專利名稱：一種一體化直接水冷式阻尼電阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)器件領(lǐng)域，具體涉及一種高壓直流輸電換流閥用一體化直接 水冷式阻尼電阻器。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)80年代中期以來，電力系統(tǒng)中的所有換流閥都采用了純水或水/乙二 醇混合的液體冷卻，阻尼電阻是換流閥中一個(gè)主要散熱元件，其散熱性能的好壞直接關(guān)系 到換流閥的正常運(yùn)行，通常的直流換流閥采用間接水冷方式，水冷系統(tǒng)和阻尼電阻是獨(dú)立 分離的，此種散熱方式體積大，散熱性能較差，另外阻尼電阻的電感在高頻電壓下會出現(xiàn)高 阻抗，換流閥在運(yùn)行時(shí)，可能遭受雷電沖擊、陡波沖擊電壓，頻率非常高，最終造成設(shè)備損 壞。中國專利申請200720311343. 5公開了一種結(jié)構(gòu)簡單、模塊化設(shè)計(jì)，外形尺寸較為 固定，并且特別適用于特高壓直流輸電換流閥用水冷型阻尼電阻器。該電阻器包括電阻體 和絕緣外殼，其特征在于，所述的絕緣外殼包括有腔體和蓋體，腔體內(nèi)設(shè)有螺旋水道，其進(jìn)、 出水口分別連接腔體一個(gè)側(cè)面的上、下管螺紋水接頭；所述的電阻體為電阻帶，其設(shè)置在螺 旋水道之間，電阻帶的兩端分別連接腔體另一個(gè)側(cè)面的上、下接線端子，所述的蓋體與腔體 對接將所述的螺旋水道和電阻帶密封。中國專利申請01246810. X公開了一種大功率水冷線繞電阻器，它是針對目前大 功率線繞電阻器耐大電流沖擊能力差，靠壓力連接電氣不安全可靠而導(dǎo)致的功率小，體積 大、重量重而提供的一種耐大電流沖擊、電氣接觸安全可靠，功率大、體積小、重量輕的大功 率水冷線繞電阻器。它是在瓷管內(nèi)外圓設(shè)過水道，在瓷管上下帽蓋上設(shè)過水孔，瓷管外圓上 所設(shè)電阻帶端頭固接在上下帽蓋上組成電阻芯，在電阻芯外設(shè)水套，形成過水層，將兩個(gè)或 兩個(gè)以上的電阻芯并接在設(shè)有進(jìn)水孔的下壓板和出水孔的上壓板之間，通過螺紋配合及導(dǎo) 電帶接通形成上、下電極構(gòu)成。本發(fā)明的一體化直接水冷式阻尼電阻器與上述現(xiàn)有技術(shù)中的水冷線繞電阻相比， 玻璃釉電阻有以下優(yōu)勢使用壽命和可靠性更好——線繞電阻采用極細(xì)的合金絲繞制而成，長達(dá)6 10m， 合金絲制備和繞制過程中可能造成缺陷或損傷。線繞電阻直接侵在水中冷卻，電阻合金絲 有游離金屬釋出，受到腐蝕。長期工作后將導(dǎo)致電阻開路、影響水質(zhì)。而玻璃釉膜電阻采用 膜式結(jié)構(gòu)，基體表面覆滿經(jīng)850度高溫?zé)Y(jié)而成的玻璃釉膜導(dǎo)電層，即使出現(xiàn)個(gè)別點(diǎn)缺陷 不會影響電阻的正常使用，因此水冷線繞電阻不適合應(yīng)用在可靠性要求高、壽命時(shí)間長的 情況下；高壓脈沖性能好——現(xiàn)有技術(shù)中的線繞電阻直接冷卻，低壓工作且水質(zhì)較好時(shí)可 保證正常工作，但高壓脈沖，尤其伴隨水質(zhì)下降時(shí)有匝間擊穿的隱患；電感量小——玻璃釉膜電阻采用表面整體導(dǎo)電、多層并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，電感量為極低 的分布電感，在IOOnH之內(nèi)；
