真空斷路器用絕緣筒的設計范文

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《電氣制造雜志》2014年第七期

1原始絕緣筒的強度分析

原始絕緣筒影響到機械強度的主要幾個方面為：安裝位置的根部為直角，壁厚為6mm，安裝孔沒有倒角。原始絕緣筒外形結構如圖4所示。對原始絕緣筒進行三維建模，運用以上的電動力與數學模型可分析出絕緣筒的安全系數與所受應力的大小。絕緣筒為環氧樹脂澆注而成，環氧樹脂材料的固有應力系數為7.8e+007（N/m2）。由圖5、圖6可知，原始絕緣筒在電動力的作用下，所受最大應力為6.883e+007（N/m2）；與固有系數相比較接近，而最小安全系數只有0.59。通過觀察發現，最大應力主要集中在安裝位置的根部直角與安裝孔兩個位置，而最小安全系數主要集中在絕緣筒的外殼部分。這與絕緣筒破裂位置非常吻合，絕緣筒斷裂位置如圖7所示。

2優化方法

根據以上的分析結果，對原始絕緣筒進行優化，優化方法如下：對安裝位置的根部直角部位采用斜角過渡，使其成形為梯臺狀，圓滑過渡；4個安裝孔沿邊倒角；外殼厚度從原來的6mm加厚到8mm。優化后絕緣筒外形結構如圖8所示。圖8優化后的絕緣筒

3優化后絕緣筒的強度

對優化后絕緣筒進行三維建模，運用以上的電動力與數學模型可分析出絕緣筒的安全系數與所受應力大小。優化絕緣筒的安全系數分析如圖9所示。原始絕緣筒的應力分析如圖10所示。

4結束語

由圖9、圖10的分析結果可知道，優化后的絕緣筒所受電動力的最大應力系數為2.387e+007；比環氧樹脂材料的固有應力系數的1/3還要小；最小安全系數為1.7，為原始絕緣筒的的3倍。經過上述優化后，加大安全裕度，增強了機械強度，很好地解決了型式試驗中滿容量開斷時絕緣筒因受短路電動力而斷裂的問題，在后來的型式試驗中順利通過。

作者：曾大生楊國清單位：廣東省順德開關廠有限公司