[实用新型]一种大功率晶闸管阀串固定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及固定装置，具体地讲涉及晶闸管阀串固定装置。

背景技术

随着电力电子设备向高压大电流高功率方向的发展，越来越多的场合需用到数只晶闸管串联连接作为一个臂使用。为保证各晶闸管工作时电压及电流的均衡需要，在器件的选择及使用中采取必要的措施来有效地保证串联器件动态工作参数的一致性，其中串联晶闸管的安装固定方式就是很重要的一个环节。以往工程或者产品中，串联晶闸管一般采用两种结构方式：1)“n+1”，即n个晶闸管与n+1个散热器串联组成整体模块；2)“n*2”，即单个晶闸管与两个散热器组成独立小模块，然后n个独立小模块再串联。由于“n+1”方式结构紧凑、元件利用率高，普遍应用于中、大容量系统中。传统“n+1”晶闸管阀串固定结构中均用环氧玻璃布层压板做为主支撑和横向主绝缘，两端与钢制法兰连接，此结构存在以下不足：

1、晶闸管阀串固定结构零件加工、安装和维护较繁琐，环氧玻璃布层压板需用多件螺栓与钢制法兰紧固，工作量与重量均较大。

2、为保证足够强度，所用环氧玻璃布层压板必须保证一定的截面厚度，环氧玻璃布层压板用量大，单串用量20kg左右，导致晶闸管阀串总重量增加，抗污秽能力差。

3、环氧玻璃布层压板的绝缘性能受生产加工条件影响大，若加工过程中层间存有杂质或气泡等缺陷时，会导致设备试验或运行中出现击穿破坏。

目前传统玻璃纤维环氧树脂缠绕制品绝大多数为圆形的管件或罐等压力容器，不适用于优化晶闸管阀串结构。

实用新型内容

本技术的目的是提供一种大功率晶闸管阀串固定装置，该装置采用一种强度高(抗拉强度σ＞1000MPa)、重量轻(约为2kg)的大功率晶闸管串联模块用玻璃纤维环氧缠绕带，该技术装置具有较高的比强度和比刚度，通过采用环绕方式连接晶闸管阀串首尾，避免了用整块环氧板，从而减小晶闸管阀串体积和重量，便于安装与维护，主要针对晶闸管应用领域，解决大功率晶闸管器件串联使用工况下需施加额定压力固定并绝缘的要求；另外，晶闸管阀串固定装置所采用的主承力绝缘零件为一种玻璃纤维环氧树脂缠绕制品。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本实用新型装置由玻璃纤维环氧缠绕带和金属连接法兰组成，金属连接法兰材质为合金铝6061，玻璃纤维环氧缠绕带为特殊形状复合材料产品，其增强相为一种无碱玻璃纤维，基体相为环氧树脂，采用半干法缠绕工艺加工成型。

其加工过程如下：首先无碱玻璃纤维纱在使用前经烘干去除表面吸附的水分；将环氧树脂和固化剂及辅料按一定比例配成胶液；然后计算出所需玻璃纱量，计算出纱锭数量，按一定宽度顺序放于纱架上，在自行设计的缠绕机驱动下经张力器拉紧，再经浸胶槽上胶后按一定速度平行缠绕于芯模(内模)上，缠绕到一定厚度时由合模装置将外模压合，然后送入烘箱烘干；烘干后脱模整形，然后再浸环氧漆烘干。

法兰材质采用合金铝6061，在满足强度的条件下，合金铝6061较结构钢比重低，容易加工，从而降低加工难度和重量。

玻璃纤维环氧缠绕带为一次缠绕成型零件，不需额外加工处理；其使用时只需将金属连接法兰放在内侧两端，中间顶压晶闸管阀串即可，不需其他紧固。

无碱玻璃纤维采用高性能无碱玻璃纤维，强度比原E型玻璃纤维提高15％；软化温度提高60℃；并保持了优异的电绝缘性能，产品中纤维含量在70％左右。

半干法缠绕工艺为纤维浸胶后，到缠绕至芯模的途中，增加一套烘干设备，将浸胶纱中的溶剂除去，与干法相比，省却了预浸胶工序和设备；与湿法相比，可使制品中的气泡含量降低。

胶液由环氧树脂、固化剂、添加剂和促进剂按一定比例配比制成，其有良好的流动性和适当黏性，保证纤维被浸透；含胶量均匀，保证气泡能排出。

缠绕张力通过计算确定，张力过小、制品不致密，使内层粘结不牢，制品强度降低。张力过大，纤维在缠绕过程中磨损增大，同样使制品强度降低，同时各纤维束之间张力也要均匀。

芯模(内模)与外模材料为塑料模具用钢，有足够的强度和刚度，芯模(内模)加工精度不低于IT5等级，表面粗糙度Ra不大于1.6，满足制品形状和尺寸精度要求，保证产品固化后能顺利从芯模脱出。

烘干固化工艺按一定温度和时间需缓慢转动，以保证制品受热均匀和防止流胶以使其充分填充到玻璃纤维间隙。浸环氧漆是降低吸水性，保证绝缘性能。

玻璃纤维环氧缠绕带按国家相关标准试验得出：击穿电压＞45kV(交流)；吸水率Max＝0.15％；燃烧性FV-0。