高压开关柜作为电网中使用极为广泛的开关设备,对电网的安全运行起到至关重要的作用。据统计,每年由于发热问题而引发的故障占开关柜总故障数量的一半以上,严重影响了人民日常生活和国家经济建设。因此,分析开关柜温度场,降低开关设备温升,不断提高开关柜的安全性与可靠性成为电网发展的重要环节。通过温升试验测得的温升数据虽然相对准确,但是过程中需要消耗大量的人力和物力,成本较高。随着计算机技术的不断发展,我们希望能够借助计算机辅助设计,模拟仿真出开关柜的温度场分布情况,进而改进对高压开关柜的设计,确保其运行的安全性和可靠性。本文将型号为KYN28A-12的10kV开关柜作为研究对象,利用CFD仿真软件Fluent对其温升和散热问题进行仿真研究。首先利用GAMBIT软件建立开关柜的三维简化模型,分别对母线室、断路器室、电缆室及仪表室中各元件进行网格划分,并设置边界条件;然后就全封闭、自然通风及强制通风三种情况进行温度场仿真;最后分析进风口风速、位置、面积等因素对开关柜温升的影响,并提出优化建议。通过仿真分析可以得出以下结论:在封闭条件下,开关柜中母排与断路器连接处最高温升值超过允许温升范围;在自然通风(风速为3m/s)情况下,开关柜内最高温升值较封闭情况下显著下降,而当继续增大风速时,最高温升值有所下降,但幅度不明显;对导体之间的接触面进行相应处理以降低接触电阻,可以显著降低元件的发热量;进风口设置在开关柜顶部,出风口设置在下部,以及增大进出风口面积等设计方案都可以增强开关柜的散热效果。