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通过对组合电器离相封闭母线的场域分析,掌握离相封闭母线中电磁场、温度场的分布和变化规律,以及涡流与温升对产品性能的影响,为离相封闭母线的结构优化设计提供理论基础;本文以ZF-252(L)/T4000-50型气体绝缘全封闭组合电器中的离相封闭母线为研究对象,以有限元理论为方法,分别对离相封闭母线做了电磁和温升的场域研究,建立了相应的数学模型,提出了优化设计方法。首先,建立了离相封闭母线电磁场分析的数学模型,并对其进行电磁场、感应环流、涡流损耗、电动力的分析计算。利用ANSYS有限元仿真软件对母线的电磁场进行分析,得出了离相封闭母线电磁场的分布规律。计算结果表明,对三相母线通入额定值为4000A相角依次滞后120度的工频交流电流后,由于壳体存在不平衡电阻,壳体内部由电磁感应产生了与母线电流方向相反的环流,其环流数值大约为母线电流的0.85倍。同时由于外壳的电磁屏蔽作用,工频稳态作用下母线与外壳受到的电动力非常小,工程应用中可以忽略不计。其次,为深入研究离相封闭母线损耗发热问题,运用有限元法建立了离相封闭母线损耗发热的三维电磁场-流场-温度场的计算模型。利用间接耦合法将涡流损耗耦合到流场中计算离相封闭母线的温度场,综合分析了流体流速,涡流损耗,对流散热与辐射散热等多种因素的影响,较为准确的得出了离相封闭母线温度的分布规律。结果表明:母线导体截面的温度上高下低,左右对称,呈现S型分布。由于B相母线散热能力最差,最高温度出现在B相母线的顶端。而三相外壳在向外辐射热流的时候受到邻相外壳的阻挡,所以外壳中最高温度出现在与邻相外壳正对的部位。并通过散热与热平衡计算,验证了离相封闭母线满足散热要求。最后,通过对研究对象通入额定值为4400A的三相交流电进行温升实验,将温升试验数据与仿真计算结果对比。结果表明:在有限元软件计算分析中离相封闭母线温度分布和试验结果温度分布大体趋势相同,且误差在允许的范围之内,验证了温度场仿真的准确性。运用响应曲面法与有限元方法相结合,对产品进行结构参数的优化设计,将优化后的参数重新建立有限元分析模型,通入额定值为4800A的三相交流电进行温度场仿真计算。结果表明:该优化方法能降低ZF-252型气体绝缘全封闭组合电器离相封闭母线的温度,得到的结果误差也在可接受范围之内,优化设计符合国家标准和产品的运行要求,提高了产品运行的可靠性。试验结果正确,有较大的应用价值。