申请/专利权人：重庆大学

申请日：2019-03-06

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109756131B

主分类号：H02M7/00

分类号：H02M7/00;H05K7/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.06.07#实质审查的生效;2019.05.14#公开

摘要：本发明请求保护一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，所述多孔石墨均压电极通过冷却水水管上的基座插入内冷水中，其包括一个底座和一圆柱形石墨多孔探针，所述底座中设有与探针导电连接的引出导电线，所述圆柱形石墨多孔探针的一端和底座刚接，另一端插入冷却水管中，圆柱形石墨多孔探针由一多孔铂套内嵌石墨柱组成。本发明在不降低电极均压能力的情况下，采用圆柱形电极，降低电极表面单位电流密度，实现减缓垢层形成，同时通过多孔结构控制电极表面垢层形成的体积，避免较大垢层的脱落堵塞水管，引起散热器不良的情况出现。

主权项：1.一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，包括：安装在换流阀进出水管上的底座（3）和圆柱电极（2），底座（3）用于将电极固定在进出管上，圆柱电极（2）用于和阀段冷却系统中铝散热器等电位连接，实现钳制水路电位分布，避免水中产生泄露电流，其特征在于，所述圆柱电极（2）采用石墨材质的电极，所述圆柱电极（2）包括圆柱石墨碳棒和多孔圆柱铂壳，多孔圆柱铂壳包裹着圆柱石墨碳棒，在电极表面形成凹孔，所述底座（3）和水管壁螺纹连接，所述圆柱电极（2）的一端和底座（3）连接固定，且与底座连接的圆柱电极一端有导电线（1）引出，圆柱电极（2）的另一端插入水管的内冷水中，所述底座（3）顶部设有供圆柱电极导电线穿过的穿孔，多孔石墨均压电极通过底座引出的导电线与阀段冷却水路中的铝散热器等电位连接；所述圆柱石墨碳棒直径为2-4mm，长度为20-40mm，且顶端连接有一导电线（1）；所述圆柱铂壳表面均匀分布着直径为0.5-1mm的圆孔或方形孔，且圆柱铂壳的直径为2-4mm，长度为20-40mm，其直径和长度与圆柱石墨碳棒保持一致，厚度为0.5-1.5mm。

