[发明专利]一种多腔分压的高压真空开关管

说明书

本发明公开了一种多腔分压的高压真空开关管，涉及真空开关管技术领域。本发明包括绝缘外壳、屏蔽罩、动触杆和静触杆；封头B内部开设有若干个空腔；动触杆周侧面设置有固定环；空腔为柱型结构；空腔的横向长度等于动触杆的行程长度与固定环的厚度之和；空腔内壁与固定环周侧面之间配合有滑动密封圈；相邻的两个空腔的一相对面开设有用于连通的贯穿孔；封头B内部圆形均匀阵列有贯穿空腔的滑道；滑道开设有用于连通的凹槽。本发明通过封头B内部开设有若干个空腔，以及固定环和滑动密封圈的作用，将波纹管两侧的外部环境和内部真空环境转换为内部真空环境和接近真空环境的内部环境；其显著降低波纹管两侧所承受的内外压差的效果。

技术领域

本发明属于真空开关管技术领域，特别是涉及一种多腔分压的高压真空开关管。

背景技术

如中国知网中关于《高气压环境真空开关分闸速度对波纹管疲劳寿命影响》，发表时间为2019.12.16；其原文结论中表述为：以40.5kV商用真空灭弧室波纹管作为研究对象，采用流固耦合方法，获得了波纹管在0.1～0.4MPa气压差，以及1.0～4.0m/s压缩速度条件下，波纹管的瞬态相对位移、瞬态等效应力分布，以及疲劳寿命，并进行了实验验证，具体结论如下：

1)当波纹管分闸速度保持一定时，波纹管最大等效应力值随其内外压差的增大而提高；而当波纹管内部气压保持一定时，波纹管压缩速度每提高一倍，波纹管截面最大等效应力也会增加一倍；2)波纹管压缩过程中，应力波传播速率为32m/s，且应力波的传播与反射造成波纹管的局部应力的集中和阶跃式增大，其局部最大等效应力最大可增至1500MPa；3)波纹管疲劳寿命的仿真结果发现，当压缩速度较高时，波纹管的机械寿命急剧降低。当压缩速度为4m/s，气压差为0.4MPa时，波纹管的疲劳寿命仅为804次。

其中，当波纹管分闸速度和内外压差，均会使得波纹管最大等效应力值随其增大而提高；以及其最大等效应力值达到较高值，波纹管的机械寿命会急剧降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多腔分压的高压真空开关管，通过封头B内部开设有若干个空腔，以及固定环和滑动密封圈的作用，将波纹管两侧的外部环境和内部真空环境转换为内部真空环境和接近真空环境的内部环境；其显著降低波纹管两侧所承受的内外压差的效果。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种多腔分压的高压真空开关管，包括绝缘外壳、屏蔽罩、动触杆和静触杆；所述绝缘外壳内部固定有屏蔽罩；所述绝缘外壳一端固定有封头A；所述静触杆周侧面固定有封头A；所述绝缘外壳另一端固定有封头B；所述动触杆周侧面滑动配合有封头B；所述动触杆上固定有动触头；所述静触杆上固定有静触头；所述封头B内侧面与位于绝缘外壳内部的动触杆周侧面之间固定有波纹管；所述封头B内部开设有若干个空腔；所述动触杆周侧面设置有固定环；所述空腔为柱型结构；所述空腔的横向长度等于或者大于动触杆的行程长度与固定环的厚度之和；所述空腔内壁与固定环周侧面之间配合有滑动密封圈。

其中，所述动触杆周侧面上的若干个固定环和滑动密封圈；将本发明的一种多腔分压的高压真空开关管分为内部真空环境、空腔A、空腔B、空腔C、…、空腔N、外部环境；其中，若干个依次相邻的空腔之间组成的连通空腔被固定环和滑动密封圈分为空腔A、空腔B、空腔C、…、空腔N；空腔；其中，由外部环境至内部真空环境的空腔内的气压大小为：外部环境＞空腔A＞空腔B＞空腔C＞…＞空腔N＞内部真空环境，当其气压差值均相等时，则本发明的一种多腔分压的高压真空开关管中的波纹管所承受的内外压力差是现有波纹管所承受的内外压力差的N+1分之一；具有显著降低波纹管所承受的内外压差的效果。