一個(gè)絕緣固定夾件固定多路均壓連接電纜15。
[0013]兩金屬拉桿3中間位置與晶閘管串聯(lián)電路中中間位置的集成門極換流晶閘管陰極之間連接有導(dǎo)線。
[0014]本發(fā)明有以下幾部分組成:1均壓電路、2絕緣固定夾件、3金屬拉桿、4閥體金屬固定壓件、5絕緣壓件、6撬棒裝置的供電電纜、7集成門極換流晶閘管、8撬棒的正輸入端子、9撬棒的負(fù)輸出端子、10電源控制板、11高壓隔離供電變壓器、12控制光纖、13絕緣環(huán)氧板、14光纖驅(qū)動(dòng)器、15均壓連接電纜、16集成門極換流晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜和17電源驅(qū)動(dòng)器。
[0015]它們的功能和連接方式如下:高壓隔離供電變壓器11和電源驅(qū)動(dòng)器17為電源控制板10提供隔離的控制電源，由供電電纜6輸入到電源控制板10，電源控制板10在其內(nèi)部把電纜6提供的電能通過隔離措施產(chǎn)生與集成門極換流晶閘管7數(shù)量相同的隔離控制電壓源，給各集成門極換流晶閘管提供門極驅(qū)動(dòng)電流。電源控制板10的功能是為所有集成門極換流晶閘管提供相互隔離的控制電源，并且為每個(gè)集成門極換流晶閘管提供門極控制信號(hào)，這些門極信號(hào)由控制光纖12傳輸?shù)男盘?hào)控制；通過光纖內(nèi)的有光和無光兩種狀態(tài)來控制撬棒的開通和斷開。集成門極換流晶閘管的門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜16通過特殊設(shè)計(jì)的絕緣固定夾件2固定、并且讓這些控制信號(hào)電纜在空間上相互隔離；絕緣固定夾件2固定在專門設(shè)計(jì)的絕緣環(huán)氧板13上。金屬拉桿3、金屬壓件4和絕緣壓件5提供滿足電氣絕緣要求和壓力要求的夾件，使一定數(shù)量的集成門極換流晶閘管串聯(lián)緊壓，壓力滿足浪涌電流的通流要求，組成一個(gè)可控的直流高壓浪涌短路撬棒；在金屬拉桿3的中間部分固定一根金屬導(dǎo)線與中間位置的集成門極換流晶閘管的陰極相連，這樣能降低金屬夾件與集成門極換流晶閘管閥體的耐壓等級(jí)，提高半導(dǎo)體器件的串聯(lián)數(shù)量。它的串聯(lián)數(shù)量與其參數(shù)以及撬棒的工作電壓相關(guān)，例如在10kV電壓下的正離子源中性束注入高壓電源的撬棒，采用4500V 4000A集成門極換流晶閘管40只串聯(lián)緊壓，最大單次浪涌通流能力達(dá)到30kA。均壓電路I為每只集成門極換流晶閘管提供動(dòng)態(tài)和靜態(tài)均壓保護(hù)，由電容、電阻和氧化鋅閥片組成；每只集成門極換流晶閘管與其均壓電路在高度上面近似相等，都固定在絕緣環(huán)氧板13上面，由均壓連接電纜15連接到對應(yīng)的集成門極換流晶閘管上；這樣不需要考慮均壓電路的絕緣問題。半導(dǎo)體閥組件由固定壓件4固定在絕緣環(huán)氧板13上面；絕緣環(huán)氧板13豎直放置，根據(jù)撬棒的電壓等級(jí)，絕緣環(huán)氧板13與其周圍設(shè)備之間需要有足夠的凈空距離，滿足電氣絕緣要求。
[0016]撬棒動(dòng)作時(shí)的控制信號(hào)狀態(tài)變化如下:當(dāng)光纖有光時(shí)，電源控制板發(fā)出集成門極換流晶閘管斷開的指令，撬棒處于斷開狀態(tài)；如果需要撬棒閉合，光纖驅(qū)動(dòng)器14停止發(fā)光，光纖內(nèi)部處于無光狀態(tài)，這時(shí)電源控制板接收到無光信號(hào)后，立即觸發(fā)導(dǎo)通所有集成門極換流晶閘管，這時(shí)所有集成門極換流晶閘管導(dǎo)通，撬棒處于閉合狀態(tài)；當(dāng)需要撬棒再斷開時(shí)，只要光纖驅(qū)動(dòng)器14向控制光纖12發(fā)送有光信號(hào)，則所有集成門極換流晶閘管全部斷開，使撬棒處于斷開狀態(tài)。
