一種硅器件/散熱器堆疊組件以及一種用于將所述疊組中有缺損的硅器件拆離的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硅器件/散熱器堆疊組件以及一種用于在硅器件更換過程中在保持硅器件對準的狀態(tài)下將所述堆疊組件中有缺損的硅器件拆離的方法。以下，我們將認為硅器件是晶閘管。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力工程和電力輸送領(lǐng)域中，SVC (靜態(tài)無功補償器)用于工業(yè)和公共設(shè)施應(yīng)用中以增加配電線和輸送線上的電力品質(zhì)因數(shù)。這樣的裝置的關(guān)鍵組件是晶閘管閥。晶閘管閥由以下組件組成:
[0003]-散熱器和晶閘管的分層式組合的堆疊，包含:
[0004].晶閘管，其為硅器件，使能夠經(jīng)由晶閘管閥來控制電流；
[0005]?散熱器，其為能夠?qū)碜跃чl管的由傳導(dǎo)和開關(guān)損耗產(chǎn)生的熱量去除的機械裝置，因此能夠使晶閘管閥在大范圍的電壓和電流之間操作，
[0006]-作為緩沖電路的輔助電路、柵極驅(qū)動、柵極驅(qū)動能量傳輸系統(tǒng)使能夠在具體的應(yīng)用范圍中可靠地控制晶閘管閥。
[0007]因此，所述晶閘管閥由晶閘管和散熱器的分層式堆疊構(gòu)建成的，該晶閘管封裝在冰球式(或者盤式)的封裝體中。堆疊組件中可以使用其他的以這種形狀因數(shù)封裝的硅器件，例如:整流二極管、雙向晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、三端雙向可控硅器件。
[0008]這樣的組件還用在下述閥中:用于靜態(tài)無功補償器(SVC)的TCR(晶閘管控制電抗器)閥和TSC(晶閘管投切電容器)閥、TCSC(晶閘管控制串聯(lián)電容器)閥以及高壓直流輸電(HVDC)模塊。
[0009]晶閘管/散熱器堆疊組件包含晶閘管盤和散熱器裝置的多種布置，其中，每個晶閘管盤通過介質(zhì)冷卻散熱器裝置與下一個晶閘管盤隔離。散熱器裝置可以由具有特殊網(wǎng)格的流道的鋁塊組成，使得冷卻介質(zhì)(冷卻劑，主要是水和乙二醇的混合物)能夠流經(jīng)這些流道。晶閘管盤被壓緊在兩個散熱器裝置之間，因此與散熱器裝置表面近距離接觸，冷卻介質(zhì)流經(jīng)晶閘管盤。然后通過相鄰的散熱器裝置將晶閘管盤產(chǎn)生的熱量去除并且轉(zhuǎn)移到冷卻介質(zhì)中，然后疏散到安裝在晶閘管閥外面的熱交換器。
[0010]堆疊組件的尺寸取決于構(gòu)成堆疊組件的晶閘管盤的數(shù)量。堆疊的晶閘管盤的數(shù)量是由晶丨?管閥額定電功率決定的:最小、最大、標稱耐電壓和最小、最大、標稱晶丨?管閥電流。通常，在一個堆疊組件中有3-30個晶閘管。這樣的堆疊組件的長度可以長達2米。
[0011]維護過程中晶閘管/散熱器堆疊組件的潛在的機械故障被認定為是潛在問題。
[0012]每當(dāng)需要更換有故障的晶閘管時，必須用擴張器將晶閘管/散熱器堆疊組件拆開以便于移除和更換有故障的晶閘管，破壞了堆疊組件的對準。缺少這種對準會造成下述潛在威脅，重新組裝過程中堆疊的未對準引起晶閘管毀壞，或者造成堆疊的完全倒塌。在將堆疊以水平位置安裝的閥布置的情況下尤其如此。
[0013]如圖1所示，傳統(tǒng)的豎直的晶閘管/散熱器堆疊組件包括交替堆疊的晶閘管盤10和散熱器裝置11。在一個組件中堆疊的晶閘管盤和散熱器裝置的總數(shù)可以多達30個。一個適當(dāng)?shù)亟M裝的晶閘管/散熱器堆疊組件具有充分對準的晶閘管盤和散熱器裝置。通常，晶閘管盤和散熱器裝置都配備有對中孔12。在組裝過程中，對中銷置于兩個相鄰的對中孔12中，使得晶閘管盤10和散熱器裝置11之間能夠沿著對準路徑13適當(dāng)?shù)貦C械對準。然而，如圖2所示，在更換組裝的疊組中任意的晶閘管盤10的過程中，維持適當(dāng)對準變得非常有挑戰(zhàn)性，因為在這一過程中使用的標準的擴張工具不能保證繼續(xù)保持晶閘管盤10和散熱器裝置11之間維持的對準。因此，可以通過下述方法完成對有缺損的晶閘管盤的移除，使用液壓或者空氣致動的擴張工具將與有缺損的晶閘管盤接觸的兩個散熱器裝置擴張，同時保持對其他的晶閘管盤的充分固定。在圖2上，當(dāng)更換掉在由附圖標記15所示的空間中放置的晶閘管盤10時，示出了缺失的對準路徑14。
