[發(fā)明專利]一種高壓開關柜過熱故障的溫度場獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110424431.0
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113076572B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 王玘;譚智毅;林圣
• 申請（專利權）人: 成都國佳電氣工程有限公司
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06F30/23;G06F119/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

1.一種高壓開關柜過熱故障的溫度場獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據(jù)設計圖紙確定開關柜中各部件的尺寸大小，在建模軟件CATIA的零件設計板塊中搭建各部件的三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件，具體步驟為：

根據(jù)開關柜柜體的長、寬、高搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件1；

根據(jù)手推車的長、寬、高搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件2；

根據(jù)斷路器真空滅弧室的半徑、高度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件3；

根據(jù)靜觸頭盒的半徑、高度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件4；

根據(jù)動觸頭的半徑、長度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件5；

根據(jù)靜觸頭的半徑、長度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件6；

根據(jù)架空進線室與斷路器室間豎直隔板的長、寬、高搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件7；

根據(jù)斷路器室隔板長、寬、高搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件8；

根據(jù)母排室與架空進線室間隔板的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件9；

根據(jù)母排室中A相母排的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件10；

根據(jù)母排室中B相母排的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件11；

根據(jù)母排室中C相母排的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件12；

根據(jù)母排室中A相分支母排的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件13；

根據(jù)母排室中B相分支母排的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件14；

根據(jù)母排室中C相分支母排的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件15；

根據(jù)架空進線室中A相母排的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件16；

根據(jù)架空進線室中B相母排的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件17；

根據(jù)架空進線室中C相母排的長度、寬度、厚度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件18；

根據(jù)斷路器真空滅弧室中A相觸頭的半徑搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件19；

根據(jù)斷路器真空滅弧室中B相觸頭的半徑搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件20；

根據(jù)斷路器真空滅弧室中C相觸頭的半徑搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件21；

根據(jù)散熱風機的半徑、高度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件22；

根據(jù)絕緣子的半徑、長度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件23；

根據(jù)觸臂的半徑、長度搭建三維模型，并將其保存為后綴名為.CATPart的文件24；

S2、根據(jù)設計圖紙確定各部件在開關柜中的相對位置，將步驟S1中保存好的后綴名為.CATPart的文件導入CATIA的裝配設計板塊中，將各部件連接組合，將連接好的開關柜整體模型保存為后綴名為.stp的文件，各部件連接組合具體為：

選擇柜體作為基準，將豎直隔板、斷路器室隔板、母排室隔板放入柜體中，將手推車放置在斷路器室隔板上，并在手推車上將A、B、C相的真空滅弧室以等間距的方式放置在手推車上，并和手推車通過接觸約束連在一起；

將真空滅弧室的動靜觸頭通過相合約束置于真空滅弧室中，并將真空滅弧室中的動靜觸頭通過接觸約束接合在一起；

將真空滅弧室中動觸頭和觸臂通過接觸約束連在一起；

將觸臂上的動觸頭和靜觸頭通過約束接合并讓靜觸頭盒不接觸的套在靜觸頭外，使靜觸頭的末端在靜觸頭盒的開槽位置處；

將A、B、C相的主母排分別通過接觸約束與靜觸頭盒中的靜觸頭接合起來；

將母排室中的A、B、C相的分支母排通過接觸約束分別與主母排連接在一起；

將母排室中的A、B、C相的絕緣子通過接觸約束分別與各相分支母排母排連接在一起；

將散熱風機通過接觸約束與柜體接合在一起；

S3、在仿真軟件ANSYS?Workbench中選擇Electric模塊，將CATIA中搭建好的后綴名為.stp的高壓開關柜三維模型導入至該模塊中，對柜體及隔板賦予鍍鋅鋼板材料，對絕緣子、手推車賦予環(huán)氧樹脂材料，對其余部分賦予銅質材料；

S4、在仿真軟件ANSYS?Workbench中mesh模塊中選擇電磁場網(wǎng)格作為其網(wǎng)格類型并選擇Generate?Mesh對該模型進行網(wǎng)格劃分；

S5、在ANSYS?Workbench中的Electric模塊中對開關柜架空母排進線位置處施加1.1倍的額定電流，且在母排室中并柜母排的出口處施加零電位作為邊界條件，在Solution中添加Electric?Voltage作為輸出量進行仿真求解；

S6、在ANSYS?Workbench中選用Steady-State?Thermal模塊，將Electric的輸出作為Steady-State?Thermal模塊的輸入將兩者關聯(lián)起來，并在Steady-State?Thermal模塊中選擇對流換熱作為邊界條件；

其中，對流換熱條件在各部件的外表面施加，在架空進線室上部對流換熱系數(shù)大小1×10^-6～2.5×10^-6的范圍內、架空進線室下部對流換熱系數(shù)大小2.8×10^-6～3.5×10^-6的范圍內、母排室對流換熱系數(shù)大小4×10^-6～8×10^-6的范圍內、手車斷路器室對流換熱系數(shù)大小1×10^-5～1.5×10^-5的范圍內設置單風機故障參數(shù)；

S7、在Solution中添加全局溫度作為輸出量進行求解，得到開關柜單風機故障運行狀態(tài)下的溫度場；

S8、在架空進線室上部對流換熱系數(shù)大小1×10^-6～2.2×10^-6的范圍內、架空進線室下部對流換熱系數(shù)大小2.3×10^-6～2.8×10^-6的范圍內、母排室對流換熱系數(shù)大小2.8×10^-6～3.2×10^-6的范圍內、手車斷路器室對流換熱系數(shù)大小2.5×10^-6～2.8×10^-6的范圍內設置三風機故障參數(shù)，得到開關柜三風機故障運行狀態(tài)下的溫度場；

S9、在架空進線室上部對流換熱系數(shù)大小1×10^-6～2.5×10^-6的范圍內、架空進線室下部對流換熱系數(shù)大小3×10^-6～5×10^-6的范圍內、母排室對流換熱系數(shù)大小1.2×10^-5～1.8×10^-5的范圍內、手車斷路器室對流換熱系數(shù)大小2×10^-5～3.2×10^-5的范圍內、手車斷路器室觸頭處ΔP大小400W～600W范圍內設置手車斷路器室觸頭處接觸電阻增大引起的過熱故障參數(shù)，得到開關柜該故障運行狀態(tài)下的溫度場；

S10、在架空進線室上部對流換熱系數(shù)大小1×10^-6～2.5×10^-6的范圍內、架空進線室下部對流換熱系數(shù)大小3×10^-6～5×10^-6的范圍內、母排室對流換熱系數(shù)大小1.2×10^-5～1.8×10^-5的范圍內、手車斷路器室對流換熱系數(shù)大小2×10^-5～3.2×10^-5的范圍內、母排室觸頭處ΔP大小250W～350W范圍內設置手車斷路器室觸頭處接觸電阻增大引起的過熱故障參數(shù)，得到開關柜該故障運行狀態(tài)下的溫度場；

S11、在架空進線室上部對流換熱系數(shù)大小1×10^-6～2.5×10^-6的范圍內、架空進線室下部對流換熱系數(shù)大小3×10^-6～5×10^-6的范圍內、母排室對流換熱系數(shù)大小1.2×10^-5～1.8×10^-5的范圍內、手車斷路器室對流換熱系數(shù)大小2×10^-5～3.2×10^-5的范圍內、架空進線觸頭處ΔP大小250W～350W范圍內設置手車斷路器室觸頭處接觸電阻增大引起的過熱故障參數(shù)，得到開關柜該故障運行狀態(tài)下的溫度場。