CN201946618U

CN201946618U - 光控晶闸管元件管壳

Info

Publication number: CN201946618U
Application number: CN 201120064994
Authority: CN
Inventors: 马纲; 王晓刚
Original assignee: Wuxi Little Swan Ceramic Co Ltd
Current assignee: Wuxi Little Swan Ceramic Co Ltd
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2021-03-14

Abstract

本实用新型涉及特高压直流输电工程中的一种光控晶闸管元件管壳，包括阴极模块及阳极模块，所述阴极模块包括阴极电极及同心封接在所述阴极电极外缘的阴极法兰，所述阳极模块包括上下叠合、同心封接的阳极法兰、阳极瓷环及阳极应力环，所述阳极应力环同心封接在阳极电极的外缘，所述阴极电极上开有轴向通孔，所述阴极电极的上表面上开设有与所述通孔相连通的凹槽，所述阴极电极的下表面上开设有与所述通孔相连通的沉孔，所述沉孔内设置有光控蓝宝石窗口模块。本实用新型通过在阴极电极上设置光控蓝宝石窗口模块，实现了光触发的结构要求。

Description

光控晶闸管元件管壳

技术领域

本实用新型涉及特高压直流输电技术（HVDC），属于远距离直流输电技术与产品项目，具体地说是一种光控晶闸管元件管壳。

背景技术

目前，所有的高压直流输电工程都采用高电压、大电流的晶闸管。为了适应我国国民经济飞速发展的形势，在“十二五”期间，国家将重点发展特高压直流输电技术，配合西南水电、西北华北煤电和风电基地开发，建设锦屏—江苏等11回特高压直流输电工程，建成青藏直流联网工程，满足西藏供电，实现西藏电网与西北主网联网。针对电力外送问题，国家电网公司提出了采用±800KV特高压直流输电的设想，此方案已得到了国家发改委的正式批准。

传统的晶闸管采用电触发（ETT）原理，光控晶闸管依靠光触发（LTT）原理实现晶闸管功能，相对于传统的电触发晶闸管具有更高灵敏度、更易实现对过压的自保护性能和措施和正向恢复自保护（FRP）。光控晶闸管作为一种功率半导体器件是在30多年前发展起来的并应用于直流输电应用领域，其最突出特点是采用全控型电力电子器件IGBT，与采用传统晶闸管直流输电相比，其系统反应速度快、可控性较好、运行方式灵活，比常规直流输电能极大地减少系统短路，还能向无源电网供电，是解决大面积区域停电、实现远距离孤立送电的有效途径。

上述特高压直流输电工程采用的换流阀，其关键部件是5英寸光控晶闸管元件管壳，目前，还没有厂家设计、制造。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种适用于特高压直流输电工程的光控晶闸管元件管壳。

按照本实用新型的技术方案：一种光控晶闸管元件管壳，包括阴极模块及阳极模块，所述阴极模块包括阴极电极及同心封接在所述阴极电极外缘的阴极法兰，所述阳极模块包括上下叠合、同心封接的阳极法兰、阳极瓷环及阳极应力环，所述阳极应力环同心封接在阳极电极的外缘，所述阴极电极上开有轴向通孔，所述阴极电极的上表面上开设有与所述通孔相连通的凹槽，所述阴极电极的下表面上开设有与所述通孔相连通的沉孔，所述沉孔内设置有光控蓝宝石窗口模块。

所述光控蓝宝石窗口模块包括窗口瓷环及蓝宝石，所述窗口瓷环及所述蓝宝石依次同心封接在所述通孔的端部。

所述窗口瓷环采用95%氧化铝陶瓷。

所述阳极瓷环采用95%氧化铝陶瓷。

所述阳极瓷环的外壁上设置有多道凸环。

所述阳极电极的外缘上设置有阳极铜环，所述阳极铜环位于所述阳极应力环的下部。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型通过在阴极电极上设置光控蓝宝石窗口模块，实现了光触发的结构要求；在阳极瓷环的外壁上设置了多道凸环，增加了爬电距离；在阳极电极的上设置有阳极铜环，提高了晶闸管的散热效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中的阴极模块的结构示意图。

