大电流母排三维涡流场_温度场耦合分析

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大电流母排三维涡流场温度愁合分析










收稿日期: 2009-06 -05
基金项目: 辅省自然科学基金 (A0710003) ; 辅侍育科学基金 ( JB06045) .
通讯作者: 陈
平 ( 1984- ) ， 男， 硕士研究生， 主要从事变压器及开关设备温升控制的研究; E-m ai: l d cd1984### fox m ai. l co m
大电流母排三维涡流场-温度愁合分析
陈
平1
， 薛毓强1
， 郭建钊2
， 江修波1
， 沈谢林2
( 1. 福州大学 电气工程学院， 辅 福州
350002 ; 2. 泉州电业局， 辅 泉州
360000 )
摘
要: 利用有限元方法建立大电流开关柜母排的三维涡流场


温度愁合分析模型，计算三维涡流场， 得到
磁感应强度和焦耳损耗的大邪分布规律;将焦耳热作为热源， 通过顺序耦合方式计算出母排的温度场分布情况.
实验结果验证了计算模型的准确性. 在此基础上深入探讨不同工作电流对母排产生的温度场的变化规律， 对设计
大电流开关柜有参考价值.
关
键
词: 有限元; 大电流; 涡流场; 温度场
中图分类号: TM 154 . 2
1


文献标识码: A


文章编号: 1673 -9140( 2009) 03 -0068 -04
Analysis of coupled eddy current -ther mal field
for heavy current bus bar
CHEN P i ng
1
， XUE Yu -q iang
1
， GUO Jian -zhao
2
， JI ANG X iu -bo
1
， SHEN X ie -li n
2
( 1. Co ll ege of E lectri ca lEng i neeri ng and Au t omat i on， Fu z hou Un i versity ， Fuzhou 350002 ， Ch i n a ;
2. Quanzhou E lectric Po w er -s upp l y Bu reau， Quan z hou 360000， Ch i na)
Abstract : A 3D indi rect coupled F i n i te E lementAnalysis ( FEA ) mode l of the coup led eddy curren- t t her -
ma l field is estab l ished for heavy current bus bar in s w itch cab i ne. t The eddy current field is calcu lated
f i rstly ， the dist ribution characters o fm agnetic flux densi ty and jou le heat is obta i ned . Then the t her ma l
f iel d d istri but i on is calculated w i th the decentralized j oule heat as heat sources . Exper i ments results ver i fy
that the FEA mode l is correc. t The i n fl uence la w of the operating current on thermal fie l d is also stud ied .
Itw ill be a good reference for design s w i tch cabinets w ith heavy curren. t
Key words : finite e le ment analysis ; heavy curren; t eddy current field ; ther m al f i e l d


近年来， 国内电网发展迅速， 技术设备明显提
高，中压开关柜已经在电网中得到了广泛的使用.并
且，随着经济的发展，某些地区用电负荷快速增长，
部分变电站的 10 kV 侧负荷电流已接近或超过
3 . 2 kA， 使得开关柜温升超标问题更为常见. 在现
实使用中发现，当电流超过 2 500 A时，母排温升有
接近甚至超过允许温升的趋势， 不仅影响开关柜的
整体温度，更是直接影响设备的安全稳定运行，将对