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1、(10)申请公布号 CN 103050203 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103050203 A *CN103050203A* (21)申请号 201210540760.2 (22)申请日 2012.12.13 H01C 3/14(2006.01) H01C 3/16(2006.01) H01C 1/082(2006.01) H01C 1/026(2006.01) H01C 1/144(2006.01) (71)申请人 国网智能电网研究院 地址 102211 北京市昌平区小汤山镇大东流 村路 270 号 （未来科技城） 申请人 中电普瑞电力工程有限公司 国家电网公司 (。
2、72)发明人 邱宇峰 魏晓光 查鲲鹏 (74)专利代理机构 北京安博达知识产权代理有 限公司 11271 代理人 徐国文 (54) 发明名称 一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻 尼电阻 (57) 摘要 本发明涉及一种用于特高压直流换流阀的一 体化水冷阻尼电阻， 所述阻尼电阻为绝缘材料制 的内设有通道的阻尼件， 所述阻尼件包括输入端 输出端为耐腐蚀端的电阻丝体， 所述电阻丝体设 置于所述通道的轴线上， 所述阻尼件底端设有排 水口。本发明的阻尼电阻中的电阻丝体与冷却水 直接接触， 通过强迫方式使水循环， 迅速达到冷却 效果。此外， 为了减小换流阀整体的体积， 还创造 性的将阻尼回路中两电阻合并。
3、于一个壳体中， 简 化了换流阀的结构。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征在于 ： 所述阻尼电阻为 绝缘材料制的内设有通道的阻尼件， 所述阻尼件包括输入端输出端为耐腐蚀端的电阻丝 体， 设置在所述阻尼件两侧所述两电阻端子经所述耐腐蚀端与电阻丝体连接 ； 所述通道呈 螺旋形， 所述电阻丝体设置于所述通道的轴线上， 所述阻尼件底端设有排水口。 2. 如权利要求 1 所述的一种。
4、用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征在 于 ： 所述通道转角处有弧度。 3. 如权利要求 1 所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征在 于 ： 所述电阻丝体分为电阻丝体1和电阻丝体2， 所述最外层通道的轴线上放置电阻丝体1， 所述剩余部分通道的轴线上放置电阻丝体 2， 所述电阻丝体 2 呈螺旋形 ； 所述电阻丝体 1 两端通过带孔密封垫与所述耐腐蚀端连接 ； 所述电阻丝体 2 两端通过焊接与所述耐腐蚀端连接。 4. 如权利要求 3 所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征在 于 ： 所述电阻丝体 1 包括电阻带和电阻丝， 所述电阻带表面光。
5、滑并分成若干等距段， 在每个 分段处两侧对称设有绝缘塑料突起， 所述电阻带上下沿设有等距不对称凹槽， 所述电阻带 两端设有小孔 ； 所述电阻丝表面镀上一薄层绝缘包络线， 并沿着电阻带的上下沿凹槽、 均匀倾斜缠绕 于长方形绝缘塑料电阻带上， 所述电阻丝两端分别固定在电阻带两的小孔上。 5. 如权利要求 3 所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征在 于 ： 所述电阻丝体 1 连接的耐腐蚀端与至少一块耐腐蚀端经贴合、 固定和 / 或压紧形成密 封。 6. 如权利要求 3 所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征在 于 ： 在所述电阻丝体 2 连接的耐腐蚀端的。
6、顶端设置一个半圆型中空不锈钢金属罩， 将电阻 丝体 2 中的电阻丝与耐腐蚀端的焊接点置于金属罩内， 在所述耐腐蚀端上开孔并通过阻尼 件外部的螺栓固定在通道内。 7. 如权利要求 1 所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征在 于 ： 所述绝缘塑料阻尼件通过焊接绝缘塑料阻尼件壳体和绝缘塑料面板密封而成。 8. 如权利要求 3 所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征在 于 ： 所述电阻丝体 1 和电阻丝体 2 通过串联方式水冷。 9. 如权利要求 1 所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征在 于 ： 所述阻尼件底端的两个排水口分别为出。
