JPH09131061A - 水冷式半導体変換器 - Google Patents
水冷式半導体変換器Info
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- JPH09131061A JPH09131061A JP28564495A JP28564495A JPH09131061A JP H09131061 A JPH09131061 A JP H09131061A JP 28564495 A JP28564495 A JP 28564495A JP 28564495 A JP28564495 A JP 28564495A JP H09131061 A JPH09131061 A JP H09131061A
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- cooled
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、空気絶縁式水冷半導体変換器の冷
却配管の絶縁劣化防止及び結露防止することを目的とす
る。 【解決手段】 複数個のサイリスタモジュール１，１n
から成り、該サイリスタモジュール１，１n には、内部
に水冷フィンを有する半導体素子３，３n と、この付属
部品である水冷リアクトル４，４n 、水冷抵抗５，５n
等の水冷部品が収納され、該水冷部品間を水冷配管１
０，１０n で接続し、冷却装置７から供給される冷却水
によって冷却する水冷式半導体変換器において、前記水
冷配管１０，１０n のいずれかの表面に少なくとも２個
の電極１３ー１，１３ー２を所定の間隔を持って取付
け、この電極間に直流電圧を印加し流れる電流をモニタ
するタ装置１５を備えた水冷式半導体変換器。
却配管の絶縁劣化防止及び結露防止することを目的とす
る。 【解決手段】 複数個のサイリスタモジュール１，１n
から成り、該サイリスタモジュール１，１n には、内部
に水冷フィンを有する半導体素子３，３n と、この付属
部品である水冷リアクトル４，４n 、水冷抵抗５，５n
等の水冷部品が収納され、該水冷部品間を水冷配管１
０，１０n で接続し、冷却装置７から供給される冷却水
によって冷却する水冷式半導体変換器において、前記水
冷配管１０，１０n のいずれかの表面に少なくとも２個
の電極１３ー１，１３ー２を所定の間隔を持って取付
け、この電極間に直流電圧を印加し流れる電流をモニタ
するタ装置１５を備えた水冷式半導体変換器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直流送電、無効電力
補償装置などに使用される水冷式半導体変換器に係り、
特に冷却水伝達用水冷配管の絶縁劣化、結露防止した水
冷式半導体変換器に関するものである。
補償装置などに使用される水冷式半導体変換器に係り、
特に冷却水伝達用水冷配管の絶縁劣化、結露防止した水
冷式半導体変換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】直流送電や無効電力補償装置などに使用
される中高圧半導体変換器は近年益々大容量化される傾
向にある。これに伴ない半導体素子及びこの分圧回路に
発生する損失が増大する為冷却効率の優れた水冷方式を
一般に採用している。一方、中高圧半導体変換器の主絶
縁部の絶縁には従来から空気、油、ＳＦ６ガスなどが現
在までに実施検討されているが、これらのうち空気絶縁
方式は、保守点検の容易さ、絶縁媒体を収納するタンク
が不要であることなどの利点がある。従って、空気絶縁
方式水冷半導体変換器は冷却効率が良く、保守が容易、
タンクが不要などの優れた特徴を有し、今後大いに利用
されることが予想される。
される中高圧半導体変換器は近年益々大容量化される傾
向にある。これに伴ない半導体素子及びこの分圧回路に
発生する損失が増大する為冷却効率の優れた水冷方式を
一般に採用している。一方、中高圧半導体変換器の主絶
縁部の絶縁には従来から空気、油、ＳＦ６ガスなどが現
在までに実施検討されているが、これらのうち空気絶縁
方式は、保守点検の容易さ、絶縁媒体を収納するタンク
が不要であることなどの利点がある。従って、空気絶縁
方式水冷半導体変換器は冷却効率が良く、保守が容易、
タンクが不要などの優れた特徴を有し、今後大いに利用
