本發(fā)明大體涉及諸如電功率配電或傳輸系統(tǒng)的電力系統(tǒng)領域，例如高壓直流(hvdc)電力傳輸系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明涉及用于在電力系統(tǒng)中使用的電磁屏蔽，用于電磁屏蔽包含在電力系統(tǒng)中的至少一個導電元件。

背景技術：

電力系統(tǒng)(諸如電功率配電或傳輸系統(tǒng)等)用于供給、傳輸和使用電力。歸因于對電力供給或交付、互連的電力傳輸與分配系統(tǒng)和從發(fā)電站到負載中心的長傳輸距離的逐漸增加的需要，高壓直流(hvdc)電力傳輸變得越來越重要。

hvdc轉(zhuǎn)換器站是一種配置成將高壓直流(dc)轉(zhuǎn)換成交流(ac)(或反之)的站。hvdc轉(zhuǎn)換器站可以包括多個元件，諸如轉(zhuǎn)換器自身(或者串聯(lián)或并聯(lián)連接的多個轉(zhuǎn)換器)、交流開關裝置、變壓器、電容器、濾波器、直流開關裝置和/或其他輔助元件。電子轉(zhuǎn)換器可以包括諸如半導體器件等的多個基于固態(tài)的器件，并且可以被分類為使用例如晶閘管作為開關的線路換向轉(zhuǎn)換器，或使用諸如絕緣柵雙極晶體管(igbt)等的晶體管作為開關(或開關器件)的電壓源轉(zhuǎn)換器。諸如晶閘管或igbt等的多個固態(tài)半導體器件可以被連接到一起(例如串聯(lián))，以形成hvdc轉(zhuǎn)換器的構建塊或單元，其也可以稱為hvdc轉(zhuǎn)換器閥。根據(jù)一個示例，諸如晶閘管或igbt等的多個固態(tài)半導體器件可以串聯(lián)連接在hvdc轉(zhuǎn)換器的單元中。在包括hvdc轉(zhuǎn)換器的例如hvdc電力傳輸系統(tǒng)或hvdc電網(wǎng)的正常操作期間，hvdc轉(zhuǎn)換器中的固態(tài)半導體器件可以有時處于其中它們導通電流的導通模式并且在其他時間處于阻斷模式，以便獲得期望的或要求的波形形式的電流，如本領域已知的。

以相對高的dc電壓操作的諸如hvdc電力系統(tǒng)等的電力系統(tǒng)中的部件可以被電磁屏蔽，以便降低或消除在部件和例如布置部件的建筑物內(nèi)的墻壁、地板或天花板之間發(fā)生的局部放電、電弧或閃燃的風險。例如，hvdc轉(zhuǎn)換器往往布置在專門建造的建筑物中，其可以稱為閥廳或轉(zhuǎn)換器廳，用于容納hvdc轉(zhuǎn)換器。部件和例如布置部件的建筑物內(nèi)的墻壁、地板或天花板之間所要求的空氣間隙可以至少部分取決于電磁屏蔽的電磁屏蔽容量或能力和/或電力系統(tǒng)的要求的或期望的操作電壓。

技術實現(xiàn)要素：

在設計轉(zhuǎn)換器廳時，可能需要考慮幾個考慮因素。例如，轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器廳的墻壁、地板和天花板之間的空氣間隙應符合安全要求，并且一般應是幾米或更大。轉(zhuǎn)換器廳的尺寸可能至少部分取決于電功率配電或傳輸系統(tǒng)的要求的或期望的操作電壓。一般地，操作電壓或額定電壓越高，要求的空氣間隙越大。除此之外，轉(zhuǎn)換器廳的尺寸可能還取決于與轉(zhuǎn)換器廳相鄰的任何建筑物的存在。然而同時還有轉(zhuǎn)換器廳盡可能小的期望。這例如歸因于可用空間往往缺乏和/或昂貴，并且轉(zhuǎn)換器廳的大小可能直接影響用于構造和配置轉(zhuǎn)換器廳的成本。

