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电力开关柜温度场分布及其散热影响因素

2021-11-30陈德敏

安徽工业大学学报(自然科学版) 2021年4期

王 昭,陈德敏,汤 凯,陆 彪

(安徽工业大学建筑工程学院,安徽马鞍山 243032)

电力开关柜是电力输配环节的重要基础部件,可用于实现电流的分流与输送,其主要包括开关柜外壳与母线两部分。在电力开关柜实际运行过程中,由于电流的通过母线一直处于发热状态,母线是电力开关柜内主要的发热源。母线电阻损耗越大,表面温升就越高,母线温升是电力开关柜能否安全稳定运行的重要因素,过高的温升会影响母线的电流荷载能力。因此,有必要对影响电力开关柜散热的因素进行研究。

电力开关柜母线温度场分布与母线间距、母线偏转角度、通风口面积等因素密切相关。对于电力开关柜母线温升的研究主要集中于温度场计算方面,对母线温度场影响因素的研究较少。常见分析母线温度场的数值计算方法主要为有限元法与有限体积法。对于有限元法,王秉政等模拟分析了开关柜内母线接头温度变化规律,结果表明开关柜内温度高的地方接触电阻大,温度与接触电阻呈正线性相关;贾文卓建立了40.5 kV高压开关柜数值模型,但将高压开关柜模型设置为全封闭,模拟结果与实验结果存在误差;李晶等对金属封闭高压开关柜手车触头温度场进行模拟分析,结果表明开关柜手车触头对开关柜的安全稳定运行至关重要,但建模过程中采用综合换热系数代替对流与辐射效应,计算结果与实验测试值存在一定误差。对于有限体积法,张俊民等在综合考虑电力开关柜热对流和热辐射的基础上,通过引入壁函数处理气-固界面换热问题,建立了27.5 kV GⅠS 电力开关柜温度场数学模型;……

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