用于高压半导体阀的接地系统的制作方法
【专利摘要】高压阀布置(1)包括：高压阀单元(2)；外部电屏蔽结构(6)，至少部分布置在高压模块化阀单元(2)周围；以及接地系统(4)。接地系统包括接地系统(12)，其配置成从缩回位置(W)远程延伸到延伸位置(E)，由此可延伸接地装置在其从所述缩回位置(W)延伸时建立与外部屏蔽结构的电连接。
【专利说明】
用于高压半导体阀的接地系统
技术领域
[0001]本发明涉及用于高压半导体阀的接地系统。
【背景技术】
[0002]阀厅中，其中可从天花板(ceiling)悬吊布置高压半导体阀；可要求定期维护和/或变更(alterat1n)。当激励阀时，没有人员应当处于阀厅中。对于一些目的、例如维护，阀需要被去激励以允许人员进入阀厅。在人员必须安全进入阀厅的情况下，阀需要连接到地，以避免来自阀的放电、例如浪涌电流冲击(stroke)或者起源于残余电容器电荷或者绝缘材料中的静电荷的电晕放电，其可伤害阀厅中存在的人员。所谓的电晕屏蔽在现有阀中用来降低电场，以便使部分放电和/或飞弧的风险为最小。屏蔽安装在阀的外表面周围。当阀被去激励时，放电和自发放电也可发生。电晕放电是靠近高压力阀的自我可持续部分放电。电晕放电尤其取决于大气中的湿度和密度、电压电平以及到附近物体的距离。
[0003]当阀厅被打开并且对于维护人员和一般人员是可进入的时、因而当阀被去激励时提供阀的接地是已知的。接地用来确保系统或布置中例如来自电容器的残余电荷被放电。对于这类接地目的，操作员必须进入阀厅并且手动安装接地触点。这种接地触点必须首先移动到正确位置，然后连接到阀厅地板中的插头或插座，并且然后延伸以建立与阀的电接触。
[0004]这些步骤必须由靠近实际接地触点或者至少在阀厅中的操作员进行，因为接地触点必须被移动到正确位置中、连接到插头并且延伸以电连接到阀。在电容器中剩余电荷或者自发放电可能在这些步骤期间发生，这可伤害操作员。另外，像往常一样，在涉及人为工作时，这种接地操作期间的手动步骤提高故障或错误的潜在风险。而且，阀厅中存在多个阀。此外，上述手动步骤是费时的并且因而是昂贵的。
【发明内容】
[0005]因而，本发明的目的是提供一种用于高压半导体阀的改进接地系统。
[0006]这个目的通过一种高压阀布置来实现，该高压阀布置包括:高压阀单元;外部电屏蔽结构，其至少部分布置在高压阀单元周围；以及接地系统。接地系统包括可延伸接地装置，其配置成从远程地点延伸，使得它可从缩回位置移动到延伸位置中，其中可延伸接地装置在它从缩回位置延伸时建立与外部电屏蔽结构的电连接。
[0007]可延伸接地机构可以是从远程地点自动可延伸的。因此，它可以被远程控制。远程地点甚至可在阀厅外。
[0008]有利地，高压阀布置可包括多个引导元件，其电连接到电屏蔽结构，由此可延伸接地装置配置成在它处于延伸位置时建立与引导元件的至少一些的电连接。本发明的接地系统具有可靠、安全和经济的优点。
[0009]引导元件或者至少所述引导元件的表面由导电材料来制成。
[0010]可存在每个阀所安装的多于一个的可延伸接地装置。屏蔽结构可保护阀的底部表面和四个横向表面，这可导致每个阀四个可延伸接地系统，每个横向侧面一个。
[0011]备选地，也许有可能将整个屏蔽结构及其全部元件电互连，使得每个阀的单个接地系统可以是足够的。
[0012]在实施例中，可延伸接地装置可配置成被装配(mount)，使得它在垂直向下方向上从缩回位置延伸到延伸位置中，并且在垂直向上方向上从延伸位置缩回返回到缩回位置中。这可在功率完全切断或断开的极少情况下导致附加安全性。在这种情况下，可延伸接地装置的驱动器等可能不再工作，以及因而重力能够用来将延伸接地装置放置在适当位置，并且因而使电屏蔽结构接地。
