專利名稱：一種檢測電力組件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測電力組件的方法，更具體地說涉及一種檢驗電力組件的正確絕緣狀況的檢測方法。本發(fā)明特別適用于檢測鐵路交通工具中車載能量變換器的電力組件。本發(fā)明也涉及一種用來實現(xiàn)本發(fā)明的檢測方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
國際電工委員會(IEC)標(biāo)準(zhǔn)1287-1公開了一種檢測鐵路交通工具中車載能量變換器的方法，其目的是檢測完全類似的變換器的正確的絕緣狀況。在該方法中，變換器、集電器、發(fā)射器和控制所有半導(dǎo)體組件的門電路的主要端子連接在一起，然后當(dāng)該相互連接的端子和用于支持電介質(zhì)基片(該電介質(zhì)基片用于承載電力組件的組成元件)的金屬基板之間接上交流電壓或直流電壓時測量其部分放電的水平。
這種檢測方法的缺點在于，只能檢測和基片相關(guān)的絕緣狀況，這僅僅代表了用于電力組件的電介質(zhì)疊片的一部分，而例如與組件封裝相關(guān)的絕緣狀況則檢測不到。

發(fā)明內(nèi)容
因而本發(fā)明的一個目的是提供一種簡單經(jīng)濟(jì)的檢測電力組件的方法，該方法能夠檢測在電力端子之間、在各種電介質(zhì)材料的接觸面之間以及在覆蓋電力元件的電介質(zhì)凝膠體中的部分放電問題。
為此，本發(fā)明提供一種檢測電力組件的方法，該電力組件包括一個控制門電路、一個發(fā)射器、一個集電器、至少一個在電介質(zhì)基片上的電力元件和一個與所述電力元件反并聯(lián)連接的二極管。本方法的特征在于當(dāng)一個疊加于一個直流電壓源的交流電壓源連接于電力組件的集電器和發(fā)射器之間時，測量發(fā)生在發(fā)射器和集電器之間的部分放電。電力組件在集電器和發(fā)射器之間接收到的電壓Vtest確保始終滿足條件Vtest＞0以便二極管永不導(dǎo)通。通過連接到控制門電路和發(fā)射器之間的直流電壓源，使得電力元件在檢測中保持關(guān)斷狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一電力組件包括多個發(fā)射器，多個集電器，一個公用的控制門電路，多個并聯(lián)連接的電力元件，和一個同每一電力元件都反并聯(lián)連接的二極管。本方法的特征在于當(dāng)一個疊加于一個直流電壓源的交流電壓源連接于電力組件的集電器和發(fā)射器之間時，測量相互電連接的發(fā)射器和相互電連接的集電器之間的部分放電。由電力組件在集電器和發(fā)射器之間接收到的電壓Vtest確保始終滿足條件Vtest＞0以便二極管永不導(dǎo)通。通過連接到公用門控制電路和發(fā)射器之間的直流電壓源，使得電力組件在檢測中保持關(guān)斷狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電力元件為IGBT。
本發(fā)明還提供一種用來實現(xiàn)上述方法的檢測電力組件的設(shè)備，該設(shè)備的特征在于它包括兩個適合于連接到一個疊加到直流電壓源上的交流電壓源的端子，和用于測量兩個端子之間的部分放電的裝置，并且兩個端子之間的電壓Vtest確保始終滿足條件Vtest＞0。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，該兩個端子適合于連接到一個和一交流電壓發(fā)電機(jī)串聯(lián)的直流電壓發(fā)電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，該兩個端子適合于連接到一個和一交流電壓發(fā)電機(jī)并聯(lián)的直流電壓發(fā)電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的再一特征，供電端子分別連接到將電力組件的不同集電器連接起來的第一電路和將電力組件的不同發(fā)射器連接起來的第二電路。


通過對本發(fā)明下面的一個具體實施例的描述，本發(fā)明的目的、各方面的特征和優(yōu)點將變得更清楚，這一描述僅僅通過非限制性例子，并參照附圖給出，其中