全文数据：一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极技术领域本发明属于高压直流输电领域，具体涉及换流阀阀冷系统中一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极。背景技术我国已经成为世界上运行与在建特高压直流工程最多、容量最大、线路最长的特高压直流输电大国。以大功率晶闸管作为核心器件的换流阀是保证整个高压直流输电系统持续安全稳定运行的关键设备，通过安装阀冷系统实现冷却介质与金属散热器的热交换来维持晶闸管处于正常工作温度。去离子水由于其优良的散热性能和绝缘性能被广泛用作于阀冷系统的冷却介质，自从1992年由于腐蚀导致的阀冷系统漏水事件发生以来，阀冷系统中金具如铝散热器的杂散电流腐蚀受到广泛关注，提出了安装冷却水处理系统控制内冷水水质、阀段水路安装均压电极等措施，有效降低了由于阀冷系统腐蚀造成的事故发生。然而近年来，阀内冷系统均压电极结垢引起的水管堵塞、散热不良、水管漏水等问题导致的换流站停运事件屡有出现。经过检索，对比文件201710882535.X换流阀用均压电极，是最接近的现有技术，一种换流阀用均压电极。换流阀用均压电极包括用于密封装配在换流阀冷水管的电极安装孔中的底座，底座上设有用于向内插入换流阀冷水管中的探针部分，探针部分的外表面及探针部分与底座连接处分别设有防腐蚀导电层，底座部分的背离探针部分的外端设有与探针部分导电连接的外导电连接部。本发明的换流阀用均压电极结构的探针部分外表面和底座与探针部分的连接处分别设有防腐蚀导电层，避免了与水接触时发生电化学腐蚀，从而保证探针部分牢固地连接在底座上，防止探针部分脱落。目前阀冷系统均压电极主要由直径2mm，长度20-40mm的不锈钢圆柱或者金属铂圆柱如对比文件201710882535.X，专利名称：换流阀用均压电极，当泄露电流引起的垢层不断在均压电极表面积聚，附着在电极表面，并进一步长大形成较大块状时易脱落，造成水管堵塞，且降低电极均压能力。因此，为避免电极表面大块垢层的出现，以及电极均压能力的降低，在不改变均压电极导电性能的情况下，本发明采用石墨电极，并在石墨电极表面套一个圆柱多孔铂套，通过引导垢层在多孔铂套上露出的石墨电极表面形成，实现限制垢层的大小，生成的较小垢层在水流作用下易脱落，但又不至于堵塞水管引发事故。发明内容本发明提供一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，通过在圆柱石墨电极表面安装多孔铂套，限制均压电极表面的垢层大小，有效降低电极的结垢程度，提高电极结垢后的均压能力，避免垢层脱落堵塞水管的发生。本发明的技术方案如下：一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，包括：安装在换流阀进出水管上的底座和圆柱电极，底座用于将电极固定在进出管上，圆柱电极用于和阀段冷却系统中铝散热器等电位连接，钳制水路电位分布，避免水中产生泄露电流，所述圆柱电极采用石墨材质的电极，所述圆柱电极包括圆柱石墨碳棒和多孔圆柱铂壳，多孔圆柱铂壳包裹着圆柱石墨碳棒，从而在电极表面形成凹孔，且圆柱石墨碳棒和圆柱铂壳具有优良的导电性，可以与阀冷系统铝散热器保持良好的电气连接，所述底座和水管壁螺纹连接，所述圆柱电极的一端和底座连接固定，且与底座连接的圆柱电极一端有导电线引出，圆柱电极的另一端插入水管的内冷水中，所述底座顶部设有供圆柱电极导电线穿过的穿孔。多孔石墨均压电极通过底座引出的导电线与阀段冷却水路中的铝散热器等电位连接，由于石墨和铂的良好导电性，在保证均衡水路电位的前提下，通过多孔的设置来限制电极表面形成的垢层大小，避免垢层太大而脱落堵塞水管。进一步的，所述底座的下表面两侧有各有一个密封圈凹槽，并安装有密封圈，且底座的两侧有外螺纹，用于和换流阀进出水管连接。进一步的，所述圆柱石墨碳棒直径为2-4mm，长度为20-40mm，且顶端连接有一导电线。进一步的，所述圆柱铂壳表面均匀分布着直径为0.5-1mm的圆孔或方形孔，且圆柱铂壳的直径为2-4mm，长度为20-4mm，其直径和长度与圆柱石墨碳棒保持一致，厚度为0.5-1.5mm。进一步的，所述底座外形为圆形或方形。进一步的，所述圆柱石墨碳棒通过插入多孔圆柱铂壳固定形成圆柱电极。进一步的，所述底座的材质为聚丙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯组成。本发明的优点及有益效果如下：本发明采用圆柱石墨棒外套多孔铂壳，由于石墨和铂优良的导电性，在保证电极与阀段水冷系统铝散热器有效等电位连接，有效均衡水路电位的前提下，通过电极表面的凹孔，限制电极表面沉积的垢层大小，避免垢层脱落堵塞水管；除此之外，孔圆柱石墨电极增大了电极表面积，降低电极表面的单位电流密度，减缓垢层的形成，同时通过用石墨部分代替传统的铂电极，降低了均压电极制造成本。附图说明图1是本发明提供优选实施例多孔石墨均压电极的示意图；图2为多孔石墨均压电极安装在进出水管上的示意图；附图标记说明：1-导电线；2-石墨圆柱电极；3-底座；4-密封圈；5-多孔铂套。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。本发明解决上述技术问题的技术方案是：本实施例提供一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，如图1所示，包括安装在换流阀进出水管上的底座和圆柱电极，底座和螺纹与进出水管连接，且底座顶部设有供圆柱电极导电线穿过的穿孔，圆柱电极一端和底座连接固定，且与底座连接的圆柱电极一端有导电线引出，另一端插入水管的内冷水中。请参阅图1所示，底座的下表面两侧有各有一个密封圈凹槽，并安装有密封圈，且底座的两侧有外螺纹，用于和换流阀进出水管连接。请参阅图1所示，底座外形为圆形或方形。请参阅图1所示，底座的材质为聚丙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯组成。请参阅图1所示，圆柱电极包括圆柱石墨碳棒2和圆柱铂壳5，圆柱石墨碳棒直径为2-4mm，长度为20-40mm，且顶端连接有一导电线1。请参阅图1所示，圆柱铂壳5表面均匀分布着直径为0.5-1mm的圆孔或方形孔，露出部分石墨碳棒，且圆柱铂壳的直径为2-4mm，长度为20-4mm，其直径和长度与圆柱石墨碳棒保持一致，厚度为0.5-1.5mm。请参阅图1所示，圆柱石墨碳棒2通过嵌入多孔圆柱铂壳5，实现两者的固定。请参阅图2所示，多孔石墨均压电极通过螺纹与进出水管连接。本发明与现有技术相比具有以下优点：采用石墨部分替代原铂电极，降低均压电极制作成本，并在石墨外面套多孔铂壳，在保持均压电极导电性能不变的前提下，引导垢层在多孔处形成，从而限制垢层的大小，避免垢层脱落堵塞水管的情况出现。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

