一種組裝晶閘管閥串的裝置及方法
【專利摘要】本發明提供一種組裝晶閘管閥串的裝置，采用激光幾何測量系統和電動同步液壓空心千斤頂對晶閘管閥串進行組裝，首先通過激光幾何測量系統將晶閘管和散熱器定位，然后使用電動同步液壓空心千斤頂將晶閘管和散熱器擠壓至額定工作位置。緩慢釋放千斤頂壓力，使碟形彈簧產生的壓力確保晶閘管和散熱器保持在工作狀態。和現有技術比，本發明提供的組裝晶閘管閥串的裝置及方法，確保了晶閘管和散熱器的準確定位，由測量系統控制電動液壓千斤頂施加載荷，使整個壓接過程處于緩慢勻速施壓狀態，力傳導更均勻。
【專利說明】—種組裝晶閘管閥串的裝置及方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種組裝晶閘管閥串的裝置，具體講涉及一種組裝晶閘管閥串的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]直流輸電最核心的技術集中于換流站設備，換流站實現了直流輸電工程中直流和交流相互能量轉換，除在交流場具有交流變電站相同的設備外，還有以下特有設備:換流閥、控制保護系統、換流變壓器、交流濾波器和無功補償設備、直流濾波器、平波電抗器以及直流場設備，而換流閥是換流站中的核心設備，其主要功能是進行交直流轉換，從最初的汞弧閥發展到現在的電控和光控晶閘管閥，換流閥單位容量在不斷的增大。
[0003]晶閘管閥組件，如圖1所示,包括晶閘管閥堆、RC回路、機械夾件支架及絕緣子、晶閘管閥組件內水路和高電位電子單元(TE板)。其中，晶閘管閥堆是由兩串晶閘管閥串反并聯組成，每串晶閘管閥串是由n個晶閘管與散熱器交叉串聯疊裝組成。由于晶閘管器件本身特殊的內部構造，要通過大電流時，為降低接觸熱阻，減少發熱，必須在其兩端面施加足夠大的壓力。
[0004]晶閘管，如圖2所示，其外形為圓餅形，圓餅形IGBT與其結構相似，上、下兩端面有用于安裝使用的定位銷孔。組裝時由散熱器與晶閘管交叉相互疊裝，在散熱器和晶閘管之間用定位銷用來確保散熱器與晶閘管同心，如圖3所示，通過一側的碟形彈簧變形產生壓力，使整串閥體工作在額定狀態。
[0005]在組裝過程中，由于閥串需要承受較大壓力，通常為幾十kN或者更大。如果散熱器及晶閘管中心不在同一直線，伴隨著不斷增加的壓力，極有可能將閥串崩斷。
【發明內容】
[0006]為了解決上述問題，本發明提供了一種組裝晶閘管閥串的裝置及方法，確保了晶閘管和散熱器的準確定位，由測量系統控制電動液壓千斤頂施加載荷，使整個壓接過程處于緩慢勻速施壓狀態，力傳導更均勻。
[0007]本發明的目的是采用下述技術方案實現的:
[0008]本發明提供的一種組裝晶閘管閥串的裝置，所述裝置包括激光幾何測量單元和電動同步液壓空心千斤頂，所述激光幾何測量單元的激光接收器與所述電動同步液壓空心千斤頂的控制器通過信號連接；所述晶閘管閥串包括在豎直設置的絕緣拉桿上由上而下分別水平設置的上端機械夾件、碟形彈簧、晶閘管、散熱器和下端機械夾件，所述晶閘管和散熱器間隔疊加排列；其改進之處在于，所述上、下端機械夾件的水平面上分別設有激光幾何測量單元的激光接收器，所述散熱器的側面分別設有激光幾何測量單元的激光發射器和激光接收器，所述電動同步液壓空心千斤頂設置在所述上、下端機械夾件的內側并且壓緊所述碟形彈簧、晶閘管和散熱器。
[0009]其中，所述散熱器為方形，其相鄰兩側面各設有一對所述激光發射器和激光接收器，并且所述激光發射器和激光接收器形成L型立面。
