CN110988632B - 换流阀部件、换流阀及换流阀的外绝缘试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换流阀部件、换流阀及换流阀的外绝缘试验方法，该换流阀部件装配于换流阀内部，用于模拟换流阀内部的晶闸管，包括：第一外壳、绝缘垫块和第二外壳；其中，第一外壳和第二外壳连接，构成一密闭空间；绝缘垫块固定于密闭空间内。本发明采用绝缘垫块替换晶闸管管的硅片，提供一种模拟换流阀内部真实晶闸管的换流阀部件，装配于换流阀内部，以实现对换流阀的外绝缘试验，由于绝缘垫块具有不可导通性，在换流阀外绝缘试验过程中，不会因施加过高电压而导致晶闸管击穿损坏。

Description

换流阀部件、换流阀及换流阀的外绝缘试验方法
技术领域
本发明涉及换流阀绝缘试验领域，尤其涉及一种换流阀部件、换流阀及换流阀的外绝缘试验方法。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
随着特高压直流输电技术的发展，直流输电电压等级和输电容量不断攀升，换流阀技术水平发展突飞猛进，其应用方式、应用环境的复杂性对其性能提出了更高的要求，因而，通过各种试验(例如，对换流阀在高海拔环境下的绝缘特性进行验证的试验)对换流阀的可靠性等性能进行验证，对换流阀的稳定运行是十分重要的。以验证换流阀在高海拔等复杂工况下的设计水平，对换流阀至关重要。
对于高海拔(尤其是在2000m以上的海坡)环境下换流阀的绝缘性能进行验证，要求额外施加海拔修正系数，若采用装配有真实晶闸管的换流阀试品，很可能出现晶闸管击穿损坏或保护性触发的情况，难以深入研究其外绝缘特性。
针对上述为题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供一种换流阀部件，用以解决现有技术在对换流阀进行外绝缘试验的时候，由于换流阀内真实的晶闸管在施加一定电压下会导通，因而导致其在过高电压下可能出现击穿损坏或保护性触发的技术问题，该换流阀部件装配于换流阀内部，用于模拟换流阀内部的晶闸管，包括：第一外壳、绝缘垫块和第二外壳；其中，第一外壳和第二外壳连接，构成一密闭空间；绝缘垫块固定于密闭空间内；
其中，所述绝缘垫块采用绝缘材料；
绝缘垫块用于替换真实晶闸管内部钼片-硅片-钼片三层结构，其厚度和原三层结构相同。
本发明实施例还提供一种换流阀，用以解决现有技术在对换流阀进行外绝缘试验的时候，由于换流阀内真实的晶闸管在施加一定电压下会导通，因而导致其在过高电压下可能出现击穿损坏或保护性触发的技术问题，该换流阀包括：上述的换流阀部件。
本发明实施例还提供一种换流阀的外绝缘试验方法，应用于上述的换流阀，用以解决现有技术在对换流阀进行外绝缘试验的时候，由于换流阀内真实的晶闸管在施加一定电压下会导通，因而导致其在过高电压下可能出现击穿损坏或保护性触发的技术问题，该方法包括：向换流阀施加电压；检测换流阀的局部放电情况；根据换流阀的局部放电情况，确定换流阀的外绝缘特性。
本发明实施例中，采用绝缘垫块替换晶闸管管的硅片，提供一种由第一外壳和第二外壳封装绝缘垫块构成的换流阀部件，模拟换流阀内部真实晶闸管，装配于换流阀内部，以实现对换流阀的外绝缘试验，由于绝缘垫块具有不可导通性，在换流阀外绝缘试验过程中，不会因施加过高电压而导致晶闸管击穿损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中提供的一种换流阀部件示意图；
图2为本发明实施例中提供的一种换流阀示意图；
图3为本发明实施例中提供的一种换流阀的外绝缘试验方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
为了验证在高海拔下换流阀的外绝缘特性，节约成本，减少风险，本发明实施例提供了一种能够等效模拟晶闸管来进行单阀外绝缘试验的换流阀部件，装配于换流阀内部，用于模拟换流阀内部的晶闸管，能够完全等效晶闸管的外绝缘特性，同时又可避免过高电压带来的晶闸管损坏风险。
