基于磁热耦合的开关柜异常温升分析

摘要

在电力系统向更高电压等级与更大容量规模演进的过程中，温升问题直接影响开关柜的运行安全及使用寿命，特别是涡流引起的发热现象。为深入探究KYN28型开关柜在触头盒对应的柜体区域出现的异常温升，根据磁热耦合机制建立开关柜温升计算的数学模型，并构建三维仿真模型，分析1.1倍额定电流下开关柜的涡流发热以及不同导电结构和环境温度下的开关柜温度分布规律。结果表明：开关柜的热源主要来自导电回路的欧姆损耗，约占总损耗的66%,外壳上的欧姆损耗受导体位置影响；导电回路中B相较A、C两相温度高，上方触头盒部位温度高于下方，其中断路器极柱的温升最明显，母线温度最低，壳体上靠近母排区域的局部温度异常升高；梅花触头的简化使等效电阻增加，电流减小，导致触头温度升高，且温度分布显示靠近细导电杆的端部温度最高；梅花触头的温度随环境温度的升高近似线性增长。研究结果为开关柜的优化设计与预防温升故障提供理论支撑。

关键词

开关柜 / 梅花触头 / 磁热耦合 / 欧姆损耗 / 温度分布

基金资助

甘肃省高等学校产业支撑计划项目(023CYZC-72); 甘肃省自然科学基金(24JRRA237); 甘肃省科协创新驱动助力工程项目(GXH20240328-21)