真空断路器用绝缘筒的设计范文

《电气制造杂志》2014年第七期

1原始绝缘筒的强度分析

原始绝缘筒影响到机械强度的主要几个方面为：安装位置的根部为直角，壁厚为6mm，安装孔没有倒角。原始绝缘筒外形结构如图4所示。对原始绝缘筒进行三维建模，运用以上的电动力与数学模型可分析出绝缘筒的安全系数与所受应力的大小。绝缘筒为环氧树脂浇注而成，环氧树脂材料的固有应力系数为7.8e+007（N/m2）。由图5、图6可知，原始绝缘筒在电动力的作用下，所受最大应力为6.883e+007（N/m2）；与固有系数相比较接近，而最小安全系数只有0.59。通过观察发现，最大应力主要集中在安装位置的根部直角与安装孔两个位置，而最小安全系数主要集中在绝缘筒的外壳部分。这与绝缘筒破裂位置非常吻合，绝缘筒断裂位置如图7所示。

2优化方法

根据以上的分析结果，对原始绝缘筒进行优化，优化方法如下：对安装位置的根部直角部位采用斜角过渡，使其成形为梯台状，圆滑过渡；4个安装孔沿边倒角；外壳厚度从原来的6mm加厚到8mm。优化后绝缘筒外形结构如图8所示。图8优化后的绝缘筒

3优化后绝缘筒的强度

对优化后绝缘筒进行三维建模，运用以上的电动力与数学模型可分析出绝缘筒的安全系数与所受应力大小。优化绝缘筒的安全系数分析如图9所示。原始绝缘筒的应力分析如图10所示。

4结束语

由图9、图10的分析结果可知道，优化后的绝缘筒所受电动力的最大应力系数为2.387e+007；比环氧树脂材料的固有应力系数的1/3还要小；最小安全系数为1.7，为原始绝缘筒的的3倍。经过上述优化后，加大安全裕度，增强了机械强度，很好地解决了型式试验中满容量开断时绝缘筒因受短路电动力而断裂的问题，在后来的型式试验中顺利通过。

作者：曾大生杨国清单位：广东省顺德开关厂有限公司