對dc傳輸系統(tǒng)的額定電壓要求最近有所增加并且預計將持續(xù)增加。在一些應用中，對dc傳輸系統(tǒng)的額定電壓要求是大約1100kv或甚至更高。這樣的增加的額定電壓要求可能勢必在用于對電力系統(tǒng)中的電磁屏蔽部件進行電磁屏蔽的電磁屏蔽中造成壓力。根據(jù)當前設計或構造的電磁屏蔽一般接近對于這樣的電壓水平來說的飽和區(qū)，并且可能不能承受由大約1100kv或更高的dc電壓引起的電場，至少不能同時使要求的空氣間隙保持相對小。

基于以上情況，本發(fā)明的關注是獲得一種能夠承受由大約1100kv或更高的dc電壓引起的電場的電磁屏蔽。

本發(fā)明的進一步的關注是獲得一種電磁屏蔽，其有助于或使得能夠減小電力系統(tǒng)中的通電部件與布置部件的建筑物內(nèi)的部件周圍環(huán)境中的物體(例如墻壁、地板或天花板等)之間的要求的空氣間隙。

本發(fā)明的進一步的關注是獲得一種電磁屏蔽，其能夠承受由大約1100kv或更高的dc電壓引起的電場，而同時有助于或使得能夠減小電力系統(tǒng)中的通電部件與布置部件的建筑物內(nèi)的部件周圍環(huán)境中的物體(例如墻壁、地板或天花板等)之間的要求的空氣間隙。

本發(fā)明的進一步的關注是有助于或使得能夠減小布置電力系統(tǒng)所述包括的通電部件所在的建筑物的大小或尺寸。

為了解決這些關注和其他關注中的至少一個，提供了依照獨立權利要求的電磁屏蔽。優(yōu)選實施例由從屬權利要求限定。

根據(jù)第一方面，提供有一種用于在電力系統(tǒng)中使用的電磁屏蔽，用于對包括在電力系統(tǒng)中的至少一個導電元件進行電磁屏蔽，該至少一個導電元件當通電時圍繞至少一個導電元件產(chǎn)生電場。電磁屏蔽包括：基部；和相對的凹部壁，其相對于基部延伸所在的平面以一角度從基部延伸，以便與基部一起限定出凹部。至少一個凹部壁被布置成使得其具有相對于基部的遠側(cè)邊緣，其中遠側(cè)邊緣包括圓柱部分。

在本申請的上下文中，關于(遠側(cè)邊緣的)圓柱部分意味著柱狀的部分或結構，即，具有至少部分類似于圓柱體的形狀或形式的形狀或形式，并且并不一定成形為完美或理想的圓柱體。圓柱部分可以是實心的或中空的，或者可以部分實心或部分中空。

根據(jù)第二方面，提供有一種用于在電力系統(tǒng)中使用的電磁屏蔽，用于對包括在電力系統(tǒng)中的至少一個導電元件進行電磁屏蔽，該至少一個導電元件當通電時圍繞至少一個導電元件產(chǎn)生電場。電磁屏蔽包括：基部；和相對的凹部壁，其相對于基部延伸所在的平面以一角度從基部延伸，以便與基部一起限定出凹部。至少一個凹部壁被布置成使得其至少一部分相對于凹部向外或向內(nèi)彎曲。

根據(jù)第三方面，提供有一種用于在電力系統(tǒng)中使用的電磁屏蔽，用于對包括在電力系統(tǒng)中的至少一個導電元件進行電磁屏蔽，該至少一個導電元件當通電時圍繞至少一個導電元件產(chǎn)生電場。電磁屏蔽包括：基部；和相對的凹部壁，其相對于基部延伸所在的平面以一角度從基部延伸，以便與基部一起限定出凹部。凹部壁被布置成使得它們包括相對于凹部向外或向內(nèi)彎曲的角部。

第一、第二和第二方面及本發(fā)明的實施例是基于如下認識：當電磁屏蔽被布置成對至少一個導電元件(該至少一個導電元件當通電時圍繞至少一個元件產(chǎn)生電場)進行電磁屏蔽時，組合或獨立地形成或布置在電磁屏蔽中的某些幾何特征可以幫助在電磁屏蔽的一部分上或者甚至整個電磁屏蔽上減小電場。