7、水口和入水口。 10. 如权利要求 1 所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其特征 在于 ： 所述耐腐蚀端为刀把式结构。 权 利 要 求 书 CN 103050203 A 2 1/4 页 3 一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻 技术领域 ： 0001 本发明涉及电力系统器件， 更具体涉及一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷 阻尼电阻。 背景技术 ： 0002 特高压直流输电由于在远距离、 大容量输电工程中展现了独特的优势， 故是解决 我国能源分布不均和优化资源配置的有效途径。 目前已投入工程运行的特高压直流换流阀 均采用晶闸管换流技术， 从上世纪中叶至今晶闸管研究和。
8、制造已趋于成熟， 但受其功率因 素的限制， 单个晶闸管的耐压能力相较于特高压工程的电压等级依旧相差甚远， 所以在工 程中使用的晶闸管阀需要由大量的晶闸管器件串联构成。 由于构成阀的各个晶闸管很难具 有完全一致的电气特性， 所以实现串联晶闸管器件的均压便成为了晶闸管阀必须解决的问 题。而并联于各晶闸管两端阻尼回路， 很好的解决了晶闸管阀关断过程中的均压问题。阻 尼电容在保障串联各晶闸管两端电压均衡同时其自身也积累了一定的能量， 大部分都会消 耗在与之串联的阻尼电阻上， 且以脉冲的性质释放。 因此， 阻尼电阻需要具备良好脉冲功率 耐受能力以及散热性。目前投入使用的换流阀阻尼电阻大多采用间接水冷方式。
9、， 首先将热 量传至与阻尼电阻接触的散热器表面， 后由散热器内部循环冷却水将热量带走。 发明内容 ： 0003 本发明的目的是提供一种用于特高压直流换流阀的一体化直接水冷阻尼电阻， 电 阻丝体与冷却水直接接触， 通过强迫方式使水循环， 迅速达到冷却效果。此外， 为了减小换 流阀整体的体积， 还创造性的将阻尼回路中两电阻合并于一个壳体中， 简化了换流阀的结 构。 0004 为实现上述目的， 本发明采用以下技术方案 ： 一种用于特高压直流换流阀的一体 化水冷阻尼电阻， 所述阻尼电阻为绝缘材料制的内设有通道的阻尼件， 所述阻尼件包括输 入端输出端为耐腐蚀端的电阻丝体， 设置在所述阻尼件两侧所述两电阻。
10、端子经所述耐腐蚀 端与电阻丝体连接 ； 所述通道呈螺旋形， 所述电阻丝体设置于所述通道的轴线上， 所述阻尼 件底端设有排水口。 0005 本发明提供的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 所述通道转角 处有弧度。 0006 本发明提供的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 所述电阻丝体 分为电阻丝体 1 和电阻丝体 2， 所述最外层通道的轴线上放置电阻丝体 1， 所述剩余部分通 道的轴线上放置电阻丝体 2， 所述电阻丝体 2 呈螺旋形 ； 0007 所述电阻丝体 1 两端通过带孔密封垫与所述耐腐蚀端连接 ； 0008 所述电阻丝体 2 两端通过焊接与所述耐腐蚀端连接。 00。
11、09 本发明提供的另一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 所 述电阻丝体包括电阻带和电阻丝， 所述电阻带表面光滑并分成若干等距段， 在每个分段处 说 明 书 CN 103050203 A 3 2/4 页 4 两侧对称设有绝缘塑料突起， 所述电阻带上下沿设有等距不对称凹槽， 所述电阻带两端设 有小孔 ； 0010 所述电阻丝表面镀上一薄层绝缘包络线， 并沿着电阻带的上下沿凹槽、 均匀倾斜 缠绕于长方形绝缘塑料电阻带上， 所述电阻丝两端分别固定在电阻带两的小孔上。 0011 本发明提供的再一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 所 述电阻丝体 1 连接的耐腐蚀端与。
