基于等效热路和有限元分析的GIS温升研究

• 作者: 骆常璐 杨姣龙 李松磊 龚咪咪 孙明道 高振奎
• 学科: 工学
• 关键词: GIS 温升 等效热路 有限元 温度场
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 研究与分析
• 页码范围: 67-76
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13296/j.1001⁃1609.hva.2021.05.010

摘要

针对长期运行在大电流下的开关设备，其温升的考虑及试验是产品开发过程中的关键环节之一。由于GIS产品零部件多、空间结构复杂，理论计算无法体现温度分布，而有限元分析中，结合气流场的多物理场耦合计算，注重定性的理论分析，其涉及参数多，流体域分析占用资源大、计算不收敛等导致仿真结果不确定性大。文中以GIS中主要的发热设备母线及隔离开关为研究对象，结合传热学原理，研究等效热路及有限元分析，简化计算模型及方法，在等效热路分析中采用单一元件结合形状差异进行分割处理来提高计算精度，并提取等效热路法中的发热、散热等关键技术参数，最终结合有限元分析中的电磁—温度场耦合计算以替代传统包含流场的耦合计算，规避工程设计中，流体域参与计算带来的诸多缺点，并通过对比分析计算、仿真和试验测试数据，验证了简化方法的准确性与实用性，大幅提高计算效率的同时，满足工程设计便捷性的需求，为高压GIS设备可靠运行提供了理论基础。