大电流开关柜热管散热设计

针对KYN44A-12大电流开关柜的工作特点,设计了两种结构形式的热管换热器,根据两种结构形式的热管换热器和整个系统安全性、可靠性的设计使用要求对开关柜的相关部件结构尺寸进行了修改,使得系统的热设计不会破坏其可靠性、绝缘性和安全性。最后,在不开风机,电流3 650 A,环境温度22℃的工况点进行了实验。     

脉冲大电流下的CuCr触头温度场计算

电器开关触头温度场的研究,对于电器开关的正常运行有着重要意义。文中针对真空灭弧室Cu Cr触头,采用数值分析法,考虑触头材料硬度随温度的变化及触头间的电动斥力,提出了一种导电桥半径在仿真中实时变化的MATLAB算法,得到了触头在脉冲大电流下的瞬态温度场分布,并通过试验验证了仿真的正确性。结果表明,在对大电流的仿真中,对触头硬度随温度变化的考虑是十分必要的,文中提出的算法也是准确有效的。     

基于翅片散热和ZigBee的开关柜触头温度测控系统

为降低开关柜的事故发生率,设计了开关柜触头温度测控系统。首先利用层次分析法得出开关柜散热最佳方案,即在开关柜后面板上加装翅片热板隔离式热交换器;然后基于翅片散热和ZigBee,设计了开关柜触头在线温度测控系统,该系统包含数据采集与温度控制层、数据传输层和站控层。测试结果表明,翅片散热器散热效果良好,所设计的开关柜触头在线温度测控系统可实现设备状态数据的可靠快速传输和监测预警信息的可视化。     

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。     

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。     

大电流真空开关的触头材料

触头材料的研制、参数优选及相关的研究是大电流真空开关的关键技术之一,本文以 CuTeSe合金为例,在大量实验的基础上用实验曲线法,讨论优选了材料参数;讨论了材料的熔炼和工艺处理。对于材料的可变参数着重论述了气体含量对分断能力的影响以及与硬度相关的触头压力问题。对于10kV、40kA 以上的大电流应用,理想条件应是小于2×10~(-6)的含气量及一个适中的材料硬度。用所研制的 CuTeSe 材料及纵磁场结构,分断电流已超过40kA。     

大电流开关柜发热问题分析与研究

1问题的提出手车式大电流开关柜的发热问题,一直是电力系统运行中引人关注的问题之一。某变电站主进线柜选用KYN28A-12型开关柜,配VS1型真空开关,额定电流     

高压开关柜温度场数值分析

高压开关柜过热是威胁其安全稳定运行的关键因素,准确计算开关柜内部温升很有必要。本文采用Solidworks软件建立开关柜精细3D有限元模型,基于Icepak软件进行温度场和流体场的数值计算和分析。考虑空气对流散热和风扇强迫风冷的因素,通过控制热流路径上的空气网格尺寸和形状,实现了复杂模型温度分布的准确求解。以典型10kV高压开关柜为对象,根据开关柜各个部位的发热量,计算了柜体内的温度分布,计算结果表明断路器模块是开关柜中温度较高的区域,最高温度出现在上动触头处,是开关柜温度监控的关键。对开关柜进行了温升试验,通过对比仿真计算结果和试验结果,验证了仿真计算的准确性。     

基于热管散热的LED器件封装热分析

大功率发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)结点温度的高低汽接影响到LED的寿命和可靠性,故保持LED结温在允许的范围内,是大功率LED封装和应用必须解决的核心问题.提出将扁平热管应用在大功率LED的散热上;比较了扁平热管和铜板两种散热方式下 LED的结点温度和热阻的热特性.研究结果表明,在输入功率为3 W时,热管冷却LED的结点温度为52℃,而铜板冷却LED的结点温度为83℃,对应的系统总热阻分别为8.8 K/W和19K/W.由此证明,在大功率条件下,热管的散热能力明显优于传统的铜板散热.     