[0013]可延伸接地装置可配置成装配在结构的天花板中。这简化装配和安装，因为阀通常也从天花板悬挂地装配。备选地，接地系统和可延伸接地装置可配置成连接到阀的承载结构，使得阀可作为和接地系统一起的封装来安装。
[0014]优选地，引导元件的至少一些是漏斗形状的。这使可延伸接地装置在从缩回位置到延伸位置中的延伸操作期间的移动平滑。此外，它确保电屏蔽结构的每个部分或元件经由引导元件电连接到可延伸接地系统。
[0015]在实施例中，引导元件的至少一些在两端中是漏斗形状的，因而在顶部和底部上比在中间要宽。这个形状将使可延伸接地装置在从延伸位置到缩回位置中的缩回或收回操作期间的移动平滑。
[0016]在实施例中，可延伸接地装置可在其自由端处包括浪涌电流限制电阻器(surgecurrent limiting resistor)。可延伸接地装置的自由端是与结构的天花板相对的端，因而在HVDC阀布置悬吊的情况下，该端朝向结构的地板。
[0017]将浪涌电流限制电阻器布置在可延伸接地系统的自由端处确保浪涌电流限制电阻器始终是接触引导元件并且因而接触电屏蔽结构的电屏蔽的可延伸接地装置的第一元件。这确保任何残余电容器能量在接地过程和序列期间由电阻器来消耗。
[0018]可延伸接地装置可包括低电阻电线和绞盘，其中低电阻电线缠绕到绞盘上，所述绞盘配置成将低电阻电线从缩回位置移到延伸位置中并且返回。
[0019]使用与绞盘结合的低电阻电线具有以下优点:绞盘能够易于被远程控制；并且电线具有极低电阻，使得给予任何放电电流的通路，因为它将遵循最容易电阻(easiestresistance)的路线并且因而遵循低电阻电线。
[0020]此外，低电阻电线易于操控并且由引导元件进行引导。
[0021]低电阻电线可在其自由端处包括浪涌电流限制电阻器。
[0022]浪涌电流限制电阻器确保电荷能够被放电。优选地，浪涌电流限制电阻器布置在低电阻电线的自由端处。
[0023]浪涌限制电阻器可被成形，使得它易于滑入和滑出引导元件。
[0024]有利地，绞盘可连接到驱动器，其配置成允许绞盘的远程控制。
[0025]驱动器可包括接收器和传送器，使得操作员能够例如通过使用远程控制或另一个接口将绞盘并且因而将可延伸接地装置从远程地点延伸和收回。
[0026]高压阀单元可以是包括至少两个阀层的悬吊半导体高压阀结构。
[0027]在实施例中，电屏蔽结构可包括多个电晕屏蔽，其布置在高压阀单元的阀层周围。
[0028]当所述接地装置延伸时，每个电晕屏蔽与至少一个可延伸接地装置进行电接触。在电晕屏蔽没有相互电互连的情况下，多个可延伸接地系统可用来将全部电晕屏蔽接地。
[0029]在实施例中，每个阀层可包括暴露表面，由此可将每个电晕屏蔽指配给一个暴露表面，并且其中将引导元件指配给每个电晕屏蔽，使得低电阻电线由引导元件按照Z字形图案(pattern)逐个引导元件来引导。指配给电屏蔽的引导元件可以是引导元件对。
[0030]因而如在垂直方向上看到，指配给第一阀层的引导元件的第一集合可考虑到指配给连续阀层的连续引导元件而略微水平移位，使得实现和建立Z字形图案，并且使得每个电屏蔽被接地。
[0031 ]代替使用漏斗形状的引导元件，也许有可能使用磁性元件，其配置成在它被延伸时与磁性低电阻电线进行交互。这类磁性引导元件可与低电阻电线(其可设计为磁性的)进行物理接触并且因而进行电接触。
[0032]专门磁性接触部分可安装在低电阻电线上，以确保电线与磁性引导元件进行接触。
[0033]—般来说，权利要求书中使用的所有术语将要按照它们在技术领域中的普通含意来解释，除非本文中另有明确限定。对“一 / 一个/该元件、装置、组件、系统、单元、部分等”的所有提及将要以开放的方式解释为指的是元件、装置、组件、系统、单元、部分等的至少一个实例，除非另有明确规定。
