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Comsol開關(guān)柜溫度-濕度-流場耦合計(jì)算

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜；熱濕耦合；流固耦合；有限元；數(shù)值計(jì)算

1. 開關(guān)柜溫度-濕度-流場特性研究

1.1 開關(guān)柜

   開關(guān)柜是一種電氣設(shè)備，開關(guān)柜外線先進(jìn)入柜內(nèi)主控開關(guān)，然后進(jìn)入分控開關(guān)，各分路按其需要設(shè)置。如儀表，自控，電動機(jī)磁力開關(guān)，各種交流接觸器等，有的還設(shè)高壓室與低壓室開關(guān)柜，設(shè)有高壓母線，如發(fā)電廠等，有的還設(shè)有為保主要設(shè)備的低周減載。如圖1所示就是開關(guān)柜實(shí)物圖。

圖1. 開關(guān)柜

   開關(guān)柜的主要作用是在電力系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過程中，進(jìn)行開合、控制和保護(hù)用電設(shè)備。開關(guān)柜內(nèi)的部件主要有斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、操作機(jī)構(gòu)、互感器以及各種保護(hù)裝置等組成。開關(guān)柜的分類方法很多，如通過斷路器安裝方式可以分為移開式開關(guān)柜和固定式開關(guān)柜；或按照柜體結(jié)構(gòu)的不同，可分為敞開式開關(guān)柜、金屬封閉開關(guān)柜、和金屬封閉鎧裝式開關(guān)柜；根據(jù)電壓等級不同又可分為高壓開關(guān)柜，中壓開關(guān)柜和低壓開關(guān)柜等。主要適用于發(fā)電廠、變電站、石油化工、冶金軋鋼、輕工紡織、廠礦企業(yè)和住宅小區(qū)、高層建筑等各種不同場合。

1.2 開關(guān)柜溫度-濕度-流場特性研究意義

   開關(guān)柜作為一種金屬封閉式的開關(guān)電力設(shè)備，在我國應(yīng)用十分廣泛。高壓金屬封閉開關(guān)設(shè)備集負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、互感器、電容器、避雷器、斷路器、接觸器、熔斷器、母線以及相應(yīng)的二次設(shè)備如控制、連鎖、保護(hù)、監(jiān)測、通信裝置等于一個(gè)長方柜形的金屬外殼內(nèi)，變?yōu)橐环N組合式電器，這樣不僅減少了這些電力設(shè)備占地面積和所占的空間，還相應(yīng)地提高了變電站的效率，設(shè)備在運(yùn)行情況下也會有更多的安全保障，極大程度上提高了經(jīng)濟(jì)效益。

   開關(guān)柜內(nèi)發(fā)生故障的原因較多，且很多故障會造成造成設(shè)備銹蝕，從而導(dǎo)致設(shè)備的絕緣性能大幅度降低，甚至絕緣部分會被擊穿，設(shè)備老化速度加快，同時(shí)還增加了產(chǎn)生局部放電的概率，損壞開關(guān)柜內(nèi)部元器件，從而導(dǎo)致故障次數(shù)增多，檢修成本也隨即提高，故障增加的同時(shí)就無法保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此研究開關(guān)柜溫度-濕度-流場特性顯得尤為重要。

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