随着社会生产水平和人民生活质量的不断提高,电力系统也经历着飞速地发展,电力设备的安全稳定运行对维持供电的可靠性和连续性具有举足轻重的现实意义。高压开关柜是在电力系统中起到关键控制作用和保护作用的重要综合性一体化电气设备,火灾事故对其安全性和经济性的威胁极大,但由于技术手段和灭火材料的限制,电力工作者一直未能找到行之有效的解决方案。热气溶胶灭火技术的发展,为处理高压开关柜带电火灾提供了更多的可能性。本文采用理论分析、仿真计算与实验论证相结合的方式,根据高压开关柜的火灾特征围绕着热气溶胶灭火技术展开了较为详细的研究工作,主要研究内容和成果如下:1)介绍了高压开关柜层次化的独立隔室结构以及柜内一次设备承载高电压和大电流的实际运行特点,通过分析大量火灾事故案例,归纳总结出引起高压开关柜起火的五大根本原因,即电阻过大起火、漏电起火、过负荷起火、短路起火和环境因素的影响。2)为了进一步探究电接触部位的发热影响,本文以KYN28A-12型高压开关柜为目标,简化后使用Auto CAD建立了高压开关柜的立体模型,并利用COMSOL有限元仿真计算软件求解得到了正常运行状态下10k V高压开关柜在达到稳定状态后的温升数据和温度分布情况,证明了电接触部位的严重发热是引起高压开关柜在正常运行状态下大幅温升的主要原因,指出在灭火设计中应将电接触部位作为重点防护对象。3)从K型气溶胶和S型气溶胶在化学成分上的差异入手,全面分析了热气溶胶的基本性质,详细描述了热气溶胶的灭火机理,通过与传统灭火材料的对比,总结了热气溶胶在清洁程度、安全性能、灭火效率等方面的优势。为了清晰热气溶胶对高压开关柜中带电设备的绝缘影响,本文对经过K型气溶胶喷射后的10k V高压电缆进行工频耐压实验,实验结果表明热气溶胶并不会使设备的绝缘强度降低,并于此初步验证了热气溶胶灭火技术在高压开关柜中应用的可行性。4)使用K型气溶胶灭火技术,在KYN28A-12型高压开关柜中模拟真实的火灾场景,进行高压开关柜全淹没式灭火实验,验证了热气溶胶灭火的高效性;进行热气溶胶越障能力测试,验证了热气溶胶超强的扩散保护能力;进行启动方式的综合测试实验,筛选出了快速灵敏的自动感应启发方式。本文针对热气溶胶自动灭火技术和高压开关柜带电火灾场景开展了详细的研究分析工作,应用热气溶胶自动灭火技术在高压开关柜中形成有了高效、可靠的保护,弥补了传统灭火技术的缺陷,打破了灭火材料选择的局限。本研究具有较高的实际工程应用价值,对高压开关柜的安全运行和高压带电场景的火灾防护意义重大。