されることが予想される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、空気絶縁式
水冷半導体変換器は冷却媒体に純水を使用するので、冷
却配管表面に空気中の水分が結露する場合がある。この
結露は空気中の埃、ごみと相俟って冷却配管の絶縁特性
を低下させ、最悪の場合はフラッシュオーバなどの事故
を招くことがある。
水冷半導体変換器は冷却媒体に純水を使用するので、冷
却配管表面に空気中の水分が結露する場合がある。この
結露は空気中の埃、ごみと相俟って冷却配管の絶縁特性
を低下させ、最悪の場合はフラッシュオーバなどの事故
を招くことがある。
【０００４】本発明は冷却配管の絶縁劣化防止及び結露
防止のため冷却配管表面に付着する空気中の埃、ごみ水
分などの影響により冷却配管の絶縁特性が低下すること
に着目し、この原因の除去と拡大被害を未然に防止出来
る水冷式半導体変換器を提供することを目的とする。
防止のため冷却配管表面に付着する空気中の埃、ごみ水
分などの影響により冷却配管の絶縁特性が低下すること
に着目し、この原因の除去と拡大被害を未然に防止出来
る水冷式半導体変換器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、複数個のサイリスタモジ
ュールから成り、該サイリスタモジュールには、内部に
水冷フィンを有する半導体素子と、この付属部品である
水冷抵抗、水冷リアクトル等の水冷部品が収納され、該
水冷部品間を水冷配管を介して接続し、冷却装置から供
給される冷却水によって冷却する水冷式半導体変換器に
おいて、前記水冷配管のいずれかの表面に少なくとも２
個の電極を所定の間隔を持って取付け、この電極間に直
流電圧を印加し流れる電流をモニタする装置を備えたこ
とを特徴とするものである。
に、請求項１に記載の発明は、複数個のサイリスタモジ
ュールから成り、該サイリスタモジュールには、内部に
水冷フィンを有する半導体素子と、この付属部品である
水冷抵抗、水冷リアクトル等の水冷部品が収納され、該
水冷部品間を水冷配管を介して接続し、冷却装置から供
給される冷却水によって冷却する水冷式半導体変換器に
おいて、前記水冷配管のいずれかの表面に少なくとも２
個の電極を所定の間隔を持って取付け、この電極間に直
流電圧を印加し流れる電流をモニタする装置を備えたこ
とを特徴とするものである。
【０００６】又、請求項２に記載の発明は、複数個のサ
イリスタモジュールから成り、該サイリスタモジュール
には、内部に水冷フィンを有する半導体素子と、この付
属部品である水冷抵抗、水冷リアクトル等の水冷部品が
収納され、該水冷部品間を水冷配管を介して接続し、冷
却装置から供給される冷却水によって冷却する水冷式半
導体変換器において、前記水冷配管と同一材質のダミー
配管を冷却系統の任意の箇所に取付け、該ダミー配管の
表面に少なくとも２個の電極を所定の間隔を持って設
け、この電極間に直流電圧を印加し流れる電流をモニタ
するモニタ装置を備えたことを特徴とするものである。
イリスタモジュールから成り、該サイリスタモジュール
には、内部に水冷フィンを有する半導体素子と、この付
属部品である水冷抵抗、水冷リアクトル等の水冷部品が
収納され、該水冷部品間を水冷配管を介して接続し、冷
却装置から供給される冷却水によって冷却する水冷式半
導体変換器において、前記水冷配管と同一材質のダミー
配管を冷却系統の任意の箇所に取付け、該ダミー配管の
表面に少なくとも２個の電極を所定の間隔を持って設
け、この電極間に直流電圧を印加し流れる電流をモニタ
するモニタ装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】更に、求項３に記載の発明は、請求項１又
は請求項２に記載の発明におけるモニタ装置の出力に応
じて水冷配管を通流する冷却水量を調整する装置を具備
したことを特徴とするものである。
は請求項２に記載の発明におけるモニタ装置の出力に応
じて水冷配管を通流する冷却水量を調整する装置を具備
したことを特徴とするものである。
【０００８】又、請求項４に記載の発明は、請求項１又
は請求項２に記載の発明におけるモニタ装置の出力に応
じて水冷式半導体変換器が設置されている室内の空気温
度、湿度を調整する空気調節器を具備したことを特徴と
するものである。
