一种换流阀晶闸管综合老化试验装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及晶闸管技术领域，公开了一种换流阀晶闸管综合老化试验装置和方法。本发明专利技术的换流阀晶闸管综合老化试验装置包括试验台、夹紧模块、短路故障电流试验模块、通态重复临界上升率试验模块、热循环负载试验模块、高温阻断试验模块和控制模块；本发明专利技术还基于该装置提供了进行换流阀晶闸管的故障电流试验、通态重复临界上升率试验、热循环负载试验和高温阻断试验的试验方法。通过该装置，本发明专利技术可以对换流阀晶闸管进行整体的老化试验，从而较全面地验证换流阀晶闸管的各项老化参数，且有益于提高试验效率。高试验效率。高试验效率。

【技术实现步骤摘要】
一种换流阀晶闸管综合老化试验装置和方法


[0001]本专利技术涉及晶闸管
，尤其涉及一种换流阀晶闸管综合老化试验装置和方法。

技术介绍

[0002]换流阀晶闸管是直流输电工程核心设备换流阀的关键元件，其健康状况直接影响着直流输电工程的安全可靠性。开展换流阀晶闸管的老化研究，观察其内部元件的整体老化特性，对换流阀的可靠性评估和寿命优化设计均具有十分重要的意义。
[0003]在电磁脉冲的特殊环境下，元件承受的应力强度与应力环境完全不同于正常运行工况。换流阀晶闸管在工作过程中通常处于电磁环境下，且晶闸管换流阀的结构相对复杂，因此难以利用统计而来的可靠性数据来衡量换流阀晶闸管的可靠性。为解决该问题，现有技术中通过对换流阀晶闸管进行加速老化试验来研究换流阀晶闸管的可靠性。
[0004]然而，目前换流阀晶闸管的加速老化试验还没有一个详细的、系统的设计说明和标准。常采用的晶闸管加速老化试验方法主要有功率循环加速老化方法和热循环加速老化方法，这些方法需要单独使用不同的装置进行试验，不能较全面地反映换流阀晶闸管的老化特性。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种换流阀晶闸管综合老化试验装置和方法，解决了如何实现换流阀晶闸管的综合老化试验，以全面地反映换流阀晶闸管的老化特性的技术问题。
[0006]本专利技术第一方面提供一种换流阀晶闸管综合老化试验装置，包括：
[0007]试验台，用于装载被测晶闸管；
[0008]夹紧模块，包括带散热单元的试验夹具、试验箱和水控制系统；所述试验夹具设置于所述试验箱内，其设置有用于调节压紧力的调节旋钮；所述试验箱上设有循环管路，所述循环管路连接有进水阀门和出水阀门，所述水控制系统用于根据第一控制单元发出的第一指令控制所述进水阀门和所述出水阀门的启闭，以及用于根据所述第一控制单元发出的第二指令控制所述循环管路的进水温度；
[0009]短路故障电流试验模块，包括与第二控制单元连接的浪涌电流试验电路；所述浪涌电流试验电路用于在获取到所述第二控制单元发出的第三指令时向被测晶闸管施加浪涌电流信号并读取被测晶闸管的峰值电流，以及在获取到所述第二控制单元发出的第四指令时向被测晶闸管施加正向电压信号并读取被测晶闸管的峰值电压；
[0010]通态重复临界上升率试验模块，包括与第三控制单元连接的通态电流临界上升率试验电路；所述通态电流临界上升率试验电路用于根据所述第三控制单元发出的第五指令调节被测晶闸管的非重复通态电流临界上升率；
[0011]热循环负载试验模块，包括与第四控制单元连接的热循环负载试验电路；所述热循环负载试验电路用于根据所述第四控制单元发出的第三指令调节被测晶闸管的通态电
流；
[0012]高温阻断试验模块，包括与第五控制单元连接的高温阻断试验电路；所述高温阻断试验电路用于对被测晶闸管施加正弦半波的重复峰值电压；
[0013]控制模块，包括所述第一控制单元、所述第二控制单元、所述第三控制单元、所述第四控制单元和所述第五控制单元。
[0014]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述试验箱的箱壁设有夹层，所述循环管路设置于所述夹层内。
