一种高压开关柜过热故障的温度场获取方法技术

本发明专利技术公开了一种高压开关柜过热故障的温度场获取方法，具体为：在建模软件中搭建开关柜三维模型；将该三维模型导入进ANSYS workbench中并对开关柜各部分赋予材料；对该开关柜模型进行网格划分；施加电压激励、电流激励并对开关柜各部位施加对流换热系数及热辐射系数；求解其温度场，通过设置过热故障参数获取开关柜过热故障时的温度场分布。本发明专利技术能够对高压开关柜进行过热故障时的温度场获取，有利于辅助维修人员及时对高压开关设备进行维修维护的工作。

【技术实现步骤摘要】
一种高压开关柜过热故障的温度场获取方法
本专利技术属于高压开关柜过热故障的温度场获取
，尤其涉及一种高压开关柜过热故障的温度场获取方法。
技术介绍
高压开关柜属于成套式配电装置。它是由制造厂按一定接线方式将同一回路的开关电器、母线、测量仪表、保护电器和辅助设备等都装配在封闭的金属柜中并成套供应用户。高压开关柜在电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起到了通断、控制或保护等作用。一直以来，高压开关柜的过热故障在高压电器当中都是普遍存在的，尤其是在夏季等温度较高的时候，更是频繁的发生过热故障。不管用哪种材料进行电力传输，都有材料阻值存在。在电流和电压的作用下，设备会产生正常的热损耗，但是，当电流回路某一接头的阻值过大，该部位空隙会发生放电，发热量将急剧增大，当开关柜正常散热无法使热量快速消散，就会使本部位的温度异常升高。过热故障的出现进而也会对变电站运行及检修维护人员的人身安全构成了潜在威胁。因此，亟需对高压开关柜过热故障进行温度场获取，以便能够精确判断其状态，及时更换故障设备，避免造成不必要的损失。现有的高压开关柜的研究当中，对开关柜的研究大多是对其流体温度场进行建模仿真，但没有对其典型的过热故障进行模拟分析，不能很准确的模拟出开关柜过热故障时的仿真状态，进而不能有效的对开关柜的故障进行诊断和预测分析。
技术实现思路
为了能模拟出不同过热状况下的高压开关柜的温度场，进而能够更有效地通过传感器测出相应数据及时为工作人员提供依据，提高电气设备的可靠性，降低其故障频率，提高整个牵引供电系统稳定性。本专利技术提供一种高压开关柜过热故障的温度场获取方法。本专利技术的一种高压开关柜过热故障的温度场获取方法，包括以下步骤：S1、根据设计图纸确定开关柜中各部件的尺寸大小，在建模软件CATIA的零件设计板块中搭建各部件的三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件，具体步骤为：根据开关柜柜体的长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件1。根据手推车的长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件2。根据断路器真空灭弧室的半径、高度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件3。根据静触头盒的半径、高度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件4。根据动触头的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件5。根据静触头的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件6。根据架空进线室与断路器室间竖直隔板的长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件7。根据断路器室隔板长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件8。根据母排室与架空进线室间隔板的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件9。根据母排室中A相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件10。根据母排室中B相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件11。根据母排室中C相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件12。根据母排室中A相分支母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件13。根据母排室中B相分支母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件14。根据母排室中C相分支母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件15。根据架空进线室中A相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件16。根据架空进线室中B相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件17。根据架空进线室中C相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件18。根据断路器真空灭弧室中A相触头的半径搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件19。根据断路器真空灭弧室中B相触头的半径搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件20。根据断路器真空灭弧室中C相触头的半径搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件21。根据散热风机的半径、高度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件22。根据绝缘子的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件23。根据触臂的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件24。S2、根据设计图纸确定各部件在开关柜中的相对位置，将步骤S1中保存好的后缀名为.CATPart的文件导入CATIA的装配设计板块中，将各部件连接组合，将连接好的开关柜整体模型保存为后缀名为.stp的文件，各部件连接组合具体为：选择柜体作为基准，将竖直隔板、断路器室隔板、母排室隔板放入柜体中，将手推车放置在断路器室隔板上，并在手推车上将A、B、C相的真空灭弧室以等间距的方式放置在手推车上，并和手推车通过接触约束连在一起。将真空灭弧室的动静触头通过相合约束置于真空灭弧室中，并将真空灭弧室中的动静触头通过接触约束接合在一起。将真空灭弧室中动触头和触臂通过接触约束连在一起。将触臂上的动触头和静触头通过约束接合并让静触头盒不接触的套在静触头外，使静触头的末端在静触头盒的开槽位置处。将A、B、C相的主母排分别通过接触约束与静触头盒中的静触头接合起来。将母排室中的A、B、C相的分支母排通过接触约束分别与主母排连接在一起。将母排室中的A、B、C相的绝缘子通过接触约束分别与各相分支母排母排连接在一起。将散热风机通过接触约束与柜体接合在一起。S3、在仿真软件ANSYSWorkbench中选择Electric模块，将CATIA中搭建好的后缀名为.stp的高压开关柜三维模型导入至该模块中，对柜体及隔板赋予镀锌钢板材料，对绝缘子、手推车赋予环氧树脂材料，对其余部分赋予铜质材料。S4、在仿真软件ANSYSWorkbench中mesh模块中选择电磁场网格作为其网格类型并选择GenerateMesh对该模型进行网格划分。S5、在ANSYSWorkbench中的Electric模块中对开关柜架空母排进线位置处施加1.1倍的额定电流，且在母排室中并柜母排的出口处施加零电位作为边界条件，在Solution中添加ElectricVoltage作为输出量进行仿真求解。S6、在ANSYSWorkbench中选用Steady-StateThermal模块，将Electric的输出作为Steady-StateThermal模块的输入将两者关联起来，并在St本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压开关柜过热故障的温度场获取方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、根据设计图纸确定开关柜中各部件的尺寸大小，在建模软件CATIA的零件设计板块中搭建各部件的三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件，具体步骤为：/n根据开关柜柜体的长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件1；/n根据手推车的长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件2；/n根据断路器真空灭弧室的半径、高度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件3；/n根据静触头盒的半径、高度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件4；/n根据动触头的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件5；/n根据静触头的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件6；/n根据架空进线室与断路器室间竖直隔板的长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件7；/n根据断路器室隔板长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件8；/n根据母排室与架空进线室间隔板的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件9；/n根据母排室中A相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件10；/n根据母排室中B相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件11；/n根据母排室中C相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件12；/n根据母排室中A相分支母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件13；/n根据母排室中B相分支母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件14；/n根据母排室中C相分支母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件15；/n根据架空进线室中A相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件16；/n根据架空进线室中B相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件17；/n根据架空进线室中C相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件18；/n根据断路器真空灭弧室中A相触头的半径搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件19；/n根据断路器真空灭弧室中B相触头的半径搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件20；/n根据断路器真空灭弧室中C相触头的半径搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件21；/n根据散热风机的半径、高度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件22；/n根据绝缘子的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件23；/n根据触臂的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件24；/nS2、根据设计图纸确定各部件在开关柜中的相对位置，将步骤S1中保存好的后缀名为.CATPart的文件导入CATIA的装配设计板块中，将各部件连接组合，将连接好的开关柜整体模型保存为后缀名为.stp的文件，各部件连接组合具体为：/n选择柜体作为基准，将竖直隔板、断路器室隔板、母排室隔板放入柜体中，将手推车放置在断路器室隔板上，并在手推车上将A、B、C相的真空灭弧室以等间距的方式放置在手推车上，并和手推车通过接触约束连在一起；/n将真空灭弧室的动静触头通过相合约束置于真空灭弧室中，并将真空灭弧室中的动静触头通过接触约束接合在一起；/n将真空灭弧室中动触头和触臂通过接触约束连在一起；/n将触臂上的动触头和静触头通过约束接合并让静触头盒不接触的套在静触头外，使静触头的末端在静触头盒的开槽位置处；/n将A、B、C相的主母排分别通过接触约束与静触头盒中的静触头接合起来；/n将母排室中的A、B、C相的分支母排通过接触约束分别与主母排连接在一起；/n将母排室中的A、B、C相的绝缘子通过接触约束分别与各相分支母排母排连接在一起；/n将散热风机通过接触约束与柜体接合在一起；/nS3、在仿真软件ANSYS Workbench中选择Electric模块，将CATIA中搭建好的后缀名为.stp的高压开关柜三维模型导入至该模块中，对柜体及隔板赋予镀锌钢板材料，对绝缘子、手推车赋予环氧树脂材料，对其余部分赋予铜质材料；/nS4、在仿真软件ANSYS Workbench中mesh模块中选择电磁场网格作为其网格类型并选择Generate Mesh对该模型进行网格划分；/nS5、在ANSYS Work...

