GB/T 21420-2008 高压直流输电用光控晶闸管的一般要求

　　ICS 3 1 . 080 . 20 K 46

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 21420—2008

　　高压直流输电用光控晶闸管的一般要求

　　Generalrequirementsforlight-trigged thyristorsforHVDC transmission

　　2008-01-22 发布 2008-09-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T21420—2008

　　前 言

　　本标准参考了 GB/T 13151—2005《半导体器件 分立器件 第 6 部分：晶闸管 第 3 篇 电流大于 100 A 、环境和管壳额定的反向阻断三极晶闸管空白详细规范》(IEC 60747-6-3 : 1993 , IDT) 。

　　本标准的附录 A 为规范性附录 。

　　本标准由中国电器工业协会提出 。

　　本标准由全国电力电子学标准化技术委员会归 口 。

　　本标准主要起草单位：西安电力电子技术研究所 、西安西电电力整流器有限公司 、机械工业北京电工技术经济研究所 、中国电力科学研究院 、西安高压电器研究所 、南方电网技术研究中心 、北京网联直流输电工程技术有限公司 。

　　本标准主要起草人：蔚红 旗 、陆 剑 秋 、郭 丽 平 、杜 凯 、田 方 、孟 庆 东 、苟 锐 锋 、黎 小 林 、陶 瑜 、汤 广 福 、白光亚 。

　　本标准是首次发布 。

　　Ⅰ

　　GB/T21420—2008

　　引 言

　　高压直流输电在我国电网建设中，对于长距离送电和大区联网有着非常广阔的发展前景，是目前作为解决高电压 、大容量 、长距离送电和异步联网的重要手段 。是根据我国直流输电工程实际需要和高压直流输电技术发展趋势开展的 。项目在引进技术的消化吸收 、国内直流输电工程建设经验和设备 自 主研制的基础上，研究制定高压直流输电设备国家标准体系 。 内容包括基础标准 、主设备标准和控制保护设备标准 。项目已完成或正在进行制定共 19 项国家标准：

　　(1) GB/Z 20996 . 1—2007 《高压直流系统的性能 第一部分 稳态性能》(IEC 60919-1 : 1991 , IDT)

　　(2) GB/Z 20996 . 2—2007 《高 压 直 流 系 统 的 性 能 第 二 部 分 故 障 与 操 作》(IEC 60919-2 : 1991 , IDT)

　　(3) GB/Z 20996 . 3—2007 《高压直流系统的性能 第三部分 动态性能》(IEC 60919-3 : 1991 , IDT)

　　(4) 《高压直流换流站绝缘配合程序》(已报批)

　　(5) GB/T 20989—2007 《高压直流换流站损耗的确定》

　　(6) GB/T 18494 . 2—2007 《变 流 变 压 器 第 二 部 分 高 压 直 流 输 电 用 换 流 变 压 器 》 (IEC 61378-2:2001 , MOD)

　　(7) GB/T 20838—2007 《高压直流输电用油浸式换流变压器技术参数和要求》

　　(8) GB/T 20836—2007 《高压直流输电用油浸式平波电抗器》

　　(9) GB/T 20837—2007 《高压直流输电用油浸式平波电抗器技术参数和要求》

　　(10) 《高压直流换流站无间隙金属氧化物避雷器导则》(已报批)

　　(11) GB/T 20994—2007 《高压直流输电用并联电容器及交流滤波电容器》

　　(12) GB/T 20993—2007 《高压直流输电用直流滤波电容器》

　　(13) GB/T 20992—2007 《高压直流输电用普通晶闸管的一般要求》

　　(14) GB/T 20995—2007 《输配电系统的电力电子技术静止无功补偿装置用晶闸管阀的试验》 (IEC 61954:2003 , MOD)

　　(15) 《高压直流输电系统控制与保护设备》(已报批)

　　(16) 《高压直流输电用光控晶闸管的一般要求》(已报批)

　　(17) 《高压直流套管技术性能和试验方法》(已报批)

　　(18) 《高压直流换流站可听噪音》(正在制定中)

　　(19) 《高压直流系统设计和设备成套导则》(正在制定中)

　　Ⅱ

　　GB/T21420—2008

　　高压直流输电用光控晶闸管的一般要求

　　1 范围

　　本标准规定了高压直流输电用光控晶闸管的型号 、尺寸 、额定值 、特性 、检验规则 、标志和订货单等技术要求 。

　　本标准适用于内部集成 BOD器件的高压直流输电用光控晶闸管系列 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 。

　　GB/T 4937—1995 半导体器件机械和气候环境试验(idt IEC 60749:1984)

