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专利名称：一种检测电力组件的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测电力组件的方法，更具体地说涉及一种检验电力组件的正确绝缘状况的检测方法。本发明特别适用于检测铁路交通工具中车载能量变换器的电力组件。本发明也涉及一种用来实现本发明的检测方法的设备。
背景技术：
国际电工委员会(IEC)标准1287-1公开了一种检测铁路交通工具中车载能量变换器的方法，其目的是检测完全类似的变换器的正确的绝缘状况。在该方法中，变换器、集电器、发射器和控制所有半导体组件的门电路的主要端子连接在一起，然后当该相互连接的端子和用于支持电介质基片(该电介质基片用于承载电力组件的组成元件)的金属基板之间接上交流电压或直流电压时测量其部分放电的水平。
这种检测方法的缺点在于，只能检测和基片相关的绝缘状况，这仅仅代表了用于电力组件的电介质叠片的一部分，而例如与组件封装相关的绝缘状况则检测不到。

发明内容
因而本发明的一个目的是提供一种简单经济的检测电力组件的方法，该方法能够检测在电力端子之间、在各种电介质材料的接触面之间以及在覆盖电力元件的电介质凝胶体中的部分放电问题。
为此，本发明提供一种检测电力组件的方法，该电力组件包括一个控制门电路、一个发射器、一个集电器、至少一个在电介质基片上的电力元件和一个与所述电力元件反并联连接的二极管。本方法的特征在于当一个叠加于一个直流电压源的交流电压源连接于电力组件的集电器和发射器之间时，测量发生在发射器和集电器之间的部分放电。电力组件在集电器和发射器之间接收到的电压Vtest确保始终满足条件Vtest＞0以便二极管永不导通。通过连接到控制门电路和发射器之间的直流电压源，使得电力元件在检测中保持关断状态。
根据本发明的另一特征，一电力组件包括多个发射器，多个集电器，一个公用的控制门电路，多个并联连接的电力元件，和一个同每一电力元件都反并联连接的二极管。本方法的特征在于当一个叠加于一个直流电压源的交流电压源连接于电力组件的集电器和发射器之间时，测量相互电连接的发射器和相互电连接的集电器之间的部分放电。由电力组件在集电器和发射器之间接收到的电压Vtest确保始终满足条件Vtest＞0以便二极管永不导通。通过连接到公用门控制电路和发射器之间的直流电压源，使得电力组件在检测中保持关断状态。
根据本发明的另一特征，所述电力元件为IGBT。
本发明还提供一种用来实现上述方法的检测电力组件的设备，该设备的特征在于它包括两个适合于连接到一个叠加到直流电压源上的交流电压源的端子，和用于测量两个端子之间的部分放电的装置，并且两个端子之间的电压Vtest确保始终满足条件Vtest＞0。
根据本发明的另一特征，该两个端子适合于连接到一个和一交流电压发电机串联的直流电压发电机。
根据本发明的又一特征，该两个端子适合于连接到一个和一交流电压发电机并联的直流电压发电机。
根据本发明的再一特征，供电端子分别连接到将电力组件的不同集电器连接起来的第一电路和将电力组件的不同发射器连接起来的第二电路。


通过对本发明下面的一个具体实施例的描述，本发明的目的、各方面的特征和优点将变得更清楚，这一描述仅仅通过非限制性例子，并参照附图给出，其中
图1是一个由依照IEC标准1287-1的检测方法检测的电力组件的示意图；图2以示意图的形式单独显示图1所示的电力组件的一个IGBT形式的电力元件；图3是由依照本发明的检测设备的第一实施例检测的如图1所示的电力组件的示意图；图4是由依照本发明的检测设备的第二实施例检测的如图1所示的电力组件的示意图。
具体实施例方式
为了便于读图，附图中仅仅显示了理解本发明所必需的元件。同样的元件在各个图中以相同的参考数字标识。
图1示出了一种在依照IEC标准1287-1的现有技术方法检测的铁路交通工具上车载能量变换器的电力组件1。
被检测的电力组件1包括三个并联电连接并由一个金属底板8支承的电力元件2。每一电力元件2(在图2中单独地详细描述)包括一个支撑一IGBT 3的电介质基片5和反并联的相关二极管4，该二极管4使得电力组件1中的电流可逆。IGBT 3和二极管4通常被电介质凝胶体覆盖。
每一个IGBT 3由一个集电器10、一个发射器11和一个用来控制其开和关的常规的控制门电路12。三个IGBT 3的控制门电路12连接在一起代表一个公用端，设置于图1所示电力组件1的侧面，以便控制这三个IGBT 3的状态(开或关)。
在依照IEC标准1287-1的检测方法中，所有的电力组件的连接，即集电器10、发射器11和控制门端子12，通过第一电路6连接在一起。然后通过位于同金属底板8接触的第二电路7和第一电路6之间的检测设备20施加一个电压。在所示的例子中，设备20提供一个交流电压。一测量器件21同时测量在第一电路6和第二电路7之间的放电程度。这种测量方法的缺陷是它仅仅检测和电介质基片5相关的绝缘性。
