[发明专利]一种高压真空开关管

说明书

本发明公开了一种高压真空开关管，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；绝缘外壳内部固定有屏蔽罩；绝缘外壳一端固定有封头A；静触杆周侧面固定有封头A；绝缘外壳另一端固定有分压封头；分压封头外侧面开设有不低于两级的阶梯孔；动触杆周侧面设置有与阶梯孔相配合的阶梯台；阶梯孔内表面与阶梯台滑动配合；阶梯孔的每级内壁均固定有用于阶梯孔与阶梯台之间进行气体密封的滑动密封圈。本发明通过分压封头和阶梯台的作用，将其分为若干个逐级降压的分压空腔，具有显著降低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高压真空开关管，通过分压封头和阶梯台的作用，将其分为若干个逐级降压的分压空腔，具有显著降低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分压封头；所述分压封头外侧面开设有不低于两级的阶梯孔；所述动触杆周侧面设置有与阶梯孔相配合的阶梯台；所述阶梯孔内表面与阶梯台滑动配合；所述阶梯孔的每级内壁均固定有用于阶梯孔与阶梯台之间进行气体密封的滑动密封圈；所述阶梯孔的每级内壁和相配合的该级阶梯台之间设置有若干个逐级降压的分压空腔；其中，当阶梯孔为N+1级阶梯孔时，若干个逐级降压的分压空腔即为分压空腔A、分压空腔B、分压空腔C、…分压空腔N，且由外部至内部的分压空腔内的气压大小为：分压空腔A＞分压空腔B＞分压空腔C＞…＞分压空腔N，以及绝缘外壳内部的相对真空的气压＜分压空腔N，故而所述绝缘外壳外部的大气压与绝缘外壳内部的相对真空状态之间的气压差，由若干个分压空腔进行逐级降压分担，以及每个滑动密封圈两侧的气压差即为外部气压减去内部气压的N分之一；显然与现有的波纹管所承受的内外压差的大小，具有显著降低的效果，从而减小本发明的一种高压真空开关管中的滑动密封圈的损耗。

进一步地，所述分压空腔为阶梯台中的每级阶梯台根部均开设的凹槽。

进一步地，所述分压空腔为阶梯孔中的每级内壁均开设的圆形槽道。

进一步地，当所述阶梯孔为两级阶梯孔时，所述阶梯孔包括阶梯孔A和阶梯孔B；所述阶梯台包括阶梯台A和阶梯台B；所述阶梯孔A与阶梯台A之间配合有滑动密封圈；所述阶梯孔B与阶梯台B之间配合有滑动密封圈；此时分压空腔即为分压空腔A；且绝缘外壳中由外部至内部的气压大小关系为：外部气压＞分压空腔A＞内部气压；而每个滑动密封圈两侧的气压差即为外部气压减去内部气压的二分之一。