　　GB/T 15291—1994 半导体器件 第 6 部分 晶闸管(eqv IEC 60747-6:1984)

　　3 型号和尺寸

　　3 . 1 型号

　　型号的构成和各部分的意义如图 1 所示 。

　　图 1 型号构成

　　3 2 尺寸

　　. K|L —□|——-|——————————————————晶(和)((阻(的)断(级)电(别)(压(如)的(有)1())/100)

　　图 2 中的尺寸 A、Dmax、D1 和 D2 应符合给定型号的要求和订货合同规定 。

　　图 2 外形尺寸

　　4 额定值和特性

　　4 . 1 额定值

　　额定值(限值)应符合表 1 规定 。

　　1

　　GB/T21420—2008

　　表 1

　　条号

　　限 值

　　符号

　　数 值

　　最小值

　　最大值

　　4 . 1 . 1

　　贮存温度

　　Tstg

　　×

　　×

　　4 . 1 . 2

　　最高结温

　　Tjm

　　×

　　4 . 1 . 3

　　电压[应规定条件，如时间 、频率 、温度等]

　　4 . 1 . 3 . 1

　　断态重复峰值电压

　　VDRM

　　×

　　4 . 1 . 3 . 2

　　反向重复峰值电压

　　VRRM

　　×

　　4 . 1 . 3 . 3

　　反向不重复峰值电压

　　VRSM

　　×

　　4 . 1 . 3 . 4

　　断态电压临界上升率

　　dv/dt

　　×

　　4 . 1 . 4

　　电流[应规定条件，如时间 、频率 、温度等]

　　4 . 1 . 4 . 1

　　通态平均电流

　　ITAVM

　　×

　　4 . 1 . 4 . 2

　　最大通态方均根电流

　　ITRMSM

　　×

　　4 . 1 . 4 . 3

　　通态浪涌电流

　　ITSM

　　×

　　4 . 1 . 4 . 4

　　通态电流临界上升率

　　di/dt

　　×

　　4 . 1 . 5

　　安装力

　　F

　　×

　　×

　　4 . 1 . 6

　　质量

　　m

　　标称值

　　4 . 2 特性

　　特性值应符合表 2 规定 。

　　表 2

　　条号

　　特性和条件

　　符号

　　数 值

　　最小值

　　最大值

　　4 . 2 . 1

　　通态峰值电压

　　VTM

　　×

　　4 . 2 . 2

　　保护转折电压

　　VBO

　　×

　　4 . 2 . 3

　　动态转折电压

　　VBOd

　　×

　　×

　　4 . 2 . 4

　　反向雪崩电压

　　VRA

　　×

　　4 . 2 . 5

　　最小光触发功率

　　PGT

　　×

　　4 . 2 . 6

　　维持电流

　　IH

　　×

　　4 . 2 . 7

　　擎住电流

　　IL

　　×

　　4 . 2 . 8

　　断态重复峰值电流

　　额定断态重复峰值电压 VDRM 时

　　IDRM

　　×

　　4 . 2 . 9

　　反向重复峰值电流

　　额定反向重复峰值电压 VRRM 时

　　IRRM

　　×

　　4 . 2 . 10

　　门极控制延迟时间

　　td

　　×

　　4 . 2 . 11

　　电路换向关断时间

　　tq

　　典型值

　　4 . 2 . 12

　　热阻：结到环境或管壳

　　Rthja 或 Rthjc

　　×

　　4 . 2 . 13

　　反向恢复电荷

　　在规定条件下的最小值和最大值，或最大值

　　Qr

　　×

　　×

　　4 . 2 . 14

　　反向恢复电流

　　IRM

　　×

　　2

　　GB/T21420—2008

　　5 检验规则

　　5 . 1 出厂检验

　　表 3 给出出厂检验要求，所采用的数值和确切的规定条件应符合给定型号的要求和有关标准中相应试验的要求以及订货合同规定 。 除另有说明外，引用标准的条号对应于 GB/T 15291—1994 。

