一种绝缘灌封式防爆防弧整流组件的制作方法
【专利摘要】一种绝缘灌封式防爆防弧整流组件，包括元件压板、第一冷却水包、整流元件和快速熔断器，整流元件和快速熔断器之间电气连通，还包括第二冷却水包，所述元件压板依次将所述第一冷却水包和整流元件压装在所述第二冷却水包上，且元件压板与第二冷却水包之间保持绝缘，所述快速熔断器安装在第二冷却水包的另一侧，且通过所述第二冷却水包与所述整流元件电气连通，所述整流元件、第一冷却水包、快速熔断器外围均被导热、阻燃的绝缘材料封装，呈一体式结构。本实用新型的整流元件和快速熔断器均被绝缘材料封装，即使整流元件失效或快速熔断器熔断产生电弧时发生外壳破裂，仍能确保电弧不外泄，避免事故扩大，造成整流器内大面积短路或整流器爆炸等事故。
【专利说明】一种绝缘灌封式防爆防弧整流组件
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力电子【技术领域】，具体涉及一种大功率整流器中的整流组件，所述整流组件主要由整流元件、快速熔断器、冷却水包组成。
【背景技术】
[0002]目前大功率整流器短路爆炸的事故仍时有发生，损失巨大。图1为现有的整流组件的结构示意图，它包括整流元件5、快速熔断器7、冷却水包4和元件压板2。如图1所示，元件压板2通过压装螺杆I安装在整流元件侧母排11上，且两者之间具有一定间距，蝶形弹簧9、绝缘压块3、冷却水包4、整流元件5设于上述间距内，依次被元件压板2压装在整流元件侧母排11上。冷却水包4具有外接水嘴41。快速熔断器7通过螺栓固定在快熔侧母排12。快速熔断器7通过一连接排10与冷却水包4相连，以实现与整流元件5的电气连通。整流元件5发热量较高，在工作过程中需要双面水冷，快速熔断器7可单面水冷，除上述冷却水包外，母排本身具有水冷结构，可对安装在其上的元件进行水冷。
[0003]上述结构的整流组件存在如下问题:首先，不同组的整流元件和快速熔断器间没有隔离，且连通同组整流元件和快速熔断器的连接排为裸露状态。在整流元件失效或快速熔断器熔断时，易产生电弧，容易致使整流元件、快速熔断器它们的外壳破裂，造成电弧外泄，且上述外泄的电弧易通过上述裸露的连接排窜到其他组整流组件上。由于大功率整流器的工作电流大、电压高，内部存在极其强大的电磁场，上述外泄的电弧易引起整流器内不同的整流组件之间出现窜弧，从而引发大面积短路事故甚至还可能造成整流器爆炸。
[0004]另外，整流元件直接被压装在整流元件侧母排上，对于常用的4英寸整流元件来说，这个压装的压力一般有7、吨，容易造成整流元件侧母排受力变形。为了控制上述变形程度，厂家往往减少整流元件的安装压力，整流元件工作压力不足会严重影响整流元件的工作稳定性。
[0005]还有，现有的整流器有的配置整流柜有的没有，对于没有配置整流柜的整流器，由于整流元件和快速熔断器外露，其外壳积灰受潮容易引发爬电短路。即使在配置有整流柜的整流器中，在整流器长期运行后，其内部的整流元件和快速熔断器外壳积灰的问题也依然存在。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种在整流元件失效或快速熔断器熔断产生电弧时，能将故障局限在产生故障的整流组件内部，不会向外产生弧光，避免事故扩大的绝缘灌封式整流组件。
[0007]本实用新型通过如下技术方案解决其技术问题，一种绝缘灌封式防爆防弧整流组件，包括元件压板、第一冷却水包、整流元件和快速熔断器，所述整流元件和快速熔断器之间电气连通，其特征在于，还包括第二冷却水包，所述元件压板依次将所述第一冷却水包和整流元件压装在所述第二冷却水包上，且元件压板与第二冷却水包之间保持绝缘，所述快速熔断器安装在第二冷却水包的另一侧，且通过所述第二冷却水包与所述整流元件电气连通，所述第一冷却水包上设有用于与整流元件侧母排电连接的连接排，所述元件压板上设有与整流元件侧母排配合安装的安装结构，所述快速熔断器上设有与快熔侧母排配合安装及电连接的安装结构，所述整流元件、第一冷却水包、快速熔断器外围均被导热、阻燃的绝缘材料封装，呈一体式结构，各所述冷却水包的外接水嘴外露于所述绝缘材料封装层。
