专利名称：一种一体化直接水冷式阻尼电阻器的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统器件领域，具体涉及一种高压直流输电换流阀用一体化直接 水冷式阻尼电阻器。
背景技术：
自20世纪80年代中期以来，电力系统中的所有换流阀都采用了纯水或水/乙二 醇混合的液体冷却，阻尼电阻是换流阀中一个主要散热元件，其散热性能的好坏直接关系 到换流阀的正常运行，通常的直流换流阀采用间接水冷方式，水冷系统和阻尼电阻是独立 分离的，此种散热方式体积大，散热性能较差，另外阻尼电阻的电感在高频电压下会出现高 阻抗，换流阀在运行时，可能遭受雷电冲击、陡波冲击电压，频率非常高，最终造成设备损 坏。中国专利申请200720311343. 5公开了一种结构简单、模块化设计，外形尺寸较为 固定，并且特别适用于特高压直流输电换流阀用水冷型阻尼电阻器。该电阻器包括电阻体 和绝缘外壳，其特征在于，所述的绝缘外壳包括有腔体和盖体，腔体内设有螺旋水道，其进、 出水口分别连接腔体一个侧面的上、下管螺纹水接头；所述的电阻体为电阻带，其设置在螺 旋水道之间，电阻带的两端分别连接腔体另一个侧面的上、下接线端子，所述的盖体与腔体 对接将所述的螺旋水道和电阻带密封。中国专利申请01246810. X公开了一种大功率水冷线绕电阻器，它是针对目前大 功率线绕电阻器耐大电流冲击能力差，靠压力连接电气不安全可靠而导致的功率小，体积 大、重量重而提供的一种耐大电流冲击、电气接触安全可靠，功率大、体积小、重量轻的大功 率水冷线绕电阻器。它是在瓷管内外圆设过水道，在瓷管上下帽盖上设过水孔，瓷管外圆上 所设电阻带端头固接在上下帽盖上组成电阻芯，在电阻芯外设水套，形成过水层，将两个或 两个以上的电阻芯并接在设有进水孔的下压板和出水孔的上压板之间，通过螺纹配合及导 电带接通形成上、下电极构成。本发明的一体化直接水冷式阻尼电阻器与上述现有技术中的水冷线绕电阻相比， 玻璃釉电阻有以下优势使用寿命和可靠性更好——线绕电阻采用极细的合金丝绕制而成，长达6 10m， 合金丝制备和绕制过程中可能造成缺陷或损伤。线绕电阻直接侵在水中冷却，电阻合金丝 有游离金属释出，受到腐蚀。长期工作后将导致电阻开路、影响水质。而玻璃釉膜电阻采用 膜式结构，基体表面覆满经850度高温烧结而成的玻璃釉膜导电层，即使出现个别点缺陷 不会影响电阻的正常使用，因此水冷线绕电阻不适合应用在可靠性要求高、寿命时间长的 情况下；高压脉冲性能好——现有技术中的线绕电阻直接冷却，低压工作且水质较好时可 保证正常工作，但高压脉冲，尤其伴随水质下降时有匝间击穿的隐患；电感量小——玻璃釉膜电阻采用表面整体导电、多层并联的结构，电感量为极低 的分布电感，在IOOnH之内；
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体积功率比高——线绕电阻受合金带电阻率限制，为保证可靠性选用较大截面积 的带材后电阻丝长度将增加，体积增大，而玻璃釉膜电阻不受电阻率限制，设计更加灵活。 在体积功率比上超过线绕电阻；并且现有技术中的大功率线绕电阻在使用过程中有开路、影响水质等问题。本发明的一体化直接水冷式阻尼电阻器采用PPS材料，使电阻器机械强度、耐温 性能大幅度提高，且易于注塑加工。当发生断水、过载时，功率型电阻将产生大量高温水蒸 汽，采用pps，电阻体不易因热变形导致电阻损坏，可靠性大幅度提高。优于PVDF材料。
发明内容
本发明提供了一种直流换流阀用一体化直接水冷式阻尼电阻器，，包括将直流换 流阀中阻尼电阻和取能电阻做成无感、可直接水冷的一体结构从而构成一体结构的阻尼电 阻和取能电阻，以及将所述一体结构的阻尼电阻和取能电阻固定并容纳在内的塑料外壳， 采用直接水冷的方式冷却，其特征在于，所述一体结构的阻尼电阻和取能电阻的内部结构 为中间是氧化铝陶瓷板，在所述氧化铝陶瓷板的左侧为阻尼电阻，右侧为取能电阻，所述 阻尼电阻的左侧是电阻基片，用于将阻尼电阻膜附着在电阻基片上，所述取能电阻的右侧 是电阻基片，用于将取能电阻膜附着在电阻基片上，在该一体结构的阻尼电阻和取能电阻 的左右两侧通水，以带走电阻功率产生的热量，所述一体化水冷阻尼电阻器的进、出水口设 置在塑料外壳的底部，电阻器的接线端子分别设置在塑料外壳的顶部和侧部。其中，所述氧化铝陶瓷板的厚度为1mm，使左右两侧的电阻之间绝缘隔离，绝缘强 度能达到IOkV以上，其中阻尼电阻接线端子设置在塑料外壳的顶部，取能电阻接线端子设 置在塑料外壳的侧部。其中，所述阻尼电阻为高压直流输电换流阀用阻尼电阻。其中，所述取能电阻为高压直流输电换流阀用取能电阻。其中，所述阻尼电阻和取能电阻为玻璃釉膜结构。其中，所述一体结构的阻尼电阻和取能电阻与塑料外壳的接触部位采用密封圈密 封。其中，所述塑料外壳采用聚苯硫醚塑料。其中，所述塑料外壳所容纳的水的体积为所述一体结构的阻尼电阻和取能电阻体 积的5倍以上。本发明的优点是电阻内部为玻璃釉膜电阻基片，采用绝缘冷却方式，电阻部分与 水之间的热阻极低，换热面积也很大。同等功率下电阻部分温度大幅度降低，因此该型水冷 电阻具有最高的功率体积比，该型电阻内部水仓较大，在断水试验时具有优势，非常适用于 高压大功率场合。