12、至少一块耐腐蚀端经贴合、 固定和 / 或压紧形成密封。 0012 本发明提供的再一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 在 所述电阻丝体 2 连接的耐腐蚀端的顶端设置一个半圆型中空不锈钢金属罩， 将电阻丝体 2 中的电阻丝与耐腐蚀端的焊接点置于金属罩内， 在所述耐腐蚀端上开孔并通过阻尼件外部 的螺栓固定在通道内。 0013 本发明提供的又一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 所 述绝缘塑料阻尼件通过焊接绝缘塑料阻尼件壳体和绝缘塑料面板密封而成。 0014 本发明提供的又一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 所 述电阻丝体 1 和电阻丝体 2 。
13、通过串联方式水冷。 0015 本发明提供的又一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 所 述阻尼件底端的两个排水口分别为出水口和入水口。 0016 本发明提供的又一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻， 其 特征在于 ： 所述耐腐蚀端为刀把式结构。 0017 由于采用了上述技术方案， 本发明得到的有益效果是 ： 0018 1、 本发明中通过采用将阻尼电阻与冷却水直接接触的冷却方式， 较大程度提升了 冷却的效果 ； 0019 2、 本发明中通过将两电阻合并于一个阻尼件的方式， 节省了特高压直流换流阀换 流阀内部空间， 简化了内部结构， 减小了阀总体积 ； 0020 3。
14、、 本发明中通过采用螺旋型类似于 “蚊香” 结构的水道， 转角地方均有明显弧度， 不存在突兀的拐点， 使得水冷阻尼电阻流阻小， 使得水流通畅， 死角少， 不易发生堵塞 ； 0021 4、 本发明通过采用焊接方式完成电阻壳体密封， 简便易行， 节省成本 ； 0022 5、 本发明中通过电阻丝体两端均装设了耐腐蚀端， 并将连接处密封的方式， 实现 电阻丝与完全水隔离， 有效防止了电阻丝在冷却水中发生电化学反应 ； 0023 6、 本发明中通过将电阻丝倾斜缠绕于电阻件后嵌夹于一体化水冷电阻水道中的 方式， 增加了电阻丝与冷却水的接触面积， 降低了对冷却水的阻力， 达到了更好的冷却效 果， 提供了简单。
15、便捷的固定方式 ； 0024 7、 本发明中通过在电阻丝表面镀绝缘包络线， 既能保证良好的冷却效果， 又有效 防止电阻丝在冷却水中发生电化学反应， 保障了使用寿命 ； 0025 8、 本发明中电阻丝体 2 采用两侧对称单侧均为似字母 “” 结构， 有助于自身在水 道中的固定， 有助于降低对冷却水阻力， 有助于提高水冷效果 ； 0026 9、 本发明中电阻带分为若干段， 便于电阻丝的缠绕， 稳固电阻丝的形态。 0027 10、 本发明中耐腐蚀端通过外阻尼件外的螺栓进行固定， 既起到了引出电阻端子 的作用， 还能够对耐腐蚀端提供一定的保护 ； 0028 11、 本发明中通过采用金属罩屏蔽电阻丝与耐。
16、腐蚀端焊点方式， 有效的保护了电 说 明 书 CN 103050203 A 4 3/4 页 5 阻与耐腐蚀端连接点。 附图说明 0029 图 1 为本发明阻尼电阻结构示意图 ； 0030 图 2 为本发明电阻丝侧面示意图 ； 0031 图 3 为本发明的刀把式耐腐蚀端示意图 ； 0032 图 4 为本发明电阻丝体 1 与耐腐蚀端连接示意图 ； 0033 图 5 为本发明的电阻丝体 2 的耐腐蚀端侧面示意图 ； 0034 其中， 1- 阻尼件， 2- 通道， 3- 电阻丝体， 4- 刀把式耐腐蚀端， 5- 电阻端子， 6- 水口， 7- 电阻带， 8- 小孔， 9- 突起， 10- 凹槽， 11。
17、- 密封垫， 12- 金属罩， 13- 焊点， 。 具体实施方式 0035 下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。 0036 实施例 1 ： 0037 如图 1 所示， 本例的发明的所述通道呈螺旋形， 所述电阻丝体设置于所述通道的 轴线上， 所述阻尼件底端设有排水口。 0038 阻尼电阻为绝缘塑料制备的内设有通道 2 的阻尼件 1， 阻尼件 1 包括输入端输出 端为耐腐蚀端 4 的电阻丝体 3， 设置在所述阻尼件两侧所述两电阻端子 5 经所述耐腐蚀端 4 与电阻丝体 3 连接 ； 所述通道 2 呈螺旋形， 这种结构的沟道 2 为流线型， 转角地方均有明显 弧度， 不存在突兀的拐点。所述电阻丝。