　　出厂检验和试验应对全部器件进行 。全部试验都是非破坏性的 。

　　表 3

　　项 目

　　符号

　　引用标准

　　规定条件

　　检验要求限值

　　最小值

　　最大值

　　通态峰值电压

　　VTM

　　5 . 1 . 2 . 3

　　Tj ;通态电流值

　　×

　　反向重复峰值电压

　　VRRM

　　5 . 1 . 3

　　室温和 Tj ;反向重复峰值电压;频率

　　×

　　断态重复峰值电压

　　VDRM

　　5 . 1 . 6

　　室温和 Tj ;断态重复峰值电压;频率

　　×

　　反向不重复峰值电压

　　VRSM

　　5 . 3 . 1

　　室温和 Tj ;反向不重复峰值电压;频率

　　×

　　保护转折电压

　　VBO

　　5 . 1 . 6

　　室温和 Tj ;保护转折电压值;频率

　　×

　　动态转折电压

　　VBOd

　　本标准 A. 1

　　Tj ;断态电压值;指数法电压上升率;频率

　　×

　　×

　　反向雪崩电压

　　VRA

　　本标准 A. 2

　　室温和 Tj ;反 向 雪 崩电 压 值 和 波 形 参 数;反向雪崩电压脉冲次数

　　×

　　通态电流临界上升率

　　di/dt

　　5 . 3 . 5

　　Tj ;通态电 流 值;断 态 电 压 值;频 率;触 发方式

　　×

　　断态电压临界上升率

　　do/dt

　　5 . 1 . 11

　　Tj ;断态电压值;指数法

　　×

　　通态浪涌电流

　　ITSM

　　5 . 3 . 3

　　室温和 Tj ;通 态 浪 涌电 流 值;再 加 断 态 电压值;浪涌次数和每次浪涌的周波数

　　×

　　电路换向关断时间

　　tq

　　5 . 1 . 10

　　Tj ;通态 电 流 值;-di/dt;do/dt;再 加 断 态电压值

　　×

　　反向恢复电荷

　　Qr

　　5 . 1 . 13

　　Tj ;通态电流值;-di/dt;反向电压值

　　×

　　反向恢复电流

　　IRM

　　5 . 1 . 13

　　Tj ;通态电流值;-di/dt;反向电压值

　　×

　　门极控制延迟时间

　　td

　　5 . 1 . 9

　　室温;光触发功率;断态电压值

　　×

　　5 . 2 型式试验

　　表 4 规定了型式试验项 目，所采用的数值和确切的规定条件应符合给定型号的要求和有关标准中相应试验的要求以及订货合同规定 。 除另有说明外，引用标准的条号对应于 GB/T 15291—1994 。

　　型式试验应在出厂检验的基础上进行 。其中，项目栏标有(D)的试验是破坏性试验 。

　　表 4

　　项 目

　　符号

　　引用标准

　　规定条件

　　检验要求限值

　　最小值

　　最大值

　　维持电流

　　IH

　　5 . 1 . 5

　　室温

　　×

　　擎住电流

　　IL

　　5 . 1 . 4

　　室温;光触发功率

　　×

　　反向重复峰值电流

　　断态重复峰值电流

　　IRRM

　　IDRM

　　5 . 1 . 3

　　5 . 1 . 6 . 3

　　室温和 Tj ;反向重复峰值电压;频率

　　室温和 Tj ;断态重复峰值电压;频率

　　×

　　×

　　3

　　GB/T21420—2008

　　表 4(续)

　　项 目

　　符号

　　引用标准

　　规定条件

　　检验要求限值

　　最小值

　　最大值

　　热阻

　　Rthjc

　　5 . 2 . 2 . 2

　　×

　　电耐久性

　　试验前后测量：

　　反向重复峰值电流断态重复峰值电流密封性

　　IRRM

　　IDRM

　　6 . 2

　　5 . 1 . 3

　　5 . 1 . 6 . 3

　　GB/T 4937—1995 的 Ⅲ. 7 . 4

　　Tj ;断 态 电 压 值;试 验 持 续时间

　　高温贮存(D)

　　试验前后测量：

　　反向重复峰值电流断态重复峰值电流密封性

　　IRRM

　　IDRM

　　GB/T 4937—1995 的 Ⅲ. 2

　　5 . 1 . 3

　　5 . 1 . 6 . 3

　　GB/T 4937—1995 的 Ⅲ. 7 . 4

　　Tstg ;试验持续时间

　　6 标志和订货单

　　6 . 1 标志

　　6 . 1 . 1 产品上的标志应包括：

　　a) 产品型号;

　　b) 端(子)识别标志;

　　c) 制造商名称或商标;

　　d) 产品批号和编号 。

　　6 . 1 . 2 包装盒上的标志应包括：

　　a) 产品型号;

　　b) 制造商名称或商标;

　　c) 产品批号和编号;

　　d) 本标准编号;

　　e) 防雨标志 。

　　6 . 2 订货单

　　订货单上应写明产品型号 、本标准编号和其他必要的内容 。

　　4

　　GB/T21420—2008

　　附 录 A (规范性附录)补充试验方法

　　A.1 动态转折电压

　　A.1 . 1 目的

　　在规定条件下，检验晶闸管的动态转折电压额定值 。

　　A.1 . 2 电路图

　　图 A.1 动态转折电压试验原理电路