第二支撑块，6-全绝缘拉杆，7-绝缘螺母，8-绝缘定位螺母，9-上端母排，10-下端母排，11-调整螺母，12-压簧导套，13-蝶形弹簧，14-压簧导柱，15-玻璃釉膜电阻，16-薄膜电容，17-光控晶闸管，18-散热器，19-第一支柱绝缘子，20-第二支柱绝缘子，21-第一固定板，22-第二固定板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的光控晶闸管阀主要用于快速切换开关。快速切换开关是无触点的电力电子开关，用于优质电力园区电压跌落时的供电系统备份投切。超大功率立式光控晶闸管阀组成的快速切换开关位于供电系统中，与进出线柜、切换开关柜、真空断路器柜等控制柜组成切换系统，该切换系统由永磁保持斥力分闸开关、旁路断路器、晶闸管阀、电动刀闸、电流互感器、电压互感器、阀避雷器、接地开关及快速开关切换开关控制器等组成。
如图1-图4，本发明提供一种用于快速切换开关的光控晶闸管阀，包括阀体框架组件、正向组件、反向组件、动态均压组件、静态均压组件和阀体支撑组件；所述正向组件和反向组件纵向并排设置于所述阀体框架组件内，所述静态均压组件和动态均压组件均固定在所述反向组件上，所述动态均压组件同时固定在所述正向组件上，所述阀体支撑组件位于所述阀体框架组件底部。
所述阀体框架组件包括上端板、下端板3、支撑块、全绝缘拉杆6、绝缘螺母7、绝缘定位螺母8；
所述上端板包括第一上端板1和第二上端板2，所述第一上端板1和第二上端板2位于同一水平线上；
所述全绝缘拉杆6设有八根，其中四根位于第一上端板1和下端板3之间，其余四根位于第二上端板2和下端板3之间，均通过绝缘螺母7和绝缘定位螺母8与上端板和下端板3固定；
所述支撑块包括第一支撑块4和第二支撑块5，分别放入所述下端板3上设有的第一止口和第二止口内。
所述全绝缘拉杆6的直径为25～35mm，阀体框架组件的承受力为80KN。
所述正向组件和反向组件均包括顶压结构组件、上端母排9、散热器组、光控晶闸管组和下端母排10；所述散热器组包括六个散热器，所述光控晶闸管组包括五个光控晶闸管17；所述顶压结构组件上端固定在所述上端板上，下端通过中心定位销固定在上端母排9上，第一个散热器18的一端和上端母排9固定，另一端与第一个光控晶闸管固定，所述散热器18和光控晶闸管17交替排列；第六个散热器一端和第五个光控晶闸管固定，另一端和所述下端母排10固定。
散热器组的作用是传导晶闸管开通及关断过程中产生的热量，防超过置晶闸管的最高工作结温，另外的作用是导电。散热器组的导通的最大稳态电流是1250A。
光控晶闸管17的最大通流能力为1250A。它的作用是开通及关断电流，通过触发正反并联的2个晶闸管门极，来实现SSTS快速开关分断和切换，该光控晶闸管是4寸光控晶闸管。
所述正向组件和反向组件公用上端母排9和下端母排10。
所述顶压结构组件包括调整螺母11、压簧导套12、蝶形弹簧13和压簧导柱14；所述中心定位销从上至下依次穿过调整螺母11、压簧导套12、蝶形弹簧13和压簧导柱14，所述调整螺母11固定在所述上端板上，所述压簧导柱14的下端和所述上端母排9固定。它的作用是通过蝶形弹簧13，产生足够的压装力，并使晶闸管和散热器阀串保持稳定，以利于导电和导热。按照晶闸管压装力要求，蝶形弹簧13产生的压装力为80KN。
所述动态均压组件包括五个玻璃釉膜电阻15、十个薄膜电容16和导电支架；五个玻璃釉膜电阻15和其中六个薄膜电容16均通过所述导电支架固定在所述正向组件上，其余四个薄膜电容16通过导电支架固定在所述反向组件上。动态均压组件的作用是在晶闸管阀瞬态开通及关断时，使正反并联晶闸管均压。它是利用与正反并联晶闸管并联的电容来吸收晶闸管关断时杂散电感产生的电压尖峰，而与电容器串联的作用是消耗过压的能量。
十个薄膜电容16中每两个并联后与一个玻璃釉膜电阻15串联，再与光控晶闸管17并联。
所述静态均压组件包括五个玻璃釉膜电阻15和导电支架；五个玻璃釉膜电阻15均通过导电支架固定在散热器上。静态均压组件的作用是在晶闸管阀稳态时，使正反并联晶闸管级均压。
所述玻璃釉膜电阻15并联在所述光控晶闸管17两端。
