專利名稱：一體化直接水冷式阻尼電阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力系統(tǒng)器件領(lǐng)域，具體涉及一種高壓直流輸電換流閥用一體化 直接水冷式阻尼電阻器。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)80年代中期以來，電力系統(tǒng)中的所有換流閥都采用了純水或水/乙二 醇混合的液體冷卻，阻尼電阻是換流閥中一個主要散熱元件，其散熱性能的好壞直接關(guān)系 到換流閥的正常運行，通常的直流換流閥采用間接水冷方式，水冷系統(tǒng)和阻尼電阻是獨立 分離的，此種散熱方式體積大，散熱性能較差，另外阻尼電阻的電感在高頻電壓下會出現(xiàn)高 阻抗，換流閥在運行時，可能遭受雷電沖擊、陡波沖擊電壓，頻率非常高，最終造成設(shè)備損 壞。中國專利申請200720311343. 5公開了一種結(jié)構(gòu)簡單、模塊化設(shè)計，外形尺寸較為 固定，并且特別適用于特高壓直流輸電換流閥用水冷型阻尼電阻器。該電阻器包括電阻體 和絕緣外殼，其特征在于，所述的絕緣外殼包括有腔體和蓋體，腔體內(nèi)設(shè)有螺旋水道，其進、 出水口分別連接腔體一個側(cè)面的上、下管螺紋水接頭，所述的電阻體為電阻帶，其設(shè)置在螺 旋水道之間，電阻帶的兩端分別連接腔體另一個側(cè)面的上、下接線端子，所述的蓋體與腔體 對接將所述的螺旋水道和電阻帶密封。中國專利申請01246810. X公開了一種大功率水冷線繞電阻器，它是針對目前大 功率線繞電阻器耐大電流沖擊能力差，靠壓力連接電氣不安全可靠而導(dǎo)致的功率小，體積 大、重量重而提供的一種耐大電流沖擊、電氣接觸安全可靠，功率大、體積小、重量輕的大功 率水冷線繞電阻器。它是在瓷管內(nèi)外圓設(shè)過水道，在瓷管上下帽蓋上設(shè)過水孔，瓷管外圓上 所設(shè)電阻帶端頭固接在上下帽蓋上組成電阻芯，在電阻芯外設(shè)水套，形成過水層，將兩個或 兩個以上的電阻芯并接在設(shè)有進水孔的下壓板和出水孔的上壓板之間，通過螺紋配合及導(dǎo) 電帶接通形成上、下電極構(gòu)成。本實用新型的一體化直接水冷式阻尼電阻器與上述現(xiàn)有技術(shù)中的水冷線繞電阻 相比，玻璃釉電阻有以下優(yōu)勢使用壽命和可靠性更好——線繞電阻采用極細的合金絲繞制而成，長達6 10m， 合金絲制備和繞制過程中可能造成缺陷或損傷。線繞電阻直接侵在水中冷卻，電阻合金絲 有游離金屬釋出，受到腐蝕。長期工作后將導(dǎo)致電阻開路、影響水質(zhì)。而本實用新型的水冷 式阻尼電阻器采用玻璃釉膜構(gòu)成的膜式結(jié)構(gòu)，基體表面覆滿經(jīng)850度高溫?zé)Y(jié)而成的玻璃 釉膜導(dǎo)電層，即使出現(xiàn)個別點缺陷不會影響電阻的正常使用，因此水冷線繞電阻不適合應(yīng) 用在可靠性要求高、壽命時間長的情況下；高壓脈沖性能好——現(xiàn)有技術(shù)中的線繞電阻直接冷卻，低壓工作且水質(zhì)較好時可 保證正常工作，但高壓脈沖，尤其伴隨水質(zhì)下降時有匝間擊穿的隱患；電感量小——本實用新型的阻尼電阻器采用表面整體導(dǎo)電、多層并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，電 感量為極低的分布電感，在lOOnH之內(nèi)；[0009]體積功率比高——線繞電阻受合金帶電阻率限制，為保證可靠性選用較大截面積 的帶材后電阻絲長度將增加，體積增大，而本實用新型的阻尼電阻器電阻不受電阻率限制， 設(shè)計更加靈活。