交流罐式洁净空气绝缘开关设备中弹簧触指及三相母线的发热功率计算和分析

罐式洁净空气绝缘开关设备是理想的环保开关升级解决方案，相较于箱式结构产品，其绝缘性能更优，但是其大电流发热温升问题仍较为突出。文中结合一种40.5 k V罐式洁净空气绝缘充气柜产品，从降低发热功率角度对其弹簧触指电连接和三相母线进行了建模和比较计算。采用有限元法建立了一种V字形弹簧触指电连接模型，计算了交变电磁场对并联触指分流的影响，比较了双弹簧触指和单弹簧触指的通流和功耗差异，量化计算了触指材料对发热的影响，确认了一种优选的钴青铜双触指电连接方案。通过建立三相母线的三维电磁场模型，研究了集肤效应和邻近效应对三相导体发热功率的影响，比较了可选的铝合金材料，确认选用一种高导电铝合金空心导体作为优选的设计方案，并计算比较了母线导体的交流电阻和直流电阻差异。文中所得结论和建模仿真方法，对交流大电流环保电器产品的触指及导体设计具有指导意义。