[0010]其中，所述上、下端機械夾件的水平面上設置激光接收器的數量大于等于3。
[0011]其中，所述上、下端機械夾件設置的激光接收器中分別最少有3個激光接收器同時接收到所述激光幾何測量單元中以重力為基準設置的水平激光發射器發射的信號。
[0012]其中，所述晶閘管為圓餅形。
[0013]其中，或為圓餅形IGBT。
[0014]其中，所述上、下端機械夾件通過緊固螺母固定。
[0015]其中，所述上端機械夾件與碟形彈簧之間設有頂緊螺栓。
[0016]本發明基于另一目的提供的組裝晶閘管閥串的方法，其改進之處在于，所述方法包括下述步驟:
[0017]1、首先，以重力為基準安裝水平激光發射器和絕緣拉桿，同時將下端機械夾件水平設置在絕緣拉桿的一端，并在下端機械夾件的水平面上布置激光接收器；
[0018]2、水平激光發射器發射激光平面，調整下端機械夾件的緊固螺母，直至下端機械夾件上的三個接收器能同時接收到激光信號；
[0019]3、在絕緣拉桿的另一端設置與下端機械夾件相互平行的上端機械夾件，并在上端機械夾件的水平面上布置激光接收器，同時通過調整上端機械夾件的緊固螺母，使上端機械夾件上的三個接收器能同時接收到激光信號；
[0020]4、在上、下端機械夾件之間間隔疊加排列晶閘管和散熱器，形成晶閘管閥串，并在上端機械夾件與晶閘管閥串之間設置碟形彈簧；
[0021]5、在方形散熱器相鄰的側面上均安裝激光發射器和激光接收器，并形成L形立面；同時確保散熱器同心且相互平行，則每個散熱器的激光接收器都保持在同一平面內；
[0022]6、使用電動同步液壓空心千斤頂沿晶閘管與散熱器中心線的方向壓緊晶閘管閥串；在晶閘管閥串達到額定工作位置后，將頂緊螺栓擰至與頂壓端接觸；
[0023]7、緩慢釋放電動同步液壓空心千斤頂的壓力，同時碟形彈簧由于變形產生的壓力代替電動同步液壓空心千斤頂產生的壓力，使晶閘管閥串保持在工作狀態；至此晶閘管閥串組裝結束。
[0024]其中，所述步驟6，在電動同步液壓空心千斤頂工作過程中，散熱器上的激光接收器輸出信號至電動同步液壓空心千斤頂的控制器，通過控制器控制電動同步液壓空心千斤頂的行程量工作；當其中任一散熱器由于偏心而使激光接收器脫離平面后，控制器立即發出指令停止電動同步液壓空心千斤頂工作。
[0025]與現有技術比，本發明達到的有益效果是:
[0026]1、采用激光測量技術，包含上下端機械夾件的水平平行度測量，晶閘管兩端散熱器平面平行度測量代替傳動的水平儀、卡尺、直角尺測量，提供更高精度。
[0027]2、由測量系統控制電動液壓千斤頂施加載荷，使整個壓接過程處于緩慢勻速施壓狀態，力傳導更均勻。
[0028]3、減少了人員投入,提聞生廣效率。
[0029]4、避免了頂緊螺栓在較大壓力下，螺紋副之間因摩擦阻力過大而無法擰入的問題。【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是:晶閘管閥組件的結構示意圖；
[0031]圖2是:晶閘管的結構示意圖；
[0032]圖3是:晶閘管閥串的結構不意圖；
[0033]圖4是:本發明提供的組裝晶閘管閥串的裝置的激光幾何測量單元的結構示意圖；
[0034]圖5是:本發明提供的組裝晶閘管閥串的裝置的激光幾何測量單元的激光測量平面度原理圖；
[0035]圖6是:本發明提供的晶閘管閥串組裝方法的流程圖。