[0008]本实用新型采用绝缘材料封装所述整流组件的整流元件、第一冷却水包和快速熔断器，使即使在所述整流元件失效或快速熔断器熔断时产生电弧，造成整流元件和快速熔断器外壳破裂的情况下，仍能确保电弧不外泄，避免事故扩大，造成整流器内大面积短路或整流器爆炸的事故，具有防爆防弧功能。另外，本实用新型的第一冷却水包和整流元件是压装在第二冷却水包上的，不但能保证所述整流元件的安装压力，而且不会使整流元件侧母排在整流元件的安装压力下变形，有利于提高整流元件的工作稳定性。
[0009]设于所述快速熔断器上的安装结构为第三冷却水包，所述第三冷却水包与所述第二冷却水包相对、设于快速熔断器的另一侧。本实用新型的整流组件中，整流元件和快速熔断器皆采用双面水冷方案。
[0010]所述第一冷却水包的外接水嘴采用绝缘材料加工而成，为绝缘水嘴。
[0011]所述连接排为连接软排，采用连接软排可以消除安装应力。
[0012]所述整流组件还包括围合在整流组件各面、使整流组件内部形成一容置空间的绝缘外壳，整流组件中连接外部设备的外接端如元件压板和快速熔断器上的安装结构、冷却水包的外接水嘴、第一冷却水包上的连接排均外露于所述绝缘外壳，以便与外部其他设备相连，所述绝缘材料通过灌封入所述绝缘外壳中实现对所述整流组件中的整流元件、第一冷却水包、快速熔断器的封装。
[0013]作为本实用新型的具体实施例，所述元件压板通过压装螺杆安装在所述第二冷却水包上，两者之间具有一定间距，所述整流组件还包括蝶形弹簧和绝缘压块，所述蝶形弹簧、绝缘压块、第一冷却水包、整流元件设于上述间距内，依次被元件压板压装在所述第二冷却水包上,所述压装螺杆为绝缘螺栓或套装有绝缘套筒的螺栓。这里元件压板采用绝缘螺栓或套装有绝缘套筒的螺栓安装在第二冷却水包上，主要是为了隔离第一、第二冷却水包、，在整流元件承受反向电压时保证第一冷却水包与第二冷却水包之间的良好绝缘，即避免减弱整流元件两极间承受反向电压的能力。
[0014]相对现有技术，本实用新型具有如下有益效果:
[0015]I)整流元件和快速熔断器均被绝缘材料封装，即使整流元件失效或快速熔断器熔断产生电弧时发生外壳破裂，仍能确保电弧不外泄，避免事故扩大，造成整流器内大面积短路或整流器爆炸等事故；
[0016]2 )本实用新型的冷却水包和整流元件是压装在安装底座上的，不但能保证所述整流元件的安装压力，而且不会使整流元件侧母排在整流元件的安装压力下变形，有利于提高整流元件的工作稳定性；
[0017]3)整流元件和快速熔断器均用绝缘材料封装包裹，避免了整流元件和快速熔断器因其外壳积灰受潮造成爬电短路问题，有利于减轻整流器的维护工作量；
[0018]4)本实用新型设置绝缘外壳，增强整流组件间绝缘强度的同时，方便操作所述整流组件的封装；[0019]5)本实用新型在整流元件和快速熔断器的两侧都安装有冷却水包，采用双面水冷措施，降低了整流元件和快速熔断器的工作温度，有利于提高整流元件和快速熔断器的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为现有的整流组件的结构示意图；
[0021]图2是本实用新型的整流组件的内部结构示意图；
[0022]图3是本实用新型的整流组件与母排的连接图；
[0023]图标说明:1压装螺杆；2元件压板；3绝缘压块；4第一冷却水包；5整流元件；6第二冷却水包；7快速熔断器；8第三冷却水包；9碟形弹簧；10连接排；11整流元件侧母排；12快熔侧母排；13绝缘材料封装层；16绝缘外壳。
