非导流金具作为变电站设备的重要组成部件,对设备的安全运行起着重要作用。随着变电站电压和负荷电流的增加,非导流金具将工作在幅值较大的交变电磁场环境,由此产生的涡流损耗将导致非导流金具存在明显的局部过热现象,严重影响变电站设备的安全运行。其中,部分变电站的非导流金具频繁出现局部过热达100℃的情形,这已严重威胁变电设备的可靠运行（电网企业中,非导流金具出现30℃温升时,属于重大缺陷）。然而,在现有非导流金具的设计中,着重关注于结构、机械、强度等方面的参数指标设计,对考虑涡流损耗优化因素的策略设计较为单一,这正是导致高负荷电流下变电非导流金具存在普遍过热问题的根本原因。所以,针对电力行业非导流金具的损耗优化需求,提出可靠的损耗、热问题优化策略,降低变电设备因局部过热问题而导致的安全隐患事件,是保障变电站安全、可靠、经济运行的关键。针对变电站非导流金具涡流损耗优化的需求,结合变电非导流金具结构多样化、尺寸复杂化的特点,本论文采用宏观模型-微观模型相结合的快速计算方法,以实现变电非导流金具中局部过热问题的快速寻解、以及优化策略的快速验证,从而实现复杂化、多样化变电非导流金具场合的工程应用推广。具体的研究内容如下:首先,本课题以解决工程问题为导向,通过搜集典型户外式220k V变电站的设计、运维资料及测温结果,获得变电站非导流金具及金属件涡流损耗数据信息及相关非导流金具参数;在此基础上,细化变电非导流金具普遍存在的局部过热源问题,并明确非导流金具优化的损耗、热问题的研究需求;研究考虑柱坐标、三维坐标下的损耗计算模型,初步提出非导流金具局部过热问题优化的整体设计思路。在充分调研的基础上,选取具有代表性的穿墙套管区域作为微观模型的研究对象,利用数学模型和ANSYS有限元仿真相结合的方法,提出考虑穿墙套管区域的电-磁-热多物理场耦合模型的研究;基于宏观-微观模型的研究思路,以穿墙套管区域的研究为基准,进行损耗和热问题的快速寻源、优化策略的验证、优化效果的评估、工程应用的推广预测的研究;基于微观模型的研究成果,提出了一种增加新型屏蔽涂层的方法,并评估了优化策略对非导流金具涡流损耗及局部过热问题的优化效果。最后,以新建变电站为试点,进行理论模型应用验证、以及优化策略试点验证的探索。其中,选定10k V开关柜柜体、设备围栏等非导流金具作为试点对象,验证了理论模型的可靠性和损耗优化方案的有效性。采用宏观-微观模型相结合的策略,以穿墙套管区域研究内容及方法,作为微观模型的研究特色点,将相关模型进行变电站非导流金具宏观模型的应用拓展,实现大尺寸、复杂非导流金具结构应用的“全覆盖”,可大大提升计算效率,便于工程应用中局部过热问题的快速寻源、以及优化策略的智能设计。本课题通过“现场数据收集”-“数学模型推导”-“软件多物理耦合场仿真”-“局部+全局对非导流金具分析”-“现场试验”的研究流程设计,开展基于ANSYS有限元仿真的非导流金具电-磁-热多物理场耦合模型研究,提出非导流金具涡流损耗分布和局部过热问题寻源的快速计算方法,并提出了局部过热问题优化的策略方案。其中,所提出的采用电磁屏蔽涂层的优化方法,可实现穿墙套管区域降低约70%的涡流损耗;相关理论研究和策略方案,在10k V开关柜和设备围栏等非导流的发热非导流金具上进行试点应用推广,应用效果良好,10k V大电流开关柜的涡流损耗从675.46W/h下降至15.7W/h;最后,研究了不同涂层厚度对涡流损耗的优化效果,提出了采用1mm涂层厚度作为性价比最佳的设计思路,为电磁屏蔽涂层在变电站非导流金具涡流损耗优化的应用推广提供了技术支撑。