装有记忆合金压片梅花触头的开关柜温度场仿真分析

针对开关柜中真空断路器梅花触头处温升问题,基于记忆合金材料的温度形变功能,在梅花触头上安装记忆合金压片,提高梅花触头的工作性能。测量不同温度时梅花触头处的接触电阻,利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics对开关柜的温度场进行仿真分析,并进行了试验验证。仿真结果与试验结果表明:断路器梅花触头处使用记忆合金压片其温升明显低于使用普通压片时的温升,说明记忆合金压片有助于降低梅花触头温升,提高开关柜运行的安全可靠性。     

高压开关柜接触发热温度场数值计算

开关柜内接触发热是造成柜内导体过热及绝缘损坏的主要原因。以典型箱式固定式开关柜XGN2-12/3150为研究对象,利用三维建模软件Solidworks及有限元分析软件ANSYS中进行开关柜接触发热温度场数值仿真。对额定电流运行时不同接触电阻造成局部过热状态下的高压开关柜温度场分布进行了数值计算和比较,计算分析认为隔离开关旋转触头、断路器触头、母排压接接头处的局部发热最高温度随接触电阻的增加呈线性增大趋势。在接头附近设置的温度监控点的温度与实际最高温度间的温差随接触电阻的增大而增大。接头附近设置的温度监控点可以用于判断接触发热程度,计算结果可以为温度校正及局部温升的监测提供依据。     

大电流开关柜温度分布特性的影响因素分析

负荷电流、环境温度、接触电阻是影响大电流开关柜温升的重要因素。本文针对4000A大电流开关柜建立仿真建模,利用COMSOL进行电磁-传热-对流多物理场耦合仿真计算,归纳了4000A大电流开关柜内部温度分布规律;研究了负荷电流、环境温度以及开关柜各部位接触电阻的增加对于母线和梅花触头温升的影响情况。本设计并进行了大电流开关柜不同负荷条件下稳态温升实验,实验结果验证了仿真模型的合理性。经计算得出,对于4000A大电流开关柜,在负荷达到约80%时,梅花触头温升已超出国标上限,需要对开关柜进行强制散热。环境温度对开关柜内部温升有较大的影响,在设计开关柜温升监测系统时不能忽视环境温度的监测。梅花触头与静触头搭接点接触电阻的增加较大程度影响梅花触头和母线的温升,因此需要对梅花触头的温升实时监测以确保及时发现异常运行状态。电流互感器是大电流开关柜中不可忽略的发热部位,若安装不当存在接触问题,则会产生异常温升影响整体母线温度分布。本文研究结果可为后续开展开关柜温升在线监测、故障位置判断以及设计运维方案提供一定的理论依据。     

电力复合脂在电气连接接触中的应用

电气装置中的连接部位，如母排、开关触头等的接触面，由于凹凸不平减少了有效的接触面积，因而产生了束流电阻。在不同材质的母排搭接处，如铜、铝接触，由于钢、铝的电位差而引起电化学腐蚀，以及母排受腐蚀气体及尘埃影响产生氧化蠕变增加了接触膜电阻，而产生接触面的温升。温度的上升又加快了母排的腐蚀速度，这样恶性循环，久之常使母排、触头或触点过热而引起事故。如何降低电气连接的接触电阻，防止搭接点的氧化、蠕变和电化学腐蚀现象，以提高设备的安全运行是一大课题。从前广泛采用的方法是平整连接面、加大接触压力以及在母排端…     

记忆合金弹簧在断路器梅花触头中的应用试验研究

断路器处于长期运行状态,梅花触头会出现松动,导致接触电阻增大,引起触头发热,带来严重的安全隐患。记忆合金是一种随温度变化能自动产生形变的新材料,笔者将记忆合金制成的弹簧运用于梅花触头以达到降低接触电阻,减少触头发热的目的。通过对普通弹簧和记忆合金弹簧进行温度与弹簧拉力对比试验,及对应用的2种弹簧梅花触头进行了大电流温升对比试验。试验结果表明:记忆合金弹簧能够有效降低触头接触电阻和减少发热,具有广泛应用前景。     

金属封闭高压开关柜手车触头温度场仿真分析及实验研究

由于高压开关柜触头盒内外温升的差异性,导致盒外在线测温装置不能直接反映触头最高温度。因此针对某常用型号开关柜建立了手车触头接触正常情况和不良情况下的导电回路发热模型,利用ANSYS有限元电热耦合方法进行了仿真计算,得到了触头部位沿临近回路的温度分布特征。通过对比该型号开关柜温升实验的结果,验证了仿真计算的正确性。研究结果可为现有开关柜过热预警装置传感器安装及温度监测数据分析提供参考,有助于及时、准确地发现过热故障隐患。     

GIS过热案例分析及回路电阻检测方法探讨

GIS设备过热故障原因主要有导体连接部位螺栓松动、电弧灼伤、弹簧疲劳、接触面积减小等造成接触电阻增大,温度急剧升高,导体或紧固件熔化导致设备短路故障。在分析几起GIS设备过热故障、异常案例的基础上,评估了回路电阻检测、气体分解物测试、局部放电检测等几种方法对于GIS过热故障前预防、故障后定位的应用效果,认为回路电阻检测对于发现各种原因导致的GIS过热缺陷最为直接有效。经模拟实验辅助验证,证明了该方法的有效性,并对GIS设备回路电阻检测提出了相关建议。     

特高压直流换流站端子温升计算及影响因素

针对特高压直流换流站通流回路接头端子局部过热的问题,在分析接头端子热电耦合效应的基础上通过建立特高压直流换流站接头端子的有限元模型,研究了接触电阻、电流强度及结构尺寸对接头端子温升及温度分布的影响;利用接头端子温升预测模型,对其温升趋势进行了分析。计算结果表明,在通大电流的条件下,接头端子温升随时间呈指数增长的趋势并逐渐趋于稳定;当接头端子搭接部位接触电阻增大时,该部位温度相应增加;接头端子搭接部位温度随输入电流的增加呈线性增大趋势,其搭接部位温度随截面宽度、厚度的减少分别呈线性、非线性升高的趋势;接头端子温度沿电流方向呈梯度分布,其搭接部位温度比其他部位高,搭接部位中部温度最高,在垂直电流方向接头端子温度呈均匀分布。     

断路器手车触头过热性故障机理分析及防止措施

断路器手车触头接触不良发热,会导致过热,甚至会发展成为电网事故。基于多场耦合有限元法建立了断路器手车触头温升计算的三维模型,采用该模型对不同插入深度和偏移角度进行了力场计算,分析了静触头插入深度和偏移角度对接触压力的影响,并进行了插入深度试验,结果表明,插入深度不足导致的梅花触头接触电阻增大是断路器手车触头过热性故障的主要原因。接着计算分析了在额定电流作用下静触头插入深度为1/2时的断路器手车触头稳定温升、电流密度与应力分布。最后搭建了装有记忆合金材料压片的梅花触头和装有普通材料压片的梅花触头的对比温升试验平台,结果表明,使用记忆合金压片有助于降低梅花触头温升,有效地降低了过热性故障的故障率。     

高压开关设备的温度在线监测研究

1引言发电厂、变电站的高压开关柜是保证电力系统安全运行的重要设备之一。在设备长期运行过程中,高压母线因超负荷运行,会出现过热现象,开关柜中的触头接触不好,或当手车开关柜因制造、运输及安装不良时都将引起接触电阻过大,在负载电流流过时,会出