CN108417547B - 一种晶闸管压装结构 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种晶闸管压装结构，包括：晶闸管组件，一侧设置有均压电阻；若干根绝缘拉杆，其延伸方向与晶闸管组件延伸方向一致；相对设置的活动端板和固定端板，若干根绝缘拉杆的两端分别连接在活动端板和固定端板上，活动端板、固定端板和绝缘拉杆形成用以容纳晶闸管组件的容纳腔；晶闸管组件包括：若干个沿同一直线阵列设置的散热器，相邻两散热器之间设置有晶闸管；散热器上设置有可供阻尼电阻安装的阻尼电阻散热区，以及，与晶闸管相对应的晶闸管散热区；冷却液首先流入晶闸管散热区，然后流入阻尼电阻散热区，用以对连接在散热器上的晶闸管及阻尼电阻进行冷却，可保证晶闸管和阻尼电阻的有效散热。

Description

一种晶闸管压装结构

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，具体涉及一种晶闸管压装结构。

背景技术

晶闸管、阻尼电阻是特高压直流输电的核心部件，晶闸管和阻尼电阻的散热性能是换流阀可靠运行的关键因素之一，因此保证晶闸管和阻尼电阻的散热性能尤为重要。

目前已有的晶闸管压装机构主要有3种，分别为：拉带结构、拉板结构、拉杆结构。其中拉带采用环形结构，其结构强度难于实现晶闸管压装力要求，因此在工程应用时有一定风险，拉带结构会挡散热器的两个面，不利于散热器导热面的充分利用。拉板结构用螺栓将拉板与端板固定在一起，螺栓结构不利于结构的快速安装，拉板结构面积较大，挡住了散热器两个侧面，也不利于散热器导热面的利用。

目前只有拉带结构的晶闸管压装机构将阻尼电阻与晶闸管共用散热器，但其共用方式为棒电阻插入散热器内散热，这种方式难于保证电阻散热的可靠性。

发明内容

基于上述的分析，本发明实施例提供一种晶闸管压装结构，用以解决现有的晶闸管压装结构无法保证晶闸管和阻尼电阻的有效散热的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种晶闸管压装结构，包括：晶闸管组件，所述晶闸管组件一侧设置有均压电阻；若干根绝缘拉杆，所述绝缘拉杆的延伸方向与所述晶闸管组件的延伸方向一致；相对设置的活动端板和固定端板，若干根所述绝缘拉杆的两端分别连接在所述活动端板和固定端板上，所述活动端板、固定端板和所述绝缘拉杆形成用以容纳所述晶闸管组件的容纳腔；所述晶闸管组件包括：若干个沿同一直线阵列设置的散热器，相邻两片所述散热器之间设置有晶闸管；所述散热器上设置有可供阻尼电阻安装的阻尼电阻散热区，以及，与所述晶闸管相对应的晶闸管散热区；冷却流道，设置在所述散热器内部，冷却液沿所述冷却流道流动，冷却液首先流入所述晶闸管散热区，然后流入所述阻尼电阻散热区，用以对连接在所述散热器上的所述晶闸管及所述阻尼电阻进行冷却。

所述散热器异于所述晶闸管的侧壁上设置有进液口和出液口，相邻两个所述散热器彼此串联形成散热器组，冷却液通过其中一个所述散热器的进液口流入，对该散热器进行冷却后从出液口流出并流入另一个散热器的所述进液口中，并最终从该散热器的所述出液口中流出。

晶闸管压装结构还包括绝缘支撑梁，设置于所述活动端板及固定端板之间并位于所述晶闸管组件底部，在所述晶闸管压装结构进行压装前和拆卸后，所述绝缘支撑梁用于支撑所述晶闸管组件。

所述绝缘支撑梁上设置有增爬凹槽。

所述晶闸管组件的两端分别连接有第一母排和第二母排，电流经过所述第一母排流入所述晶闸管组件中，然后从所述第二母排中流出。

所述容纳腔内位于所述晶闸管组件与所述活动端板之间的位置设置有压力组件，所述压力组件用以将所述第一母排贴紧在所述晶闸管组件上。

所述第一母排贴装于所述压力组件上，所述第二母排贴装于所述晶闸管组件远离所述压力组件的最后一个散热器上。

所述活动端板上设置有安装孔，所述压力组件包括：适配器，安装在所述活动端板的安装孔中；压装螺杆，嵌套在所述适配器中；压力件，设置在所述压装螺杆与所述第一母排之间，用以提供使所述第一母排压紧所述晶闸管组件的弹力。

