一種可控直流高壓浪涌電流撬棒裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大功率直流高電壓電源保護(hù)裝置領(lǐng)域，具體為一種可控直流高壓浪涌電流撬棒裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在高溫等離子體研究領(lǐng)域，特別是托卡馬克系統(tǒng)的高壓電源裝置中，需要撬棒保護(hù)，例如它的中性束注入系統(tǒng)的直流高壓電源在運(yùn)行過程中，其負(fù)載會(huì)經(jīng)常性短路，這時(shí)需要在幾微秒內(nèi)關(guān)斷高壓電源，短路瞬間浪涌電流可能超過10kA，并且電源輸出電壓達(dá)到80kV，普通的機(jī)械開關(guān)無法滿足要求，因此需要采用一種新型高速開關(guān)。在20世紀(jì)的高溫等離子體研究領(lǐng)域，這種撬棒裝置通常采用含水銀的引燃管，來實(shí)現(xiàn)高速短路功能；由于當(dāng)前環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的引入，這種產(chǎn)品已不允許生產(chǎn)，并且高壓引燃管只能進(jìn)口，價(jià)格昂貴，容易損壞，不能通過控制斷開。為了更好的保護(hù)高壓電源的負(fù)載和高壓電源裝置，并且保證撬棒本體的安全，需要一種能夠可控的高速高壓浪涌電流短路撬棒設(shè)備；在我國高溫等離子體研究領(lǐng)域尚未有這種設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種可控直流高壓浪涌電流撬棒裝置，用于直流高壓電源輸出短路保護(hù)，使直流高壓電源輸出端能夠在幾微秒內(nèi)短路，切斷通向負(fù)載的能量供應(yīng)通道，保護(hù)負(fù)載的安全。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種可控直流高壓浪涌電流撬棒裝置，其特征在于:包括豎向設(shè)置的絕緣環(huán)氧板，絕緣環(huán)氧板一側(cè)板面緊貼絕緣環(huán)氧板設(shè)置有相互上、下對(duì)稱的閥體金屬固定壓件，兩金屬壓件左端之間、右端之間分別連接有金屬拉桿，靠近上方的金屬壓件底部、下方的金屬壓件頂部的金屬拉桿上分別安裝有絕緣壓件，上方的絕緣壓件底部水平安裝有撬棒的正輸入端子，下方的絕緣壓件頂部水平安裝有撬棒的負(fù)輸入端子，正、負(fù)輸入端子之間設(shè)置有由多個(gè)集成門極換流晶閘管沿豎向依次串聯(lián)構(gòu)成的晶閘管串聯(lián)電路，所述晶閘管串聯(lián)電路兩端分別電接入撬棒的正、負(fù)輸入端子上，且晶閘管串聯(lián)電路中各個(gè)集成門極換流晶閘管被上、下方的金屬壓件壓緊在兩金屬拉桿之間；還包括分別安裝在絕緣環(huán)氧板板面上的高壓隔離供電變壓器、電源控制板、電源驅(qū)動(dòng)器、多路均壓電路，以及光纖驅(qū)動(dòng)器，所述高壓隔離供電變壓器通過電源驅(qū)動(dòng)器供電至電源控制板，所述光纖驅(qū)動(dòng)器通過控制光纖與電源控制板控制端連接，所述電源控制板輸出端接入有多路驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜，多路驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜一一對(duì)應(yīng)接入各個(gè)集成門極換流晶閘管的管腳，多路均壓電路分別一一對(duì)應(yīng)通過均壓連接電纜接入各個(gè)集成門極換流晶閘管的管腳，所述的電源驅(qū)動(dòng)器為各電源控制板提供高頻電源。
[0005]所述的一種可控直流高壓浪涌電流撬棒裝置，其特征在于:所述絕緣環(huán)氧板上還設(shè)置一對(duì)絕緣固定夾件，其中一個(gè)絕緣固定夾件固定多路驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜，另一個(gè)絕緣固定夾件固定多路均壓連接電纜。
