一种直流断路器的双向通流主支路功率单元的制作方法

本发明涉及一种功率单元，具体涉及一种直流断路器的双向通流主支路功率单元，属于高压、超高压直流输电技术领域。

背景技术：

随着我国直流输电工程建设的加快，高压直流断路器是构建多端柔性直流系统的核心装备，能够提高系统运行的经济性和可靠性。其中主支路是高压直流断路器的重要组成部分，正常情况下正常稳态电流从主支路流过，当线路出现故障时，会通过机械开关将主支路与线路分离开，故障电流通过断路器中的转移支路。因此，急需设计一种直流断路器用双向通流主支路功率单元，可以实现双向通流能力，以满足高压直流断路器长期稳定运行和高可靠性要求。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种不仅体积小、结构紧凑，而且安装维护方便的直流断路器的双向通流主支路功率单元，能够实现直流断路器的主支路的双向通流能力，并提高高压直流断路器运行的稳定性，满足特高压直流断路器长期稳定运行和高可靠性要求；同时，可通过将多个功率单元相互串并联布置实现不同电流、电压等级要求。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种直流断路器的双向通流主支路功率单元，其创新点在于：包括igbt模块、散热器、二极管、电阻、电容、压紧板和绝缘拉杆；由多个igbt模块正向布置且依次电连接并构成正向串联电路，由多个igbt模块反向布置且依次电连接并构成反向串联电路，所述正向串联电路与反向串联电路串联连接；所述绝缘拉杆的两端分别与压紧板固定连接，所述正向串联电路和反向串联电路均设在两个压紧板之间，且正向串联电路和反向串联电路中的每一个igbt模块的两侧分别设有散热器，每一个散热器上均连接有二极管、电阻和电容，所述电阻与电容并联连接后并与二极管串联连接构成缓冲回路rcd，所述缓冲回路rcd与一个igbt模块并联连接。

在上述技术方案中，还包括压紧组件，所述压紧组件包括顶杆、轴套、锁紧螺母和碟簧，所述顶杆通过锁紧螺母与绝缘拉杆一端的压紧板螺纹连接，所述碟簧设在顶杆和轴套之间，且轴套与靠近的一个散热器相抵。

在上述技术方案中，所述绝缘拉杆另一端的压紧板的内侧设有垫块，所述垫块与靠近的一个散热器相抵。

在上述技术方案中，所述散热器设有与其互为一体或固定连接的翅片，所述二极管设在翅片的一侧并通过压板和绝缘螺栓与翅片固定连接。

在上述技术方案中，所述压紧板的内侧设有螺纹套管，所述绝缘拉杆的两端分别与压紧板内侧的螺纹套管螺纹连接。

在上述技术方案中，所述绝缘拉杆有四根。

在上述技术方案中，所述电阻通过铜排与电容并联连接。

在上述技术方案中，所述顶杆具有法兰，且碟簧的一端与法兰相抵，另一端与轴套相抵。

本发明所具有的积极效果是：采用本发明的直流断路器的双向通流主支路功率单元后，由于本发明包括igbt模块、散热器、二极管、电阻、电容、压紧板和绝缘拉杆；由多个igbt模块正向布置且依次电连接并构成正向串联电路，由多个igbt模块反向布置且依次电连接并构成反向串联电路，所述正向串联电路与反向串联电路串联连接；所述绝缘拉杆的两端分别与压紧板固定连接，所述正向串联电路和反向串联电路均设在两个压紧板之间，且正向串联电路和反向串联电路中的每一个igbt模块的两侧分别设有散热器，每一个散热器上均连接有二极管、电阻和电容，所述电阻与电容并联连接后并与二极管串联连接构成缓冲回路rcd，所述缓冲回路rcd与一个igbt模块并联连接；由于本发明所述二极管的单向通流性，当接通正向电流时，电流通过每一个igbt模块，以及与正向串联电路的每一个igbt模块并联连接的缓冲回路rcd，而与反向串联电路的每一个igbt模块并联连接的缓冲回路rcd不通流，当接通反向电流时，电流通过每一个igbt模块，以及与反向串联电路的每一个igbt模块并联连接的缓冲回路rcd，而与正向串联电路的每一个igbt模块并联连接的缓冲回路rcd不通流，进而实现主支路的双向通流能力；本发明所述igbt模块与散热器以压接形式形成整体，不仅结构简单、紧凑，占用空间小，而且安装维护方便，能够实现直流断路器的主支路的双向通流能力，并提高高压直流断路器运行的稳定性，满足特高压直流断路器长期稳定运行和高可靠性要求；同时，可通过将多个功率单元相互串并联布置实现不同电流、电压等级要求。

