金属氧化物避雷器在电力系统中应用广泛,但是在其运行过程中,由于环境因素影响,盖板与瓷套间的O形橡胶密封圈可能出现密封失效问题。为提高金属氧化物避雷器密封结构的可靠性,提出了1种具有气压缓冲功能的由2道O形橡胶圈组成的密封结构,在COMSOL有限元分析软件中建立了MOA三维模型以及密封结构简化等效模型,并对典型密封结构以及多级密封结构进行了热–流–固耦合仿真,分析了2种结构的接触应力以及von Mises等效应力。实验结果表明:多级密封结构与典型密封结构的接触应力均大于MOA内部气压,能够实现有效密封;在相同环境条件下,多级密封结构具有气压缓冲功能,von Mises应力比典型密封结构小,且能缓冲因温度变化导致的密封圈应力变化。考虑密封可靠性与结构尺寸等因素;2级密封结构具有结构紧凑、防潮性能好以及冗余度适当等综合优势。