本发明实施例中提供了一种换流阀部件，图1为本发明实施例中提供的一种换流阀部件示意图，如图1所示，该换流阀部件10包括：第一外壳101、绝缘垫块102和第二外壳104；其中，第一外壳101和第二外壳104连接，构成一密闭空间；绝缘垫块102固定于密闭空间内。
需要说明的是，本发明实施例提供的用于模拟晶闸管的换流阀部件10中，绝缘垫块102用于替换真实晶闸管内部钼片-硅片-钼片三层结构，其厚度和原三层结构相同，通过设置绝缘垫块，能够用以移除硅片的半导体特性，改为绝缘介质，进行绝缘特性研究。可选地，绝缘垫块102的重量、机械强度均与与真实晶闸管内部钼片-硅片-钼片三层结构相同或相近，以便通过本发明实施例提供的模拟晶闸管或换流阀，进行单阀外绝缘试验获得的晶闸管或换流阀绝缘性能能够更加接近真实的晶闸管或换流阀。
本发明实施例通过绝缘垫块，能够移除晶闸管的通态特性，仅保留了其断态绝缘特性，更方便针对性的研究换流阀的外绝缘特性。换流部件模拟的晶闸管不会发生保护性触发或雪崩击穿现象，其外部净距和爬距和真实晶闸管相同，可用于研究单个晶闸管及整个换流阀的外部绝缘极限。
一种可选的实施例中，本发明实施例提供的换流阀部件还可以包括：定位销103，贯穿于绝缘垫块102的中心，与第一外壳101和第二外壳104分别连接，用于将绝缘垫块102固定于第一外壳101和第二外壳104构成的密闭空间内。通过定位销，能够起到固定绝缘垫块的作用。
可选地，上述绝缘垫块102采用绝缘材料。上述第一外壳101和第二外壳104采用相同的金属材料，且第一外壳和第二外壳之间的连接方式为焊接。优选地，第一外壳101和第二外壳104可以采用相同的焊接工艺对晶闸管进行封装，其封装完毕后，其外部材料、外形尺寸和真实晶闸管完全相同，从而用于等效真实晶闸管。
需要注意的是，本发明实施例提供的换流阀部件，模拟晶闸管替换真实晶闸管，装配于换流阀塔中，其余元器件及结构件等保持不变，进行换流阀单阀外绝缘试验，用于验证晶闸管及换流阀的外绝缘特性。
由上可知，本发明实施例提供的换流阀部件，采用绝缘垫块替换晶闸管管的硅片，模拟换流阀内部的真实晶闸管，装配于换流阀内部，能够适用于换流阀的单阀外绝缘试验，由于绝缘垫块具有不可导通性，在换流阀外绝缘试验过程中，不会因施加过高电压而导致晶闸管击穿损坏。由于绝缘垫块具有绝缘特性，有很高的电压耐受能力，因而，采用本发明实施例提供的换流阀部件构成的换流阀，能够适用于更高电压下进行晶闸管及换流阀的外绝缘试验。
为了更加能够模拟更加真实的晶闸管，作为一种可选的实施方式，本发明实施例提供的换流阀部件中，第一外壳101可以构成模拟晶闸管的阴极面，第二外壳104可以构成模拟晶闸管的阳极面。可选地，换流阀部件的外形尺寸、材料、结构等均与真实晶闸管完全相同，其外部爬距、净距等绝缘特性也相同，从而完全模拟晶闸管的外绝缘特性进行换流阀外绝缘试验。
晶闸管是构成换流阀的基本元件，一个换流阀通常由数十个或数百个晶闸管构成，单只晶闸管的容量直接影响换流阀的性能。六英寸晶闸管能够提供更高的短路电流能力，能够减少换流阀内部晶闸管的数量，简化换流阀的结构，提高换流阀的抗震能力和散热能力。因而，作为一种优选的实施方式，本发明实施例提供的换流阀部件可以具有与六英寸晶闸管相同的材料和外形尺寸，绝缘垫块的外形尺寸与六英寸晶闸管内部的硅片相同，用于模拟换流阀内真实的六英寸晶闸管。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种换流阀，图2为本发明实施例中提供的一种换流阀示意图，如图2所以，该换流阀20可以包括：上述任意一项可选的或优选的换流阀部件10。
由于换流阀内部的各个晶闸管之间是串联连接的，因而，为了更加真实模拟换流阀的绝缘特性，本发明实施例提供的换流阀20内部的各个换流阀部件10之间也采用串联连接。
由上可知，本发明实施例提供的换流阀，内部采用具有绝缘垫块的换流阀部件，替换换流阀内部的真实晶闸管，在对换流阀进行单阀外绝缘试验的时候，由于换流阀部件具有不可导通性，因而，换流阀不会因施加过高电压而导致晶闸管击穿损坏。由于本发明实施例提供的换流阀部件具有绝缘特性，有很高的电压耐受能力，因而，采用本发明实施例提供的换流阀部件构成的换流阀，能够适用于更高电压下进行晶闸管及换流阀的外绝缘试验。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种换流阀的外绝缘试验方法，应用于上述的换流阀，图3为本发明实施例中提供的一种换流阀的外绝缘试验方法流程图，如图3所示，该方法可以包括如下步骤：
