一种可用于固态式直流断路器的散热装置的制作方法

本发明属于散热设备领域，特别涉及一种可用于固态式直流断路器的散热装置。

背景技术：

固态式直流断路器是利用电力电子阀串进行电流导通、开断的装置。由于电力电子器件具有导通压降的性能，因此当直流断路器导通电流时电力电子阀串具有导通损耗，需配置散热装置以保证电力电子阀串的安全可靠工作。

固态式直流断路器的常规散热方法是通过风机风冷散热，结构简单，散热效果较差，并且，单一的风机散热，无法适用于不同使用环境中的不同结构组合的固态式直流断路器。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种可用于固态式直流断路器的散热装置，所述散热装置包括散热组件；

所述散热组件包括基座、热管和散热片，所述热管的一端和所述基座连接，所述热管的另一端贯穿套接在所述散热片中；

所述基座内设置有空腔，所述空腔的上下端均设置有固定板。

进一步地，一组所述固定板通过连接杆和所述基座内壁上端固定连接；另一组所述固定板通过连接杆和所述基座内壁下端固定连接。固定板的位置通过连接杆进行调节。

进一步地，两组所述固定板之间用于安装电力电子器件管壳，且两组所述固定板之间的间隔使得所述电力电子器件管壳之间的距离满足最小放电距离。通过选择连接杆的长短，控制两组所述固定板之间的间距。

进一步地，所述热管为重力热管。热量被重力热管吸收后，其内部冷却液升华在热管内部上升，冷却后能够靠重力回流到重力热管底部，形成循环。

进一步地，所述散热装置包括若干组所述散热组件，若干组所述散热组件用于将若干组电力电子阀组沿基座中心轴线方向串行连接，若干组串行连接的所述电力电子阀组构成电力电子阀串，所述电力电子阀串与地面垂直。

进一步地，所述电力电子阀串固定在两组顶板之间，两组所述顶板平行对正设置，且两组所述顶板通过支撑杆固定连接。所述电力电子阀串和顶板相互垂直。

进一步地，所述基座的侧壁设置有通孔，所述通孔能够使铜排贯穿套接在所述基座的侧壁上。铜排用于固态式直流断路器内的电路连接。

进一步地，所述散热装置还包括风道架，所述热管贯穿套接在所述风道架的侧壁上，所述散热片设置在所述风道架的风道内。所述电力电子阀串和风道的空气流通方向平行。

进一步地，所述风道架内安装有若干块绝缘板。通过若干块所述绝缘板将风道架内分隔成多组风道，且所述绝缘板和散热片贴合，提高散热片的散热效果。

本发明通过一组散热组件对应一组电力电子阀组，提高了散热装置的散热效果。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的固态式直流断路器的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的散热组件的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的散热组件的俯视图；

图4示出了根据本发明实施例的基座的俯视剖视图；

图5示出了根据本发明实施例的基座的侧视剖视图；

图6示出了根据本发明实施例的风道的俯视图。

图中：1电力电子阀串组合、2电力电子阀组、3基座、4热管、5散热片、6铜排、7电力电子器件管壳、8顶板、9支撑杆、10连接杆、11固定板、12风道架、1201第一风道、1202第二风道、1203绝缘板、13风机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种可用于固态式直流断路器的散热装置，所述散热装置包括散热组件。

所述散热组件包括基座3、热管4和散热片5，所述热管4的一端和所述基座3连接，所述热管4的另一端贯穿套接在所述散热片5中；具体的，所述热管为重力热管。所述基座3的侧壁设置有通孔，所述通孔能够使铜排6贯穿套接在所述基座3的侧壁上。

所述基座3内设置有空腔，所述空腔的上下端均设置有固定板11。具体的，一组所述固定板11通过连接杆10和所述基座3内壁上端固定连接；另一组所述固定板11通过连接杆10和所述基座3内壁下端固定连接。两组所述固定板11之间用于安装所述电力电子器件管壳7，且两组所述固定板11之间的间隔使得所述电力电子器件管壳7之间的距离满足最小放电距离。

所述散热装置包含多个所述散热组件，多个所述散热组件用于将若干组电力电子阀组2沿基座3中心轴线方向串行连接，若干组串行连接的所述电力电子阀组2构成电力电子阀串，所述电力电子阀串与地面垂直。所述电力电子阀串固定在两组顶板8之间，两组所述顶板8平行对正设置，且两组所述顶板8通过支撑杆9固定连接。

所述散热装置还包括风道架12，所述热管4贯穿套接在所述风道架12的侧壁上，所述散热片5设置在所述风道架12的风道内。所述风道架12内安装有若干块绝缘板1203，所述风道架12的一端设置有风机13。

