[發明專利]一種用于高壓直流換流閥的絕緣梁

有效

• 申請號: 201110076031.1
• 申請日: 2011-03-28
• 公開（公告）號: CN102185464A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 張文亮;李志麒;欒洪洲;屈海濤
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力系統，具體講涉及一種用于高壓直流換流閥的絕緣梁。

背景技術

近年來，我國的工業產業化迅速發展，對輸電項目的效率、質量要求也在不斷提高。高壓直流輸電系統因其優越的性能發揮著越來越重要的作用，換流閥作為直流輸電核心設備，多采用標準化的、經典的設計。

晶閘管不能單獨作為理想的開關，為了更好的實現晶閘管的功能，就需要將晶閘管與其他輔助零部件一起使用，如阻尼電容、阻尼電阻、晶閘管觸發和檢測印制板、非線形電抗器、直流分壓電阻和組件均壓電容。為了實現換流閥高電壓的要求，單閥由多個晶閘管串聯，為了滿足不同工程的不同技術要求，換流閥采用標準化設計，模塊化設計是實現標準化的最好途徑。

為了滿足靜態及動態機械應力的要求，換流閥模塊常通過標注絕緣子、鉸鏈柔性連接，懸吊于閥廳。晶閘管及其輔助設備元器件均固定于絕緣槽梁上組成換流閥模塊。目前，我國用于承載高壓直流換流閥的絕緣槽梁多采用矩形截面設計，矩形截面設計存在以下兩個問題：1)在垂直于板材平面的方向上，抗彎性能差，要達到換流閥模塊所需要的承載性能，需要很厚的板材(槽梁只需要8mm厚度)，導致材料浪費和重量增加；2)在強電場的環境下工作，矩型截面尖端放電現象不能避免，抗電老化性能不佳。

換流閥為電力系統的重要裝備，其設計工作年限通常為30年，因此，為了滿足換流閥的工作年限，絕緣槽梁的使用壽命應最大限度的增加至30年。目前，用于制作承載高壓直流換流閥的絕緣槽梁的絕緣材料多為層壓板材結構，槽梁工作的最高環境溫度為60℃，最大相對濕度為0.2％，在長期承受換流閥模塊的交直流高壓和沖擊高電壓的使用環境下，層壓板材的使用壽命不能滿足要求。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種用于承載高壓直流用換流閥的U型絕緣槽梁，所述槽梁截面型狀通過結構優化設計得出，為U型截面，該U型絕緣槽梁有重量輕、剛度高、安裝、使用方便的優點，U型截面的圓弧有效避免了尖端放電，在長期承受換流閥模塊的交直流高壓和沖擊高電壓下使用，具備良好的抗電老化性能，使用壽命顯著提高；制備槽梁所用材料為環氧玻璃布層壓板，該材料有優良的機械性能和電氣性能。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于高壓直流換流閥的絕緣梁，其改進之處在于所述絕緣梁橫截面為U型，所述U型橫截面的任一直臂面的高度H和所述U型橫截面的兩直臂面間距D的比例為1.5-2.5∶1，所述U型橫截面的U型截面厚度D′為8±0.1mm；與所述絕緣梁軸向平行設置有工字肋梁；所述工字肋梁由上翼緣和下翼緣以及垂直于所述上翼緣和所述下翼緣的腹板組成；所述上翼緣和下翼緣設置于所述U型橫截面的內表面。

本發明的另一優選技術方案為：所述U型橫截面的任一直臂面與底面的圓角內徑為R1為10mm±0.2mm。

本發明的又一優選技術方案為：所述上翼緣和下翼緣的外邊緣在沿絕緣梁軸向與所述U型橫截面的兩個直臂面的端面相平齊。

本發明的又一優選技術方案為：U型橫截面的底面上設置有安裝孔，所述腹板上設置有貫穿孔，所述絕緣梁底面上的安裝孔與所述腹板上的貫穿孔同軸心。

本發明的又一優選技術方案為：所述絕緣梁的軸向長L為1000mm-5000mm。

本發明的又一優選技術方案為：所述絕緣梁的材料為環氧玻璃布層壓板。

本發明的又一優選技術方案為：所述環氧玻璃布層壓板的性能指標為抗彎強度＞400Mpa，抗彎模量＞19Gmpa，玻璃化轉變溫度＞110℃，吸水率＜0.25％，體積電阻率＞10¹⁴Ω*cm，表面電阻率＞10¹⁴Ω，耐電強度＞2kV/mm。

本發明的又一優選技術方案為：所述環氧玻璃布層壓板通過模壓工藝制備成所述絕緣梁，所述環氧玻璃布層壓板采用整體鋼模高壓成型。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明的優異效果如下：

1)重量輕

所述槽梁截面為U型，可以有效的減輕槽梁的重量，與矩形截面槽梁相比，U型截面槽梁的重量僅為0.52，節約材料，降低成本。

2)電氣性能優異

在強電場工作環境下，U型截面槽梁的圓弧可以有效避免尖端放電，在長期承受換流閥模塊的交直流高壓和沖擊高電壓下使用，具備良好的抗電老化性能；

3)機械性能優異