作为配电网的关键性电气设备,中压开关柜能否稳定运行直接影响着电网系统和用户设备的安全。随着当前城市建设用地成本越来越高,中压开关柜朝着小型化、模块化和智能化的方向发展,这将导致开关柜内部散热环境更为恶劣,柜体内局部区域温升容易超标,对开关柜产品自身的电气性能和机械性能带来严峻考验。因此,对中压开关柜的发热机理和温升性能开展深入研究具有重要的工程价值和现实意义。目前,国内外对开关柜的温升特性研究大多都只是针对局部组件进行,对开关柜整体的热损耗、温升特性等综合效应分析较少。因此,采用ANSYS软件对中压开关柜进行温度场建模并进行热分析很有必要。本文主要研究内容及结论如下:首先,根据柜内导体的发热和散热原理分析了中压开关柜的温升效应及其热平衡机理,并推导出中压开关柜基于有限元的涡流场及稳态温度场理论计算模型。其次,基于某型12k V中压开关柜,建立其三维模型并进行了模型的简化。其中,考虑到可动导电部件接触电阻和表面散热影响因素,提出了梅花触头模型的简化原则,对梅花触头计算模型进行了简化处理;为简化真空断路器复杂内部结构的热计算,引入了真空断路器等效电阻的概念,基于真空断路器的回路阻值和表面散热面积等影响因素,建立了真空断路器的简化计算模型。对中压开关柜整体的简化计算模型进行回路电阻值的仿真计算,并与中压开关柜的回路阻值实测值进行对比分析,检验中压开关柜整体简化计算模型的正确性。随后,在Ansys Maxwell模块中进行了工频1.1倍额定电流下的涡流场计算,得到柜体和导电回路的欧姆损耗,并将此损耗导入到中压开关柜整体稳态热分析模块中,作为开关柜的热源,计算出柜体的综合散热系数,并迭代计算获得导电回路各部件的对流换热系数。最后,采用ANSYS稳态热分析模块计算得到中压开关柜柜体和导电回路各部件的温度场分布,并可依此算出各自对应的温升值。为验证本文所建立12k V中压开关柜的温度场模型的可行性和热分析计算的准确性,在苏州电科院对同一型号12k V中压开关柜进行了全部温升型式试验。试验所得到的导电回路各部件和柜体的温升试验数值与基于所建模型进行仿真计算的结果变化趋势一致且数值非常接近,表明本文基于ANSYS的中压开关柜温度场建模及热分析计算可行且有效,可为同类开关柜的产品研发和设计改进提供理论和技术支持,具有很好的工程应用价值。