S301，向换流阀施加电压；
S302，检测换流阀的局部放电情况；
S303，根据换流阀的局部放电情况，确定换流阀的外绝缘特性。
需要说明的是，本发明实施例提供的换流阀的外绝缘试验方法中，通过S301性换流阀施加的电压可以是任意大小的电压，可以是但不限于包含海拔修正系数的高电压包含海拔修正系数的高电压。通过施加包含海拔修正系数的高电压，能够验证换流阀在高海坡工况下的外绝缘性能。
作为一种可选的实施方式，在采用本发明实施例提供的由多个换流阀部件构建的换流阀进行换流阀外绝缘试验的时候，可以根据GB/T.20990.1进行单阀试验，试验项目包括阀直流电压试验、阀交流电压试验、阀操作冲击试验、阀雷电冲击试验、阀陡波冲击试验。
由上可知，本发明实施例提供的换流阀的外绝缘试验方法，采用具有绝缘垫块的换流阀部件，替换换流阀内部的真实晶闸管，来对换流阀进行单阀外绝缘试验，能够适用于任何电压下对换流阀的外绝缘试验，从而验证换流阀在任何电压下的外绝缘特性。
综上所述，本发明实施例提供了一种换流阀部件、换流阀及换流阀的外绝缘试验方法，采用绝缘垫块替换晶闸管管的硅片，提供一种由第一外壳和第二外壳封装绝缘垫块构成的换流阀部件，模拟换流阀内部真实晶闸管，装配于换流阀内部，以实现对换流阀的外绝缘试验，由于绝缘垫块具有不可导通性，在换流阀外绝缘试验过程中，不会因施加过高电压而导致晶闸管击穿损坏。
通过本发明实施例，能够实现但不限于如下技术效果：①由于绝缘垫块具有不可导通特性，因而能够避免换流阀外绝缘验过程中使用真实晶闸管导致的损坏风险，间接节约成本；②本发明实施例提供的换流阀部件(模拟晶闸管)能够完全等效真实晶闸管的外绝缘特性，因而，将本发明实施例提供的换流阀部件，能够可用于研究晶闸管的外绝缘特性极限，而不会损坏晶闸管，节约成本；③由于绝缘垫块在多高的电压下都不会击穿，因而，本发明实施例能够适用于在更高电压下进行外绝缘的验证，晶闸管不再发生保护性触发或雪崩击穿，不再是外绝缘试验研究的短板，可以研究更高电压下的换流阀绝缘水平极限，可对换流阀进行优化设计，研究意义重大。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种换流阀部件，其特征在于，装配于换流阀内部，用于模拟换流阀内部的晶闸管，包括：第一外壳、绝缘垫块和第二外壳；其中，所述第一外壳和所述第二外壳连接，构成一密闭空间；所述绝缘垫块固定于所述密闭空间内；
其中，所述绝缘垫块采用绝缘材料；
绝缘垫块用于替换真实晶闸管内部钼片-硅片-钼片三层结构，其厚度和原三层结构相同。
2.如权利要求1所述的换流阀部件，其特征在于，所述换流阀部件还包括：定位销，贯穿于所述绝缘垫块的中心，与第一外壳和第二外壳分别连接，用于将所述绝缘垫块固定于所述第一外壳和所述第二外壳构成的密闭空间内。
3.如权利要求1所述的换流阀部件，其特征在于，所述第一外壳和所述第二外壳采用相同的金属材料。
4.如权利要求3所述的换流阀部件，其特征在于，所述第一外壳构成模拟晶闸管的阴极面，所述第二外壳构成模拟晶闸管的阳极面。
5.如权利要求3所述的换流阀部件，其特征在于，所述第一外壳和所述第二外壳之间的连接方式为焊接。
6.如权利要求1至5任一项所述的换流阀部件，其特征在于，所述换流阀部件具有与六英寸晶闸管相同的材料和外形尺寸，所述绝缘垫块的外形尺寸与六英寸晶闸管内部的硅片相同。
7.一种换流阀，其特征在于，包括：权利要求1至6任一项所述的换流阀部件。
8.如权利要求7所述的换流阀，其特征在于，所述换流阀内部的各个换流阀部件之间串联连接。
9.一种换流阀的外绝缘试验方法，其特征在于，应用于权利要求7或8所述的换流阀，包括：
向换流阀施加电压；
检测所述换流阀的局部放电情况；
根据所述换流阀的局部放电情况，确定所述换流阀的外绝缘特性。
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