【附图说明】
[0034]现在参照附图通过示例来描述本发明，附图包括:
图1示意图示如已知包括电屏蔽的悬吊阀的侧视图；
图2按照自上而下视图图示图1的阀；
图3示意图示按照本发明、包括接地系统的高压半导体阀布置；
图4示意图示与图3类似的实施例。
【具体实施方式】
[0035]现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的某些实施例。但是，本发明可以以许多不同形式来体现，并且不应被理解为局限于本文所阐述的实施例；而是，这些实施例作为示例来提供，使得本公开将是详尽的和完整的，并且将向本领域的技术人员全面地传达本发明的范围。描述中，相似数字通篇指的是相似元件。
[0036]现在参照附图，更详细说明本发明。图1和图2图示高压阀布置，其包括高压直流(HVDC)阀单元I ’、外部电屏蔽结构6’以及承载HVDC阀单元I ’的悬挂绝缘体8 ’ AVDC阀单元包括多个阀层10’。
[0037]图1中，图示HVDC阀单元I，，其包括四个阀层1’。阀层1 ’从结构的天花板28，悬吊地安装，并且它们经由悬挂绝缘体8’固定到天花板。所述悬挂绝缘体8’还配置成在相互之间互连阀层10’。
[0038]屏蔽结构6’包括多个电屏蔽16’、例如电晕屏蔽16’。电屏蔽16’布置成覆盖阀层10’的暴露表面38’，使得电场强度限制到可接受水平。图1和图2中示出的HVDC阀单元I’总共包括具有暴露表面38’的五个侧面，四个横向侧面以及背离天花板28’的一个下侧面。
[0039]每个侧面、因而每个暴露表面和每个HVDC阀层10可包括电屏蔽16’。电屏蔽16’没有在电气上或者以其他方式彼此互连。在电屏蔽16’之间存在间隙。面向天花板28’的顶部侧面也可包括电屏蔽，即使这在图中未示出。
[0040]阀层1’可包括至少一个、二个或多个阀模块11，如图2所图示。阀模块或单元11可以或者可以不在水平方向上电互连。现在参照示出本发明的实施例的图3和图4，高压直流半导体阀布置I包括接地系统4，其配置成将电屏蔽结构6接地并且因而将屏蔽结构的电晕屏蔽或电屏蔽16接地。
[0041]接地系统4包括可延伸接地装置12和引导元件14，其是引导布置的一部分。可延伸接地装置12包括低电阻电线20、连接到驱动器22的绞盘26。绞盘26装配在结构的天花板28上。
[0042]驱动器22配置成隔开一段距离远程控制，使得人员无需在电晕屏蔽被正确接地之前踏入阀厅中。驱动器22可以是电驱动器22等，其能够经由远程定位计算机或另一个远程接口来操纵(steer)。低电阻电线20可经由绞盘26连接到天花板28中的接地接口。绞盘26的远程控制意味着通过无线或有线连接。
[0043]引导元件布置和引导元件14配置成电连接到电屏蔽结构6。每个电屏蔽16或电晕屏蔽电连接到引导元件14。引导元件14由导电材料来制成，或者它们至少部分覆盖有导电材料。引导元件14具有顶部34和底部36，如图3和图4所指示。
[0044]引导元件14可以是漏斗形状的，并且它们配置成引导可延伸接地装置12。这意味着，一些横向引导元件14的表面至少在引导元件对的一个侧面上倾斜。引导元件对可包括一个倾斜元件和一个垂直元件，如图3和图4所示。但是，使用包括两个或多个倾斜表面来引导可延伸接地装置12的引导元件对处于本发明的范围之内。引导元件对的两个引导元件14均电连接到对应电屏蔽16。
[0045]引导元件14备选地可以是双重漏斗形状，在如图3的左侧上和图4所图示的顶部34和底部36处打开，使得低电阻电线20和浪涌电流限制电阻器24可易于延伸和缩回，而没有在引导元件14处的堵塞或阻塞。