[0036]其中:1、上端機械夾件；2、彈簧導軌；3、碟形彈簧；4、晶閘管；5、散熱器；6、定位銷；7、下端機械夾件；8、定位螺母。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0038]本實施例以組裝晶閘管閥串的裝置為例，如圖4至圖5所示，本發明實施例提供的組裝晶閘管閥串的裝置包括激光幾何測量單元和電動同步液壓空心千斤頂，激光幾何測量單元的激光接收器與電動同步液壓空心千斤頂的控制器通過信號連接；晶閘管閥串包括在豎直設置的絕緣拉桿上由上而下分別水平設置的上端機械夾件、碟形彈簧、晶閘管、散熱器和下端機械夾件，晶閘管和散熱器間隔疊加排列；上、下端機械夾件的水平面上分別設有3個激光接收器，并且3個激光接收器同時接收到激光幾何測量單元中以重力為基準設置的水平激光發射器發射的信號；方形散熱器的相鄰兩側面各設有一對激光發射器和激光接收器，并且激光發射器和激光接收器形成L型立面；電動同步液壓空心千斤頂設置在上、下端機械夾件的內側并且壓緊碟形彈簧、晶閘管和散熱器。
[0039]其中，晶閘管為圓餅形；或為圓餅形IGBT。
[0040]其中，上、下端機械夾件通過緊固螺母固定；上端機械夾件與碟形彈簧之間設有頂緊螺栓。
[0041]本發明基于另一目的提供的組裝晶閘管閥串的方法，如圖6所示，包括下述步驟:
[0042]1、首先，以重力為基準安裝水平激光發射器和絕緣拉桿，同時將下端機械夾件水平設置在絕緣拉桿的一端，并在下端機械夾件的水平面上布置激光接收器；
[0043]2、水平激光發射器發射激光平面，調整下端機械夾件的緊固螺母，直至下端機械夾件上的三個接收器能同時接收到激光信號；
[0044]3、在絕緣拉桿的另一端設置與下端機械夾件相互平行的上端機械夾件，并在上端機械夾件的水平面上布置激光接收器，同時通過調整上端機械夾件的緊固螺母，使上端機械夾件上的三個接收器能同時接收到激光信號；
[0045]4、在上、下端機械夾件之間間隔疊加排列晶閘管和散熱器，形成晶閘管閥串，并在上端機械夾件與晶閘管閥串之間設置碟形彈簧；
[0046]5、在方形散熱器相鄰的側面上均安裝激光發射器和激光接收器，并形成L形立面；同時確保散熱器同心且相互平行，則每個散熱器的激光接收器都保持在同一平面內；
[0047]6、使用電動同步液壓空心千斤頂沿晶閘管與散熱器中心線的方向壓緊晶閘管閥串；在晶閘管閥串達到額定工作位置后，將頂緊螺栓擰至與頂壓端接觸；
[0048]7、緩慢釋放電動同步液壓空心千斤頂的壓力，同時碟形彈簧由于變形產生的壓力代替電動同步液壓空心千斤頂產生的壓力，使晶閘管閥串保持在工作狀態；至此晶閘管閥串組裝結束。
[0049]其中，所述步驟6，在電動同步液壓空心千斤頂工作過程中，散熱器上的激光接收器輸出信號至電動同步液壓空心千斤頂的控制器，通過控制器控制電動同步液壓空心千斤頂的行程量工作；當其中任一散熱器由于偏心而使激光接收器脫離平面后，控制器立即發出指令停止電動同步液壓空心千斤頂工作。
[0050]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種組裝晶閘管閥串的裝置，所述裝置包括激光幾何測量單元和電動同步液壓空心千斤頂，所述激光幾何測量單元的激光接收器與所述電動同步液壓空心千斤頂的控制器通過信號連接；所述晶閘管閥串包括在豎直設置的絕緣拉桿上由上而下分別水平設置的上端機械夾件、碟形彈簧、晶閘管、散熱器和下端機械夾件，所述晶閘管和散熱器間隔疊加排列， 其特征在于，所述上、下端機械夾件的水平面上分別設有激光幾何測量單元的激光接收器，所述散熱器的側面分別設有激光幾何測量單元的激光發射器和激光接收器，所述電動同步液壓空心千斤頂設置在所述上、下端機械夾件的內側并且壓緊所述碟形彈簧、晶閘管和散熱器。