幾何特征包括：

至少一個凹部壁被布置成使得其具有相對于基部的遠側(cè)邊緣，其中遠側(cè)邊緣包括圓柱部分；

至少一個凹部壁被布置成使得其至少一部分相對于凹部向外或向內(nèi)彎曲；和/或

凹部壁被布置成使得它們包括相對于凹部向外或向內(nèi)彎曲的角部。

換言之，例如依照第一、第二和第三方面中的任何一個的電磁屏蔽或者包括或展現(xiàn)上面提到的幾何特征中的一個或多個的電磁屏蔽可以有助于或使得電磁屏蔽能夠在電磁屏蔽的一部分上或基本在整個電磁屏蔽上承受相對高的電場。

例如依照第一、第二和第三方面中的任何一個的電磁屏蔽或者包括或展現(xiàn)上面提到的幾何特征中的一個或多個的電磁屏蔽的構造已發(fā)現(xiàn)允許電磁屏蔽應對非常高的電壓要求，高達1100kv或更高的dc電壓。然而例如依照第一、第二和第三方面中的任何一個的電磁屏蔽或者包括或展現(xiàn)上面提到的幾何特征中的一個或多個的電磁屏蔽可以用在具有較低電壓要求的應用中，例如大約500kv與900kv之間的dc電壓、諸如大約600kv與800kv之間的dc電壓。

電磁屏蔽展現(xiàn)的上面提到的幾何特征越多，當電磁屏蔽被布置成對至少一個導電元件(該至少一個導電元件當通電時圍繞至少一個元件產(chǎn)生電場)進行電磁屏蔽時，在電磁屏蔽的一部分上或者甚至在整個電磁屏蔽上的電場的減少的限度或程度可以越高。例如，電磁屏蔽可以根據(jù)本發(fā)明的實施例展現(xiàn)全部三個上面提到的幾何特征。

展現(xiàn)三個上面提到的幾何特征中的一個或多個的電磁屏蔽已發(fā)現(xiàn)例如在可能具有大約1100kv或甚至更高的要求的或期望的額定dc電壓的hvdc應用中是有利或合適的，盡管電磁屏蔽期望在處于dc較低電壓的hvdc應用中也是有利或合適的。

三個上面提到的幾何特征中的一個或多個可以有助于或使得能夠減小至少在電磁屏蔽的一部分上的電場應力，這進而可以提高電磁屏蔽承受由大約1100kv或更高的dc電壓引起的電場，并且可能同時減小電力系統(tǒng)中的通電部件與布置部件的建筑物內(nèi)的部件周圍環(huán)境中的物體(例如墻壁、地板或天花板等)之間的要求的空氣間隙。

所要求的空氣間隙的估計減小為大約20％或更多。通過減小要求的空氣間隙，可以減小布置部件的建筑物的大小和/或尺寸，由此允許降低用于構造和配置建筑物的成本。

展現(xiàn)三個上面提到的幾何特征中的一個或多個的電磁屏蔽的有益效果已例如使用由位于瑞典斯德哥爾摩的comsolab生產(chǎn)的comsolmultiphysics通過有限元法進行了驗證，并且也可以借助于能夠解靜態(tài)和動態(tài)電磁場方程的任何其他有限元方法模擬技術來驗證。展現(xiàn)三個上面提到的幾何特征中的一個或多個的電磁屏蔽的有益效果通過在原型上進行的實驗進一步得到驗證。

例如依照第一、第二和第三方面中的任何一個的電磁屏蔽或者包括或展現(xiàn)上面提到的幾何特征中的一個或多個的電磁屏蔽可以由例如包括金屬材料(例如包括一個或多個金屬或金屬合金)的材料或(不銹)鋼制成。然而，電磁屏蔽原則上可以由原則上可以包括具有充分高的導電性的任何材料的材料制成。電磁屏蔽可以例如使用本領域已知的任何冶金工藝來制造。

