252 kV环保型GIS开关在干燥空气介质下的热特性分析

摘要

针对传统气体绝缘金属封闭开关（GIS）普遍采用SF₆气体作为绝缘介质不仅存在极高的全球变暖潜能值，同时由于其结构紧凑、散热面积小易引发过热影响其热稳定性的问题，提出以干燥空气替代SF₆气体作为绝缘介质，以252 kV GIS三工位开关为研究对象开展热特性研究。通过电-热-流体多物理场耦合实现GIS三工位开关的稳态热分析，获得三工位开关的温度场分布模型，并通过仿真与温升测试结果的对比，验证了该模型的准确性。采用该模型进一步分析了充气压力和接触电阻对三工位开关温度场分布的影响规律，发现在气压提升至0.7 MPa时温升降低得最为明显。通过分析不同气压下干燥空气和SF₆介质中GIS三工位开关温升的对比得到：当干燥空气的压力约为SF₆气体压力的3倍时，开关的温升基本相同。该研究可为环保型GIS三工位开关的分析和设计提供参考。

关键词

GIS开关 / SF₆气体 / 三工位开关 / 稳态热分析 / 多物理场耦合

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2022YFB2403600); 国家自然科学基金资助项目(U2241260)