下面结合附图对本发明进一步说明。图1是本发明的电阻整体图；图2是本发明的冷却原理图；图中1、阻尼电阻接线端；2、取能电阻接线端；3、进水口 ；4、出水口 ；5、外壳结合
4铰链；6、pps外壳；7、水流；8、密封圈；9、氧化铝陶瓷板；10、电阻基片；11、电阻膜层；
具体实施例方式为解决现有技术中阻尼电阻的散热效果差、电感大的问题，提供一种无感、可直接 与水接触的散热良好的一体化阻尼电阻器。具体方案如下一种直流换流阀一体化直接水冷式阻尼电阻，具体涉及直流换流阀中可直接水冷 的无感阻尼电阻及取能电阻，两种电阻做成一体，采用直接水冷的方式冷却。上述方案中，所述电阻体采用玻璃釉膜电阻基片，在涂有电阻膜层的另一侧通水， 以带走电阻功率产生的热量。其中阻尼电阻膜层为三层结构，取能电阻膜层为一层，分别分 布于电阻体的两侧，左右两侧的电阻膜层之间为Imm厚的氧化铝陶瓷板，使左右两侧电阻 之间绝缘隔离，绝缘强度应能达到10kV。上述方案中，所述电阻器的进、出水口在电阻的底部，电阻的接线端子分别在电阻 的顶部和侧部，底部用绝缘支架支撑。此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来 说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅 是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
权利要求
一种一体化水冷阻尼电阻器，包括将直流换流阀中阻尼电阻和取能电阻做成无感、可直接水冷的一体结构从而构成一体结构的阻尼电阻和取能电阻，以及将所述一体结构的阻尼电阻和取能电阻固定并容纳在内的塑料外壳，采用直接水冷的方式冷却，其特征在于，所述一体结构的阻尼电阻和取能电阻的内部结构为中间是氧化铝陶瓷板，在所述氧化铝陶瓷板的左侧为阻尼电阻，右侧为取能电阻，所述阻尼电阻的左侧是电阻基片，用于将阻尼电阻膜附着在电阻基片上，所述取能电阻的右侧是电阻基片，用于将取能电阻膜附着在电阻基片上，在该一体结构的阻尼电阻和取能电阻的左右两侧通水，以带走电阻功率产生的热量，所述一体化水冷阻尼电阻器的进、出水口设置在塑料外壳的底部，电阻器的接线端子分别设置在塑料外壳的顶部和侧部。
2.如权利要求1所述的一体化水冷阻尼电阻器，其特征在于，所述氧化铝陶瓷板的厚 度为1mm，使左右两侧的电阻之间绝缘隔离，绝缘强度能达到10kV以上，其中阻尼电阻接线 端子设置在塑料外壳的顶部，取能电阻接线端子设置在塑料外壳的侧部。
3.如权利要求2所述的一体化水冷阻尼电阻器，其特征在于，所述阻尼电阻为高压直 流输电换流阀用阻尼电阻。
4.如权利要求2所述的一体化水冷阻尼电阻器，其特征在于，所述取能电阻为高压直 流输电换流阀用取能电阻。
5.如权利要求2所述的一体化水冷阻尼电阻器，其特征在于，所述阻尼电阻和取能电 阻为玻璃釉膜结构。
6.如权利要求2-5任一所述的一体化水冷阻尼电阻器，其特征在于，所述一体结构的 阻尼电阻和取能电阻与塑料外壳的接触部位采用密封圈密封。
7.如权利要求2-5任一所述的一体化水冷阻尼电阻器，其特征在于，所述塑料外壳采 用聚苯硫醚塑料。
8.如权利要求2-7任一所述的一体化水冷阻尼电阻器，其特征在于，所述塑料外壳所 容纳的水的体积为所述一体结构的阻尼电阻和取能电阻体积的5倍以上。
全文摘要
本发明提供了一种一体化直接水冷式阻尼电阻器，包括将直流换流阀中阻尼电阻和取能电阻做成无感、可直接水冷的一体结构从而构成一体结构的阻尼电阻和取能电阻，以及将所述一体结构的阻尼电阻和取能电阻固定并容纳在内的塑料外壳，采用直接水冷的方式冷却。本发明的水冷电阻器具有最高的功率体积比，该型电阻内部水仓较大，在断水试验时具有优势，非常适用于高压大功率场合。
文档编号H01C1/082GK101930820SQ201010213868
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者张娟, 李本德, 汤广福, 潘艳, 王华锋, 邱宇峰, 魏晓光 申请人:中国电力科学研究院;北京七一八友晟电子有限公司