低压成套开关设备内部环境温度的测试与分析

摘要

本文首先对低压成套开关设备进行了简单的介绍，说明低压成套开关设备的发展方向，声明了热问题对低压成套开关设备的影响，表明了研究热问题对低压成套开关设备的重要性。引入低压成套开关设备检测的国家标准，讲解检测标准的换版历史，说明我国低压成套开关设备检测行业的现状，以及检测过程中存在的问题和矛盾:落后检测方法，无法适应高新科技产品的检测需求，人力电力损耗巨大。为了解决该问题和矛盾，本文尝试性的提出用模拟仿真方法代替传统的温升型式试验方法。最终引出本课题研究对象——低压成套开关设备的温升型式试验问题。 针对低压成套开关设备的温升型式试验问题，提出温度场的概念，构建低压成套开关设备温度场的有限元分析数学模型，讲解传热学的基本理论，说明稳态温度场的热微分方程，最后说明低压成套开关设备温度场分析的有限元法。 使用ANSYS14.0软件对低压成套开关设备的温升型式试验进行仿真试验，构建XL-21型低压成套开关设备的三维实体模型，划分网格，施加载荷，数据计算，得出仿真数据。 严格按照国家标准的要求，使用先进的电流发生装置，对XL型低压成套开关设备进行温升型式试验，使用GP20型便携式无纸记录仪对温度进行监控和采集，得出试验数据。把仿真数据同试验数据进行比较，说明低压成套开关设备温升型式试验仿真试验方法的可行性。

目录

声明

摘要

引言

1 课题背景及目的

1．1 低压成套开关设备简介

1．2 低压成套开关设备的发展方向

1．3 热问题对低压成套开关设备运行的影响

1．4 低压成套开关设备检测相关的国家标准

1．5 本课题研究的目的及意义

1．6 本课题的主要研究工作

2 低压成套开关设备温度场的有限元分析法

2．1 低压成套开关设备中的温度场问题

2．2 数学模型

2．2．1 经典传热学理论

2．2．2 热传递的基本方式

2．2．3 稳态传热

2．3 低压成套开关设备温度场分析的有限元法

2．3．1 有限元法的求解过程

2．3．2 前处理与后处理

3 低压成套开关设备的温度场和模型

3．1 低压成套开关设备的热传输机理

3．2 XL-21型低压成套开关设备的热分析简化模型

4 利用ANSYS 14．O进行计算机辅助计算

4．1 ANSYS 14．0的功能介绍

4．2 XL-21型低压成套开关设备的ANSYS 14．0热分析

4．2．1 计算模型的热分析数据准备

4．2．2 构造实体模型

4．2．2 划分单元网格

4．2．3 施加热生成载荷及温度的边界条件

4．2．4 热分析结果

4．3 计算结果的分析

5 对XL-21型低压成套开关设备的温升试验和数据采集

5．1 低压成套开关设备温升试验的引用标准

5．2 XL-21型低压成套开关设备温升试验方法

5．2．1 试验方法

5．2．2 试验导体

5．2．3 温度测量

5．2．4 周围空气温度

5．3 XL-21型低压成套开关设备温升试验设备

5．3．1 电流发生装置

5．3．2 试验连接导线

5．3．3 温度测量装置

5．3．4 数据采集装置

5．4 XL-21型低压成套开关设备温升试验数据

5．4．1 试验电路的搭建

5．4．2 试验电流的设置

5．4．3 温度测试点的选取

5．4．3 温升试验数据

5．4 实测值与计算值的比较

结论

参考文献

致谢