张 攀， 徐 康， 卢正中， 刘相群， 王波勇

(1.国网湖北省电力公司孝感供电公司 运维检修部, 湖北 孝感 432000; 2.武汉大学 电气与自动化学院, 武汉 430072; 3.武汉黉门电工科技有限公司 研发部, 武汉 430072)

开关柜作为电网中主要的一次设备，在变电站及配网开关站中的使用比例高，其可靠性直接关系到主变乃至变电站的安全稳定运行。在实际运行中，开关柜工作电流大、操作频繁、涉及负荷类型复杂、受外部坏境影响较大，缺陷率居高不下，由高压开关设备导致的主变跳闸甚至损毁的事件时有发生[1]。开关柜内电接触点众多且结构多样，包括母排-螺栓连接、电缆-母排联结、梅花触头-触臂-静触头结构等。螺栓松动、弹簧疲劳、接触面氧化等原因均会引起上述触点接触电阻异常进而引起温升增加，严重时则会引起过热现象。标准GB/T 11022—2011中规定了开关柜内各零部件的温升限值要求[2]。长期过热会导致触头烧蚀及绝缘材料老化，最终演变为绝缘故障，轻则引起局部停电、开关柜报废，重则引起大面积停电，甚至引发内部燃弧爆炸，威胁运维人员生命安全[3]。因此，掌握开关柜在各类工况下的发热与散热规律对于开关柜的负荷管理与运维检修具有重要的意义。

试验测定与仿真计算均是开关柜散热分析与设计的重要手段，前者主要用于开关柜出厂与交接阶段，通过测定主回路的温度直接判断开关柜是否存在接触与过热缺陷，但无法反映空气气流的流动与热传递过程，难以用于散热效率分析、散热通道设计与复杂故障工况模拟。……