2.如權利要求1所述的組裝晶閘管閥串的裝置，其特征在于，所述散熱器為方形，其相鄰兩側面各設有一對所述激光發射器和激光接收器，并且所述激光發射器和激光接收器形成L型立面。
3.如權利要求1所述的組裝晶閘管閥串的裝置，其特征在于，所述上、下端機械夾件的水平面上設置激光接收器的數量大于等于3。
4.如權利要求3所述的組裝晶閘管閥串的裝置，其特征在于，所述上、下端機械夾件設置的激光接收器中分別最少有3個激光接收器同時接收到所述激光幾何測量單元中以重力為基準設置的水平激光發射器發射的信號。
5.如權利要求1所述的組裝晶閘管閥串的裝置，其特征在于，所述晶閘管為圓餅形。
6.如權利要求5所述的組裝晶閘管閥串的裝置，其特征在于，或為圓餅形IGBT。
7.如權利要求1所述的組裝晶閘管閥串的裝置，其特征在于，所述上、下端機械夾件通過緊固螺母固定。
8.如權利要求1所述的組裝晶閘管閥串的裝置，其特征在于，所述上端機械夾件與碟形彈簧之間設有頂緊螺栓。
9.如權利要求1~8中任一權利要求所述的組裝晶閘管閥串的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: (1)首先，以重力為基準安裝水平激光發射器和絕緣拉桿，同時將下端機械夾件水平設置在絕緣拉桿的一端，并在下端機械夾件的水平面上布置激光接收器； (2)水平激光發射器發射激光平面，調整下端機械夾件的緊固螺母，直至下端機械夾件上的三個接收器能同時接收到激光信號； (3)在絕緣拉桿的另一端設置與下端機械夾件相互平行的上端機械夾件，并在上端機械夾件的水平面上布置激光接收器，同時通過調整上端機械夾件的緊固螺母，使上端機械夾件上的三個接收器能同時接收到激光信號； (4)在上、下端機械夾件之間間隔疊加排列晶閘管和散熱器，形成晶閘管閥串，并在上端機械夾件與晶閘管閥串之間設置碟形彈簧； (5)在方形散熱器相鄰的側面上均安裝激光發射器和激光接收器，并形成L形立面；同時確保散熱器同心且相互平行，則每個散熱器的激光接收器都保持在同一平面內； (6)使用電動同步液壓空心千斤頂沿晶閘管與散熱器中心線的方向壓緊晶閘管閥串；在晶閘管閥串達到額定工作位置后，將頂緊螺栓擰至與頂壓端接觸； (7)緩慢釋放電動同步液壓空心千斤頂的壓力，同時碟形彈簧由于變形產生的壓力代替電動同步液壓空心千斤頂產生的壓力，使晶閘管閥串保持在工作狀態；至此晶閘管閥串組裝結束。
10.如權利要求7所述的晶閘管閥串組裝方法，其特征在于，所述步驟(6)，在電動同步液壓空心千斤頂工作過程中，散熱器上的激光接收器輸出信號至電動同步液壓空心千斤頂的控制器，通過控制器控制電動同步液壓空心千斤頂的行程量工作；當其中任一散熱器由于偏心而使激光接收器脫離平面后，控制器立即發出指令停止電動同步液壓空心千斤頂工作。
【文檔編號】H01L21/50GK103632986SQ201310670907
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】康偉, 喬爾敏, 趙國亮, 荊平, 胡曉, 陳國偉, 陳穎, 蘇雪源 申請人:國家電網公司, 國網智能電網研究院, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司廈門供電公司