开关柜母排在保证供电质量上起到举足轻重的作用,随着我国电力行业的发展,对母排的载荷能力、电动力限值、温升限值、电磁辐射等要求均有所提高,这就对设计新型母排的提出了迫切的需求。首先,以2000A电流载荷的矩形母排为例,采用有限元法,对其二维电磁场进行了分析,分析计算了模型的电密,磁场分布规律及电磁损耗。计算其电密仅为1.89A/m2,远低于国标要求,留有很大预量。其次,采取顺序耦合的方式,将电磁损耗作为热密导入矩形母排的温度-流体场中,对其温升和开关柜内的流体进行分析计算。借助相关的后处理操作,确定了母排导体中各个部分中对流散热与辐射散热所占的比重。并提出了母排的优化设计方案。针对矩形母排消耗材料多,电密偏低,散热效果差的缺点,充分了考虑邻近效应和趋肤效应影响的基础上,将母排中间电密较低的地方进行了优化,添加了对称的工字型槽,并根据此设计了本文的异形母排。然后对比了两种母排的上述物理量。并对两种母排的电磁辐射进行对比。最后,以电磁场分析为基础,计算了异形母排的电磁力,并以此为载荷对异形母排的结构场进行了分析计算。研究了三相异形母排及开关柜振动分布规律,并验证了异形母排及开关柜的稳定性。并将计算各个物理场的结果与国标进行对比,验证了计算结果的准确性,最终得到了较为真实的异形母排物理场,对新型母排的设计提供了思路。