根據(jù)第四方面，提供有一種功率轉(zhuǎn)換器組件，包括至少一個根據(jù)第一、第二或第三方面中的任何一項所述的電磁屏蔽，用于對功率轉(zhuǎn)換器組件的至少一個導電元件進行電磁屏蔽，該至少一個導電元件當通電時圍繞至少一個導電元件產(chǎn)生電場。功率轉(zhuǎn)換器組件可以例如由hvdc轉(zhuǎn)換器站構成或被包括在hvdc轉(zhuǎn)換器站中。

根據(jù)第五方面，提供有一種電力系統(tǒng)，包括至少一個導電元件，其在當通電時圍繞至少一個導電元件產(chǎn)生電場。電力系統(tǒng)包括根據(jù)第一、第二或第三方面中的任何一項的電磁屏蔽，用于對至少一個導電元件進行電磁屏蔽。

上面相對于第一至第五方面提及的導電元件原則上可以包括例如借助于直流電流通電的任何通電元件或由其構成。

以下借助于示例性實施例來描述本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點。需要注意的是，本發(fā)明涉及權利要求中所記載的特征的所有可能的組合。在研究所附權利要求書和本文的描述時，本發(fā)明的進一步的特征和優(yōu)點將變得顯而易見。本領域技術人員會認識到，本發(fā)明的不同特征可以被組合以創(chuàng)建不同于本文所描述的那些的實施例。

附圖說明

下面將參照附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例。

圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽的示意性側(cè)視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽的示意性立體圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽的一部分的示意性立體圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽的一部分的橫向截面圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽的一部分的從上方看到的視圖。

圖7是包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽的功率轉(zhuǎn)換器組件的示意性截面圖。

所有附圖都是示意性的、不一定按比例繪制并且一般僅示出為了闡述本發(fā)明的實施例必要的部分，其中其他部分可以省略或僅僅是建議。

具體實施方式

現(xiàn)在將在下文中參照在其中示出了本發(fā)明的示例性實施例的附圖來描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同方向來體現(xiàn)，并且不應解釋為限于本文所陳述的實施例；相反，這些實施例是通過示例的方式提供的，使得該公開會將本發(fā)明的范圍傳達給本領域技術人員。

在附圖中，同樣的參考數(shù)字表示具有相同或相似功能的相同或相似的部件，除非另有具體指出。

圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽100的示意性側(cè)視圖。圖1和圖2從彼此垂直的兩個不同方向圖示出電磁屏蔽100。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽100的示意性立體圖。

參照圖1至圖3，電磁屏蔽100用于在電力系統(tǒng)中使用，用于對包括在電力系統(tǒng)中的至少一個導電元件(圖1和圖2中未示出)進行電磁屏蔽，該至少一個導電元件當被通電時圍繞至少一個導電元件產(chǎn)生電場。

電磁屏蔽100包括基部10，依照圖1和圖2中圖示出的實施例基部10可以在外表面上是基本平坦或者平面狀的，在圖1和圖2中示出。如將參照其他附圖進一步說明的，基部10的內(nèi)表面可以替代地或另外地是基本平坦或平面狀的。圖1和圖2中未示出內(nèi)表面。

電磁屏蔽100包括相對的凹部壁20、30、40、50，如圖1至圖3中圖示的，凹部壁20、30、40、50相對于基部10延伸所在的平面以一角度從基部10延伸。凹部壁20、30、40、50相對于基部10延伸所在的平面以一角度從基部10延伸，以便與基部10一起限定出凹部或凹陷。

依照圖1至圖3中圖示出的實施例，并且可能如圖3中最佳看到的，凹部壁20、30、40、50可以被布置成使得它們包括角部80，該角部80可以具有彎曲形狀并且可能相對于凹部向外(或向內(nèi))彎曲，例如圖3中圖示出的。根據(jù)示例，這樣的角部80可以具有不同的配置或形狀，諸如圓形形狀、半橢圓形形狀或半球形形狀。