[0015]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述循环管路包括用于冷却被测晶闸管的冷水循环管路和用于加热被测晶闸管的热水循环管路，所述冷水循环管路和所述热水循环管路均设有进水阀门和出水阀门。
[0016]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述浪涌电流试验电路采用大容量工频变压器，截取市电交流波形来产生时间常数为10ms、导通角为0
°
～180
°
的正弦半波脉冲。
[0017]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述浪涌电流试验电路包括第一变压器、保护电阻、第一开关、第一二极管、第一普通电阻、第二变压器、峰值读数电流表、第一门极触发源、第一峰值读数电压表、第二开关、第二二极管和第二普通电阻；
[0018]所述第一变压器、保护电阻、第一开关、第一二极管、第一普通电阻、第二变压器和峰值读数电流表依次串联连接，所述第一峰值读数电压表的一端连接所述第二变压器，所述第一峰值读数电压表的另一端连接于所述第一普通电阻和所述第一二极管的公共端，所述第二二极管与所述第二普通电阻并联后与所述第二开关串联，再通过接线端子并联在所述第一变压器和所述保护电阻的两端；
[0019]所述浪涌电流试验电路连接被测晶闸管时，被测晶闸管的一端连接于所述第一二极管和所述第一开关的公共端，被测晶闸管的另一端连接所述第二变压器，所述第一门极触发源并联在被测晶闸管的两端。
[0020]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，通态电流临界上升率试验电路包括第一电路部分、第二电路部分、第二峰值读数电压表和示波器；
[0021]所述第一电路部分包括无感电阻、交流电压源、第三二极管、第三普通电阻、第四普通电阻、电感、高阻电压表、第一电容、第四二极管和第二门极触发源，所述无感电阻、交流电压源、第三二极管、第三普通电阻、第四普通电阻及电感依次串联连接，所述高阻电压表、所述第一电容和所述第三二极管均并联于所述第三普通电阻和所述交流电压源的两端；
[0022]所述第二电路部分包括串联的第二电容和第五普通电阻，所述第二电路部分通过连接端子并联在所述电感和所述无感电阻的两端；所述第二峰值读数电压表、所述示波器均通过连接端子连接在所述无感电阻的两端；
[0023]所述通态电流临界上升率试验电路连接被测晶闸管时，被测晶闸管并联在所述电感和所述无感电阻的两端，所述第二门极触发源并联在被测晶闸管的两端。
[0024]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述热循环负载试验电路包括直流电源、第六普通电阻、安培表、第三开关和第三门极触发电源；
[0025]所述热循环负载试验电路连接被测晶闸管时，所述直流电源、第六普通电阻、安培
表、第三开关和被测晶闸管依次串联连接，所述第三门极触发电源并联在被测晶闸管的两端。
[0026]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括：
[0027]显示单元，用于显示试验数据；所述试验数据包括所述峰值电流和所述峰值电压。
[0028]本专利技术第二方面提供一种换流阀晶闸管综合老化试验方法，所述方法基于如上任一项能够实现的方式所述的换流阀晶闸管综合老化试验装置，所述方法包括：
[0029]将具有相同属性的被测晶闸管分成四组，分别测试每组的各被测晶闸管的性能参数；所述性能参数包括额定断态重复峰值电压、反向重复峰值电压/电流和通态峰值电压；
[0030]确定将被测晶闸管进行各项试验时的试验参数和试验判据，并将所述试验参数输入至控制模块；所述试验参数包括对应短路故障电流试验的第一试验参数、对应通态重复临界上升率试验的第二试验参数、对应热循环负载试验的第三试验参数和对应高温阻断试验的第四试验参数；