は請求項２に記載の発明におけるモニタ装置の出力に応
じて水冷式半導体変換器が設置されている室内の空気温
度、湿度を調整する空気調節器を具備したことを特徴と
するものである。
【０００９】更に又、請求項５に記載の発明は、請求項
１又は請求項２に記載の発明におけるモニタ装置の出力
信号が所定値を越えた場合システムの運停を停止する信
号を発生するインターロック装置を具備したことを特徴
とするものである。
１又は請求項２に記載の発明におけるモニタ装置の出力
信号が所定値を越えた場合システムの運停を停止する信
号を発生するインターロック装置を具備したことを特徴
とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、請求項１に記載の発明の一
実施例を図１の構成図を参照して説明する。図１は空気
絶縁水冷式半導体変換器を構成する単位ア―ムを示した
ものでサイリスタモジュール１，１n を多段に積層して
構成している。
実施例を図１の構成図を参照して説明する。図１は空気
絶縁水冷式半導体変換器を構成する単位ア―ムを示した
ものでサイリスタモジュール１，１n を多段に積層して
構成している。
【００１１】サイリスタモジュール１，１n は水冷フィ
ン２，２n 、サイリスタ３，３n 、水冷アノードリアク
トル４，４n 及びサイリスタの分圧回路であるスナバ水
冷抵抗５，５n 、スナバコンデンサ６，６n で構成して
いる。又、冷却水は純水冷却装置７よりポンプ８を介し
て冷却水入口側母管９を通して各サイリスタモジュール
１，１n へ供給され、サイリスタモジュール１，１n 内
で例えばテフロンチューブなどの絶縁性を有した材料の
水冷配管を用いて１０，１０n の如く各水冷部品と大地
電位にある母管との間を接続し、各水冷部品を冷却した
後冷却水出口側母管１１を通り冷却装置７へ戻る。
ン２，２n 、サイリスタ３，３n 、水冷アノードリアク
トル４，４n 及びサイリスタの分圧回路であるスナバ水
冷抵抗５，５n 、スナバコンデンサ６，６n で構成して
いる。又、冷却水は純水冷却装置７よりポンプ８を介し
て冷却水入口側母管９を通して各サイリスタモジュール
１，１n へ供給され、サイリスタモジュール１，１n 内
で例えばテフロンチューブなどの絶縁性を有した材料の
水冷配管を用いて１０，１０n の如く各水冷部品と大地
電位にある母管との間を接続し、各水冷部品を冷却した
後冷却水出口側母管１１を通り冷却装置７へ戻る。
【００１２】各水冷部品を冷却した冷却水は冷却装置７
内の熱交換器１２により熱交換され再び冷却水入口側母
管９へ供給される。１３ー１，１３ー２は水冷却アノー
ドリアクトル１４の水冷配管表面に取付けた２つの電極
で直流電圧印加装置１４により常時直流電圧を印加して
いる。１５は直流電流モニタ装置で常時前記２つの電極
１３ー１，１３ー２にを取付けた水冷配管表面の漏れ電
流を計測、表示、出力している。
内の熱交換器１２により熱交換され再び冷却水入口側母
管９へ供給される。１３ー１，１３ー２は水冷却アノー
ドリアクトル１４の水冷配管表面に取付けた２つの電極
で直流電圧印加装置１４により常時直流電圧を印加して
いる。１５は直流電流モニタ装置で常時前記２つの電極
１３ー１，１３ー２にを取付けた水冷配管表面の漏れ電
流を計測、表示、出力している。
【００１３】以上説明した構成は水冷式半導体変換器の
実使用状態における水冷配管表面の漏れ電流を２つの電
極１３ー１，１３ー２に直流電圧を印加することで常時
モニタすることが可能とし水冷配管表面の汚損状況、絶
縁劣化状況を常時監視、保守することが実現できる。
実使用状態における水冷配管表面の漏れ電流を２つの電
極１３ー１，１３ー２に直流電圧を印加することで常時
モニタすることが可能とし水冷配管表面の汚損状況、絶
縁劣化状況を常時監視、保守することが実現できる。
【００１４】以上のように、図１に示す実施例によれ
ば、常時水冷配管の表面漏れ電流をモニタするので絶縁
的に問題となる状況を事前に把握でき所望の予防保全施
策することが可能となり絶縁劣化によるフラッシュオー
バなどの重大事故を未然に防止できる。
ば、常時水冷配管の表面漏れ電流をモニタするので絶縁
的に問題となる状況を事前に把握でき所望の予防保全施
策することが可能となり絶縁劣化によるフラッシュオー
バなどの重大事故を未然に防止できる。
