一种燃气式直接力作用高压开关作动操作机构

摘要

本发明公开了一种燃气式直接力作用高压开关作动操作机构，主要包括容腔体3、顶盖4、活塞杆2、合闸燃气发生器5、分闸燃气发生器1；该操作机构通过在两个方向安装燃气发生器，实现操作机构的双向运动及多次运动，最终实现高压开关的多次分闸、合闸。为实现高压开关合-分-合或分-合-分连续动作要求，需按控制时序点燃燃气发生器。为将机构内的废气及时排出，在操作机构中设计排气孔。本发明以燃气发生器产生的高压、高速气体作为直接驱动力，能够达到高压开关可靠合闸、分闸毫秒级快速响应的使用要求。结构紧凑简单，体积小巧，零部件数量少，可靠性高，工艺实施性好，且具备拓展至百万伏级超高压开关的能力。

主权项

1.一种燃气式直接力作用高压开关作动操作机构，主要包括容腔体（3）、顶盖（4）、活塞杆（2）、合闸燃气发生器（5）、分闸燃气发生器（1）；所述顶盖（4）使得容腔体（3）形成与外界隔绝的腔体；所述合闸燃气发生器（5）和分闸燃气发生器（1）分别安装于顶盖（4）以及与顶盖（4）相对的腔体壁；所述活塞将容腔体（3）分隔成两部分，在容腔体（3）内可产生轴向运动，且所述活塞（2）外壁与容腔体（3）内壁形成间隙配合；容腔体（3）壁面沿周向均匀开设有排气孔（6），所述排气孔（6）数量N及孔径d满足：$N\left(\frac{1}{4}{\mathrm{\pi d}}^2\right)\ge S$其中，排气通道面积S与放气时间t的关系如下：$S=5.22\times {10}^{-3}\frac{V_1}{\mathrm{kt}}\sqrt{\frac{273}{T_s}}\left\{\frac{2k}{k-1}\right[{\left(\frac{p_1}{p_a}\right)}^{\frac{k-1}{2k}}-1]+0.945{\left(\frac{p_1}{1.013\times {10}^5}\right)}^{\frac{k-1}{2k}}\}$放气时间t：$t=\left\{\frac{2k}{k-1}\right[{\left(\frac{p_1}{p_a}\right)}^{\frac{k-1}{2k}}-1]+0.945{\left(\frac{p_1}{1.013\times {10}^5}\right)}^{\frac{k-1}{2k}}\}\tau$充、放气时间常数τ：$\tau =5.22\times {10}^{-3}\frac{V_1}{\mathrm{kS}}\sqrt{\frac{273}{T_s}}$式中，k——绝热系数p₁——容腔体（3）压强p_a——放气临界压强V₁——排气容积T_s——气源温度D——容腔体（3）外径同时，等效排气孔周长小于容腔体（3）截面周长，即                              Nd<πD所述合闸燃气发生器（5）和分闸燃气发生器（1）预装药剂剂量m₀≥m，其中，V为容腔体（3）的有效容积，P为容腔体（3）内气体平均工作压强，T为容腔体（3）内燃气温度，q为气体发生剂产气量。