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體積功率比高——線繞電阻受合金帶電阻率限制，為保證可靠性選用較大截面積 的帶材后電阻絲長度將增加，體積增大，而玻璃釉膜電阻不受電阻率限制，設(shè)計(jì)更加靈活。 在體積功率比上超過線繞電阻；并且現(xiàn)有技術(shù)中的大功率線繞電阻在使用過程中有開路、影響水質(zhì)等問題。本發(fā)明的一體化直接水冷式阻尼電阻器采用PPS材料，使電阻器機(jī)械強(qiáng)度、耐溫 性能大幅度提高，且易于注塑加工。當(dāng)發(fā)生斷水、過載時(shí)，功率型電阻將產(chǎn)生大量高溫水蒸 汽，采用pps，電阻體不易因熱變形導(dǎo)致電阻損壞，可靠性大幅度提高。優(yōu)于PVDF材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種直流換流閥用一體化直接水冷式阻尼電阻器，，包括將直流換 流閥中阻尼電阻和取能電阻做成無感、可直接水冷的一體結(jié)構(gòu)從而構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的阻尼電 阻和取能電阻，以及將所述一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻固定并容納在內(nèi)的塑料外殼， 采用直接水冷的方式冷卻，其特征在于，所述一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 為中間是氧化鋁陶瓷板，在所述氧化鋁陶瓷板的左側(cè)為阻尼電阻，右側(cè)為取能電阻，所述 阻尼電阻的左側(cè)是電阻基片，用于將阻尼電阻膜附著在電阻基片上，所述取能電阻的右側(cè) 是電阻基片，用于將取能電阻膜附著在電阻基片上，在該一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻 的左右兩側(cè)通水，以帶走電阻功率產(chǎn)生的熱量，所述一體化水冷阻尼電阻器的進(jìn)、出水口設(shè) 置在塑料外殼的底部，電阻器的接線端子分別設(shè)置在塑料外殼的頂部和側(cè)部。其中，所述氧化鋁陶瓷板的厚度為1mm，使左右兩側(cè)的電阻之間絕緣隔離，絕緣強(qiáng) 度能達(dá)到IOkV以上，其中阻尼電阻接線端子設(shè)置在塑料外殼的頂部，取能電阻接線端子設(shè) 置在塑料外殼的側(cè)部。其中，所述阻尼電阻為高壓直流輸電換流閥用阻尼電阻。其中，所述取能電阻為高壓直流輸電換流閥用取能電阻。其中，所述阻尼電阻和取能電阻為玻璃釉膜結(jié)構(gòu)。其中，所述一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻與塑料外殼的接觸部位采用密封圈密 封。其中，所述塑料外殼采用聚苯硫醚塑料。其中，所述塑料外殼所容納的水的體積為所述一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻體 積的5倍以上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是電阻內(nèi)部為玻璃釉膜電阻基片，采用絕緣冷卻方式，電阻部分與 水之間的熱阻極低，換熱面積也很大。同等功率下電阻部分溫度大幅度降低，因此該型水冷 電阻具有最高的功率體積比，該型電阻內(nèi)部水倉較大，在斷水試驗(yàn)時(shí)具有優(yōu)勢，非常適用于 高壓大功率場合。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的電阻整體圖；圖2是本發(fā)明的冷卻原理圖；圖中1、阻尼電阻接線端；2、取能電阻接線端；3、進(jìn)水口 ；4、出水口 ；5、外殼結(jié)合
4鉸鏈；6、pps外殼；7、水流；8、密封圈；9、氧化鋁陶瓷板；10、電阻基片；11、電阻膜層；
具體實(shí)施例方式為解決現(xiàn)有技術(shù)中阻尼電阻的散熱效果差、電感大的問題，提供一種無感、可直接 與水接觸的散熱良好的一體化阻尼電阻器。具體方案如下一種直流換流閥一體化直接水冷式阻尼電阻，具體涉及直流換流閥中可直接水冷 的無感阻尼電阻及取能電阻，兩種電阻做成一體，采用直接水冷的方式冷卻。上述方案中，所述電阻體采用玻璃釉膜電阻基片，在涂有電阻膜層的另一側(cè)通水， 以帶走電阻功率產(chǎn)生的熱量。其中阻尼電阻膜層為三層結(jié)構(gòu)，取能電阻膜層為一層，分別分 布于電阻體的兩側(cè)，左右兩側(cè)的電阻膜層之間為Imm厚的氧化鋁陶瓷板，使左右兩側(cè)電阻 之間絕緣隔離，絕緣強(qiáng)度應(yīng)能達(dá)到10kV。上述方案中，所述電阻器的進(jìn)、出水口在電阻的底部，電阻的接線端子分別在電阻 的頂部和側(cè)部，底部用絕緣支架支撐。此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施例僅僅 是例證性的，而不是對本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
