10kV开关柜在配电网扮演着重要角色,但是结合长期运行经验来看,现有的高压开关柜由于其设计制造过程中工艺不完善、设备安装运行环境恶劣等因素,事故率一直较高,严重影响了设备的正常运行,制约了供电可靠性。据此,本文通过开关柜故障和改善案例、国内外常用开关柜的情况,结合供电可靠性等实际应用需求,提出了一种10kV新型开关柜结构及新型接线方式。利用有限元仿真软件模拟出了开关柜的电场以及温度场,并通过结合实际情况下相关的环境因素,分析出了开关柜内部极易产生局部放电的模块并进行整改,此外通过温度场分析对开关柜进行进一步发的优化。最终使得开关柜的运行可靠性大大提高。论文的主要工作有:1)分析10kV开关柜的研究现状,结合工作生产中遇到的故障实例对开关柜常见的故障进行分析。分析了开关柜噪声、温升、受潮、电气元器件的产生的现象和原因及其影响和相应的整改措施。2)在此基础上针对现有的高压开关柜柜体结构及柜内母线室、电缆室等装置布置形式在实际运行中暴露的问题和存在的不足,结合开关柜相应的各种标准,设计一种新型的高压开关柜,并对其内外结构设计进行了详细的介绍,此外对新型接线方式进行了优化,使得开关柜的绝缘性、可靠性大大提升。3)利用有限元软件对新型开关柜进行温度场及电场的仿真计算。首先分析有限元计算原理及电场、传热场的基础理论。并建立新型开关柜的计算模型,在不同工况的条件对开关柜主柜和副柜的温度场、电场进行计算,验证所设计的开关柜温升符合相应的标准。并据此,对开关柜的结构进行优化设计。论文的研究结果表明:本文设计的开关柜在大电流长期运行后,主柜和副柜温度最高处的温升为55K和45K,远小于国标规定的70K,验证了开关柜设计的合理性。同时为了改善温度场的分布,减小涡流损耗,对开关柜的结构进行了优化设计,将柜体涡流损耗严重的地方换成铝板、柜台内侧设置铜板、顶部框架材料换为不锈钢,同时将隔板位置后移。为了及时解决局部放电产生的问题,因此必须及时定位放电点(多发于负荷开关与母线排接触处、母线与柜体的连接处、母线转角等),这样便可以预防高压开关柜电气设备绝缘故障。