[发明专利]气体绝缘金属封闭开关设备处理方法及设备

说明书

一种基于蚁群算法的气体绝缘金属封闭开关设备处理方法及气体绝缘金属封闭开关设备，方法包括如下步骤：选取气体绝缘金属封闭开关设备中温度场优化变量、电场优化变量和受力优化变量，对各优化变量进行非线性拟合，初始化蚁群优化过程中用到的参量，将各个蚂蚁随机地置于函数中的不同位置，对每个蚂蚁按照转移概率计算公式计算下一个可行解的方式，计算各个蚂蚁所在位置的信息素含量，根据信息素迭代公式对各个位置是的信息素浓度进行更新，若达到最大迭代次数，则终止计算输出最优解；否则返回，直到得到最优解。

技术领域

本发明涉及开关设备技术领域，特别是一种基于蚁群算法的气体绝缘金属封闭开关设备处理方法及气体绝缘金属封闭开关设备。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备GIS(Gas Insulated Switchgear)是将断路器、隔离开关、接地开关、母线、互感器、避雷器等主要元件装入密封的金属壳体内，其间充以绝缘气体作为绝缘和灭弧介质。传统的GIS设备主要以SF6作为绝缘和灭弧介质，而SF6具有很长的大气寿命以及很强的红外射线吸附能力，故具有极高的GWP(温室效应系数)，约为CO2的23900倍，是导致全球气候变暖的重要因素之一，因此本发明使用环保型气体作为绝缘气体。

但使用环保型气体时也存在几个问题：(1)GIS中环保型气体在工作温度下的饱和蒸气压较低，因此必须和饱和蒸气压高的气体混合使用，这就要考虑到两种或三种不同气体的混合比例问题，而混合比例的不同与气压高低的变化都会影响到GIS内部的温度场；(2)环保型气体在GIS中用于绝缘，而绝缘性能的好坏程度取决于内部电场分布的均匀程度，这就要求对内部的结构进行优化设计；(3)传统设备中SF6气体的压力为0.5MPa，而环保型GIS中气体压力在0.7-0.8MPa，并且在(2)的基础上对结构进行的修改之后，整个结构的受力也会随之改变。

针对上述的问题，本发明使用蚁群算法进行优化设计。蚁群算法是一种模拟生物活动的智能算法，运作机理来源于现实世界在蚂蚁的真实行为，蚂蚁在搜索食物的过程中，能在其走过的路径上释放一种信息素，所释放信息素的量和其所走路径的长度成反比，即蚂蚁走的路径越短，留在路径上的信息素就越多；反之，蚂蚁走过的路径越长，所留信息素就会越少。这些信息素对其它蚂蚁还有该蚂蚁本身以后选择路径的时候都有一定的指导作用，一般地说，蚂蚁总是倾向于选择信息素浓度更高的路径运动。故当某一条路径上经过的蚂蚁数目越多时，该路径上所有蚂蚁留下的信息素浓度就会很大，后来的蚂蚁选择这条路径的概率就会越大，随着越来越多的蚂蚁选择该路径，该路径的信息素的强度就会逐步被增加。蚂蚁有时不一定沿信息传递物质量高的路径上走，也可能搜索其它的路径，如果搜索到更短的路径后，蚂蚁又会往更短的路径上靠拢。最终，多数蚂蚁在最短路径上工作。蚁群算法利用虚拟的蚂蚁个体通过正反馈机制以及概率多样性得出经过这n个城市节点的最短路径长度。蚁群算法能够优化气体绝缘金属封闭开关设备。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于蚁群算法的气体绝缘金属封闭开关设备处理方法及气体绝缘金属封闭开关设备，该方法对气体绝缘金属封闭开关设备内部的电场、温度场、受力情况进行优化设计，从而提高气体绝缘金属封闭开关设备的各项性能指标。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一个方面，一种基于蚁群算法的气体绝缘金属封闭开关设备处理方法包括如下步骤，