至少一個凹部壁20、30、40、50可以被布置成使得其至少一部分相對于凹部向外(諸如圖1至圖3中圖示出的)或向內(nèi)(圖中未示出)彎曲。

被布置成使得其至少一部分相對于凹部向外或向內(nèi)彎曲的任何一個凹部壁20、30、40、50可以在垂直于至少一個凹部壁20、30、40、50的橫向方向的方向上具有如下截面，截面例如可以具有圓形形狀、橢圓的一段的形狀或圓的一段的形狀，該圓的一段可比圓的大約四分之一大。

可能如圖3中最佳圖示的，被布置成使得其至少一部分相對于凹部向外或向內(nèi)彎曲的任何一個凹部壁20、30、40、50可以限定出凹部的長形側(cè)壁。

描述電磁屏蔽100的另一方式為：根據(jù)本發(fā)明的實施例具有槽(trough)狀配置或幾何結構，“槽”的底部由基部10形成或構成,“槽”的側(cè)壁由相對的凹部壁20、30、40、50形成或構成。

這樣的槽狀配置或幾何結構可能在圖4中最佳地圖示出，這是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽100的一部分的示意性立體圖。

此外，圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽100的一部分的橫向截面圖。

根據(jù)圖4和圖5中圖示出的實施例，凹部壁20、40、50布置成使得它們中的每一個具有相對于基部10的遠側(cè)邊緣60(圖4中未指示出)，其中遠側(cè)邊緣60包括圓柱部分70。

盡管依照圖4和圖5中圖示出的實施例，凹部壁20、40、50被布置成使得它們中的每一個具有包括圓柱部分70的遠側(cè)邊緣60，但是它們中的僅一個或兩個(或者它們中沒有一個)可布置有包括圓柱部分70的遠側(cè)邊緣60。圓柱部分70可以基本上沿著遠側(cè)邊緣60的整個長度延伸。

依照圖4和圖5中圖示出的實施例，圓柱部分70可以限定凹部壁20、40、50的相對于基部10的遠端。描述依照圖4和圖5中圖示出的實施例的圓柱部分70的另一方式是，圓柱部分70可以構成凹部壁20、40、50或遠側(cè)邊緣60的端部。

依照圖5中圖示出的實施例，圓柱部分70可以在與軸向延伸平行的方向上具有基本圓形的截面。然而，需要理解的是，圖4和圖5中圖示出的圓柱部分70的形狀僅僅是示例的并且可以進行變型。如前面指示出的，圓柱部分70一般應理解為管狀或圓柱狀的部分或結構，即，具有至少部分類似于圓柱體的形狀或形式的形狀或形式。因此，圓柱部分70并不一定必須成形為完美或理想的圓柱體。圓柱部分70中的每一個可以是實心的或中空的，或者可以部分實心或部分中空。

此外，依照圖5中圖示出的實施例，凹部壁20、40和/或50和相應的圓柱部分70可以相對于彼此一體地布置。

與圖1至圖3中圖示出的電磁屏蔽100相似，圖4和圖5中圖示出的電磁屏蔽100包括角部80。根據(jù)圖4和圖5中圖示出的實施例，凹部壁20、40、50可以被布置成使得它們包括角部80，該角部80可以具有彎曲的形狀并且可能相對于凹部向外(或向內(nèi))彎曲，如例如圖4中圖示出的。根據(jù)示例，這樣的角部80可以具有不同的配置或形狀，諸如圓形形狀、半橢圓形形狀或半球形形狀。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽100的一部分從上方看到的視圖。

依照圖1至圖6中圖示出的實施例，凹部壁20、30、40、50中的一個或多個可以相對于彼此一體地布置，例如以便形成或限定出單個連續(xù)的凹部壁部分，或者具有彼此“共混”(blendingin)的凹部壁。因此，在本申請的上下文中，術語“凹部壁”可以是指例如單個連續(xù)凹部壁的一部分，或者基本上與其他部分獨立的壁部分。

另外或替代地，并且依照圖1至圖6中圖示出的實施例，凹部壁20、30、40、50中的至少一個和基部10可以相對于彼此一體地形成，例如以便形成或限定出單個連續(xù)的屏蔽部。

圖7是包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁屏蔽100的功率轉(zhuǎn)換器組件110的示意性截面?zhèn)纫晥D。