18、体 3 设置于所述通道 2 轴线上， 电阻丝体 3 分为电阻 丝体 1 和电阻丝体 2， 所述最外层通道 2 轴线上放置电阻丝体 1， 电阻丝体 1 绕置于带有电 阻带 7 上， 以便将其固定于水道 2 中。由于电阻丝直径较小， 通过采用电阻率高的冷却水和 其两端的耐腐蚀端， 能够保障其使用寿命， 所述剩余部分通道 2 轴线上放置电阻丝体 2， 所 述电阻丝体 2 两侧对称单侧均为似字母 “” 结构， 整体放置呈螺旋形， 将阻尼回路中两电 阻丝体 3 放入同一个阻尼件中的方式， 简化了阻尼回路， 节省了换流阀内部空间 ； 此外将两 电阻丝体置于同一水路中， 间隔一段距离， 通过串联方式水冷， 。
19、简化了冷却回路， 节省了成 本。所述耐腐蚀端 4 焊接在电阻丝首尾端上， 所述壳体底端设有两个水口 6， 分别为冷却水 的进、 出口。 工作中冷却水从入水口以适当流量进入阻尼件中， 直接与因消耗能量而发热的 电阻丝体 3 接触， 迅速带走电阻丝产生的热量， 然后从出水口流出， 冷却效果较通过散热器 带走电阻热量的方式要优良很多。缘塑料阻尼件 1 通过焊接绝缘塑料阻尼件壳体和绝缘塑 料面板密封而成， 分别将阻尼件壳体和面板固定， 然后通过高温平板对塑料进行加热至其 融化后， 施加外力将融化后的壳体和面板压紧一段时间， 达到密封效果。 0039 如图 2 所示， 电阻丝体 1 包括电阻带 7 和电。
20、阻丝， 所述电阻带 7 表面光滑并分成若 干等距段， 在每个分段处两侧对称设有绝缘塑料突起 9， 以便能够让电阻带 7 通过其两侧的 突起 9 嵌夹于水冷电阻通道 2 轴线上， 同时固定电阻丝。所述电阻带 7 上下沿设有等距凹 槽 10 且所述上下沿凹槽 10 相互错开， 所述电阻带 7 首尾端设有小孔 8。 0040 由于一体化水冷电阻采用直接水冷方式， 电阻丝与冷却水直接接触， 电阻丝中流 过电流时， 冷却水中同样会有电流流过， 将会导致电化学反应发生， 电阻丝本身极细， 电化 学反应极易导致其断裂。为了防止电阻丝在冷却水中发生电化学反应， 在电阻丝表面镀上 说 明 书 CN 103050。
21、203 A 5 4/4 页 6 一层极薄且导热优良的绝缘包络线， 既使得电阻丝与水隔离， 又能保障快速散热。 且电阻丝 沿着电阻带的上下沿凹槽 10、 均匀倾斜缠绕于长方形绝缘塑料电阻带 7 上， 降低电阻丝对 冷却水的阻力。同时电阻丝首尾端分别固定在电阻带首尾端的小孔 8 上。 0041 如图 3 所示， 为防止电阻丝在冷却水中发生电化学腐蚀， 电阻丝两端均装设了刀 把式耐腐蚀端 4， 使得电化学反应发生在金属电极与水接触面上。所选用的刀把式耐腐蚀 端 4 为结构分为刀身和刀柄。将电阻丝首、 末端与刀把式耐腐蚀端 4 连接， 刀把式耐腐蚀端 4 上开有孔洞， 同时在外壳背部相应位置开个孔， 。
22、通过外壳外部的螺栓从外壳背部的孔穿过 耐腐蚀端的孔并固定子通道 2 中。该螺栓既起到了引出电阻端子的作用， 还能够对耐腐蚀 端提供一定的保护。 0042 如图 4 所示， 在刀把式耐腐蚀端 4 中部装有开孔的密封垫 11， 将电阻丝体 1 的电 阻丝首末端分别置于密封垫孔洞中， 然后与另外一块刀把式耐腐蚀端 4 贴合、 固定、 压紧， 形成密封。如此便实现了电阻丝与冷却水的完全隔离， 电化学反应将会在刀把式耐腐蚀端 4 与冷却水的接触面上发生， 有效保护电阻丝体 1 中的电阻丝。 0043 如图 5 所示， 电阻丝体 2 的电阻丝两端分别通过焊接与刀把式耐腐蚀端 4 连接， 并 在刀把式耐腐蚀。
23、端 4 顶端设计一个半圆型中空不锈钢金属罩 12， 将电阻丝体 2 的电阻丝两 端与刀把式耐腐蚀端 4 焊接而成的焊点 13 置于金属罩 12 内， 金属罩 12 对外电场起到屏蔽 作用， 内部场强为零， 不会存在电流， 能有效防止电化学反应的发生。 0044 最后应该说明的是 ： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制， 尽 管参照上述实施例对本发明进行了详细说明， 所属领域的普通技术人员应当理解 ： 依然可 以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换， 而未脱离本发明精神和范围的任何修 改或者等同替换， 其均应涵盖在本权利要求范围当中。 说 明 书 CN 103050203 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103050203 A 7 2/2 页 8 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103050203 A 8 。