附图说明

图1是本发明的一种具体实施方式的结构示意图；

图2是本发明的一种具体实施方式的立体结构示意图；

图3是本发明接通正向电流时的电气原理图；

图4是本发明接通反向电流时的电气原理图；

图中标记：1-igbt模块、2-散热器、3-二极管d、4-电阻r、5-电容c、6-压紧组件、7-压紧板、8-绝缘拉杆、9-顶杆、10-轴套、11-锁紧螺母、12-翅片、13-压板、14-垫块和15-碟簧。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。

如图1、2、3、4所示，一种直流断路器的双向通流主支路功率单元，包括igbt模块1、散热器2、二极管3、电阻4、电容5、压紧板7和绝缘拉杆8；由多个igbt模块1正向布置且依次电连接并构成正向串联电路，由多个igbt模块1反向布置且依次电连接并构成反向串联电路，所述正向串联电路与反向串联电路串联连接；所述绝缘拉杆8的两端分别与压紧板7固定连接，所述正向串联电路和反向串联电路均设在两个压紧板7之间，且正向串联电路和反向串联电路中的每一个igbt模块1的两侧分别设有散热器2，每一个散热器2上均连接有二极管3、电阻4和电容5，所述电阻4与电容5并联连接后并与二极管3串联连接构成缓冲回路rcd，所述缓冲回路rcd与一个igbt模块1并联连接。

如图1、2所示，本发明相邻的igbt模块1通过散热器2实现电连接，这样，不仅可以起到散热效果，而且减少功率单元长度，结构紧凑，便于装配和维护。

如图1、2所示，为了便于装配，以及提高装配效率，本发明还包括压紧组件6，所述压紧组件6包括顶杆9、轴套10、锁紧螺母11和碟簧15，所述顶杆9通过锁紧螺母11与绝缘拉杆8一端的压紧板7螺纹连接，所述碟簧15设在顶杆9和轴套10之间，且轴套10与靠近的一个散热器2相抵。

如图1、2所示，为了便于对散热器进行定位装配，所述绝缘拉杆8另一端的压紧板7的内侧设有垫块14，所述垫块14与靠近的一个散热器2相抵。

如图1、2所示，为了使得本发明结构更加简单、紧凑，所述散热器2设有与其互为一体或固定连接的翅片12，所述二极管3设在翅片12的一侧并通过压板13和绝缘螺栓与翅片12固定连接。

如图1、2所示，为了便于将压紧板7与绝缘拉杆8定位连接，所述压紧板7的内侧设有螺纹套管，所述绝缘拉杆8的两端分别与压紧板7内侧的螺纹套管螺纹连接。为了进一步提高两者之间的牢固性，可在螺纹连接后再用粘接剂进一步固定。

如图2所示，为了使得本发明的牢稳性，所述绝缘拉杆8有四根。

为了提高装配效率，所述电阻4通过铜排与电容5并联连接。

为了使得本发明结构更合理，所述顶杆9具有法兰，且碟簧15的一端与法兰相抵，另一端与轴套10相抵。

由于本发明所述二极管3的单向通流性，如图3所示，当接通正向电流时，电流通过每一个igbt模块1，以及与正向串联电路的每一个igbt模块1并联连接的缓冲回路rcd，而与反向串联电路的每一个igbt模块1并联连接的缓冲回路rcd不通流。

如图4所示，当接通反向电流时，电流通过每一个igbt模块1，以及与反向串联电路的每一个igbt模块1并联连接的缓冲回路rcd，而与正向串联电路的每一个igbt模块并联连接的缓冲回路rcd不通流，进而实现主支路的双向通流能力。

本发明所述igbt模块与散热器以压接形式形成整体，不仅结构简单、紧凑，占用空间小，而且安装维护方便，能够实现直流断路器的主支路的双向通流能力，并提高高压直流断路器运行的稳定性，满足特高压直流断路器长期稳定运行和高可靠性要求；同时，可通过将多个功率单元相互串并联布置实现不同电流、电压等级要求。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。