[发明专利]一种GIS隔离开关、温度测算方法及装置

说明书

本发明涉及一种GIS隔离开关、温度测算方法及装置，本发明的方法采用等效热回路法对隔离开关建立等效热回路模型，等效热回路法是基于热路与电路的相似性，与电阻类似用热量在传输路径上的阻碍等效热量在传输路径上的衰减，热流量替代电流的一种热分析方法，采用求解电路的相关方法求解热回路。本方法具有理论基础简单、计算速度快、易于建模、参数关系明显且准确性高的特点。

技术领域

本发明涉及一种GIS隔离开关、温度测算方法及装置，属于高压或大电流开关技术领域。

背景技术

目前,随着高电压技术的不断进步，GIS产品向高电压、大容量、小型化、智能化方向发展。而发热是电器设备工作可靠和确定结构尺寸的关键问题之一。

在长期运行中，隔离开关自身温度上升到一定极限值时，不仅会降低其载流能力，而且还会加速绝缘老化，甚至破坏绝缘，影响设备的使用寿命和运行中的安全性、可靠性。因此预测隔离开关的发热，具有重要意义。

目前，进行隔离开关温升计算的主要方法为ansys有限元仿真解析法。ansys有限元解析法能够对任何复杂结构模型进行解析计算，且计算结果与实验结果一致性较高，但是这种方法对建模要求较严苛，对电脑配置要求高，计算过程复杂，耗时较长，且要求设计人员具备一定的有限元知识。

发明内容

本发明的目的是提供一种GIS隔离开关、温度测算方法及装置，用以解决现有隔离开关温度计算方法的建模及计算复杂、耗时的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

本发明的一种GIS隔离开关温度测算方法，包括如下步骤：

建立隔离开关的等效热回路节点连接模型：根据GIS隔离开关中各个零部件的区域状态特点，在GIS隔离开关结构上划分节点，所述节点包括固体区域节点和流体区域节点，各个节点之间使用等效热阻连接；

根据GIS隔离开关中各个零部件的导体电阻和接触电阻，得到各个导体电阻和接触电阻的发热量，并将各个导体电阻和接触电阻的发热量分配到对应的节点上，得到各个节点的发热量；

根据固体区域节点与固体区域节点之间的热传导特性、以及固体区域节点与流体区域节点之间的热传导特性，确定各个节点之间的等效热阻；

根据各个节点的发热量和各个节点之间的等效热阻，建立各个节点的热平衡方程，求解各个节点的热平衡方程，得到各个节点的温度值。

本方案对于GIS隔离开关的温度测算采用了等效热回路法，等效热回路法是基于热路与电路的相似性，用热阻等效电阻，热流量等效电能的一种热分析方法，采用求解电路的相关方法求解热回路。本法方案采用等效热回路法计算GIS隔离开关各部件的温度具有理论基础简单、计算速度快、易于建模、参数关系明显且准确性高的特点。

进一步的，得到各个节点的温度值后，还包括根据各个节点的温度值得到各个节点的温升值的步骤：获取各个节点的初始温度值，将得到的各个节点的温度值与各个节点的初始温度值作差，得到各个节点的温升值。

本方案进一步求出隔离开关各个节点的温升值，可以据此预测隔离开关各部分的发热情况，对隔离开关的运维及研发提供数据，具有很大意义。

进一步的，所述固体区域节点包括：导体节点、触指节点和壳体节点；所述流体区域节点包括SF₆气室节点、GIS所处的大气环境节点。

本发明的一种GIS隔离开关温度测算装置，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行储存在存储器中的指令以实现如下方法：

建立隔离开关的等效热回路节点连接模型：根据GIS隔离开关中各个零部件的区域状态特点，在GIS隔离开关结构上划分节点，所述节点包括固体区域节点和流体区域节点，各个节点之间使用等效热阻连接；