[实用新型]一种基于串联IGBT的高压直流开关装置

说明书

本实用新型公开一种基于串联IGBT的高压直流开关装置，包括：十二个按照电位逐步升高的顺序依次串联的IGBT模块和环氧绝缘材质的机架，所述机架为三层结构，按照电位逐步升高的顺序每层设置四个排列成四边形的所述IGBT模块；每层的四个所述IGBT模块中电位最低和电位最高的两个所述IGBT模块设置在对角，中间电位的两个所述IGBT模块设置在对角；同层的相邻串联的两个所述IGBT模块通过Z字形铜排串联。在氧化锌避雷器电流均衡性测试中，该装置可以确保电流释放过程中能够耐受需要的高电压，同时能够通过足够的电流，使电抗器激起足够的电压，从而对氧化锌避雷器进行测试。

技术领域

本实用新型涉及高压直流开关技术领域，尤其涉及一种基于串联IGBT 的高压直流开关装置。

背景技术

氧化锌避雷器是电力系统和电力设备保护装置中的重要组成部件，在各种等级电力线路和变电站中大量安装和使用，其可靠性对电力系统安全运行具有重要的意义。在高压直流断路器断开短路电流时，直流线路上的电感能量将通过与断路器并联的氧化锌避雷器吸收和消耗，需要多个氧化锌阀柱并联承受吸收和消耗这一巨大能量，一旦氧化锌避雷器发生爆炸，将会造成整个线路的停电事故。由于故障设备更换周期长，代价高，将给公司带来巨大损失。在电网运维过程中，对氧化锌避雷器进行预防性维修在保证安全可靠性供电方面起着很好的作用。直接对氧化锌避雷器进行伏安特性的测试，试验结果能及时、准确再现电网运行过程中的缺陷和潜在故障。

目前对氧化锌避雷器伏安特性的测试一般由生产厂家在避雷器生产中对电阻片单体选择和配合时进行或者在避雷器入网取证前的型式试验中开展。由于常规电流均衡性试验要用到大功率的高压试验电源和阻抗元件，体积和重量庞大，这是它们无法被应用于现场的主要原因。因此，亟需一种氧化锌避雷器伏安特性现场测试装置，能够通过车载等方式在安装现场进行并联阀柱的伏安特性检测以及定期停电安排的现场检测。构造符合要求的能切断电感电流的高压直流开关是要目前要解决的问题。亟需一种高压直流开关在导通时控制电容向电感放电，因此需要承受较大的电感电流，而当它关断时，则需要承受氧化锌避雷器的击穿电压。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种基于串联IGBT的高压直流开关装置，以解决现有技术缺少既可在导通时承受较大的电感电流又可在关断时承受氧化锌避雷器的击穿电压的高压直流开关的问题。

本实用新型实施例公开了如下的技术方案：

一种基于串联IGBT的高压直流开关装置，包括：十二个按照电位逐步升高的顺序依次串联的IGBT模块和环氧绝缘材质的机架，所述机架为三层结构，按照电位逐步升高的顺序每层设置四个排列成四边形的所述IGBT模块；每层的四个所述IGBT模块中电位最低和电位最高的两个所述IGBT模块设置在对角，中间电位的两个所述IGBT模块设置在对角；同层的相邻串联的两个所述IGBT模块通过Z字形铜排串联。

进一步：所述机架的第三层的上表面设置的环氧绝缘支撑柱的上端固定设置均压环，所述均压环与所有所述IGBT模块中的电位最高的IGBT模块上的最高电位连接。

进一步，所述顺序依次串联的IGBT模块，包括相邻串联的两个IGBT 模块，串联方式为：电位较低的一所述IGBT模块的集电极与电位较高的另一所述IGBT模块的发射极串联。

进一步：下层的电位较低的一所述IGBT模块的集电极与相邻上层的电位较高的另一所述IGBT模块的发射极通过层间电缆串联。

进一步：每一所述IGBT模块的上表面安装有屏蔽壳，且每一所述屏蔽壳与所安装在一起的所述IGBT模块的最高电位连接。

进一步：每一所述IGBT模块设置有用于接收开关信号并加载电压到所述IGBT模块的驱动电路。

进一步：每一所述IGBT模块设置有用于监测自身的所述IGBT模块的监测电路。

进一步：每一所述IGBT模块设置有用于供电的电池。