[0046]每个阀层10具有对其指配的多个电屏蔽16，在所图不实施例中为四个电屏蔽16，正方形HVDC阀单元2的每个横向侧面上一个，除最低阀层10外，其另外具有对其指配的端电屏蔽16”，如图4所示。指配给阀层16其中之一的电屏蔽16的引导元件14考虑到指配给连续阀层10的电屏蔽的引导元件14而在水平方向上略微移位，以便确保低电阻电线20在其到延伸位置E的路线上建立与每个引导元件14并且因而与每个电屏蔽16的电接触。低电阻电线20将由于水平移位的引导元件14而跟随Z字形图案，如在图4中最佳地图示。
[0047]绞盘26配置成接纳低电阻电线20，使得它能够从缩回或收回位置W延伸、因而展开，以及从延伸位置E缩回或收回、因而卷起，如图4中所图示。低电阻电线20在其自由端处包括浪涌电流限制电阻器24。浪涌电流限制电阻器24配置成耗散潜在浪涌电流或者任何其他自发放电。如图3和图4所图示，浪涌电流限制电阻器24专门成形，以便促进通过引导元件14的低电阻电线20的引导。优选地，浪涌电流限制电阻器24是箭头形状或双箭头形状的，如图3和图4所指示，但是显然，允许或促进通过引导元件的引导的任何其他形状可被使用并且落在本发明的范围之内。
[0048]如图3和图4所图示的接地系统4包括四个可延伸接地装置12，每个在高压直流半导体阀单元2的四个横向侧面其中之一上。
[0049]仅将一个可延伸接地装置12用于高压直流阀单元2落在本发明的范围之内。但是在这种实施例中，电屏蔽结构的电屏蔽16相互之间则应当电互连。
[0050]阀层10的阀模块和HVDC阀单元例如可以是汞弧阀、晶闸管阀或晶体管。
[0051]阀层10通过悬挂绝缘体8来连接到天花板，如考虑到图1和图2所述，但是，阀层10可连接和布置在阀承载脚手架(未示出)等内。在这种实施例中，脚手架可承载电屏蔽结构6并且因而也承载接地系统4。
[0052]现在通过指示接地系统4如何与电屏蔽结构6进行交互并且可延伸接地装置12如何与引导元件14进行交互来描述了本发明。但是有可能避免接地系统4中的引导元件14并且考虑到可延伸接地装置12以使得浪涌电流限制电阻器24及其形状分别建立与HVDC阀单元2的一个侧面的每个电屏蔽16的电接触的方式定位电屏蔽16，因而确保低电阻电线20与指配给阀单元2的一个横向侧面和/或下侧面的每个电屏蔽16、16”进行电接触。电屏蔽16可离心地定位，以确保低电阻电线20在其从缩回位置W到延伸位置E的路线上并且当它实际上处于延伸位置E时建立与阀单元2的一个侧面的每个电屏蔽16的接触。
[0053]要注意，代替浪涌电流限制电阻器24，由导电材料所制成的普通元件可用来引导低电阻电线20，并且以便提供某个重量以弄直电线20，并且分别放松(ease)可延伸接地装置12和低电阻电线20的延伸和缩回操作。
[0054]浪涌电流限制电阻器24布置在可延伸接地装置4的自由端处。浪涌电流限制电阻器24配置为可延伸接地装置的第一元件或部分，其在可延伸接地装置4从缩回位置W移动到延伸位置E时建立与引导元件16并且因而与电屏蔽16的电接触。
[0055]通过绞盘26、驱动器22和电线20已描述和图示可延伸接地装置12。使用可用于接地的任何其他适当延伸装置落在本发明的范围之内，任何其他适当延伸装置例如可延伸和可缩回弹簧系统、可延伸和可缩回脚手架结构或者只是可延伸和可缩回伸缩布置，其配置成在其从缩回位置W到延伸位置E的路线上并且在延伸位置E建立与指配给阀单元2的一个侧面的电屏蔽16的电接触。
[0056]接地系统4仅将外部电屏蔽结构6接地，而不将HVDC阀单元2本身接地。