[0031]试验结束后，再次测试每组的各被测晶闸管的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流阀晶闸管综合老化试验装置，其特征在于，包括：试验台，用于装载被测晶闸管；夹紧模块，包括带散热单元的试验夹具、试验箱和水控制系统；所述试验夹具设置于所述试验箱内，其设置有用于调节压紧力的调节旋钮；所述试验箱上设有循环管路，所述循环管路连接有进水阀门和出水阀门，所述水控制系统用于根据第一控制单元发出的第一指令控制所述进水阀门和所述出水阀门的启闭，以及用于根据所述第一控制单元发出的第二指令控制所述循环管路的进水温度；短路故障电流试验模块，包括与第二控制单元连接的浪涌电流试验电路；所述浪涌电流试验电路用于在获取到所述第二控制单元发出的第三指令时向被测晶闸管施加浪涌电流信号并读取被测晶闸管的峰值电流，以及在获取到所述第二控制单元发出的第四指令时向被测晶闸管施加正向电压信号并读取被测晶闸管的峰值电压；通态重复临界上升率试验模块，包括与第三控制单元连接的通态电流临界上升率试验电路；所述通态电流临界上升率试验电路用于根据所述第三控制单元发出的第五指令调节被测晶闸管的非重复通态电流临界上升率；热循环负载试验模块，包括与第四控制单元连接的热循环负载试验电路；所述热循环负载试验电路用于根据所述第四控制单元发出的第三指令调节被测晶闸管的通态电流；高温阻断试验模块，包括与第五控制单元连接的高温阻断试验电路；所述高温阻断试验电路用于对被测晶闸管施加正弦半波的重复峰值电压；控制模块，包括所述第一控制单元、所述第二控制单元、所述第三控制单元、所述第四控制单元和所述第五控制单元。2.根据权利要求1所述的换流阀晶闸管综合老化试验装置，其特征在于，所述试验箱的箱壁设有夹层，所述循环管路设置于所述夹层内。3.根据权利要求2所述的换流阀晶闸管综合老化试验装置，其特征在于，所述循环管路包括用于冷却被测晶闸管的冷水循环管路和用于加热被测晶闸管的热水循环管路，所述冷水循环管路和所述热水循环管路均设有进水阀门和出水阀门。4.根据权利要求1所述的换流阀晶闸管综合老化试验装置，其特征在于，所述浪涌电流试验电路采用大容量工频变压器，截取市电交流波形来产生时间常数为10ms、导通角为0
°
～180
°
的正弦半波脉冲。5.根据权利要求4所述的换流阀晶闸管综合老化试验装置，其特征在于，所述浪涌电流试验电路包括第一变压器、保护电阻、第一开关、第一二极管、第一普通电阻、第二变压器、峰值读数电流表、第一门极触发源、第一峰值读数电压表、第二开关、第二二极管和第二普通电阻；所述第一变压器、保护电阻、第一开关、第一二极管、第一普通电阻、第二变压器和峰值读数电流表依次串联连接，所述第一峰值读数电压表的一端连接所述第二变压器，所述第一峰值读数电压表的另一端连接于所述第一普通电阻和所述第一二极管的公共端，所述第二二极管与所述第二普通电阻并联后与所述第二开关串联，再通过接线端子并联在所述第一变压器和所述保护电阻的两端；所述浪涌电流试验电路连接被测晶闸管时，被测晶闸管的一端连接于所述第一二极管和所述第一开关的公共端，被测晶闸管的另一端连接所述第二变压器，所述第一门极触发
源并联在被测晶闸管的两端。6.根据权利要求1所述的换流阀晶闸管综合老化试验装置，其特征在于，通态电流临界上升率试验电路包括第一电路部分、第二电路部分、第二峰值读数电压表和示波器；所述第一电路部分包括无感电阻、交流电压源、第三二极管、第三普通电阻、第四普通电阻、电感、高阻电压表、第一电容、第四二极管和第二门极触发源，所述无感电阻、交流电压源、第三二极管、第三普通电阻、第四普通电阻及电感依次串联连接，所述高阻电压表、所述第一电容和所述第三二极管均并联于所述第三普通电阻和所述交流电压源的两端；所述第二电路部分包括串联的第二电容和第五普通电阻，所述第二电路部分通过连接端子并联在所述电感和所述无感电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，李凌飞，侯婷，辛清明，姬煜轲，李欢，卢毓欣，李巍巍，郭龙，徐迪臻，魏伟，刘涛，冯俊杰，何智鹏，邹常跃，赵晓斌，史尤杰，杨煜，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：