一种仿真估算载流件长期温升的方法.pdf

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1、第5O卷第5期高压电笙V0l_5ONo．52014年5月HighVoltageApparatusMay2014·99·一种仿真估算载流件长期温升的方法朱琦琦，程立(西安西电开关电气有限公司，西安710077)摘要：长期温升是高压电器设计时必须考虑的重要指标之一。计算长期温升的关键是确定裁流件的表面散热系数。创新地建立了结构和运行环境类似的导体的表面散热系数关系模型，在此基础上，提出了一种载流件长期温升的电热耦合仿真方法。在已知一个载流件的长期温升的前提下。采用这种方法，可以估算出类似载流件在类似环境下通过任一电流的长期稳定温升。以某电力设备上的关键载流件长期温升为例．对上述方法进行了

2、验证。关键词：栽流件；表面散热系数；长期温升；仿真；预测中图分类号：TM83文献标志码：A文章编号：1001—1609(2014)05—0099—04MethodforPredictingSteady—stateTemperatureRiseofConductorZHUQiqi，CHENGLi(xi’anXDSwitchgearElectricCo．，Ltd．，Xi’an710077，China)Abstract：Steady—statetemperatureriseisoneofthemostimportantparametersinhigh—voltageapparatusesd

3、esign．Thecalculationofsteady--statetemperatureriseofaconductordependsonthedeterminationofitssurfaceheat-transferfactor(SRF)，relatingtoheatconduction，convectionandradiation．ThispaperputsforwardamodelforrevealingtherelationsbetweenSRFsofsimilarconductors，andpresentsanelectric—thermalcouplingsimul

4、ationbasedmethodforestimatingthesteady—statetemperatureriseofaconductorinhigh—voltageapparatus．Ifthesteady-statetemperatureriseofagivenconductorisknown，thesteady-statetemperaturesriseofsimilarconductorscanbesimulatedbyusingtheproposedmethod．Theproposedmodelandmethodareverifiedbypredictionofthes

5、teady-statetemperatureriseofacontactorbladeinapowerequipment．Keywords：conductor；surfaceheat·-transferfactor；steady·-statetemperaturerise；simulation；prediction允许电流密度小。则认为温升满足要求．如铜的允0引言许电流密度为2．2A／mmz[2]．设计时则要确保载流长期温升是高压电器重要的性能指标，温升过件电流密度小于2．2A／mm2，然而这种设计方法对高可使材料的物理、化学性能起变化．导致机械和温升的具体数值缺乏定量分析。另一方面

6、．尽管已电气性能下降，例如铜在大于100℃时，其抗拉强度有研究人员在高压电器的温升数值模拟方面做了将显著降低。而机械和电气性能下降则可能导致高大量工作】，但高压电器设备载流件的散热方式压电器的工作故障，甚至造成严重事故f1]。因此，有和散热环境复杂，很难定量确定对流换热以及热必要在设计时对载流件的长期温升进行估算，避免辐射相关的系数，因此这给载流件长期温升的定其长期温升过高。量计算和仿真提供了难度。另外，还有一种基于试当前产品设计人员在考虑高压电器载流件长验的估算方法，对一个导体，当通流，1时，通过实期温升时，主要是通过比较载流件电流密度与参验获取其长期温升A0，，则当通流为，2且散

7、热环境考书上规定的导体允许电流密度，来定性评估长不变时，其长期温升△，可用式(1)进行估算，但这期温升是否满足设计要求．若载流件电流密度比种方法的局限性在于只适用于相同导体、不同电流时的温升估算。收稿日期：2013．11-17：修回日期：2013．12．09