【具体实施方式】
[0024]本实用新型具体实施例的绝缘灌封式防爆防弧整流组件如图2所示，包括压紧螺杆1、元件压板2、蝶形弹簧9、绝缘压块3、第一冷却水包4、第二冷却水包6、第三冷却水包8和整流元件5及快速熔断器7。本整流组件中使用的元件压板2和第一、第二、第三冷却水包4、6、8均采用招合金或铜材加工而成。
[0025]元件压板2通过压装螺杆I安装在冷却水包6上，两者之间具有一定间距，蝶形弹簧9、绝缘压块3、第一冷却水包4、整流元件5设于上述间距内，依次被元件压板2压装在第二冷却水包6的左侧，如图2所示。压装螺杆I采用绝缘螺杆或套装有绝缘套筒的螺栓，目的是在整流元件5承受反向电压时保证第一冷却水包4与第二冷却水包6之间的良好绝缘性。快速熔断器7通过螺栓14安装在第二冷却水包6的右侧，且通过第二冷却水包6与整流元件5电气连通。第三冷却水包8通过螺栓15安装在快速熔断器7的右侧，作为快速熔断器7上的安装结构将快速熔断器7固定在快熔侧母排12上，且连通快熔侧母排12与快速熔断器7，如图3所示。
[0026]第三冷却水包8的具体结构如图3所示，第三冷却水包8靠近快熔侧母排12的一端，具有平行于快熔侧母排12、向整流组件外侧延伸的延伸部，使第三冷却水包8形成L型结构。第三冷却水包8的延伸部上设有螺孔，第三冷却水包8通过穿入该螺孔的连接件与快熔侧母排12固定连接。
[0027]本实施例中，在整流元件5和快速熔断器7的两侧都设置冷却水包，采用双面水冷的措施，有利于降低整流元件5和快速熔断器7的工作温度，从而提高它们的使用寿命。
[0028]如图3所示，元件压板2上的安装结构为固定在其底部左侧的不锈钢角码，元件压板2通过不锈钢角码固定在整流元件侧母排11上。整流元件5、第一冷却水包4、快速熔断器7外围均被绝缘材料封装，呈一体式结构。整流元件5和快速熔断器7均被绝缘材料封装，即使整流元件5失效或快速熔断器7熔断产生电弧时发生外壳破裂，仍能确保电弧不外泄，避免事故扩大，造成整流器内大面积短路或整流器爆炸等事故，具有防弧防爆功能。另夕卜，这种一体式结构能使本实用新型的整流组件安装更换更加方便，提高了整流器维护的方便性。第一冷却水包4、第二冷却水包6、第三冷却水包8的外接水嘴41、61、81均外露于所述绝缘材料封装层13。冷却水包的外接水嘴一般采用金属材质，本实用新型中，第一冷却水包4的外接水嘴41采用绝缘材料加工而成，为绝缘水嘴。这是因为,第一、第二冷却水包
4、6间距离比较近，爬电距离短。虽然第一冷却水包4外围已被绝缘材料封装，但其外接水嘴41是外露于绝缘材料封装层13的，采用尼龙等绝缘材料制作该外接水嘴41，有利于增大爬电距离。
[0029]第一冷却水包4下端焊接有连接排10，本实施例中，连接排10选用连接软排，连接软排从元件压板2 —侧平行于整流元件侧母排11穿出所述绝缘材料封装层13，与所述整流元件侧母排11电连接。
[0030]本实施例的电气连接为:整流元件侧母排11——> 连接软排10——> 第一冷却水包4——> 整流元件5——> 第二冷却水包6——> 快速熔断器7——> 第三冷却水包8——>快熔侧母排12。也可以完全反过来。
[0031]整流组件还可以包括绝缘外壳16。绝缘外壳16围合在整流组件各面、使整流组件内部形成一容置空间，整流组件中连接外部设备的外接端如元件压板2和快速熔断器7上的安装结构、冷却水包的外接水嘴、第一冷却水包4上的连接排10均外露于绝缘外壳16，以便与外部其他设备相连，整流组件内各器件连接、安装完成后，将绝缘材料灌封入绝缘外壳16中，从而实现对所述整流组件中的整流元件5、第一冷却水包4、快速熔断器7的封装。如图3所示，本实施例中，所述绝缘外壳16为围合在整流组件各面，与所述元件压板2、水包配合安装的若干块环氧垫板。绝缘外壳16不一定要求与整流组件组成闭合结构，只需形成便于灌封绝缘材料的容置空间即可。用来封装的绝缘材料要求有良好的弹性、耐候性，而且能阻燃、耐热、导热，还要求其无腐蚀性。
