[发明专利]一种GIL三支柱绝缘子及金属焊点松动故障仿真检测方法

摘要

本发明公开了一种GIL三支柱绝缘子及金属焊点松动故障仿真检测方法，属于电气设备的仿真检测技术领域。本方法通过对模态分析、三支柱绝缘子损坏故障仿真分析以及金属壳体焊点松动故障进行仿真分析，以模拟GIL三支柱绝缘子和金属焊点松动故障时，振动波形情况，这两种故障也是目前GIL设备最容易出现的故障。本发明对于GIL结构的仿真计算具有较高的准确性，对于故障状态的GIL模型的计算结果也具有相当的有效性，进而可以为电力网络的运行安全提供重要的保障。

主权项

1.一种GIL三支柱绝缘子及金属焊点松动故障仿真检测方法，其特征在于，所述方法包括模态分析、三支柱绝缘子损坏故障仿真分析以及金属壳体焊点松动故障仿真分析；其中，所述模态分析包括GIL结构的模态分析以及固有模态分析；GIL结构的模态分析的过程包括：构建GIL仿真结构模型，将GIL仿真结构模型文件导入ANSYS软件，对GIL仿真结构模型进行网格划分，每个单元选取若干个的中间节点；在GIL仿真结构模型的金属外壳和管型导体的端面施加对称约束；所述GIL仿真结构模型包括三支柱绝缘子实体模型和GIL整体模型，该GIL实体模型为单根管道的一段设备间隔，包含若干个三支柱绝缘子，中心导杆和金属外壳；固有模态分析的过程包括：计算GIL仿真结构模型n阶数的固有频率值，n为自然整数；使用ANSYS模态分析，导出GIL仿真结构模型振动的振型云图，通过观察振型云图得出GIL仿真结构模型在不同频率下的振动趋势和相对的振动幅度关系；所述三支柱绝缘子损坏故障仿真分析的过程包括：建立两个GIL仿真结构模型进行对比分析，两个模型的结构参数和材料参数均进行相同设置，仅对其中一个GIL仿真结构模型位于GIL结构中间部位的三支柱绝缘子进行损坏情况的模拟；GIL仿真结构模型搭建完成后，对GIL整体模型进行拓扑结构的优化，将GIL仿真结构模型仿真模型进行网格划分前的区域划分；仿真分析后，处理后观察结果；所述金属壳体焊点松动故障仿真分析的过程包括：采用逐步建模的方法，分别建立由金属外壳、中心导杆和三支柱绝缘子构成的正常状态下的GIL整体模型和外部横梁构架，将GIL结构和横梁构架模型进行组合，建立装配体仿真模型；将建立的装配体仿真模型导入ANSYS后，对该装配体仿真模型进行网格划分，并对GIL和横梁构建进行部分固定约束和激励的施加；在有限元软件中通过动态显性求解器进行求解，从result模块中导出数据图谱，提取出GIL金属外壳表面的振动加速度的时域信号；导出GIL金属外壳表面与外部金属横梁构架表面两个表面的接触面积随时间的变化关系曲线和金属外壳表面在各个时刻的应力分布云图。