【００１５】次に、図１と同一部に同一符号を付して示
す図２を参照して請求項２に記載の発明の一実施例を説
明する。尚、図２において、図１と同一の符号のものは
同一の機能を有したものであるため、その説明は省略す
る。
す図２を参照して請求項２に記載の発明の一実施例を説
明する。尚、図２において、図１と同一の符号のものは
同一の機能を有したものであるため、その説明は省略す
る。
【００１６】図２の１６は実使用している水冷配管と全
く同様の特性を有した材料で構成され、大地電位近傍の
冷却水出口側母管９、入口側母管１１間に設けられたダ
ミー配管である。このダミ―配管１６に所定の間隔を持
って電極１３ー１，１３ー２を取付け、更にこの電極間
に、直流電圧印加装置１４から直流電圧を印加し、これ
によって流れる直流電流をモニタ装置１５によって監視
する。
く同様の特性を有した材料で構成され、大地電位近傍の
冷却水出口側母管９、入口側母管１１間に設けられたダ
ミー配管である。このダミ―配管１６に所定の間隔を持
って電極１３ー１，１３ー２を取付け、更にこの電極間
に、直流電圧印加装置１４から直流電圧を印加し、これ
によって流れる直流電流をモニタ装置１５によって監視
する。
【００１７】次に、図１と同一部に同一符号を付して示
す図３を参照して請求項３に記載の発明の一実施例を説
明する。尚、図３において、図１と同一の符号のものは
同一の機能を有したものであるため、その説明は省略す
る。
す図３を参照して請求項３に記載の発明の一実施例を説
明する。尚、図３において、図１と同一の符号のものは
同一の機能を有したものであるため、その説明は省略す
る。
【００１８】図３の実施例は、は直流電流モニタ装置１
５からの出力を冷却水入口側母管９に設けた冷却水量調
整装置１７に入力したもので直流電流モニタ装置の出力
が所定値以上となった時冷却水量を減少させ冷却水温を
上昇させるものである。即ち、水冷式半導体変換器を据
付けた室内の露点温度より冷却配管の温度が低下した場
合冷却配管は結露してしまい表面漏れ電流が増加するこ
とに着目したもので、冷却水量を調整することにより水
冷配管表面の温度を上昇させその原因を根本から除去す
るようにしたものである。
５からの出力を冷却水入口側母管９に設けた冷却水量調
整装置１７に入力したもので直流電流モニタ装置の出力
が所定値以上となった時冷却水量を減少させ冷却水温を
上昇させるものである。即ち、水冷式半導体変換器を据
付けた室内の露点温度より冷却配管の温度が低下した場
合冷却配管は結露してしまい表面漏れ電流が増加するこ
とに着目したもので、冷却水量を調整することにより水
冷配管表面の温度を上昇させその原因を根本から除去す
るようにしたものである。
【００１９】次に、図１と同一部に同一符号を付して示
す図４を参照して請求項４に記載の発明の一実施例を説
明する。尚、図４において、図１と同一の符号のものは
同一の機能を有したものであるため、その説明は省略す
る。
す図４を参照して請求項４に記載の発明の一実施例を説
明する。尚、図４において、図１と同一の符号のものは
同一の機能を有したものであるため、その説明は省略す
る。
【００２０】図４の実施例は、水冷式半導体変換器を据
付けた室内１８に空気調節器１９を設置したもので図３
と同様に直流電流モニタ装置１５の出力が所定値以上と
なった時、水冷式半導体変換器を据付けた室内１８の空
気温度、湿度を調整する空気調節器を動作させるように
したものでで図３と全く同様の効果が得られる。
付けた室内１８に空気調節器１９を設置したもので図３
と同様に直流電流モニタ装置１５の出力が所定値以上と
なった時、水冷式半導体変換器を据付けた室内１８の空
気温度、湿度を調整する空気調節器を動作させるように
したものでで図３と全く同様の効果が得られる。
【００２１】次に、図１と同一部に同一符号を付して示
す図５を参照して請求項５に記載の発明の一実施例を説
明する。尚、図５において、図１と同一の符号のものは
同一の機能を有したものであるため、その説明は省略す
る。
す図５を参照して請求項５に記載の発明の一実施例を説
明する。尚、図５において、図１と同一の符号のものは
同一の機能を有したものであるため、その説明は省略す
る。
【００２２】図５は直流電流モニタ装置１５の出力信号
の出力をインターロック装置２０に入力したもので運転
