[發明專利]基于虛擬樣機技術的中壓真空滅弧室內部溫度場的真空滅弧室仿真方法及裝置

有效

• 申請號: 201310611486.8
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103605855A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 孫巍;張大為;孫晨;張洪達
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;黑龍江省電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術領域

本發明涉及一種仿真方法及裝置，特別涉及一種基于虛擬樣機技術的中壓真空滅弧室內部溫度場的真空滅弧室仿真方法及裝置。

背景技術

虛擬樣機技術的優越性：隨著經濟貿易發展的全球化，縮短產品的開發周期、提高產品的質量、降低產品的成本、提高對市場反應的靈活性等方面已經是在激烈的市場競爭中取得勝利的必要條件。但是，傳統中壓斷路器設計的步驟是：首先，對市場進行調研，從而確定初步的設計方案；然后，根據簡單的經驗公式完成產品的設計，并進行相關計算；最后，制作樣機，并且進行試驗驗證，進而確定最終的設計方案。但是這種設計往往不能一次性達到產品最終的要求，當在驗證實驗中發現設計的缺陷時，設計者就必須要重新修改設計，并且制作新的樣機。通過反復制作樣機和實驗驗證，設計才能最終達到產品的要求，但是這個設計可能不是最佳的。所以，傳統的設計方法存在著設計周期長、設計成本高，對市場反應不靈活等缺點。

虛擬樣機技術是一種以分析解決產品的性能和實現優化設計為目標的高新技術，它完美的克服了傳統設計方法的種種弊端。依靠這一高新技術，設計人員可以首先利用三維圖形技術在計算機中制作設計對象的三維虛擬樣機，然后利用可視化仿真軟件完成虛擬樣機的各種物理性能的仿真分析，甚至可以在虛擬環境中進行在現實環境中難以或者根本無法進行的試驗，快速分析各設計方案的優劣，最終獲得最佳的設計方案。而且，這種技術可以將設計人員的想象與經驗融合在設計中，給設計人員提供了極大的發揮空間。虛擬樣機技術由于具有開發周期短、設計質量和設計效率高、對市場反應靈活等優勢，所以被廣泛地應用到了新產品的研發設計之中。

真空斷路器工作時，斷路器的導體中通過電流從而產生熱量。產生的焦耳熱能一部分會散失在周圍介質中，而另一部分將會對真空斷路器進行加熱，導致其溫度升高，嚴重時會致使觸頭熔焊。一般來說，看似光滑的觸頭表面其實是凹凸不平的，動、靜觸頭只在個別突出的點發生真正的接觸，這些接觸點被稱之為導電斑點。當電流流過觸頭的接觸處時，電流線發生收縮，引起導電斑點附近電流路徑的增長，有效導電界面減小，從而產生了接觸電阻。對于一般工程應用而言，通常假定動、靜觸頭之間只有一個導電斑點，或者全部的導電斑點在動、靜觸頭之間的中心位置形成一個大的導電斑點。

目前的真空滅弧室內部溫度場的仿真方法都是在仿真軟件中建立模型，一旦由于設計需要而研究滅弧室的某些參數（如導電橋的半徑和高度）對滅弧室內部溫度場分布的影響，從而需要連續更改仿真模型參數，就只能不斷重新建立模型，以至于延長了滅弧室的設計周期的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前的真空滅弧室內部溫度場的仿真方法采用在仿真軟件中建立模型，一旦由于設計需要而研究滅弧室的某些參數對滅弧室內部溫度場分布的影響，從而需要連續更改仿真模型參數，就只能不斷重新建立模型，以至于延長了滅弧室的設計周期的問題，本發明提供一種基于虛擬樣機技術的中壓真空滅弧室內部溫度場的真空滅弧室仿真方法及裝置。

本發明的基于虛擬樣機技術的中壓真空滅弧室內部溫度場的真空滅弧室仿真方法，

它包括如下步驟：

用于運用Pro/Engineer軟件建立待仿真的真空滅弧室的模型的步驟；

所述真空滅弧室的模型包括真空滅弧室整體結構的模型、真空滅弧室靜端組件模型、真空滅弧室動端組件模型、真空滅弧室屏蔽罩模型、母排模型、散熱器模型、套接模型和導電橋模型；所述導電橋模型為用于模擬觸頭之間的電流收縮與焦耳發熱的模型；

用于采用Pro/Engineer軟件和VC++6.0開發軟件建立真空滅弧室模型的內部溫度場的仿真分析的虛擬樣機的步驟，

用于將待仿真的真空滅弧室的結構設置參數同時導入到所述虛擬樣機中，進行真空滅弧室內部溫度場的仿真計算，得到真空滅弧室內部溫度場的仿真分布結果的步驟；

用于改變虛擬樣機中待仿真的真空滅弧室的導電橋的半徑和高度，結合獲得的相應的真空滅弧室內部的溫度場分布，確定待仿真的真空滅弧室的最優結構設置參數的步驟。

基于虛擬樣機技術的中壓真空滅弧室內部溫度場的真空滅弧室仿真裝置，用于運用Pro/Engineer軟件建立待仿真的真空滅弧室的模型的裝置；

所述真空滅弧室的模型包括真空滅弧室整體結構的模型、真空滅弧室靜端組件模型、真空滅弧室動端組件模型和真空滅弧室屏蔽罩模型、母排模型、散熱器模型、套接模型和導電橋模型；

用于采用Pro/Engineer軟件和VC++6.0開發軟件建立真空滅弧室模型的內部溫度場的仿真分析的虛擬樣機的裝置，