基于屏蔽罩开孔的GIS隔离开关温度场散热优化设计

作     者：陈世萍 丛浩熹 李庆民 CHEN Shi-ping;CONG Hao-xi;LI Qing-min

作者机构：华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 

基　　金：国家自然科学基金项目(51737005) 国家高技术发展研究计划(863计划)项目(2011AA05A121) 

出 版 物：《电工电能新技术》 (Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy)

年 卷 期：2020年第39卷第5期

页      码：74-80页

摘      要：GIS设备触头过热会引发重大事故,因此研究其内部温度场散热优化对GIS设备的设计和运行具有重要意义。以实际单相GIS隔离开关为例,采用有限元分析法建立了二维电磁热流耦合场仿真模型。在综合考虑辐射散热、气体对流、涡流损耗和重力加速度因素的基础上,分别针对不同的屏蔽罩结构设计方案,分析了GIS内部温度场分布特点。研究结果表明,对于平放的GIS设备,在相同半径处顶部温度高,底部温度低,且呈现左右对称分布的特点。由于筒内SF6气体对流散热较强烈,内部的SF6气体呈现弯曲的S状分布。屏蔽罩开孔并不能减小热源,但对加快气体自然对流散热、减小内部导体温升具有显著的效果。采用对称结构对屏蔽罩开孔,GIS内部最大场强低于实际圆环形屏蔽罩,且低于工程击穿场强值,不会引起电场畸变而造成局部放电故障。在综合考虑散热效果和电场畸变程度下,提出一种基于对称开孔结构的屏蔽罩散热优化设计方案,可为GIS设备散热优化设计及其温度监测提供一定的参考价值。

主 题 词：GIS 多场耦合 温度场 屏蔽罩开孔 有限元分析 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

D　O　I：10.12067/ATEEE1906015

馆 藏 号：203925135...