指令が来た際に前記直流電流モニタ装置１５の出力信号
が所定値以下の時運転を許す信号２２を出力し、且つ運
転信号２３が発生している状態で直流電流モニタ装置１
５の出力信号が所定値以上の時システムトリップ信号２
４を発生するようにしたもので水冷配管の表面漏れ電流
が絶縁的に問題となる状況の時は水冷式半導体変換器を
運転せず、万一運転中に問題となる状況になった時は即
刻システムトリップさせ絶縁事故を未然に防止すると共
に拡大被害を最小にするようにしたものである。
の出力をインターロック装置２０に入力したもので運転
指令が来た際に前記直流電流モニタ装置１５の出力信号
が所定値以下の時運転を許す信号２２を出力し、且つ運
転信号２３が発生している状態で直流電流モニタ装置１
５の出力信号が所定値以上の時システムトリップ信号２
４を発生するようにしたもので水冷配管の表面漏れ電流
が絶縁的に問題となる状況の時は水冷式半導体変換器を
運転せず、万一運転中に問題となる状況になった時は即
刻システムトリップさせ絶縁事故を未然に防止すると共
に拡大被害を最小にするようにしたものである。
【００２３】
【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、実使
用での温度、水温、表面汚損状態で表面漏れ電流を常時
チェックするので水冷配管の絶縁的に問題となる状況を
確実に把握でき且つ過渡のエアコン運転、冷却水温調整
を不要とし、異常を予知した安全な水冷式半導体変換器
を提供できる。
用での温度、水温、表面汚損状態で表面漏れ電流を常時
チェックするので水冷配管の絶縁的に問題となる状況を
確実に把握でき且つ過渡のエアコン運転、冷却水温調整
を不要とし、異常を予知した安全な水冷式半導体変換器
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明の一実施例を示す構成
図。
図。
【図２】請求項２に記載の発明の一実施例を示す構成
図。
図。
【図３】請求項３に記載の発明の一実施例を示す構成
図。
図。
【図４】請求項４に記載の発明の一実施例を示す構成
図。
図。
【図５】請求項５に記載の発明の一実施例を示す構成
図。
図。
１，１n …サイリスタモジュール ２，２n …水冷
フィン ３，３n …サイリスタ ４，４n …水冷
アノードリアクトル ５，５n …スナバ水冷抵抗 ６，６n …スナ
バコンデンサ ７ …純水冷却装置 ８ …ポン
プ ９ …冷却水入側口母管 １０，１０n …水冷
配管 １１ …冷却水出側口母管 １２ …熱交
換器 １３ …電極 １４ …直流
電圧印加装置 １５ …直流電流モニタ装置 １６ …ダミ
ー水冷配管 １７ …冷却水量調整器 １８ …遮蔽
室 １９ …空気調節器 ２０ …イン
ターロク装置 ２２ …運転許可指令 ２３ …運転
中信号 ２４ …システムトリップ信号
フィン ３，３n …サイリスタ ４，４n …水冷
アノードリアクトル ５，５n …スナバ水冷抵抗 ６，６n …スナ
バコンデンサ ７ …純水冷却装置 ８ …ポン
プ ９ …冷却水入側口母管 １０，１０n …水冷
配管 １１ …冷却水出側口母管 １２ …熱交
換器 １３ …電極 １４ …直流
電圧印加装置 １５ …直流電流モニタ装置 １６ …ダミ
ー水冷配管 １７ …冷却水量調整器 １８ …遮蔽
室 １９ …空気調節器 ２０ …イン
ターロク装置 ２２ …運転許可指令 ２３ …運転
中信号 ２４ …システムトリップ信号
Claims (5)
- 【請求項１】 複数個のサイリスタモジュールか
ら成り、該サイリスタモジュールには、内部に水冷フィ
ンを有する半導体素子と、この付属部品である水冷抵
抗、水冷リアクトル等の水冷部品が収納され、該水冷部
品間を水冷配管を介して接続し、冷却装置から供給され
る冷却水によって冷却する水冷式半導体変換器におい
て、前記水冷配管のいずれかの表面に少なくとも２個の
電極を所定の間隔を持って取付け、この電極間に直流電
圧を印加し流れる電流をモニタするモニタ装置を備えた
ことを特徴とする水冷式半導体変換器。 - 【請求項２】 複数個のサイリスタモジュールか
ら成り、該サイリスタモジュールには、内部に水冷フィ
ンを有する半導体素子と、この付属部品である水冷抵
抗、水冷リアクトル等の水冷部品が収納され、該水冷部
品間を水冷配管を介して接続し、冷却装置から供給され