所述压力件包括：锥面垫圈，可相对所述压装螺杆运动地套设在所述压装螺杆的内壁上；碟簧压片，过盈连接在所述锥面垫圈上，所述碟簧压片与所述压装螺杆之间设置有碟簧，所述碟簧用以提供所述弹力。

所述锥面垫圈上设置有对中孔，所述对中孔与所述第一母排之间设置有球面垫圈，所述球面垫圈嵌入所述对中孔中,所述球面垫圈的调心球面与所述锥面垫圈的调心锥面之间线接触。

所述第一母排上设置有对准孔，所述球面垫圈远离所述对中孔的一端设置有凸台，所述凸台插入所述对准孔中以使所述球面垫圈稳定连接在所述第一母排上。

所述绝缘拉杆的两端设置有缩颈部，相邻所述缩颈部上设置有外径大于所述缩颈部的台阶，所述台阶一侧设置有承压端，所述活动端板和所述固定端板设置有带有缺口的连接孔，所述缩颈部通过所述缺口进入所述连接孔中，外力作用在所述活动端板和所述固定端板上，所述连接孔运动至所述台阶处，所述活动端板和所述固定端板被所述承压端限制以防止脱出。

所述活动端板和所述固定端板的上部设置有挂环。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明实施例提供的晶闸管压装结构，包括：晶闸管组件，晶闸管组件的一侧设置有均压电阻；若干根绝缘拉杆，绝缘拉杆的延伸方向与晶闸管组件的延伸方向一致；相对设置的活动端板和固定端板，若干根绝缘拉杆的两端分别连接在活动端板和固定端板上，活动端板、固定端板和绝缘拉杆形成用以容纳晶闸管组件的容纳腔；晶闸管组件包括：若干个沿同一直线并排设置的散热器，相邻两片散热器之间设置有晶闸管；散热器上设置有可供阻尼电阻安装的阻尼电阻散热区，以及，与晶闸管相对应的晶闸管散热区；冷却流道设置在散热器内部，冷却液沿冷却流道流动，首先流经晶闸管散热区，然后流经阻尼电阻散热区，并将晶闸管和阻尼电阻传递的热量带走，从而完成对连接在散热器上的晶闸管及阻尼电阻进行冷却。本发明提供的散热机构，采用晶闸管和阻尼电阻共用散热器的设计，节省了阻尼电阻所占的空间，减小了体积。

2.本发明实施例提供的晶闸管压装结构，散热器侧壁上设置有进液口和出液口，相邻两个所述散热器彼此串联形成散热器组，两个散热器共用一个水路，冷却液通过其中一个所述散热器的进液口流入，对该散热器进行冷却后流入另一个散热器的所述进液口中，最终从该散热器的所述出液口中流出。

本发明中，进行冷却工作前的冷却液在进水管中流动，进行完冷却工作的冷却液在出水管中流动。进水管中引出进水头，进水头的水进入一个散热器组中的第一个散热器的进液口，对该散热器进行冷却后从该散热器的出液口流出，然后流入第二个散热器的所述进液口中，最终从第二个散热器的所述出液口中流出，在该出液口上设置有出液头，出液头与出液管相连接，并将完成冷却过程的冷却液带走。

同时，本发明提供的散热机构中，阻尼电阻不用单独设置散热器，进而可以避免单独设置接水口，从而有效的避免了漏水点的出现。通过上述的方案，可以有效地减少总的水口数量，进而减少漏水点，提高了装置的可靠性。

3、本发明实施例提供的晶闸管压装结构，该晶闸管压装结构中的绝缘支撑梁上设置有增爬凹槽，用于增加散热器间的爬电距离，解决相邻两个散热器间爬距不够的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例中晶闸管组件的一个具体示例的结构示意图；

图2为本发明实施例中散热器的一个具体示例的结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的两个散热器构成的散热器组中冷却液的流动示意图；