[0032]本整流组件的特点在于，它把整流元件5和快速熔断器7先预装成一个整体并通过导热、阻燃的绝缘材料进行封装，由于封装材料的辅助散热，同等条件下，整流元件5的外壳温升降低6?8°C，快速熔断器7的外壳温升降低2?4°C，有利于提高整流器的通流能力和运行稳定性，而且即使整流元件和快速熔断器的外壳破裂，仍能确保电弧不外泄，起到防爆防弧功能。
[0033]当然，将本实用新型的整流元件5、快速熔断器7单独封装，即整流元件5、快速熔断器7采用类似图1中的安装结构，也可防止电弧外泄。但这种结构会造成图1中的水包4与整流元件侧母排11或为整流元件5另外配置的安装底座间的爬电距离过短。当然，可通过在水包4的导电排上包裹绝缘材料解决上述问题，但实际安装起来过程复杂。
[0034]事实上，直接在本实用新型的整流组件外设置全密封绝缘外壳，而不注入绝缘材料对整流组件进行封装也能起到一定的防弧防爆作用，只是效果没有本实用新型的方法好而已。
【权利要求】
1.一种绝缘灌封式防爆防弧整流组件，包括元件压板(2)、第一冷却水包(4)、整流元件(5 )和快速熔断器(7 )，所述整流元件(5 )和快速熔断器(7 )之间电气连通，其特征在于，还包括第二冷却水包(6)，所述元件压板(2)依次将所述第一冷却水包(4)和整流元件(5)压装在所述第二冷却水包(6)上，且元件压板(2)与第二冷却水包(6)之间保持绝缘，所述快速熔断器(7)安装在第二冷却水包(6)的另一侧，且通过所述第二冷却水包(6)与所述整流元件(5)电气连通，所述第一冷却水包(4)上设有用于与整流元件侧母排(11)电连接的连接排(10)，所述元件压板(2)上设有与整流元件侧母排(11)配合安装的安装结构，所述快速熔断器(7)上设有与快熔侧母排(12)配合安装及电连接的安装结构，所述整流元件(5)、第一冷却水包(4)、快速熔断器(7)外围均被导热、阻燃的绝缘材料封装，呈一体式结构，各所述冷却水包的外接水嘴外露于所述绝缘材料封装层。
2.根据权利要求1所述的绝缘灌封式防爆防弧整流组件，其特征在于，设于所述快速熔断器(7)上的安装结构为第三冷却水包(8)，第三冷却水包(8)与第二冷却水包(6)相对、设于快速熔断器(7)的另一侧。
3.根据权利要求2所述的绝缘灌封式防爆防弧整流组件，其特征在于，所述第一冷却水包(4 )的外接水嘴为采用绝缘材料加工而成的绝缘水嘴。
4.根据权利要求3所述的绝缘灌封式防爆防弧整流组件，其特征在于，所述连接排(10)为连接软排。
5.根据权利要求1至4任一项所述的绝缘灌封式防爆防弧整流组件，其特征在于，所述整流组件还包括围合在整流组件各面、使整流组件内部形成一容置空间的绝缘外壳，整流组件中连接外部设备的外接端外露于所述绝缘外壳。
6.根据权利要求5所述的绝缘灌封式防爆防弧整流组件，其特征在于，所述元件压板(2)通过压装螺杆(I)安装在第二冷却水包(6)上，两者之间具有一定间距，所述整流组件还包括蝶形弹簧(9)和绝缘压块(3)，所述蝶形弹簧(9)、绝缘压块(3)、第一冷却水包(4)、整流元件(5)设于上述间距内，依次被元件压板(2)压装在第二冷却水包(6)上，所述压装螺杆(I)为绝缘螺栓或套装有绝缘套筒的螺栓。
【文档编号】H02M7/02GK203691261SQ201320024859
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年1月17日 优先权日:2013年1月17日
【发明者】陈建全 申请人:中国电器科学研究院有限公司