【技术特征摘要】
1.一种高压开关柜过热故障的温度场获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据设计图纸确定开关柜中各部件的尺寸大小，在建模软件CATIA的零件设计板块中搭建各部件的三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件，具体步骤为：
根据开关柜柜体的长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件1；
根据手推车的长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件2；
根据断路器真空灭弧室的半径、高度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件3；
根据静触头盒的半径、高度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件4；
根据动触头的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件5；
根据静触头的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件6；
根据架空进线室与断路器室间竖直隔板的长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件7；
根据断路器室隔板长、宽、高搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件8；
根据母排室与架空进线室间隔板的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件9；
根据母排室中A相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件10；
根据母排室中B相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件11；
根据母排室中C相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件12；
根据母排室中A相分支母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件13；
根据母排室中B相分支母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件14；
根据母排室中C相分支母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件15；
根据架空进线室中A相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件16；
根据架空进线室中B相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件17；
根据架空进线室中C相母排的长度、宽度、厚度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件18；
根据断路器真空灭弧室中A相触头的半径搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件19；
根据断路器真空灭弧室中B相触头的半径搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件20；
根据断路器真空灭弧室中C相触头的半径搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件21；
根据散热风机的半径、高度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件22；
根据绝缘子的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件23；
根据触臂的半径、长度搭建三维模型，并将其保存为后缀名为.CATPart的文件24；
S2、根据设计图纸确定各部件在开关柜中的相对位置，将步骤S1中保存好的后缀名为.CATPart的文件导入CATIA的装配设计板块中，将各部件连接组合，将连接好的开关柜整体模型保存为后缀名为.stp的文件，各部件连接组合具体为：
选择柜体作为基准，将竖直隔板、断路器室隔板、母排室隔板放入柜体中，将手推车放置在断路器室隔板上，并在手推车上将A、B、C相的真空灭弧室以等间距的方式放置在手推车上，并和手推车通过接触约束连在一起；
将真空灭弧室的动静触头通过相合约束置于真空灭弧室中，并将真空灭弧室中的动静触头通过接触约束接合在一起；
将真空灭弧室中动触头和触臂通过接触约束连在一起；
将触臂上的动触头和静触头...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玘，谭智毅，林圣，
申请(专利权)人：成都国佳电气工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51