[发明专利]一种用于真空灭弧室中的多层金属波纹管

说明书

本发明公开了一种用于真空灭弧室中的多层金属波纹管，包括多层金属波纹管、连接在多层金属波纹管两端分别与真空灭弧室动导电杆连接和与真空灭弧室动端盖连接的动端连接法兰和静端连接法兰、金属波纹管层间高压气体，静端连接法兰和动端连接法兰与金属波纹管连接端开设有金属波纹管层数相同、位置对应供最每层金属波纹管焊接的环形凹槽，静端连接法兰的相邻环形凹槽间开设有用于填充金属波纹管层间高压气体的螺纹孔。本发明通过在相邻金属波纹管层间充入气体使每层金属波纹管所受压差均变为一个大气压，避免了罐式高压真空断路器中波纹管在极大绝缘气体压差下伸缩发生疲劳失效概率增大的问题，可有效提升罐式高压真空断路器中真空灭弧室机械寿命。

技术领域

本发明属断路器技术领域，特别涉及一种用于高气压环境下真空灭弧室中的多层金属波纹管。

背景技术

高压真空断路器是电力系统中重要的开关设备之一，凭借其体积小、结构简单、灭弧介质环境友好等优点成为了国内外研究的热点。目前，高电压等级下的罐式快速真空断路器外部绝缘通常采用高压气体来实现，如六氟化硫、干燥空气等。波纹管作为真空灭弧室中起密封作用的部件，通常两端分别与动导电杆的外部与动端盖板的内口相连接，在真空断路器进行分合闸运动时，波纹管会随着动导电杆一起做伸缩运动，同时波纹管往往是真空灭弧室中机械寿命最小的部件，因此波纹管的寿命往往就决定了真空灭弧室的寿命。当罐式快速真空断路器外绝缘采用高压气体时，波纹管的内外两侧会存在极大的压力差，加剧了波纹管的疲劳破损，进而使真空灭弧室失效，无法继续工作。。

为了解决上述问题，专利CN202010652470.1公开了一种多层的真空灭弧室波纹管组件，通过波纹管的多层结构增加了波纹管主体的韧性以及耐疲劳性，有利于延长波纹管在高压绝缘气体下工作的机械寿命。该专利对现有波纹管改动较少，对提升高压绝缘气体下工作的波纹管机械寿命的作用有限，波纹管实际上承受的压差并没有发生任何改变。然而，目前尚没有降低波纹管承受压差的新型波纹管相关研究成果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种用于真空灭弧室中的多层金属波纹管，降低了环境友好型罐式真空断路器中高压气体对金属波纹管机械寿命带来的负面影响，提高了罐式真空断路器的使用寿命，有利于环境友好型罐式快速真空断路器的推广应用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于真空灭弧室的多层金属波纹管，包括多层金属波纹管1、连接在多层金属波纹管1一端的与真空灭弧室动导电杆连接的动端连接法兰2、连接在多层金属波纹管1另一端的与真空灭弧室动端盖连接的静端连接法兰3、金属波纹管层间高压气体4，所述静端连接法兰3和动端连接法兰2与金属波纹管1的连接端开设有金属波纹管1层数相同、位置对应的供最每层金属波纹管焊接的环形凹槽，其中静端连接法兰3的相邻环形凹槽间开设有用于填充金属波纹管层间高压气体4的螺纹孔35。2、根据权利要求1所述的一种用于真空灭弧室的多层金属波纹管，其特征在于：金属波纹管1的层数为四层，相应的，静端连接法兰3和动端连接法兰2的环形凹槽层数也为四层。

优选的，每层金属波纹管1的厚度一致。

优选的，所述金属波纹管1、动端连接法兰2和静端连接法兰3材质皆为不锈钢。

优选的，金属波纹管层间高压气体4为清洁惰性气体，在高压气体充入完毕后，除最内层金属波纹管外其它金属波纹管均承受一个大气压的压差。

优选的，各层金属波纹管在充入高压气体前两端已分别焊接于动端连接法兰2和静端连接法兰3的环形凹槽上，金属波纹管层间高压气体依次在高压试验舱内经螺纹孔35充入，每充入一次层间高压气体，在高压试验舱内即上紧对应螺栓并焊接。

优选的，所述螺纹孔35的直径为8mm。