铸造铝合金压力容器爆破设计分析*

陈元杰，吴 伟，王国平

(上海齐达重型装备有限公司，上海 201411)

0 引 言

SF6能使有电位差的电极间保持绝缘，气体绝缘遭破坏后有自恢复能力，它有电容率稳定、介质损耗极小、不燃、不爆、化学稳定性好、不老化等优点，是极好的绝缘材料，广泛应用于高压气体绝缘开关行业。但随着人们对环境与健康问题的越来越重视，其密度大不易扩散有窒息中毒风险，电场中分解为释放剧毒和腐蚀性气体，以及对温室效应的不良影响，SF6逐渐被其他气体替代将成为趋势。越来越多的高压开关生产企业积极投入到环境友好型气体绝缘开关的研发与生产当中，例如：空气、氮气、惰性气体(He，Ar, Xe, Kr),CF3I等相关产品已陆续推广使用。

为了保证其他气体绝缘设备在运行时达到与SF6相同的绝缘水平，需要将壳体绝缘气体工作压力相应提高，对于铸造铝制压力容器，其爆破压力则要相应提高5倍，现有系列产品将很难满足爆破试验的要求，所以需要基于现有承压壳体进行优化设计甚至重新设计壳体以满足内部导体布置，电场分布以及强度要求。铸造模具在壳体制造成本有一定占比，而对于金属铸造类壳体，其模具费用不容忽视，所以最理想的结果是基于已有模具，适当优化加强后压力提升后设备强度得到满足。笔者基于现有一款铝合金铸造壳体，进行了设计优化，工艺改进与试验验证，满足了新的使用要求，为供应商以及开关厂家节省了时间与经济成本。

1 设计要求及参数

该铸造铝合金壳体设计参数见表1, 由于其特殊的外形结构，很难实现金属模铸造，又因其底部不规则三角形布置，致使砂模铸造爆破合格率极低，供应商铸造壳报废率极高，设备成本居高不下。……