图4为本发明实施例中提供的晶闸管压装结构的一个具体示例的示意图；

图5(a)-图5(d)为本发明实施例中提供的晶闸管压装结构的安装过程的一个具体示例的示意图；

图6为本发明实施例中提供的晶闸管压装结构的一个具体示例的截面图；

图7为本发明实施例中压力组件的一个具体示例的截面图。

附图标记说明：

1-晶闸管； 2-阻尼电阻； 3-散热器； 31-阻尼电阻散热区；

32-晶闸管散热区； 33-阻尼电阻冷却流道； 34-晶闸管冷却流道；

35-进液口； 36-出液口； 4-均压电阻； 5-绝缘拉杆；

51-缩颈部；53-承压端；

61-活动端板； 611-安装孔； 62-固定端板；

7-压力组件； 71-适配器； 72-锁紧螺母； 73-压装螺杆； 74-碟簧；

75-碟簧压片； 77-球面垫圈； 771-凸台； 772-调心球面；

79-锥面垫圈； 791-对中孔； 792-调心锥面；

81-第一母排； 811-对准孔； 82-第二母排； 9-绝缘支撑梁；

91-增爬凹槽； 10-挂环。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提出了一种晶闸管压装结构，如图4和6所示，该晶闸管压装结构包括：晶闸管组件，所述晶闸管组件一侧设置有均压电阻4；若干根绝缘拉杆5，所述绝缘拉杆5的延伸方向与所述晶闸管组件的延伸方向一致；相对设置的活动端板61和固定端板62，若干根所述绝缘拉杆5的两端分别连接在所述活动端板61和固定端板62上，所述活动端板61、固定端板62和所述绝缘拉杆5形成用以容纳所述晶闸管组件的容纳腔；所述晶闸管组件包括：若干个沿同一直线阵列设置的散热器3，相邻两片所述散热器3之间设置有晶闸管1；如图1和图2所示，所述散热器3上设置有可供阻尼电阻2安装的阻尼电阻散热区31，以及，与所述晶闸管相对应的晶闸管散热区32；冷却流道，设置在所述散热器3内部，冷却液沿所述冷却流道流动，冷却液首先流入所述晶闸管散热区32，然后流入所述阻尼电阻散热区31，用以对连接在所述散热器3上的所述晶闸管1及所述阻尼电阻2进行冷却。

本实施例提供的散热机构，采用晶闸管1和阻尼电阻2共用散热器3的设计，节省了阻尼电阻2所占的空间，减小了体积。

本实施例中，如图2和3所示，散热器3异于晶闸管的侧壁上设置有进液口35和出液口36，相邻两个所述散热器3彼此串联形成散热器组，两个散热器3共用一个水路，冷却液通过左侧的所述散热器3的进液口35流入，依次通过晶闸管冷却流道34和阻尼电阻冷却流道33,对该散热器进行冷却后从出液口36流出并流入右侧的散热器3的所述进液口35中，最终从该散热器3的所述出液口36中流出。

本实施例中，进行冷却工作前的冷却液在进水管中流动，进行完冷却工作的冷却液在出水管中流动，冷却液的流动方向如图3中的箭头方向所示。进水管中引出进水头，进水头的水进入一个散热器组中的第一个散热器3的进液口35，对该散热器3进行冷却后从该散热器3的出液口36流出，然后流入第二个散热器3的所述进液口35中，最终从第二个散热器3的所述出液口36中流出，在该出液口36上设置有出水头，出水头与出水管相连接，并将完成冷却过程的冷却液带走。

同时，本实施例提供的散热结构中，阻尼电阻3不用单独设置散热器3，进而可以避免单独设置接水口，从而有效的避免了漏水点的出现。通过上述的方案，可以有效地减少总的水口数量，进而减少漏水点，提高了装置的可靠性。

本实施例中，具体地，阻尼电阻2通过螺钉安装在阻尼电阻散热区31上，该设计节省了阻尼电阻2在散热器3上所占的空间，从而减小了晶闸管组件的尺寸。

本实施例中，在晶闸管组件上远离所述散热器进水口的侧壁上设置均压电阻4，均压电阻4贴装于散热器3上，利用散热器3内部冷却流道中的冷却液，将均压电阻4的热量带走，以对均压电阻4进行散热。

如图4所示，本发明实施例提供的晶闸管压装结构还包括绝缘支撑梁9，该绝缘支撑梁9设置于上述活动端板61及固定端板62之间并位于晶闸管组件底部，绝缘支撑梁9用于支撑晶闸管组件，而活动端板61与固定端板62由于采用了如图4所示的四角星结构，在保证强度的前提下最大限度地减小了重量，从而减小了晶闸管压装结构的重量，此外，绝缘支撑梁9上设置有增爬凹槽91，用于增加散热器3间的爬电距离，解决相邻两个散热器3间爬距不够的问题。