[0017]撬棒裝置的各部件全部安裝在絕緣環(huán)氧板13上，有利于整體絕緣和現(xiàn)場安裝，也解決了撬棒裝置各部件的相互絕緣和對周圍設(shè)備的絕緣要求；串聯(lián)的集成門極換流晶閘管7不需要散熱。整個(gè)撬棒裝置的設(shè)備全部采用自然風(fēng)冷，不需要強(qiáng)迫風(fēng)冷或水冷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可控直流高壓浪涌電流撬棒裝置，其特征在于:包括豎向設(shè)置的絕緣環(huán)氧板，絕緣環(huán)氧板一側(cè)板面緊貼絕緣環(huán)氧板設(shè)置有相互上、下對稱的閥體金屬固定壓件，兩金屬壓件左端之間、右端之間分別連接有金屬拉桿，靠近上方的金屬壓件底部、下方的金屬壓件頂部的金屬拉桿上分別安裝有絕緣壓件，上方的絕緣壓件底部水平安裝有撬棒的正輸入端子，下方的絕緣壓件頂部水平安裝有撬棒的負(fù)輸入端子，正、負(fù)輸入端子之間設(shè)置有由多個(gè)集成門極換流晶閘管沿豎向依次串聯(lián)構(gòu)成的晶閘管串聯(lián)電路，所述晶閘管串聯(lián)電路兩端分別電接入撬棒的正、負(fù)輸入端子上，且晶閘管串聯(lián)電路中各個(gè)集成門極換流晶閘管被上、下方的金屬壓件壓緊在兩金屬拉桿之間；還包括分別安裝在絕緣環(huán)氧板板面上的高壓隔離供電變壓器、電源控制板、多路均壓電路，所述高壓隔離供電變壓器通過供電電纜供電至電源控制板和光纖驅(qū)動(dòng)控制器，所述光纖驅(qū)動(dòng)控制器通過光纖與電源控制板控制端連接，所述電源控制板輸出端接入有開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜，多路驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜一一對應(yīng)接入各個(gè)集成門極換流晶閘管的管腳，多路均壓電路分別一一對應(yīng)通過均壓連接電纜接入各個(gè)集成門極換流晶閘管的管腳。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可控直流高壓浪涌電流撬棒裝置，包括絕緣環(huán)氧板，絕緣環(huán)氧板板面設(shè)置有上、下對稱的閥體金屬固定壓件，兩金屬壓件之間連接有金屬拉桿，金屬拉桿上分別安裝有絕緣壓件，絕緣壓件上分別安裝有撬棒的輸入端子，輸入端子之間設(shè)置有晶閘管串聯(lián)電路，晶閘管串聯(lián)電路兩端分別電接入撬棒的輸入端子上，且晶閘管串聯(lián)電路被金屬壓件壓緊；還包括高壓隔離供電變壓器、電源驅(qū)動(dòng)器、電源控制板、多路均壓電路、光纖驅(qū)動(dòng)器，高壓隔離供電變壓器和電源驅(qū)動(dòng)器供電至電源控制板，光纖驅(qū)動(dòng)器與電源控制板連接，電源控制板與集成門極換流晶閘管連接，均壓電路與各個(gè)集成門極換流晶閘管連接。
【IPC分類】H02H3-08
【公開號(hào)】CN104577956
【申請?zhí)枴緾N201410783038
【發(fā)明人】楊雷, 傅鵬, 潘圣民, 何寶燦, 馮虎林, 王鄧輝, 趙士元
【申請人】中國科學(xué)院等離子體物理研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月16日