一種一體化水冷阻尼電阻器，包括將直流換流閥中阻尼電阻和取能電阻做成無感、可直接水冷的一體結(jié)構(gòu)從而構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻，以及將所述一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻固定并容納在內(nèi)的塑料外殼，采用直接水冷的方式冷卻，其特征在于，所述一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為中間是氧化鋁陶瓷板，在所述氧化鋁陶瓷板的左側(cè)為阻尼電阻，右側(cè)為取能電阻，所述阻尼電阻的左側(cè)是電阻基片，用于將阻尼電阻膜附著在電阻基片上，所述取能電阻的右側(cè)是電阻基片，用于將取能電阻膜附著在電阻基片上，在該一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻的左右兩側(cè)通水，以帶走電阻功率產(chǎn)生的熱量，所述一體化水冷阻尼電阻器的進(jìn)、出水口設(shè)置在塑料外殼的底部，電阻器的接線端子分別設(shè)置在塑料外殼的頂部和側(cè)部。
2.如權(quán)利要求1所述的一體化水冷阻尼電阻器，其特征在于，所述氧化鋁陶瓷板的厚 度為1mm，使左右兩側(cè)的電阻之間絕緣隔離，絕緣強(qiáng)度能達(dá)到10kV以上，其中阻尼電阻接線 端子設(shè)置在塑料外殼的頂部，取能電阻接線端子設(shè)置在塑料外殼的側(cè)部。
3.如權(quán)利要求2所述的一體化水冷阻尼電阻器，其特征在于，所述阻尼電阻為高壓直 流輸電換流閥用阻尼電阻。
4.如權(quán)利要求2所述的一體化水冷阻尼電阻器，其特征在于，所述取能電阻為高壓直 流輸電換流閥用取能電阻。
5.如權(quán)利要求2所述的一體化水冷阻尼電阻器，其特征在于，所述阻尼電阻和取能電 阻為玻璃釉膜結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求2-5任一所述的一體化水冷阻尼電阻器，其特征在于，所述一體結(jié)構(gòu)的 阻尼電阻和取能電阻與塑料外殼的接觸部位采用密封圈密封。
7.如權(quán)利要求2-5任一所述的一體化水冷阻尼電阻器，其特征在于，所述塑料外殼采 用聚苯硫醚塑料。
8.如權(quán)利要求2-7任一所述的一體化水冷阻尼電阻器，其特征在于，所述塑料外殼所 容納的水的體積為所述一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻體積的5倍以上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種一體化直接水冷式阻尼電阻器，包括將直流換流閥中阻尼電阻和取能電阻做成無感、可直接水冷的一體結(jié)構(gòu)從而構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻，以及將所述一體結(jié)構(gòu)的阻尼電阻和取能電阻固定并容納在內(nèi)的塑料外殼，采用直接水冷的方式冷卻。本發(fā)明的水冷電阻器具有最高的功率體積比，該型電阻內(nèi)部水倉較大，在斷水試驗(yàn)時(shí)具有優(yōu)勢，非常適用于高壓大功率場合。
文檔編號H01C1/082GK101930820SQ201010213868
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者張娟, 李本德, 湯廣福, 潘艷, 王華鋒, 邱宇峰, 魏曉光 申請人:中國電力科學(xué)研究院;北京七一八友晟電子有限公司