权利要求：1.一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，包括：安装在换流阀进出水管上的底座3和圆柱电极2，底座3用于将电极固定在进出管上，圆柱电极2用于和阀段冷却系统中铝散热器等电位连接，实现钳制水路电位分布，避免水中产生泄露电流，其特征在于，所述圆柱电极2采用石墨材质的电极，所述圆柱电极2包括圆柱石墨碳棒和多孔圆柱铂壳，多孔圆柱铂壳包裹着圆柱石墨碳棒，在电极表面形成凹孔，且圆柱石墨碳棒和圆柱铂壳具有优良的导电性，可以与阀冷系统铝散热器保持良好的电气连接，所述底座3和水管壁螺纹连接，所述圆柱电极2的一端和底座3连接固定，且与底座连接的圆柱电极一端有导电线1引出，圆柱电极2的另一端插入水管的内冷水中，所述底座3顶部设有供圆柱电极导电线穿过的穿孔，多孔石墨均压电极通过底座引出的导电线与阀段冷却水路中的铝散热器等电位连接，由于石墨和铂的良好导电性，在保证均衡水路电位的前提下，通过多孔的设置来限制电极表面形成的垢层大小，避免垢层太大而脱落堵塞水管。2.根据权利要求1所述的一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，其特征在于，所述底座3的下表面两侧有各有一个密封圈凹槽，并安装有密封圈4，且底座的两侧有外螺纹，用于和换流阀进出水管连接。3.根据权利要求1-2之一所述的一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，其特征在于，所述圆柱石墨碳棒直径为2-4mm，长度为20-40mm，且顶端连接有一导电线1。4.根据权利要求1-2之一所述的所述的一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，其特征在于，所述圆柱铂壳表面均匀分布着直径为0.5-1mm的圆孔或方形孔，且圆柱铂壳的直径为2-4mm，长度为20-4mm，其直径和长度与圆柱石墨碳棒保持一致，厚度为0.5-1.5mm。5.根据权利要求1所述的一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，其特征在于，所述底座3外形为圆形或方形。6.根据权利要求1所述的一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，其特征在于，所述圆柱石墨碳棒通过插入多孔圆柱铂壳固定形成圆柱电极2。7.根据权利要求1所述的一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极，其特征在于，所述底座3的材质为聚丙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯组成。

百度查询： 重庆大学 一种换流阀冷却系统用多孔石墨均压电极

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