如今,12kV开关柜是一种应用范围非常广泛的电力设备,特别在电力系统电路保护、城市供电、配电系统中,起到非常重要的作用。但由于设计水平、制造工艺、安装方式存在差异,产品的质量参差不齐,在运行当中暴露出很多问题。开关柜内部电弧故障是一种不可避免的、破坏性强的故障,一旦发生,将会给人身安全以及电气设备带来极大的危害。利用仿真、试验来研究分析开关柜内部燃弧过程,可以有效地降低电弧故障发生的概率。首先,本文简单地介绍内部燃弧基本概念,例如电弧故障特征、机理等理论,确定开关柜进行内部燃弧仿真分析的重要意义。针对不同开关柜的结构特点,最终选取许继集团SGC1-12(Z)系列开关柜来进行内部燃弧仿真分析。在试验站进行相应的内燃弧型式试验,试验合格。其次,通过COMOSL Mutiphysics软件,利用有限元仿真分析,结合传热学、流体力学等理论建立多物理场耦合模型,来对开关柜内部燃弧过程进行仿真计算。在仿真过程中,通过改变压力释放板的长度、深度来分析不同情况下内部燃弧过程的变化。最后,对开关柜柜体强度进行计算,为设计提供理论依据。以仿真计算结果为基础,运用最大拉应力理论(第一强度理论)来进行柜体强度校验。最终的校验结果表明开关柜的柜体能够承受内部燃弧过程中产生的巨大压力,满足柜体强度要求,并且在此基础上,对开关柜柜门进行优化。通过改变柜门形状,分析不同形状的柜门在内燃弧过程中受到的冲击力,使柜体受到的冲击力最小。将优化前后结果进行分析对比,得出优化结论,为开关柜的设计提供了理论基础。