考虑背景流体影响下的GIS击穿放电超声波数值模拟方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑背景流体影响下的GIS击穿放电超声波数值模拟方法，该方法包括：步骤1：根据已有的GIS实物模型建立其相对应的数值物理模型；步骤2：进行电

【技术实现步骤摘要】
考虑背景流体影响下的GIS击穿放电超声波数值模拟方法


[0001]本专利技术涉及GIS击穿放电超声波数值模拟领域，尤其是涉及一种考虑背景流体影响下的GIS击穿放电超声波数值模拟方法。

技术介绍

[0002]气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)是电力系统中的一种重要设备。因为其具有安全性高、占地面积小等特点而被广泛应用于输变电工程领域。但是GIS为一种全封闭式结构，设备内部如果出现了缺陷，不容易进行排查。因此，在GIS设备投运前一般会进行耐压击穿试验，通过检测击穿放电信号来排除可能存在的缺陷。目前，通过在外壳上布置压电式超声传感器检测击穿放电时产生的超声波信号来定位缺陷位置是一种常用的方式，但是因为超声波信号在GIS内衰减的幅度较大，传感器通常只能检测到微弱的信号，若传感器距离击穿放电点较远甚至无法检测到放电信号。因此，近年来开始有学者通过数值方法来模拟GIS产生放电后，超声波在GIS内的传播过程以及研究声波信号在传播中的衰减特性等，以此来优化超声传感器的布置位置，提高检测精度。
[0003]目前，通过数值方法对超声波传播过程进行仿真的研究本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑背景流体影响下的GIS击穿放电超声波数值模拟方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：根据已有的GIS实物模型建立其相对应的数值物理模型，考虑实际工况中存在的多物理场影响因素，将SF6气体物性参数设置为随温度或压力变化的函数，确保电
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流多物理场耦合计算结果的精度；步骤2：进行电
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流多物理场耦合仿真计算，获得稳态时GIS内SF6气体的温度分布结果、压力分布结果和流速分布结果；步骤3：通过弱形式的偏微分方程，将CFD计算网格下的温度、压力和流速分布结果映射至声场网格；步骤4：根据参数设置时SF6气体的密度随温度和压力变化的函数，最终获得SF6气体密度、压力和流速随空间变化的线性欧拉方程；步骤5：通过在声场网格中求解气体密度、压力和流速随空间变化的线性欧拉方程获得背景流体影响下的声压瞬时分布结果。2.根据权利要求1所述的一种考虑背景流体影响下的GIS击穿放电超声波数值模拟方法，其特征在于，所述的步骤1中的考虑实际工况中存在的多物理场影响因素，具体包括：实际工况中存在由交流电引起的电磁感应，电流集中于导体与壳体表面的集肤效应，SF6气体在重力和温差作用下的自然对流，导体与壳体之间存在的辐射换热。3.根据权利要求1所述的一种考虑背景流体影响下的GIS击穿放电超声波数值模拟方法，其特征在于，所述的步骤1中的需要设置多场耦合的物理场，并对网格进行严格的考核，确保电
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流多物理场耦合计算结果的精度。4.根据权利要求1所述的一种考虑背景流体影响下的GIS击穿放电超声波数值模拟方法，其特征在于，所述的步骤1中的SF6气体物性参数包括密度和定压热容。5.根据权利要求1所述的一种考虑背景流体影响下的GIS击穿放电超声波数值模拟方法，其特征在于，所述的步骤3中，将研究n的电
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磁
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热
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流多物理场耦合计算的结果映射至声场网格的弱表达式为：其中P0表示压强，U0和V0分别表示声场网格下流速在X方向和Y方向上的分量，T0表示声场网格下的温度，withsol('soln',spf.pA[1/Pa]表示调用研究n的解的流场压力；'soln'...

【专利技术属性】
技术研发人员：司文荣，朱炯，姚维强，关宏，傅晨钊，胡海敏，倪鹤立，胡正勇，杨剑，
申请(专利权)人：华东电力试验研究院有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：