图3示出了一个依照本发明的检测方法的一个特定实施例来检测的如图1所示的电力组件。在该图中，电力组件的集电器10通过连接于检测设备30的第一端子31的第一电路13电连接在一起。电力组件1的发射器11通过连接于检测设备30的第二端子32的第二电路14电连接在一起，检测设备30两个端子31、32之间串联有交流电压发电机33和直流电压发电机34。交流电压发电机33和直流电压发电机34的电压值设置成使得两个端子31，32之间的电压Vtest始终满足Vtest＞0，以便电力组件的检测在一个永不为负的可变电压下进行；这是为了防止二极管4导通，二极管4的导通将使部分放电的测量变得不可能。通过控制门端子12和发射器11之间的发电机15施加一个直流电压，它们通过第二电路14连接在一起以便关闭电力组件1的三个电力元件2的IGBT 3。当所以这些供电情况被满足时，就可通过常规的测量器件21来测量第一电路13和第二电路14之间的部分放电。
图4示出了一个不同于图3所示设备的检测设备30的实施例，其中两个端子31和32之间的直流电压发电机34与交流电压发电机33并联，确定发电机33和34的电压以确保端子31，32之间的电压Vtest始终满足条件Vtest＞0。在该实施例中，用于测量部分放电的器件21位于检测设备30的端子32和连接于电力组件的发射器11的第二电路14之间。端子31仍然直接连接于第一电路13，且检测方法仍然与参照图3所描述的方法相同。
这种检测方法的优点在于能够探测到由于电力元件的封装导致的部分放电。因此，依照本发明的检测方法能够探测电介质凝胶体中、发射器引线和集电器的金属部分之间、电力终端之间或各种电介质材料的接触面之间的部分放电，例如凝胶体和环氧树脂之间的结合层的部分放电。
此外，这种检测方法的优点在于它能够在接近于电力组件实际应用中所遇到的条件下测量部分放电。
这种检测方法实现起来也非常简单，它能够有益地用于监控电力组件的特性参数随时间的演变，以便提前维护。
当然，本发明决不局限于所描述和示出的实施例，那只是提供作为本发明的例子而已。在不超出本发明所请求保护的范围的情况下可以更改本发明，特别是考虑到不同元件的本性或用技术等同物来替代时就更是如此。
权利要求
1.一种检测电力组件(1)的方法，该电力组件包括一个控制门电路(12)、一个发射器(11)、一个集电器(10)，至少一个在电介质基片(5)上的电力元件(3)和一个与所述的电力元件(3)反并联连接的二极管(4)，该方法的特征在于当一个叠加于一个直流电压源上的交流电压源被连接于电力组件(1)的集电器(10)和发射器(11)之间时，测量发生在发射器(11)和集电器(10)之间的部分放电，电力组件(1)在集电器(10)和发射器(11)之间接收到的电压Vtest确保始终满足条件Vtest＞0以便二极管(4)永不导通，并且通过连接在控制门电路(12)和发射器(11)之间的直流电压源，使得电力元件(3)在检测期间保持关断状态。
2.如权利要求1所述的检测电力组件(1)的方法，该电力组件包括多个发射器(11)、多个集电器(10)、一个公用的控制门电路(12)、多个并联连接的电力元件(3)，和一个同每一电力元件(3)都反并联连接的二极管(4)，该方法的特征在于当一个叠加于一个直流电压源的交流电压源被连接于电力组件的发射器(11)和集电器(10)之间时，测量发生在相互电连接的发射器(11)和相互电连接的集电器(10)之间的部分放电，电力组件(1)在集电器(10)和发射器(11)之间接收到的电压Vtest确保始终满足条件Vtest＞0以便二极管(4)永不导通，并且通过连接到公用控制门电路(12)和发射器(11)之间的直流电压源，使得电力元件(3)在检测期间保持关断状态。
3.如权利要求1或2所述的检测电力组件的方法，其特征在于所述的电力元件(3)是IGBT。
4.一种用于实现权利要求1-3中任一项所述的方法的电力组件(1)检测设备，其特征在于该设备包括两个适合于连接至一个叠加到直流电压源上的交流电压源的端子(31，32)，和用于测量两个端子(31，32)之间的部分放电的装置(21)，而且该两个端子(31)和(32)之间的电压Vtest确保始终满足条件Vtest＞0。
5.如权利要求4所述的检测设备，其特征在于两个端子(31，32)适合于连接到一个与一个交流电压发电机(33)串联的直流电压发电机(34)。
6.如权利要求4所述的检测设备，其特征在于两个端子(31，32)适合于连接到一个与一个交流电压发电机(33)并联的直流电压发电机(34)。
7.如权利要求1-6中任一项权利要求所述的检测设备，其特征在于所述的供电端子(31，32)分别连接到将电力组件(1)的不同集电器(10)连接起来的第一电路(13)和将电力组件(1)的不同发射器(11)连接起来的第二电路(14)。
全文摘要
一种检测电力组件(1)的方法，该电力组件包括一个控制门电路(12)、一个发射器(11)、一个集电器(10)，至少一个在电介质基片(5)上的电力元件(3)和一个与所述的电力元件(3)反并联连接的二极管(4)，该方法的特征在于当一个叠加于一个直流电压源的交流电压源被连接于电力组件(1)的集电器(10)和发射器(11)之间时，测量发生在发射器(11)和集电器(10)之间的部分放电，电力组件(1)在集电器(10)和发射器(11)之间接收的电压V
文档编号G01R31/12GK1405571SQ0212748
公开日2003年3月26日 申请日期2002年8月2日 优先权日2001年8月2日
发明者易曼纽尔·杜塔德, 法布瑞斯·布瑞特, 约瑟夫·塞兹, 索瑞·丁卡莱斯卡, 塞瑞·莱贝 申请人:阿尔斯托姆公司