大电流触头及端子的温升

研究大电流电器时,考虑触头及周围环境的性质,预计触头和端子的温升是很重要的。本文叙述一个用一般方法预计触头和导体温升的方法,考虑了触头的物理和几何特性(尺寸、金属和复盖层的性质、压力等)、端部有触头的母线的物理和几何特性、触头周围流体(液体或气体)的物理特性(热传导率、粘度、密度等)、冷却过程(传导、强迫对流、自然对流、辐射)等参数的情况,所导出的方程可以直接预知任何参数对触头温升以及沿端部有触头的母线温度分布的影响。     

大电流开关柜主回路优化设计

1引言近年来,市场对中压大参数交流金属封闭开关设备(以下简称开关柜)的需求逐年增加,如12kV开关柜,额定电流要达到4000～6300A甚至8000A,额定开断电流达63kA或更大。对这样的大参数开关柜,关键技术主要有两项,一是提高开断能力,二是载流主回路的设计。对载流主回路进行优化,减少铜铝有色金属的用量,既对制造厂有经济利益,也具有节约资源的社会意义,并且还可提高产品的可靠性,减少用户在产品全寿命周期的成本投入,对产品制造商、用户和社会都有价值。2任务的提出开关柜是除外部连接外,由完全封闭于接地金属外壳内的开关元件、相关的控制、测量、保护装置及其内部连接、支持件,连同该外壳所构成的设备的总称。大电流开关柜的主回路,包括断路器、隔离开关等开关元件、主母线、连接母线、引入引出分支母线组成。其中,开关元件的载流部件是独立设计的,可采用复杂的异型结构件来满足在相应条件下的许可温升要求,装于开关柜内时只考虑符合它们的安装条件,如风道、与铁磁材料构件的距离等即可。而对主母线和分支母线,必须要考虑长跨距和连接标准化的要求,因此设计中都是选择特定截面型式和尺寸的导体,根据回路电流大小去确定各相所需使用的导体根数及布置。本...     

基于有限元分析的开关柜温度场研究与优化

12 kV大电流开关柜广泛用于配电网中,一般采取强迫对流的方式进行散热。文中基于有限元仿真技术和温升试验研究了开关柜在强迫对流条件下的散热过程,分析了开关柜的散热能力。通过对开关柜三维建模、热源计算和边界条件设立仿真模型,分析了开关柜温升和气流场分布情况,在降低成本和改善散热通道的基础上对开关柜进行了散热优化设计,并通过温升试验进行验证。研究结果表明:将电缆室横流风机鼓风换为等风量的轴流风机鼓风后,通过优化散热通道,开关柜温升符合国标温升要求,降低了开关柜的成本。     

大功率LED热管散热的热阻分析

针对大功率LED散热系统的业务要求设计,阐述了相关问题的解决思路。以便能够更好的配合大功率LED照明的应用推广。     

基于ZigBee的开关柜触头温度在线监测预警系统

目前现场运行的大量开关柜中,触头测温存在传感器接触式、数据传输有线式带来的安全性不足,笔者研究一种基于Zig Bee无线通信的开关柜触头温度在线监测预警系统,着重提出温度监测数据的预处理、温度变化趋势预测、开关柜温度预警的实用算法,开发该系统的分布式硬件平台及其数据传输格式、上位机Lab VIEW软件。实验测试表明,所研究的开关柜触头温度在线监测预警方案是可行的,实现了设备状态的数据可靠快速传输和监测预警信息的可视化。     

大电流开关柜发热故障的原因分析和处理

冶金企业大功率供电回路多,开关回路发热故障较常见。分析大电流开关柜体发热原因,并针对性地提出将普通钢板改为不导磁不锈钢板、隔断电磁回路等解决方案。     

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。     

大电流开关柜智能风扇控制装置

以往大电流开关柜通风控制及风扇运行状况由人来判断，无法保证准确性。论述采集开关柜一次电流及环境温度，与预制的风扇控制曲线比较来启停风扇，并可在线检测风扇运行状况的一种自动监控装置。它具有集成度高、控制功能强大、采样准确等特点，可广泛应用在大容量开关柜内。     

基于COMSOL的10 kV高压开关柜温度场仿真分析

现有的10 kV高压开关柜温度场仿真分析中,由于10 kV高压开关柜的内部结构、材料属性和传热过程复杂,难以准确地对其内部温度进行求解计算。为解决上述问题,利用COMSOL中共轭传热模块对10 kV高压开关柜的温度场进行仿真计算。应用该仿真方法,可以有效求解10 kV高压开关柜的稳态温度值,准确模拟稳态温度场,并且结果误差小,符合实际温度分布规律。最后通过红外测温试验对比分析,验证了本仿真方法的有效性和准确性。