在體積功率比上超過線繞電阻；并且現(xiàn)有技術(shù)中的大功率線繞電阻在使用過程中有開路、影響水質(zhì)等問題。本實用新型的一體化直接水冷式阻尼電阻器采用PPS(聚苯硫醚)材料作為外殼 材料，使電阻器機械強度、耐溫性能大幅度提高，且易于注塑加工。當(dāng)發(fā)生斷水、過載時，功 率型電阻將產(chǎn)生大量高溫水蒸汽，采用PPS外殼，電阻體不易因熱變形導(dǎo)致電阻損壞，可靠 性大幅度提高。優(yōu)于PVDF(聚偏氟乙烯)材料。

實用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型提出一種散熱性好、無感、可直接與水接 觸的一體化直接水冷式阻尼電阻器。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種一體化直接水冷式阻尼電阻器，包 括絕緣外殼以及置于絕緣外殼中的電阻體，其特征在于所述電阻體采用由內(nèi)向外的三層 結(jié)構(gòu)內(nèi)層為氧化鋁陶瓷板，中間層為設(shè)在氧化鋁陶瓷板左側(cè)的阻尼電阻和設(shè)在氧化鋁陶 瓷板右側(cè)的取能電阻，外層為分別設(shè)在阻尼電阻左側(cè)和取能電阻右側(cè)的電阻基片，在兩個 電阻基片的外側(cè)各設(shè)有一冷卻水通道，冷卻水通道的進水口和出水口均設(shè)在絕緣外殼的底 部，所述阻尼電阻與設(shè)在絕緣外殼上的阻尼電阻接線端相連接，所述取能電能與設(shè)在絕緣 外殼上的取能電阻接線端相連接。其中，所述阻尼電阻接線端位于絕緣外殼的頂部，取能電阻接線端位于絕緣外殼 的側(cè)部。其中，所述氧化鋁陶瓷板采用1mm厚的氧化鋁陶瓷板。其中，所述阻尼電阻為高壓直流輸電換流閥用阻尼電阻。其中，所述取能電阻為高壓直流輸電換流閥用取能電阻。其中，所述阻尼電阻和取能電阻均采用玻璃釉膜結(jié)構(gòu)。其中，所述電阻體的兩側(cè)采用密封圈進行密封。其中，所述絕緣外殼采用聚苯硫醚塑料制成。其中，所述絕緣外殼由前蓋、后蓋、頂蓋和底蓋四部分組成，各部分之間通過鉸鏈 進行連接。其中，所述兩個冷卻水通道所容納水的總體積為所述電阻體體積的5倍以上。本實用新型的有益效果是1)本實用新型中的阻尼電阻和取能電阻菌采用玻璃釉膜層，兩個玻璃釉膜層之間 通過氧化鋁陶瓷板進行絕緣，并采用直接水冷方式進行冷卻，電阻部分與水之間的熱阻極 低，換熱面積也很大。同等功率下電阻部分溫度大幅度降低，因此該型水冷電阻具有最高的 功率體積比，該型電阻內(nèi)部冷卻水通道面積較大，在斷水試驗時具有優(yōu)勢，非常適用于高壓 大功率場合。2)本實用新型將阻尼電阻和取能電阻合為一體，節(jié)省了換流閥空間，進、出水口均 位于阻尼電阻器的底部，便于冷卻水通道的布置，且阻尼電阻接線端和取能電阻接線端分 別設(shè)在電阻的頂部和側(cè)部，不會與冷卻水通道發(fā)生沖突，內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰，方便布線、接線。
4[0026]3)本實用新型的絕緣外殼采用PPS塑料，表面光潔美觀，且強度很大，能夠承受 2Mpa水壓，外殼采用分體式結(jié)構(gòu)且通過精密模具成型，組裝后鉸鏈進行連接，外觀精致，方 便實用。

