空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法及系统，涉及空气开关柜下的气体扩算仿真领域。该方法包括以下步骤：在FLUENT中建立几何模型；在实验室中模拟典型缺陷的放电，检测空气放电组分的气体种类；根据菲克定律计算空气放电组分的扩散系数；设定入口边界条件、出口边界条件、壁面边界条件、空气开关柜正常工作情况下的条件；采用FLUENT的分离式求解器和耦合式求解器进行计算求解；在几何模型中计算绘制气体在放电气室里的扩散动态云图，分析各检测点气体种类及浓度变化，总结出气体扩散过程进行仿真。本发明专利技术能准确仿真空气放电组分在空气开关柜下的气体扩散过程，便于分析开关柜的气体流动特性。

Simulation method and system of air discharge components under air switch cabinet

The invention discloses a gas expansion simulation method and system for air discharge component under the air switch cabinet, which involves the field of gas expansion simulation under the air switch cabinet. The method includes the following steps: building a geometric model in FLUENT, simulating the discharge of typical defects in the laboratory, detecting the type of gas in the air discharge component, calculating the diffusion coefficient of the air discharge component according to the Fick law, setting the boundary condition of the entrance, the boundary condition of the exit, the boundary condition of the wall, the air switch cabinet. The conditions under constant working conditions are calculated and solved by using the FLUENT separation solver and coupling solver. In the geometric model, the diffusion dynamic cloud map of the gas in the discharge chamber is calculated, the variation of the gas types and concentration of each detection point is analyzed, and the simulation of the gas diffusion over range is summarized. The invention can accurately simulate the gas diffusion process of the air discharge components under the air switch cabinet, and is convenient for analyzing the gas flow characteristics of the switch cabinet.

【技术实现步骤摘要】
空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法及系统
本专利技术涉及空气开关柜下的气体扩算仿真领域，具体是涉及一种空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法及系统。
技术介绍
目前，对于空气开关柜绝缘缺陷下的空气放电分析，主要采用在实验室环境下模拟四种典型绝缘缺陷下空气放电，并分析其分解特性。然而，实验环境与真实环境大不相同，现场空气开关柜大多属于半开放型设备，与外界大气存在一定气体流动，且真实空气开关柜体积较大。当空气开关柜发生故障时，放电使空气分解，放电产生的组分可能会受到空气开关柜与大气之间的气体交换影响，使得空气放电组分不能扩散至检测点，给分析空气开关柜的气体流动特性带来困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法及系统，基于流体力学软件FLUENT，能够准确仿真空气放电组分在空气开关柜下的气体扩散过程，依据扩散选取有效检测点，进行相关空气开关柜的空气扩散过程分析，为分析空气开关柜的气体流动特性提供便利。本专利技术提供一种空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法，包括以下步骤：S1、在流体力学软件FL本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在流体力学软件FLUENT中建立几何模型；S2、在实验室中模拟典型缺陷的放电，空气在局部放电的作用下产生组分，检测空气放电组分的气体种类；空气放电组分在空气开关柜内的流动性通过扩散系数D来表征，扩散系数D是指当浓度梯度为一个单位时，单位时间内通过单位面积的气体量，表示气体的扩散程度；根据菲克定律计算空气放电组分的扩散系数D；S3、设定入口边界条件、出口边界条件、壁面边界条件、空气开关柜正常工作情况下的条件；S4、采用流体力学软件FLUENT的分离式求解器和耦合式求解器，进行计算求解；S5、在几何模型中计算绘制气体...

【技术特征摘要】
1.一种空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在流体力学软件FLUENT中建立几何模型；S2、在实验室中模拟典型缺陷的放电，空气在局部放电的作用下产生组分，检测空气放电组分的气体种类；空气放电组分在空气开关柜内的流动性通过扩散系数D来表征，扩散系数D是指当浓度梯度为一个单位时，单位时间内通过单位面积的气体量，表示气体的扩散程度；根据菲克定律计算空气放电组分的扩散系数D；S3、设定入口边界条件、出口边界条件、壁面边界条件、空气开关柜正常工作情况下的条件；S4、采用流体力学软件FLUENT的分离式求解器和耦合式求解器，进行计算求解；S5、在几何模型中计算绘制气体在放电气室里的扩散动态云图，分析各检测点气体种类及浓度变化，总结出气体扩散过程，并进行仿真。2.如权利要求1所述的空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法，其特征在于：步骤S2中，所述空气放电组分的扩散系数D的计算公式如下：其中：T为热力学温度，单位为K；P为气体总压强，单位为Pa；μA、μB分别为气体A、B的分子量；VA、VB分别为气体A、B在正常沸点时的液态克摩尔容积，单位为cm3/gmol。3.如权利要求1所述的空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法，其特征在于：步骤S2中，计算多种扩散物质的扩散系数时，先计算两两扩散物质的扩散系数，然后通过矩阵表达形式呈现。4.如权利要求1所述的空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法，其特征在于：步骤S3中，壁面边界条件包括相对于固体壁面的气流切向分速度和法向分速度。5.如权利要求1所述的空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真方法，其特征在于：步骤S4中，采用压力速度耦合方式进行计算求解，选择压力插值格式修正压力与速度的耦合。6.一种空气放电组分在空气开关柜下的气体扩算仿真系统，其特征在于：该系统包括几何模型建立单元、气体组分及...

【专利技术属性】
技术研发人员：王高洁，国伟辉，闫帅，田振宇，王昆鹏，胡冰，刘晓伟，闫忠凯，田丁，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司亳州供电公司，武汉珈铭凯尔电气科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34