在一实施例中，上述绝缘拉杆5的数量设置为四个，四个绝缘拉杆5的延伸方向与晶闸管组件的延伸方向一致，用于固定晶闸管组件，实际应用中，绝缘拉杆5的数量可根据需要进行调整，并不以此为限。绝缘拉杆5的两端设置有缩颈部51，活动端板61和固定端板62设置有带有缺口的连接孔，所述绝缘拉杆5的两端设置有缩颈部51，相邻所述缩颈部51上设置有外径大于所述缩颈部51的台阶，所述台阶一侧设置有承压端53，所述活动端板61和所述固定端板62设置有带有缺口的连接孔，所述缩颈部51通过所述缺口进入所述连接孔中，外力作用在所述活动端板61和所述固定端板62上，所述连接孔运动至所述台阶处，所述活动端板61和所述固定端板62被所述承压端53限制以防止脱出。绝缘拉杆5与活动端板61、固定端板62之间采用插拉结构，插接动作为：绝缘拉杆5的缩颈部51插入活动端板61及固定端板62的连接孔；拉伸动作为：将绝缘拉杆5向活动端板61及固定端板62的远端拉伸；通过插拉动作，绝缘拉杆5将绝缘支撑梁9固定在活动端板61及固定端板62之间。

如图4和6所示，为了实现晶闸管组件的电气连接功能，在晶闸管组件的两端分别连接有第一母排81和第二母排82，晶闸管压装结构工作时，电流经过第一母排81流入晶闸管组件中，然后从第二母排82中流出。同时，容纳腔内位于晶闸管组件与活动端板61之间的位置设置有压力组件7，压力组件7用以将第一母排81和第二母排82贴紧在晶闸管组件上。

在可选实施例中，第一母排81贴装于压力组件7上，第二母排82贴装于晶闸管组件远离压力组件7的最后一个散热器3上。

本实施例中，如图7所示，所述活动端板61上设置有安装孔611，所述压力组件7包括：适配器71，安装在所述活动端板61的安装孔611中；压装螺杆73，嵌套在所述适配器71中；压力件，设置在所述压装螺杆73与所述第一母排81之间，用以提供使所述第一母排81压紧所述晶闸管组件的弹力。

具体地，所述压力件包括：锥面垫圈79，可相对所述压装螺杆73运动地套设在所述压装螺杆73的内壁上；碟簧压片75，过盈连接在所述锥面垫圈79上，所述碟簧压片75与所述压装螺杆73之间设置有碟簧74，所述碟簧74用以提供所述弹力。

同时，所述锥面垫圈79上设置有对中孔791，所述对中孔791与所述第一母排81之间设置有球面垫圈77，所述球面垫圈77嵌入所述对中孔791中，此时所述球面垫圈77的调心球面772与所述锥面垫圈79的调心锥面792之间线接触。

所述第一母排81上设置有对准孔811，所述球面垫圈77远离所述对中孔791的一端设置有凸台771，所述凸台771插入所述对准孔811中以使所述球面垫圈77稳定连接在所述第一母排81上。

如图7所示，上述压力组件7还包括：锁紧螺母72，压力组件7在实际安装时，首先将上述适配器71安装在上述活动端板61的安装孔611内，再将锁紧螺母72拧在压装螺杆73的根部，将压装螺杆73插装于适配器71上，

压力组件7的装配过程如下：

将碟簧74和碟簧压片75套入压装螺杆73，将压装螺杆73与压装螺杆73后端的外轴适应性安装；由上述球面垫圈77的调心球面772和锥面垫圈79上调心锥面792配合对压装力进行调整，使得压力始终指向球心。将压力件的固定件连接到适配器71的外圆上，压力件的顶出机构顶在压装螺杆73的中轴上，压力使得碟簧74压缩，锁紧螺母72和压装螺杆73同时移动，当压力达到设计要求时，将锁紧螺母72拧在活动端板61上。

在可选实施例中，上述活动端板61和固定端板62的上部还设置有挂环10，通过该挂环10，在安装过程中，天车等设备通过挂环10可将多层晶闸管压装结构平行吊装在换流阀模块内部。

如图5(a)-图5(d)所示，本发明实施例的晶闸管压装结构在具体安装时，可以是，首先将上述压力组件7安装在活动端板61上，将上述第一母排81贴在压力组件7上，然后将晶闸管1与设置有阻尼电阻2和均压电阻4的散热器3交替排列，直至最后一个散热器3排列完成，最后将第二母排82贴装于上述最后一个散热器3上，安装完成的晶闸管压装结构的截面图如图5所示。整个安装过程无需螺栓连接，减少了安装时间，降低了安装成本，并且，采用该安装方法得到的晶闸管压装结构在卸载时，晶闸管1与散热器3的相对位置不变，可实现冷却用水管和电气连接件都不移动的情况下更换晶闸管1。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种晶闸管压装结构，其特征在于，包括：