图3为图2的局部俯视图。

图4为图2中的A处放大图。

图5为图1中的阳极模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

图1~图5中，包括阴极电极1、阴极法兰2、蓝宝石3、窗口瓷环4、阳极电极5、阳极铜环6、阳极应力环7、阳极瓷环8、阳极法兰9、阴极模块10、阳极模块11、沉孔12、通孔13、凹槽14、凸环15等。

如图1所示，本实用新型是一种5英寸光控晶闸管元件管壳，由阴极模块10与阳极模块11组合而成。阴极模块10和阳极模块11采用95%氧化铝瓷与铜电极通过陶瓷金属化达到封接。

如图2、图3所示，上述阴极模块10包括阴极电极1及同心封接在阴极电极1外缘的阴极法兰2。阴极电极1及阴极法兰2均由铜制成。

在阴极电极1上开有轴向通孔13，阴极电极1的上表面上开设有与通孔13相连通的凹槽14，凹槽14用来安装光控元件。阴极电极1的下表面上开设有与通孔13相连通的沉孔12，沉孔12内设置有光控窗口模块。

如图4所示，光控蓝宝石窗口模块包括窗口瓷环4及蓝宝石3，窗口瓷环4及蓝宝石3依次同心封接在通孔13的端部。窗口瓷环4采用95%氧化铝陶瓷。

如图5所示，阳极模块11包括上下叠合、同心封接的阳极法兰9、阳极瓷环8及阳极应力环7，阳极应力环7同心封接在阳极电极5的外缘。阳极法兰9、阳极应力环7及阳极电极5由铜制成，阳极瓷环8采用95%氧化铝陶瓷。

阳极瓷环8的外壁上设置有多道凸环15，以增加爬电距离。

阳极电极5的外缘上还设置有阳极铜环6，阳极铜环6位于阳极应力环7的下部。阳极铜环6可有效提高晶闸管的散热效果。

本实用新型通过对阴极模块10进行特殊设计，在阴极电极1上设置光控蓝宝石窗口模块，实现了光触发的结构要求。

本实用新型采用高精密加工技术制造而成，具备5英寸晶闸管高气密性、高稳定性、高可靠性的要求，确保了5英寸晶闸管工作于重复峰值电压8000V，通态平均电流3400A的状态。其技术指标：封接气密性≤1×10^-8Pam³/S；铜电极平面度≤0.015mm；蓝宝石窗口透光率≥99.99%；蓝宝石窗口抗拉力≥10Kg。

Claims

1.一种光控晶闸管元件管壳，包括阴极模块（10）及阳极模块（11），所述阴极模块（10）包括阴极电极（1）及同心封接在所述阴极电极（1）外缘的阴极法兰（2），所述阳极模块（11）包括上下叠合、同心封接的阳极法兰（9）、阳极瓷环（8）及阳极应力环（7），所述阳极应力环（7）同心封接在阳极电极（5）的外缘，其特征是：所述阴极电极（1）上开有轴向通孔（13），所述阴极电极（1）的上表面上开设有与所述通孔（13）相连通的凹槽（14），所述阴极电极（1）的下表面上开设有与所述通孔（13）相连通的沉孔（12），所述沉孔（12）内设置有光控蓝宝石窗口模块。

2.按照权利要求1所述的光控晶闸管元件管壳，其特征是：所述光控蓝宝石窗口模块包括窗口瓷环（4）及蓝宝石（3），所述窗口瓷环（4）及所述蓝宝石（3）依次同心封接在所述通孔（13）的端部。

3.按照权利要求2所述的光控晶闸管元件管壳，其特征是：所述窗口瓷环（4）采用95%氧化铝陶瓷。

4.按照权利要求1所述的光控晶闸管元件管壳，其特征是：所述阳极瓷环（8）采用95%氧化铝陶瓷。

5.按照权利要求1或4所述的光控晶闸管元件管壳，其特征是：所述阳极瓷环（8）的外壁上设置有多道凸环（15）。

6.按照权利要求1所述的光控晶闸管元件管壳，其特征是：所述阳极电极（5）的外缘上设置有阳极铜环（6），所述阳极铜环（6）位于所述阳极应力环（7）的下部。