[0006]所述的一種可控直流高壓浪涌電流撬棒裝置，其特征在于:兩金屬拉桿中間位置與晶閘管串聯(lián)電路中中間位置的集成門極換流晶閘管陰極之間連接有導(dǎo)線。
[0007]本發(fā)明采用可控的集成門極換流晶閘管串聯(lián)，通過由閥體金屬固定壓件、絕緣壓件構(gòu)成的緊固壓件使這些集成門極換流晶閘管串聯(lián)壓接在一起，這些集成門極換流晶閘管都配備特定的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)均壓電路，集成門極換流晶閘管的控制電源由多副邊繞組的高壓隔離供電變壓器提供，集成門極換流晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由多模的控制光纖提供；集成門極換流晶閘管的觸發(fā)邏輯是:有光斷開，無光導(dǎo)通。撬棒控制信號(hào)由光纖驅(qū)動(dòng)器發(fā)出，通過光纖送入到集成門極換流晶閘管。
[0008]本發(fā)明的有益效果:利用可控半導(dǎo)體器件集成門極換流晶閘管及其輔助設(shè)備的集成，制造出高壓快速可控的撬棒裝置，能夠在幾微秒內(nèi)導(dǎo)通，并且能夠通過控制信號(hào)斷開。在高溫等離子體研究領(lǐng)域托卡馬克裝置中，需要微秒量級(jí)的高壓撬棒裝置；到目前為止，我國尚未有可控的微秒級(jí)高壓浪涌電流撬棒裝置；本發(fā)明的設(shè)備能滿足這種需求，電壓等級(jí)可以超過10kV,浪涌電流超過30kA;為價(jià)格昂貴的中性束注入系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供有效保護(hù)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)散視圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示。一種可控直流高壓浪涌電流撬棒裝置，包括豎向設(shè)置的絕緣環(huán)氧板13，絕緣環(huán)氧板13 —側(cè)板面緊貼絕緣環(huán)氧板13設(shè)置有相互上、下對(duì)稱的閥體金屬固定壓件4，兩金屬壓件4左端之間、右端之間分別連接有金屬拉桿3，靠近上方的金屬壓件底部、下方的金屬壓件頂部的金屬拉桿上分別安裝有絕緣壓件5，上方的絕緣壓件底部水平安裝有撬棒的正輸入端子8，下方的絕緣壓件頂部水平安裝有撬棒的負(fù)輸入端子9，正、負(fù)輸入端子8、9之間設(shè)置有由多個(gè)集成門極換流晶閘管7沿豎向依次串聯(lián)構(gòu)成的晶閘管串聯(lián)電路，晶閘管串聯(lián)電路兩端分別電接入撬棒的正、負(fù)輸入端子8、9上，且晶閘管串聯(lián)電路中各個(gè)集成門極換流晶閘管7被上、下方的金屬壓件4壓緊在兩金屬拉桿3之間；還包括分別安裝在絕緣環(huán)氧板13板面上的高壓隔離供電變壓器11、電源控制板10、多路均壓電路1，以及設(shè)置在絕緣環(huán)氧板13外的光纖驅(qū)動(dòng)器14，高壓隔離供電變壓器11通過供電電纜6和電源驅(qū)動(dòng)器17供電至電源控制板10，光纖驅(qū)動(dòng)器14通過控制光纖12與電源控制板10控制端連接，電源控制板10的輸出是驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜16，驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜16—一對(duì)應(yīng)接入各個(gè)集成門極換流晶閘管7的管腳，多路均壓電路I分別一一對(duì)應(yīng)通過均壓連接電纜15接入各個(gè)集成門極換流晶閘管7的管腳。
[0012]絕緣環(huán)氧板13上還設(shè)置一對(duì)絕緣固定夾件2，其中一個(gè)絕緣固定夾件固定多路驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜，另