图1示出了根据本发明实施例的固态式直流断路器的结构示意图。固态式直流断路器包括电力电子阀串组合1和风道组件。电力电子阀串组合1包括电力电子阀串和散热组件。本实施例以电力电子阀串组合1内设有两串电力电子阀串，每串电力电子阀串包括五个电力电子阀组2为例进行示例性说明。但固态式直流断路器中的电力电子阀串不限于两串，每串电力电子阀串中的电力电子阀组2也不限于五个。每串电力电子阀串中的五个电力电子阀组2相互串联，两串电力电子阀串并联设置。每个电力电子阀组2的对应一个散热组件。两串电力电子阀串对称设置，每串电力电子阀串通过其上下端的两块顶板8对每串电力电子阀串进行封装固定，上下两块顶板8通过支撑杆9固定连接。两串电力电子阀串的上下两块顶板8分别对正连接。风道组件包括风道架12和风机13，风道架12为柱状，内部设置有两个但不限于两个风道，风道架12的上下端通透，为风道的进出口。风道架12设置在电力电子阀串组合1一侧，上下两块顶板8的同一侧分别和风道架12的同一侧壁的上下端固定连接，增强了装置的整体稳定性。每个电力电子阀组2的散热片5均套接在风道架12的风道内，与散热片5相连的热管4贯穿套接在风道架12的侧壁上。风机13的出风口设置在风道架12的下端风道进风口处。本实施例中风道组件设置有一组风机13，根据实际使用要求，可适当增加减少风机13的组数。

如图2-3所示，散热组件包括基座3、热管4和散热片5。示例性的，两组热管4的一端均和基座3的侧壁连接，两组热管4的另一端贯穿套接固定在散热片5内。具体的，当固态开关导通电流时电力电子阀串产生热量，热管4将基座3内电力电子阀串产生热量产生的热量吸收，并将热量传导至散热片5处进行散热。一个散热组件中的热管4不限于两组，并且本发明实施例中，热管4采用重力热管，热量被重力热管吸收后，其内部冷却液升华在热管内部上升，冷却后能够靠重力回流到重力热管底部，形成循环。在基座3的侧壁设置有两组但不限于两组铜排6，铜排6的一端贯穿套接在基座3的内部，铜排6的另一端用于固态式直流断路器内的电路连接。

本发明的散热装置由散热组件和风道组件构成，结构简单实用，便于组装维护，适用于不同结构固态式直流断路器。

基座3设置为盒体，示例性的，基座3采用铝质圆柱形盒体，但不限于铝质圆柱形盒体。基座3满足绝缘和导热性能好的要求。基座3的大小首先考虑安装在其中的电力电子器件之间达到安全距离，电子电子阀串在使用过程中会发热，电力电子器件的安全距离应当满足正常工作温度下的安全放电距离。在基座3盒体大小形状满足电力电子器件安装需求的前提下，基座3盒体与电力电力电子器件管壳7的间隙尽量缩小，以提高散热效率和节约制造成本。如图4所示，基座3盒体内安装有电力电子器件管壳7。在基座3盒体内铜排6上伸入基座3盒体内的一端和连接。每个电力电子阀组2中的电力电子器件对应一个散热组件，本实施例的电力电子器件为集成门极换流晶闸管(igct)，电力电子器件封装在电力电子器件管壳7内，铜排6的一端连接在电力电子器件管壳7上。在电力电子器件管壳7上预设有螺纹孔，在对固态式直流断路器进行组装时，夹具可通过螺纹孔对电力电子器件管壳7进行夹持固定，并且铜排6的一端可通过螺纹孔与电力电子器件管壳7固定连接，结构简单实用。

如图5所示，封装有电力电子器件的电力电子器件管壳7通过其上下端的两块固定板11夹持固定在基座3内，两块固定板11分别通过连接杆10固定连接在基座3盒体的上下端，并且两块固定板11分别和电力电子器件管壳7的上下端贴合，提高了对电力电子器件的散热效果。通过设置连接杆10的长度，使得上下电力电子器件管壳7之间间距一定，同时固定板11和连接杆10使得基座3和电力电子器件管壳7分隔，降低了基座3对电力电子器件管壳7的热辐射影响降低，确保了固态式直流断路器的工作性能。

如图1所示，风道架12内的风道竖直设置，上下两端为通风口，风机13设置在风道的下端通风口处。固态式直流断路器工作时，热管4将基座3内的热量传导至散热片5处，通过散热片5进行散热，风机13运行，从风道下端通风口向风道内输入冷风，加快散热片5散热，提高了散热装置的散热效率。示例性的，如图6所示，风道架12内设置有两块绝缘板1203，通过两块绝缘板1203，风道被分为第一风道1201和第二风道1202。绝缘板1203和风道内的散热片5贴合，散热片5具有良好的热传导性，提高了散热装置的散热效果。风道的组数与电力电子阀串组数对应，每组电力电子阀串对应一个风道，使得各组电力电子阀串之间散热处理独立，互不影响，提高了固态式直流断路器的工作效率，降低了维保难度。并且根据电力电子阀串的组数，以及固态式直流断路器工作时产生的热量情况，可对风机13的数量进行增减。当安装多组风机13时，多组风机13应该等间距依次设置在风道架12的下通风口处，使得各风道内进风效果保持一致。且风道内风向是由下向上，利于排出热空气，提高散热效率。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。