真空斷路器用絕緣筒的設(shè)計(jì)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(qiáng)度分析

原始絕緣筒影響到機(jī)械強(qiáng)度的主要幾個(gè)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(jié)構(gòu)如圖4所示。對(duì)原始絕緣筒進(jìn)行三維建模，運(yùn)用以上的電動(dòng)力與數(shù)學(xué)模型可分析出絕緣筒的安全系數(shù)與所受應(yīng)力的大小。絕緣筒為環(huán)氧樹脂澆注而成，環(huán)氧樹脂材料的固有應(yīng)力系數(shù)為7.8e+007（N/m2）。由圖5、圖6可知，原始絕緣筒在電動(dòng)力的作用下，所受最大應(yīng)力為6.883e+007（N/m2）；與固有系數(shù)相比較接近，而最小安全系數(shù)只有0.59。通過觀察發(fā)現(xiàn)，最大應(yīng)力主要集中在安裝位置的根部直角與安裝孔兩個(gè)位置，而最小安全系數(shù)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(yōu)化方法

根據(jù)以上的分析結(jié)果，對(duì)原始絕緣筒進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化方法如下：對(duì)安裝位置的根部直角部位采用斜角過渡，使其成形為梯臺(tái)狀，圓滑過渡；4個(gè)安裝孔沿邊倒角；外殼厚度從原來的6mm加厚到8mm。優(yōu)化后絕緣筒外形結(jié)構(gòu)如圖8所示。圖8優(yōu)化后的絕緣筒

3優(yōu)化后絕緣筒的強(qiáng)度

對(duì)優(yōu)化后絕緣筒進(jìn)行三維建模，運(yùn)用以上的電動(dòng)力與數(shù)學(xué)模型可分析出絕緣筒的安全系數(shù)與所受應(yīng)力大小。優(yōu)化絕緣筒的安全系數(shù)分析如圖9所示。原始絕緣筒的應(yīng)力分析如圖10所示。

4結(jié)束語

由圖9、圖10的分析結(jié)果可知道，優(yōu)化后的絕緣筒所受電動(dòng)力的最大應(yīng)力系數(shù)為2.387e+007；比環(huán)氧樹脂材料的固有應(yīng)力系數(shù)的1/3還要小；最小安全系數(shù)為1.7，為原始絕緣筒的的3倍。經(jīng)過上述優(yōu)化后，加大安全裕度，增強(qiáng)了機(jī)械強(qiáng)度，很好地解決了型式試驗(yàn)中滿容量開斷時(shí)絕緣筒因受短路電動(dòng)力而斷裂的問題，在后來的型式試驗(yàn)中順利通過。

作者：曾大生楊國清單位：廣東省順德開關(guān)廠有限公司