晶闸管组件，所述晶闸管组件一侧设置有均压电阻(4)；

若干根绝缘拉杆(5)，所述绝缘拉杆(5)的延伸方向与所述晶闸管组件的延伸方向一致；

相对设置的活动端板(61)和固定端板(62)，若干根所述绝缘拉杆(5)的两端分别连接在所述活动端板(61)和固定端板(62)上，所述活动端板(61)、固定端板(62)和所述绝缘拉杆(5)形成用以容纳所述晶闸管组件的容纳腔；

所述晶闸管组件包括：

若干个沿同一直线阵列设置的散热器(3)，相邻两片所述散热器(3)之间设置有晶闸管(1)；所述散热器(3)上设置有可供阻尼电阻(2)安装的阻尼电阻散热区(31)，以及，与所述晶闸管相对应的晶闸管散热区(32)；

冷却流道，设置在所述散热器(3)内部，冷却液沿所述冷却流道流动，所述冷却液首先流入所述晶闸管散热区(32)，然后流入所述阻尼电阻散热区(31)，用以对连接在所述散热器(3)上的所述晶闸管(1)及所述阻尼电阻(2)进行冷却；

还包括绝缘支撑梁(9)，设置于所述活动端板(61)及固定端板(62)之间并位于所述晶闸管组件底部，在所述晶闸管压装结构进行压装前和拆卸后，所述绝缘支撑梁(9)用于支撑所述晶闸管组件。

2.根据权利要求1所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述散热器(3)异于所述晶闸管(1)的侧壁上设置有进液口(35)和出液口(36)，相邻两个所述散热器(3)彼此串联形成散热器组，所述冷却液通过其中一个所述散热器(3)的进液口(35)流入，对该散热器(3)进行冷却后从出液口(36)流出并流入另一个散热器(3)的所述进液口(35)中，并最终从该散热器(3)的所述出液口(36)中流出。

3.根据权利要求2所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述绝缘支撑梁(9)上设置有增爬凹槽(91)。

4.根据权利要求3所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述晶闸管组件的两端分别连接有第一母排(81)和第二母排(82)，电流经过所述第一母排(81)流入所述晶闸管组件中，然后从所述第二母排(82)中流出。

5.根据权利要求4所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述容纳腔内位于所述晶闸管组件与所述活动端板(61)之间的位置设置有压力组件(7)，所述压力组件(7)用以将所述第一母排(81)贴紧在所述晶闸管组件上。

6.根据权利要求5所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述第一母排(81)贴装于所述压力组件(7)上，所述第二母排(82)贴装于所述晶闸管组件远离所述压力组件(7)的最后一个散热器(3)上。

7.根据权利要求5所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述活动端板(61)上设置有安装孔(611)，所述压力组件(7)包括：

适配器(71)，安装在所述活动端板(61)的所述安装孔(611)中；

压装螺杆(73)，嵌套在所述适配器(71)中；

压力件，设置在所述压装螺杆(73)与所述第一母排(81)之间，用以提供使所述第一母排(81)压紧所述晶闸管组件的弹力。

8.根据权利要求7所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述压力件包括：

锥面垫圈(79)，可相对所述压装螺杆(73)运动地套设在所述压装螺杆(73)的内壁上；

碟簧压片(75)，过盈连接在所述锥面垫圈(79)上，所述碟簧压片(75)与所述压装螺杆(73)之间设置有碟簧(74)，所述碟簧(74)用以提供所述弹力。

9.根据权利要求8所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述锥面垫圈(79)上设置有对中孔(791)，所述对中孔(791)与所述第一母排(81)之间设置有球面垫圈(77)，所述球面垫圈(77)嵌入所述对中孔(791)中，所述球面垫圈(77)的调心球面(772)与所述锥面垫圈(79)的调心锥面(792)之间线接触。

10.根据权利要求9所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述第一母排(81)上设置有对准孔(811)，所述球面垫圈(77)远离所述对中孔(791)的一端设置有凸台(771)，所述凸台(771)插入所述对准孔(811)中以使所述球面垫圈(77)稳定连接在所述第一母排(81)上。

11.根据权利要求1所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述绝缘拉杆(5)的两端设置有缩颈部(51)，相邻所述缩颈部(51)上设置有外径大于所述缩颈部(51)的台阶，所述台阶一侧设置有承压端(53)，所述活动端板(61)和所述固定端板(62)设置有带有缺口的连接孔，所述缩颈部(51)通过所述缺口进入所述连接孔中，外力作用在所述活动端板(61)和所述固定端板(62)上，所述连接孔运动至所述台阶处，所述活动端板(61)和所述固定端板(62)被所述承压端(53)限制以防止脱出。

12.根据权利要求11所述的晶闸管压装结构，其特征在于，所述活动端板(61)和所述固定端板(62)的上部设置有挂环(10)。