所述阀体支撑组件的作用是支撑整个快速开关，并将整个快速开关固定在阀体车上而且使阀电气部分进行绝缘。其包括支柱绝缘子和固定板；所述支柱绝缘子包括第一支柱绝缘子19和第二支柱绝缘子20，所述固定板包括第一固定板21和第二固定板22，所述第一支柱绝缘子19和第二支柱绝缘子20分别通过第一固定板21和第二固定板22固定在所述下端板3上。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (11)
1.一种用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述晶闸管阀包括阀体框架组件、正向组件、反向组件、动态均压组件、静态均压组件和阀体支撑组件；所述正向组件和反向组件纵向并排设置于所述阀体框架组件内，所述静态均压组件和动态均压组件均固定在所述反向组件上，所述动态均压组件同时固定在所述正向组件上，所述阀体支撑组件位于所述阀体框架组件底部。
2.根据权利要求1所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述阀体框架组件包括上端板、下端板、支撑块、全绝缘拉杆、绝缘螺母、绝缘定位螺母；
所述上端板包括第一上端板和第二上端板，所述第一上端板和第二上端板位于同一水平线上；
所述全绝缘拉杆设有八根，其中四根位于第一上端板和下端板之间，其余四根位于第二上端板和下端板之间，均通过绝缘螺母和绝缘定位螺母与上端板和下端板固定；
所述支撑块包括第一支撑块和第二支撑块，分别放入所述下端板上设有的第一止口和第二止口内。
3.根据权利要求2所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述全绝缘拉杆的直径为25～35mm。
4.根据权利要求1所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述正向组件和反向组件均包括顶压结构组件、上端母排、散热器组、光控晶闸管组和下端母排；所述散热器组包括六个散热器，所述光控晶闸管组包括五个光控晶闸管；所述顶压结构组件上端固定在所述上端板上，下端通过中心定位销固定在上端母排上，第一个散热器的一端和上端母排固定，另一端与第一个光控晶闸管固定，所述散热器和光控晶闸管交替排列；第六个散热器一端和第五个光控晶闸管固定，另一端和所述下端母排固定。
5.根据权利要求4所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述正向组件和反向组件公用上端母排和下端母排。
6.根据权利要求4所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述顶压结构组件包括调整螺母、压簧导套、蝶形弹簧和压簧导柱；所述中心定位销从上至下依次穿过调整螺母、压簧导套、蝶形弹簧和压簧导柱，所述调整螺母固定在所述上端板上，所述压簧导柱下端和所述上端母排固定。
7.根据权利要求1所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述动态均压组件包括五个玻璃釉膜电阻、十个薄膜电容和导电支架；五个玻璃釉膜电阻和其中六个薄膜电容均通过所述导电支架固定在所述正向组件上，其余四个薄膜电容通过导电支架固定在所述反向组件上。
8.根据权利要求7所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：十个薄膜电容中每两个并联后与一个玻璃釉膜电阻串联，再与光控晶闸管并联。
9.根据权利要求1所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述静态均压组件包括五个玻璃釉膜电阻和导电支架；五个玻璃釉膜电阻均通过导电支架固定在散热器上。
10.根据权利要求9所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述玻璃釉膜电阻并联在所述光控晶闸管两端。
11.根据权利要求1所述的用于快速切换开关的光控晶闸管阀，其特征在于：所述阀体支撑组件包括支柱绝缘子和固定板；所述支柱绝缘子包括第一支柱绝缘子和第二支柱绝缘子，所述固定板包括第一固定板和第二固定板，所述第一支柱绝缘子和第二支柱绝缘子分别通过第一固定板和第二固定板固定在所述下端板上。
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