圖1是本實用新型的主視圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(即冷卻原理示意圖)；圖4是圖3中的A部放大圖；圖中1-阻尼電阻接線端，2-取能電阻接線端，3-進水口，4-出水口，5-鉸鏈， 6-絕緣外殼，61-前蓋，62-后蓋，63-頂蓋，64-底蓋，7-冷卻水通道，8-密封圈，9-氧化鋁 陶瓷板，10-電阻基片，11-阻尼電阻，12-取能電阻，13-絕緣支架。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的阻尼電阻器做進一步詳細的說明。如圖1-4所示，本例所述的一體化直接水冷式阻尼電阻器包括絕緣外殼6和設(shè)置 在絕緣外殼6內(nèi)的電阻體，該電阻體將阻尼電阻和取能電阻做成一體，并采用直接水冷的 方式進行冷卻。如圖1、2所示，絕緣外殼采用聚苯硫醚(pps)塑料，主要由前蓋61、后蓋62、頂蓋 63和底蓋64四部分組成，各部分之間通過鉸鏈5進行緊密連接。絕緣外殼的頂部設(shè)有阻尼 電阻接線端1、其側(cè)部設(shè)有取能電阻接線端2、其底部設(shè)有冷卻水通道的進水口 3和出水口 4，所述絕緣外殼的底部通過絕緣支架13進行支撐。如圖3、4所示，電阻體與絕緣外殼的接觸部位采用密封圈進行密封，電阻體采用 由內(nèi)向外的三層結(jié)構(gòu)內(nèi)層為1mm厚的氧化鋁陶瓷板9，中間層為設(shè)在氧化鋁陶瓷板9左側(cè) 的阻尼電阻11和設(shè)在氧化鋁陶瓷板右側(cè)的取能電阻12，外層為分別設(shè)在阻尼電阻左側(cè)和 取能電阻右側(cè)的電阻基片。所述阻尼電阻11通過導(dǎo)線與設(shè)在絕緣外殼頂部(即絕緣外殼頂 蓋63)上的阻尼電阻接線端1相連接，所述取能電能12通過導(dǎo)線與設(shè)在絕緣外殼側(cè)部(即 絕緣外殼后蓋62側(cè)面)上的取能電阻接線端2相連接，所述導(dǎo)線以采用鍍銅鋁線為佳。所 述內(nèi)層采用氧化鋁陶瓷板9，可使其左右兩側(cè)的阻尼電阻11和取能電阻12之間絕緣隔離， 絕緣強度可達到10kV。在兩個電阻基片的外側(cè)各設(shè)有一條冷卻水通道7，向兩條冷卻水通道7中通水，以 便將阻尼電阻和取能電阻產(chǎn)生的熱量及時帶走。水從每條冷卻水通道7的進水口 3流進， 從出水口 4流出，圖3中所示箭頭方向為冷卻水通道7水的流向，為了即達到良好的散熱效 果又能使該阻尼電阻器在斷電時具有較大優(yōu)勢，將兩個冷卻水通道所容納水的總體積設(shè)計 為電阻體體積的5倍以上。阻尼電阻11和取能電阻與絕緣外殼6的接觸部位采用密封圈8 進行密封。采用上述結(jié)構(gòu)的阻尼電阻器非常適合于高壓大功率場合，特別適用于高壓直流 輸電換流閥。所述阻尼電阻11和取能電阻12均采用玻璃釉膜層，本實用新型通過控制玻璃釉 膜的層數(shù)和各玻璃釉膜之間的連接方式(包括串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)結(jié)合)來達到不同的阻值，本例中阻尼電阻11采用三層玻璃釉膜通過串并聯(lián)相結(jié)合的方式組成，取能電阻采用一 層玻璃釉膜。本實用新型通過進、出水口的尺寸來控制水流量，從而控制電阻的功率。由于 本實用新型采用PPS塑料制成絕緣外殼，使得外殼的表面光滑，可承受很高水壓。 