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摘要
隔离开关在承受短路电流工况下，动触头会受到巨大的电动力，可能引起开关变形或者动静触头熔焊等情况，从而导致短时耐受电流试验或峰值耐受电流试验失败。文中以12 k V环网柜用隔离开关为研究对象，首先理论计算了短路电流下的短时耐受和峰值耐受能力，为设计压紧力值提供依据。其次利用有限元仿真对隔离开关合闸状态下的电磁场及温度场进行了分析，得到了隔离开关磁感应强度和电流密度分布，给出了电动力密度云图，通过体积分得到了隔离开关各部位受到的电动力；根据温度场分析结果，得到了短时耐受电流下的温度分布云图，最高温度没有超过触头材料熔点。根据仿真结果对隔离开关的压紧力进行了优化，将动触头压紧力由180 N调整为200 N，使安培力和压紧力的合力超出霍尔姆力10%以上。最后对环网柜用隔离开关进行了动热稳定试验，优化后的隔离开关触头系统顺利通过试验，没有出现熔焊现象，证明了优化设计方案的可行性，为后续类似隔离开关的结构研发及优化提供了参考。
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单位北京航空航天大学; 许继集团有限公司; 中国电力科学研究院有限公司
