[发明专利]一种防电磁干扰的柔性直流换流阀二次板卡及制作方法

说明书

一种防电磁干扰的柔性直流换流阀二次板卡及其制作方法，以及全桥MMC模块，该二次板卡包括IGBT驱动板卡、中控SCE板卡和/或电源板卡，竖直放于坡莫合金材料设计的屏蔽外壳中，屏蔽壳尺寸按照二次板卡尺寸大小进行设计；在坡莫合金屏蔽外壳表面涂覆一层约200μm～300μm厚的非晶屏蔽材料层，用以屏蔽低频电磁波，该非晶屏蔽层材料为非晶磁性合金粉、磁性纤维和镍粉通过一定配比加入到丙烯酸树脂中制成；在柔直换流阀MMC全桥模块外采用金属铝壳电磁屏蔽封装，并在铝壳内部涂覆200μm～300μm厚的同种非晶屏蔽复合材料，用以进一步削弱外部MMC模块电磁波辐射对于其高电位二次板卡的电磁干扰影响。

技术领域

本发明属于高压柔性直流输电技术领域，涉及一种高压柔性直流输电换流阀二次设备抗电磁干扰辐射的防护措施，具体涉及一种防电磁干扰的柔性直流换流阀二次板卡及其制作方法，以及全桥MMC模块。

背景技术

特高压直流输电技术具有损耗小，远距离大容量输送等优点，柔性直流输电具有灵活可控，能够形成多端联网等优势已成为了未来的直流输电发展趋势。柔性直流输电换流阀作为换流站的核心设备，其能否可靠运行直接关系到电网的安全运行，故提高柔直换流阀的可靠性，必须要确保换流阀二次系统设备要正常运行。

IGBT驱动板卡，中控SCE板卡和电源板卡等高电位二次板卡直接作用于高电位柔直阀塔上，承受着较复杂的电磁场环境作用；必须要能够确保高电位二次板卡能够耐受强电磁环境，并在复杂电磁条件下可靠工作，从而保证IGBT正常的开通与关断。

传统的柔性直流换流阀的高电位二次板卡设计，由于缺乏相应的理论研究，有的直接将二次板卡裸露，无任何屏蔽措施或者只是一个简单的导电外屏蔽壳设计，无法满足500kV甚至更高电压等级的复杂电磁环境下可靠性要求，设计一种新的屏蔽方案，既能够满足电场屏蔽的要求，又要能满足电磁屏蔽的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种防电磁干扰的柔性直流换流阀二次板卡及其制作方法，以及全桥MMC模块，采用不同材料和结构设计方法对电磁屏蔽重新设计，电磁防护性能较强，以大大提高IGBT工作的可靠性，适合于作为柔直换流阀电磁抑制措施使用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种防电磁干扰的柔性直流换流阀二次板卡，所述二次板卡包括IGBT驱动板卡、中控SCE板卡和/或电源板卡；

所述二次板卡外部包覆有屏蔽外壳，屏蔽外壳采用坡莫合金材料，表面涂覆有厚度为200～300μm的非晶屏蔽复合材料层。

进一步的，所述非晶屏蔽复合材料层包括镍粉、磁性纤维、非晶磁粉和丙烯酸树脂，其中，质量分数配比为镍粉：磁性纤维：非晶磁粉：丙烯酸树脂＝1:0.5:1:8～1:0.7:1:9。

进一步的，所述坡莫合金包括铁-镍合金和钴锰合金，其中，铁-镍合金质量占比约70％～80％，钴锰合金质量占比约为20％～30％。

进一步的，在屏蔽壳表面采用多孔设计，以起到散热作用。

进一步的，在屏蔽外壳相应的位置设置开孔以方便电源线和光纤的连接。

进一步的，二次板块通过螺钉与所述屏蔽外壳固定连接。

本发明的第二方面提供了一种防电磁干扰的柔性直流换流阀二次板卡的制作方法，包括如下步骤：

选取粒径为1～10μm的镍粉、磁性纤维和非晶磁粉，三者质量分数配比为1:0.5:1～1:0.7:1，对其表面采用偶联剂进行改性处理，得到经过改性处理的磁性颗粒；

将所述磁性颗粒利用乙醇或者二甲苯分散剂进行均匀分散；

加入乙酸乙酯稀释剂，混合加入丙烯酸树脂中，乙酸乙酯和丙烯酸树脂质量配比约为0.5:1，得到非晶屏蔽复合材料混合溶液；