最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限 制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新 型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種一體化直接水冷式阻尼電阻器，包括絕緣外殼以及置于絕緣外殼中的電阻體，其特征在于所述電阻體采用由內(nèi)向外的三層結(jié)構(gòu)內(nèi)層為氧化鋁陶瓷板，中間層為設(shè)在氧化鋁陶瓷板左側(cè)的阻尼電阻和設(shè)在氧化鋁陶瓷板右側(cè)的取能電阻，外層為分別設(shè)在阻尼電阻左側(cè)和取能電阻右側(cè)的電阻基片，在兩個電阻基片的外側(cè)各設(shè)有一冷卻水通道，冷卻水通道的進水口和出水口均設(shè)在絕緣外殼的底部，所述阻尼電阻與設(shè)在絕緣外殼上的阻尼電阻接線端相連接，所述取能電能與設(shè)在絕緣外殼上的取能電阻接線端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一體化直接水冷式阻尼電阻器，其特征在于所述阻尼電阻接 線端位于絕緣外殼的頂部，取能電阻接線端位于絕緣外殼的側(cè)部。
3.如權(quán)利要求2所述的一體化直接水冷式阻尼電阻器，其特征在于所述氧化鋁陶瓷 板采用Imm厚的氧化鋁陶瓷板。
4.如權(quán)利要求3所述的一體化直接水冷式阻尼電阻器，其特征在于所述阻尼電阻為 高壓直流輸電換流閥用阻尼電阻。
5.如權(quán)利要求3所述的一體化直接水冷式阻尼電阻器，其特征在于所述取能電阻為 高壓直流輸電換流閥用取能電阻。
6.如權(quán)利要求3所述的一體化直接水冷式阻尼電阻器，其特征在于所述阻尼電阻和 取能電阻均采用玻璃釉膜結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1-6任一所述的一體化水冷阻尼電阻器，其特征在于所述電阻體的兩 側(cè)采用密封圈進行密封。
8.如權(quán)利要求7所述的一體化直接水冷式阻尼電阻器，其特征在于所述絕緣外殼采 用聚苯硫醚塑料制成。
9.如權(quán)利要求8所述的一體化直接水冷式阻尼電阻器，其特征在于所述絕緣外殼由 前蓋、后蓋、頂蓋和底蓋四部分組成，各部分之間通過鉸鏈進行連接。
10.如權(quán)利要求9所述的一體化直接水冷式阻尼電阻器，其特征在于所述兩個冷卻水 通道所容納水的總體積為所述電阻體體積的5倍以上。
專利摘要本實用新型涉及一種一體化直接水冷式阻尼電阻器，包括絕緣外殼以及置于絕緣外殼中的電阻體，電阻體采用由內(nèi)向外的三層結(jié)構(gòu)內(nèi)層為氧化鋁陶瓷板，中間層為設(shè)在氧化鋁陶瓷板左側(cè)的阻尼電阻和設(shè)在氧化鋁陶瓷板右側(cè)的取能電阻，外層為分別設(shè)在阻尼電阻左側(cè)和取能電阻右側(cè)的電阻基片，在兩個電阻基片的外側(cè)各設(shè)有一冷卻水通道，冷卻水通道的進水口和出水口均設(shè)在絕緣外殼的底部，阻尼電阻與阻尼電阻接線端相連，取能電能與取能電阻接線端相連。該阻尼電阻器采用阻尼電阻和取能電阻的一體式結(jié)構(gòu)，并采用直接水冷方式進行冷卻，具有最高的功率體積比，該型電阻內(nèi)部冷卻水通道面積較大，在斷水試驗時具有優(yōu)勢，非常適用于高壓大功率場合。
文檔編號H01C1/14GK201758062SQ20102024279
公開日2011年3月9日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者張娟, 李本德, 湯廣福, 潘艷, 王華鋒, 邱宇峰, 魏曉光 申請人:中國電力科學(xué)研究院;北京七一八友晟電子有限公司