[0014]在組裝和更換水平的晶閘管/散熱器堆疊組件中的晶閘管盤的過程中，對準困難更加明顯。因為晶閘管/散熱器堆疊組件被分割成兩個單獨的子組件，所以疊組的重量引起額外的問題。圖3示出了水平的晶閘管/散熱器堆疊組件。
[0015]迄今為止，傳統(tǒng)的維持晶閘管/散熱器堆疊組件的對準的方法和手段尚不能100 %保證在更換有缺損的晶閘管時保持對準。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)中用于豎直堆疊結(jié)構(gòu)的擴張方法依賴于下述假設(shè)，假設(shè)豎直結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生可以使堆疊組件的兩個子組件都移動的水平力。由于上面的子組件的重量，有可能因為擴張工具產(chǎn)生的力而水平偏移。技術(shù)員的技能極大地影響了最終的對準結(jié)果。缺少這種對準潛在地可能是受損的晶閘管和有缺損的閥的原因。
[0017]圖4-5B示出了這樣的現(xiàn)有技術(shù)的擴張方法。附圖標記40示出了對中銷/晶閘管對中孔的不匹配。在有缺損的晶閘管43的每一側(cè)，使用擴張工具44來拆離鄰近的散熱器11以移除并更換該有缺損的晶閘管43。所述擴張工具44包括:具有內(nèi)腔的第一部分45，在所述內(nèi)腔中移動以形成可調(diào)節(jié)的擴張致動器的第二部分46。圖5B示出了對中銷41和對應(yīng)的對中孔42，其與圖5A的細節(jié)A對應(yīng)。
[0018]這樣的現(xiàn)有技術(shù)的擴張方法有以下不足:
[0019].所使用的擴張致動器體積非常大。因此難以將這些致動器安裝到堆疊組件中。擴張致動器與堆疊組件部件之間處于特殊沖突狀態(tài)。因此更換晶閘管非常困難并且費時；
[0020].處于活動狀態(tài)的擴張致動器經(jīng)常在晶閘管組件的每側(cè)上都有輕微不同的力矢量。結(jié)果是對中銷，對中孔位置失去對準；
[0021].對中銷/對中孔的對準只有在對兩個擴張致動器都進行多次實驗并且仔細調(diào)整之后才是可能的。
[0022]用于水平堆疊結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的擴張方法依賴于傳統(tǒng)的《使適合》支撐隔離件的存在，增進并且穩(wěn)定晶閘管/散熱器堆疊組件。對準的精確度很大程度上取決于完成該工作的技術(shù)員的技能，并且很容易在安裝階段以及在有缺損的晶閘管的更換過程中都出錯。因為疊組的兩個擴張的子組件沒有連接，因此任何多余的移動都會引起對準缺失。此外，用于將堆疊組件的兩個子組件擴張的擴張工具可能潛在地引起堆疊組件的無意的水平位移，該位移進而可能導(dǎo)致所有堆疊組件上對準的全部缺失。
[0023]上述現(xiàn)有技術(shù)手段昂貴，不可靠，并且需要至少兩個訓(xùn)練有素的技術(shù)員來完成這樣的工作。如果未能維持對準，必須重新組裝晶閘管/散熱器堆疊組件，這將需要額外的時間和工作來完成該任務(wù)。
[0024]因此，待解決的技術(shù)問題是下面的問題。晶閘管/散熱器堆疊組件之中的晶閘管的未對準會導(dǎo)致晶閘管損壞，或者可能導(dǎo)致晶閘管/散熱器堆疊組件的整體坍塌，尤其是如果疊組之中的晶閘管的數(shù)量增加時。此外，在晶閘管更換過程中，即使在移除有缺損的晶閘管并且將疊組分割成兩個獨立的子組件時，也必須有預(yù)防措施來維持晶閘管/散熱器堆疊組件的對準路徑的連續(xù)性。
[0025]本發(fā)明的目的是提供一種硅器件/散熱器堆疊組件以及一種用于在硅器件更換過程中在保持硅器件/散熱器堆疊組件的完全對準的狀態(tài)下將所述堆疊組件中有缺損的硅器件拆離的方法，無論硅器件/散熱器堆疊組件的方向如何，可以是水平的或者豎直的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]本發(fā)明涉及一種硅器件/散熱器堆疊組件，其包括多個硅器件盤的布置，兩個相鄰的晶閘管盤通過扁平散熱器裝置分隔，每個硅器件盤和每個散熱器裝置包括其兩個面上的對中孔，硅器件盤與相鄰的散熱器裝置的相鄰對中孔之間放置有對中銷，其特征在于，每個散熱器裝置在其相對的兩端穿透有兩個引導(dǎo)孔。
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