圖1是一個由依照IEC標(biāo)準(zhǔn)1287-1的檢測方法檢測的電力組件的示意圖；圖2以示意圖的形式單獨顯示圖1所示的電力組件的一個IGBT形式的電力元件；圖3是由依照本發(fā)明的檢測設(shè)備的第一實施例檢測的如圖1所示的電力組件的示意圖；圖4是由依照本發(fā)明的檢測設(shè)備的第二實施例檢測的如圖1所示的電力組件的示意圖。
具體實施例方式
為了便于讀圖，附圖中僅僅顯示了理解本發(fā)明所必需的元件。同樣的元件在各個圖中以相同的參考數(shù)字標(biāo)識。
圖1示出了一種在依照IEC標(biāo)準(zhǔn)1287-1的現(xiàn)有技術(shù)方法檢測的鐵路交通工具上車載能量變換器的電力組件1。
被檢測的電力組件1包括三個并聯(lián)電連接并由一個金屬底板8支承的電力元件2。每一電力元件2(在圖2中單獨地詳細(xì)描述)包括一個支撐一IGBT 3的電介質(zhì)基片5和反并聯(lián)的相關(guān)二極管4，該二極管4使得電力組件1中的電流可逆。IGBT 3和二極管4通常被電介質(zhì)凝膠體覆蓋。
每一個IGBT 3由一個集電器10、一個發(fā)射器11和一個用來控制其開和關(guān)的常規(guī)的控制門電路12。三個IGBT 3的控制門電路12連接在一起代表一個公用端，設(shè)置于圖1所示電力組件1的側(cè)面，以便控制這三個IGBT 3的狀態(tài)(開或關(guān))。
在依照IEC標(biāo)準(zhǔn)1287-1的檢測方法中，所有的電力組件的連接，即集電器10、發(fā)射器11和控制門端子12，通過第一電路6連接在一起。然后通過位于同金屬底板8接觸的第二電路7和第一電路6之間的檢測設(shè)備20施加一個電壓。在所示的例子中，設(shè)備20提供一個交流電壓。一測量器件21同時測量在第一電路6和第二電路7之間的放電程度。這種測量方法的缺陷是它僅僅檢測和電介質(zhì)基片5相關(guān)的絕緣性。
圖3示出了一個依照本發(fā)明的檢測方法的一個特定實施例來檢測的如圖1所示的電力組件。在該圖中，電力組件的集電器10通過連接于檢測設(shè)備30的第一端子31的第一電路13電連接在一起。電力組件1的發(fā)射器11通過連接于檢測設(shè)備30的第二端子32的第二電路14電連接在一起，檢測設(shè)備30兩個端子31、32之間串聯(lián)有交流電壓發(fā)電機(jī)33和直流電壓發(fā)電機(jī)34。交流電壓發(fā)電機(jī)33和直流電壓發(fā)電機(jī)34的電壓值設(shè)置成使得兩個端子31，32之間的電壓Vtest始終滿足Vtest＞0，以便電力組件的檢測在一個永不為負(fù)的可變電壓下進(jìn)行；這是為了防止二極管4導(dǎo)通，二極管4的導(dǎo)通將使部分放電的測量變得不可能。通過控制門端子12和發(fā)射器11之間的發(fā)電機(jī)15施加一個直流電壓，它們通過第二電路14連接在一起以便關(guān)閉電力組件1的三個電力元件2的IGBT 3。當(dāng)所以這些供電情況被滿足時，就可通過常規(guī)的測量器件21來測量第一電路13和第二電路14之間的部分放電。
圖4示出了一個不同于圖3所示設(shè)備的檢測設(shè)備30的實施例，其中兩個端子31和32之間的直流電壓發(fā)電機(jī)34與交流電壓發(fā)電機(jī)33并聯(lián)，確定發(fā)電機(jī)33和34的電壓以確保端子31，32之間的電壓Vtest始終滿足條件Vtest＞0。在該實施例中，用于測量部分放電的器件21位于檢測設(shè)備30的端子32和連接于電力組件的發(fā)射器11的第二電路14之間。端子31仍然直接連接于第一電路13，且檢測方法仍然與參照圖3所描述的方法相同。
這種檢測方法的優(yōu)點在于能夠探測到由于電力元件的封裝導(dǎo)致的部分放電。因此，依照本發(fā)明的檢測方法能夠探測電介質(zhì)凝膠體中、發(fā)射器引線和集電器的金屬部分之間、電力終端之間或各種電介質(zhì)材料的接觸面之間的部分放電，例如凝膠體和環(huán)氧樹脂之間的結(jié)合層的部分放電。
此外，這種檢測方法的優(yōu)點在于它能夠在接近于電力組件實際應(yīng)用中所遇到的條件下測量部分放電。
這種檢測方法實現(xiàn)起來也非常簡單，它能夠有益地用于監(jiān)控電力組件的特性參數(shù)隨時間的演變，以便提前維護(hù)。
當(dāng)然，本發(fā)明決不局限于所描述和示出的實施例，那只是提供作為本發(fā)明的例子而已。在不超出本發(fā)明所請求保護(hù)的范圍的情況下可以更改本發(fā)明，特別是考慮到不同元件的本性或用技術(shù)等同物來替代時就更是如此。