る冷却水によって冷却する水冷式半導体変換器におい
て、前記水冷配管と同一材質のダミー配管を冷却系統の
任意の箇所に取付け、該ダミー配管の表面に少なくとも
２個の電極を所定の間隔を持って設け、この電極間に直
流電圧を印加し流れる電流をモニタするモニタ装置を備
えたことを特徴とする水冷式半導体変換器。 - 【請求項３】 前記モニタ装置の出力に応じて前
記水冷配管を通流する冷却水量を調整する装置を具備し
たことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水冷
式半導体変換器。 - 【請求項４】 前記モニタ装置の出力に応じて水
冷式半導体変換器が設置されている室内の空気温度、湿
度を調整する空気調節器を具備したことを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載の水冷式半導体変換器。 - 【請求項５】 前記モニタ装置の出力信号が所定
値を越えた場合システムの運停を停止する信号を発生す
るインターロック装置を具備したことを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載の水冷式半導体変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28564495A JPH09131061A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 水冷式半導体変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28564495A JPH09131061A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 水冷式半導体変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09131061A true JPH09131061A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17694208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28564495A Pending JPH09131061A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 水冷式半導体変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09131061A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000245156A (ja) * | 1999-02-22 | 2000-09-08 | Toshiba Corp | 半導体モジュール |
| JP2002369547A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-20 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| WO2017188385A1 (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 株式会社東芝 | 鉄道車両の電力変換装置 |
| JP2019022309A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| KR102013774B1 (ko) * | 2018-03-30 | 2019-08-23 | 엘에스산전 주식회사 | 무효전력보상장치의 스위치어셈블리 |
| KR102020317B1 (ko) * | 2018-03-30 | 2019-09-10 | 엘에스산전 주식회사 | 가압장치 및 스위칭모듈에서의 스위치 교체 방법 |
| KR20190114416A (ko) * | 2018-03-30 | 2019-10-10 | 엘에스산전 주식회사 | 무효전력보상장치의 스위치어셈블리 |
-
1995
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