[发明专利]一种220kV金属型高压电缆接头防爆装置端头部位的折线形设计

权利要求书

1.一种220kV金属型高压电缆接头防爆装置端头部位的折线形结构设计，其特征在于，包括：

当所述220kV金属型高压电缆接头故障时，短路电弧释放的能量通过气流作用于防爆壳体，在壳体上产生应力，防爆壳体内壁出现最大应力值以及应力畸变最明显的位置为保护装置端头与本体的连接处，即折角顶点处。在220kV高压电缆接头防爆装置中，其端头部位优化选择有特定偏折角度的折线形结构，并且在端头和本体的连接处(折角顶点处)采用优化尺寸的法兰连接，使得在顶点处的应力畸变程度得以缓解。

2.根据权利要求1所述的220kV金属型高压电缆接头防爆装置端头部位的应力畸变程度，其特征在于，所述采用有限元软件，建立220kV金属型高压电缆接头防爆装置爆炸过程的仿真模型，通过热-流体-应力多物理场耦合的原理，对短路电弧产生的爆炸冲击波在防爆装置上产生的冲击应力进行计算，得到壳体最大应力值与壳体平均应力值之比，称之为应力畸变系数。

3.根据权利要求1所述的220kV金属型高压电缆接头防爆装置端头部位的折线形结构，其特征在于，所述壳体承受应力的大小除与气流冲击力以及壳体材料和局部厚度有关外，在端头部位设计合理折线偏折角度，可起到均衡壳体内部应力分布作用。

4.根据权利要求3所述的设计220kV金属型高压电缆接头防爆装置端头部位的折线形结构偏折角度设计，其特征在于，所述可通过选取不同的折线角度α，按照多物理场耦合的有限元仿真方法，在相同电弧能量下，得到防爆装置端头部位内壁应力分布，并提取其最大应力值；通过数据处理得到偏折角度与防爆壳体端头部位最大应力值的关系曲线。结合经济性和实用性指标，选取最优化的偏折角度α。

5.根据权利要求1所述的220kV金属型高压电缆接头防爆装置端头部位的折线形结构的连接法兰优化设计，其特征在于，所述法兰结构可通过设置不同的法兰厚度h和宽度L，分别进行仿真；得到保护装置端头与本体的连接处最大应力值和端头部位内壁的平均应力值，以应力畸变系数最小为指标，从而选择最优的法兰厚度和宽度。

6.根据权利要求4、5所述的220kV金属型高压电缆接头防爆装置端头部位的折线形结构，其特征在于，端头结构的折线偏折角度为60°，折线顶点连接法兰厚度为20mm，高度为50mm，可使腔体内的应力畸变系数降至1.48。