權(quán)利要求
1.一種檢測電力組件(1)的方法，該電力組件包括一個控制門電路(12)、一個發(fā)射器(11)、一個集電器(10)，至少一個在電介質(zhì)基片(5)上的電力元件(3)和一個與所述的電力元件(3)反并聯(lián)連接的二極管(4)，該方法的特征在于當(dāng)一個疊加于一個直流電壓源上的交流電壓源被連接于電力組件(1)的集電器(10)和發(fā)射器(11)之間時，測量發(fā)生在發(fā)射器(11)和集電器(10)之間的部分放電，電力組件(1)在集電器(10)和發(fā)射器(11)之間接收到的電壓Vtest確保始終滿足條件Vtest＞0以便二極管(4)永不導(dǎo)通，并且通過連接在控制門電路(12)和發(fā)射器(11)之間的直流電壓源，使得電力元件(3)在檢測期間保持關(guān)斷狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測電力組件(1)的方法，該電力組件包括多個發(fā)射器(11)、多個集電器(10)、一個公用的控制門電路(12)、多個并聯(lián)連接的電力元件(3)，和一個同每一電力元件(3)都反并聯(lián)連接的二極管(4)，該方法的特征在于當(dāng)一個疊加于一個直流電壓源的交流電壓源被連接于電力組件的發(fā)射器(11)和集電器(10)之間時，測量發(fā)生在相互電連接的發(fā)射器(11)和相互電連接的集電器(10)之間的部分放電，電力組件(1)在集電器(10)和發(fā)射器(11)之間接收到的電壓Vtest確保始終滿足條件Vtest＞0以便二極管(4)永不導(dǎo)通，并且通過連接到公用控制門電路(12)和發(fā)射器(11)之間的直流電壓源，使得電力元件(3)在檢測期間保持關(guān)斷狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的檢測電力組件的方法，其特征在于所述的電力元件(3)是IGBT。
4.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法的電力組件(1)檢測設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括兩個適合于連接至一個疊加到直流電壓源上的交流電壓源的端子(31，32)，和用于測量兩個端子(31，32)之間的部分放電的裝置(21)，而且該兩個端子(31)和(32)之間的電壓Vtest確保始終滿足條件Vtest＞0。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測設(shè)備，其特征在于兩個端子(31，32)適合于連接到一個與一個交流電壓發(fā)電機(jī)(33)串聯(lián)的直流電壓發(fā)電機(jī)(34)。
6.如權(quán)利要求4所述的檢測設(shè)備，其特征在于兩個端子(31，32)適合于連接到一個與一個交流電壓發(fā)電機(jī)(33)并聯(lián)的直流電壓發(fā)電機(jī)(34)。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項權(quán)利要求所述的檢測設(shè)備，其特征在于所述的供電端子(31，32)分別連接到將電力組件(1)的不同集電器(10)連接起來的第一電路(13)和將電力組件(1)的不同發(fā)射器(11)連接起來的第二電路(14)。
全文摘要
一種檢測電力組件(1)的方法，該電力組件包括一個控制門電路(12)、一個發(fā)射器(11)、一個集電器(10)，至少一個在電介質(zhì)基片(5)上的電力元件(3)和一個與所述的電力元件(3)反并聯(lián)連接的二極管(4)，該方法的特征在于當(dāng)一個疊加于一個直流電壓源的交流電壓源被連接于電力組件(1)的集電器(10)和發(fā)射器(11)之間時，測量發(fā)生在發(fā)射器(11)和集電器(10)之間的部分放電，電力組件(1)在集電器(10)和發(fā)射器(11)之間接收的電壓V
文檔編號G01R31/12GK1405571SQ0212748
公開日2003年3月26日 申請日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月2日
發(fā)明者易曼紐爾·杜塔德, 法布瑞斯·布瑞特, 約瑟夫·塞茲, 索瑞·丁卡萊斯卡, 塞瑞·萊貝 申請人:阿爾斯托姆公司