电力开关柜是电力系统的基础部件,承担着电流的输配送任务,其母线温度过高一方面会造成电能损耗升高,另一方面还会引起火灾等安全事故,带来负面社会影响和经济损失,危害电网安全稳定运行。因此,为了降低电力开关柜内母线温度,需针对电力开关柜温度场分布进行预测,以便依据电力开关柜温度场分布特征,提出强化电力开关柜内母线散热能力的有效措施。论文研究重点为基于电力开关柜传热过程,建立电力开关柜三维热-流耦合热分析模型,根据电力开关柜温度场、速度场分布特点,进行电力开关柜内母线散热影响因素分析、三相母线布置方式寻优以及散热性能评价,为电力开关柜内温度场预测以及降温措施提供理论依据。主要研究工作如下:（1）基于电力开关柜传热特性,综合考虑电力开关柜对流效应和辐射效应,采用有限体积法建立三维热-流耦合模型,求解电力开关柜温度场、速度场。实现了温度场和速度场之间数据传递,降低了给定电力开关柜内母线表面对流换热系数造成的误差。（2）综合上述研究特点,进行电力开关柜温升实验平台设计,并进行电力开关柜母线温升实验,通过对比分析针对电力开关柜温度场求解的传统工程算法、文中建立热-流耦合算法和实验测试法,发现本文建立的热-流耦合模型的三相母线表面平均温度求解结果最大误差为3.1%,而传统工程算法的最小误差为12.1%,验证了本文所建立的热-流耦合模型的正确性和精确性,同时证明了忽略电力开关柜辐射效应的不合理性。（3）利用所建立的电力开关柜三维热-流耦合模型,从外界环境（负载电流、环境温度、大气压强和通风进口风速）和电力开关柜结构（母线高度、间距、偏角、错位、通风口位置及面积）等因素着手,分析上述因素对电力开关柜内母线散热影响。并结合正交法进行外界环境和电力开关柜结构等因素变化对母线表面平均温升影响排序。结果表明,在外界环境中针对电力开关柜B相母线表面平均温升影响因素的重要性排序为:通风进口风速>负载电流>环境温度>大气压强;而电力开关柜结构因素对电力开关柜B相母线表面平均温升影响因素重要性排序为:母线相对高度>母线水平间距>母线垂直间距>母线偏转角度>通风进出口面积比>通风进出口偏移量。（4）结合所得到的对电力开关柜内母线表面平均温升影响显著的散热因素,以通风进口风速、母线水平间距、母线垂直间距和母线偏转角度为设计因素,分别构建基于响应曲面法和BP神经网络结合遗传算法的母线布置优化模型。通过与优化前的模型求解结果和优化后的仿真结果对比,得到两种方法的应用场合,BP神经网络结合遗传算法相较于响应曲面法更适合非线性关系较强问题求解,针对电力开关柜内母线布置求解,如果更关注母线散热能力,可选择BP神经网络结合遗传算法寻优,如果更关注成本,可选择响应曲面法寻优。同时为分析母线散热能力,基于无量纲分析法,引入相对温升比重进行了电力开关柜内母线散热性能评价及预测。