[实用新型]用于中断和/或限制直流电的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于中断和/或限制直流电力传输系统的直流电的设备。所述设备包括多个电力半导体开关元件，每个电力半导体开关元件均设有包括至少一个缓冲电容器的缓冲电路，并且所述缓冲电容器包括至少一个电容器元件、连接端子以及容置所述至少一个电容器元件的外壳。外壳包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，并且所述连接端子经由所述第一端部进入到所述外壳内，所述外壳限定有延伸穿过所述第一端部和第二端部的纵向轴线。另外，本实用新型涉及包括这种设备的HVDC电力传输系统。

背景技术

在直流电力传输系统中，常常必需限制和/或中断流过所述系统——例如流过所述系统的直流传输线路——的直流电，以充分控制电力传输并且保护系统。DC断路器可以用于限制和/或中断直流电，并且这些DC断路器可以包括电力半导体开关装置例如IGBT、MCT、FET等、以及缓冲电容器。缓冲电容器可以设置在每个电力半导体开关装置上以减小在开关操作期间的电压应力。

JP2003133172公开了多个几乎平坦状的电容器元件，这些电容器元件被容纳在外壳中并且布置为提供缓冲电容器，该缓冲电容器能够改进散热效果并且使电感变小。

JP2009-111158描述了一种位于外壳中的电容器例如缓冲电容器，该缓冲电容器能够使电感降低。

US2008/0273289公开了一种薄膜电容器及用于制造该薄膜电容器的方法。薄膜电容器包括薄膜电容器元件、汇流线和用于容纳它们的外壳。薄膜电容器的形状为平坦的。

JP2010-225970描述了一种外壳模制型电容器，其具有稳定的绝缘性能。

US5,142,439公开了一种集成式汇流线/多层陶瓷电容器模块，其构造为使任意的杂散电感最小化。

US2005/263845描述了一种金属化薄膜电容器，其具有紧凑的尺寸、较大的电容和较低的电感。

US6,570,774公开了一种用于使用在逆变器中的小尺寸的电容器模块，其能够抑制非期望的电感分量的出现。

US2010/132193描述了一种电力转换装置，其包括电力转换电路、电容器集成式汇流线及容置电力转换电路和汇流线的壳体。

US5,493,472公开了一种具有环氧树脂壳体及端子安装插件的电容器模块，该电容器模块用于与功率晶体管例如IGBT一起使用。

实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种用于中断和/或限制直流电力传输系统的直流电的改进的断路器。

本实用新型的另一目的是减小在用于中断和/或限制直流电力传输系统的直流电的断路器上的电压应力。

本实用新型的另外的目的是减小在电力半导体开关元件上的电压应力，该电力半导体开关元件包括在用于中断和/或限制直流电力传输系统的直流电的断路器中。

实用新型内容

本实用新型的上述目的中的至少一个通过提供一种用于中断和/或限制直流电力传输系统的直流电的设备实现，所述设备包括多个电力半导体开关元件，每个电半导体开关元件均设有包括至少一个缓冲电容器的缓冲电路，并且所述缓冲电容器包括至少一个电容器元件、连接端子和容置所述至少一个电容器元件的外壳，所述外壳包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，并且所述连接端子经由所述第一端部进入到所述外壳内，所述外壳限定有延伸穿过所述第一端部和第二端部的纵向轴线，其中，所述外壳在横向于所述外壳的纵向轴线的横截面上为非圆形。

借助于缓冲电容器的创造性结构，有效地减小了缓冲电路的物理尺寸，并且获得了设备的紧凑的机械设计，这导致了杂散电感的减小。通过减小杂散电感，减小了作用在电力半导体开关元件上的瞬时电压应力。由此，借助于根据本实用新型的设备，获得了用于中断和/或限制直流电力传输系统的直流电的改进的且有效的断路器。传统的圆筒状电容器体积更大并占据更多的空间，并且由此当被包括在DC断路器中的情况下导致大体积的DC断路器。借助于根据本实用新型的设备的非圆筒形的电容器，提供了一种较小体积的断路器。另外，借助于根据本实用新型的设备，使断路器的机械结构复杂性减小、减小了断路器的尺寸、并且有利于断路器的生产，从而降低了生产成本。另外，可以减小作用在电力半导体开关元件上的瞬时电压应力，并且增强直流电断路能力。外壳的形状可以为平坦。直流电力传输系统可以包括至少一个直流传输线路。