根據(jù)圖7中圖示出的實施例，功率轉(zhuǎn)換器組件110是hvdc轉(zhuǎn)換器，其包括以兩個堆疊體布置的多個單元90或閥，各堆疊體包括從建筑物(圖7中未示出)的天花板120上懸掛下來的若干單元90，在建筑物中，借助于延伸穿過單元90中的孔的耦合或連接部件130(例如呈棒130或類似物形式)布置或定位功率轉(zhuǎn)換器組件110。單元90彼此電連接以便形成ac/dc功率轉(zhuǎn)換器。單元90中的每一個當通電時圍繞單元90產(chǎn)生電場。功率轉(zhuǎn)換器組件110包括布置在單元90的堆疊體的頂部和底部的根據(jù)本發(fā)明的實施例的頂部電磁屏蔽140和底部電磁屏蔽100。如本文使用的，術語“頂部”和“底部”是指堆疊體的縱向方向。頂部電磁屏蔽140和底部電磁屏蔽100中的每一個可以與前面參照圖1至圖6中的任何一個描述的電磁屏蔽100中的任何一個相似或相同地構造和/或配置。

進一步參照圖3，頂部電磁屏蔽140可以設置有通孔(例如布置在基部10中)，用于允許例如呈棒130形式的耦合或連接部件130從中通過，并且用于實現(xiàn)頂部電磁屏蔽140到單元90的堆疊體的耦合或連接。一般地，底部電磁屏蔽100不設置這樣的通孔。耦合或連接部件130或棒130可以是電絕緣的。

在諸如圖7中圖示出的具有單元90的堆疊體的功率轉(zhuǎn)換器組件110的使用中，頂部電磁屏蔽140可能暴露于比底部電磁屏蔽100低的電壓。如圖7中圖示出的，功率轉(zhuǎn)換器組件110可以包括圍繞單元90布置的電磁屏蔽150。圍繞各單元90可以布置有電磁屏蔽150。雖然圖7中未明確圖示，但在電磁屏蔽150之間、并且還在頂部電磁屏蔽140與鄰近頂部電磁屏蔽140的電磁屏蔽150之間、及底部電磁屏蔽100與鄰近底部電磁屏蔽100的電磁屏蔽150之間可以存在有分隔。

需要理解的是，在圖7中僅用參考數(shù)字指示出單元90中的部分單元90和圍繞單元90布置的電磁屏蔽150中的部分電磁屏蔽150。替代地或另外地，功率轉(zhuǎn)換器組件110可以包括不是以堆疊體布置的單元。功率轉(zhuǎn)換器組件110可以包括一個堆疊體或多于兩個的堆疊體。此外，需要理解的是，可能在功率轉(zhuǎn)換器組件110中包括各種部件，諸如母排(例如，堆疊體之間的母排)、電暈屏蔽和/或?qū)⒐β兽D(zhuǎn)換器組件110的部件電互連的任何其他導體等等。這樣的部件在圖7中未示出。

總之，公開了一種電磁屏蔽。電磁屏蔽包括基部和相對的凹部壁，該凹部壁相對于基部延伸所在的平面以一角度從基部延伸，以便與基部一起限定凹部。至少一個凹部壁可以被布置成使得其相對于基部具有遠側(cè)邊緣，其中遠側(cè)邊緣包括圓柱部分。替代地或另外地，至少一個凹部壁可以被布置成使得其至少一部分相對于凹部向外或向內(nèi)彎曲。

雖然已在附圖和前面的描述中說明了本發(fā)明，但是這樣說明應該被視為說明性或示例性的并且不是限制性的。本發(fā)明不限于所公開的實施例。本領域技術人員可以在實踐所要求保護的本發(fā)明時從對附圖、公開和隨附權利要求的研究中理解并實現(xiàn)對所公開的實施例做出的其他變化。在隨附權利要求中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。相互不同的從屬權利要求中記載了某些措施這個純粹的事實不表明這些措施的組合不能有利地使用。權利要求中的任何參考符號都不應該解釋為限制本發(fā)明的范圍。