[0057]代替使用具有悬挂绝缘体8的悬吊高压阀布置I，有可能安装立于阀厅或结构的阀厅地板30上的高压阀布置I。在这种实施例中，可延伸接地装置4可以是刚性可延伸接地装置(例如可以被延伸的脚手架结构)或者伸缩的可延伸装置(其可从阀厅地板30朝天花板28延伸)。这种接地装置4还在其自由端处包括浪涌电流限制电阻器，以确保这个电阻器是建立与弓I导元件16的电接触的第一元件。
[0058]上面主要参照几个实施例描述了本发明。但是，如由本领域的技术人员易于理解的，除了上面所公开的实施例之外的其他实施例在如由所附权利要求书所限定的本发明的范围之内同样是可能的。
【主权项】
1.一种高压阀布置(I)，包括 高压阀单元(2); 外部电屏蔽结构(6)，至少部分布置在所述高压模块化阀单元(2)周围；以及 接地系统(4)，所述接地系统包括可延伸接地装置(12)，其配置成从缩回位置(W)远程延伸到延伸位置(E)，其中所述可延伸接地装置在其从所述缩回位置(W)延伸时建立与所述外部屏蔽结构的电连接。2.如权利要求1所述的高压阀布置，包括多个引导元件(14)，其电连接到所述电屏蔽结构(6)，其中所述可延伸接地装置(12)配置成在其处于所述延伸位置(E)时建立与所述引导元件(14)的至少一些的电连接。3.如权利要求1或2所述的高压阀布置，其中，所述可延伸接地装置(12)配置成被装配，使得其在垂直向下方向(A)上从所述缩回位置(W)延伸到所述延伸位置(E)中，并且在垂直向上方向(A’)上从所述延伸位置(E)收回返回到所述缩回位置中。4.如上述权利要求所述的高压阀布置，其中，所述可延伸接地装置(12)配置成装配在结构的天花板(28)中。5.如上述权利要求中的任一项所述的高压阀布置，其中，所述引导元件(14)的至少一些是漏斗形状的。6.如上述权利要求所述的高压阀布置，其中，所述引导元件(14)的至少一些在两端中是漏斗形状的，因而在顶部(34)和底部(36)上比在中间要宽。7.如上述权利要求中的任一项所述的高压阀布置，其中，所述可延伸接地装置(4)包括布置在其自由端处的浪涌电流限制电阻器(24)。8.如上述权利要求中的任一项所述的高压阀布置，其中，所述可延伸接地装置(12)包括低电阻电线(20)和绞盘(26)，其中所述低电阻电线(20)缠绕到所述绞盘(26)上，所述绞盘配置成将所述低电阻电线从所述缩回位置(W)移动到所述延伸位置(E)中并且返回。9.如上述权利要求所述的高压阀布置，其中，所述低电阻电线(20)包括在其自由端处的所述浪涌电流限制电阻器(24)。10.如权利要求8或9中的任一项所述的高压阀布置，其中，所述绞盘(26)连接到驱动器(22),其配置成允许所述绞盘(26)的远程控制。11.如上述权利要求中的任一项所述的高压阀布置，其中，所述高压阀单元(2)是包括至少两个阀层(10)的悬吊半导体高压阀结构。12.如上述权利要求所述的高压阀布置，其中，所述电屏蔽结构(6)包括布置在所述高压阀单元(2)的所述阀层(10)周围的多个电晕屏蔽(16)。13.如上述权利要求所述的高压阀布置，其中，每个阀层(10)包括暴露表面(38)，将每个电晕屏蔽(16)指配给一个暴露表面(38)，并且其中将引导元件(14)指配给每个电晕屏蔽(16)，使得所述低电阻电线(20)由所述引导元件(14)按照Z字形图案从引导元件(14)引导到连续引导元件(14’)。
【文档编号】H01L23/473GK105849898SQ201380081945
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2013年11月5日
【发明人】B.桑丁, C.斯杰伯格, E.多雷, J.格兰希维奧贾
【申请人】Abb 技术有限公司