[发明专利]高压开关设备过热缺陷的温度特征曲线获取方法及系统

说明书

本发明提供一种高压开关设备过热缺陷的温度特征曲线获取方法，通过获取高压开关设备关键位置温度与温度梯度特征向量，并通过人工智能算法建立温度及其梯度特征向量与影响因素向量之间的关系，实现开关设备在多影响因素条件下，正常与过热缺陷时的温度及其梯度特征向量的获取，可为有针对性的过热缺陷原因快速定位与准确诊断提供必要数据基础。

技术领域

本发明涉及高电压技术领域，特别是涉及一种高压开关设备过热缺陷的温度特征曲线获取方法及系统。

背景技术

高压开关设备是在电力系统中起到保护与控制作用的重要设备。在开关设备的运行阶段，设备可能发生通流回路局部过热，导致导体熔化，进而造成绝缘失效，发生放电故障。因此，实现过热缺陷的预警及原因定位对提高电网运行可靠性，避免非计划停电具有重要意义。

引起设备通流回路过热缺陷的原因可能是触头触指磨损、插接对称性不良、压接面氧化等。不同原因导致的开关设备过热缺陷具有不同的温升特征，利用这一特点可实现缺陷部位和原因的快速定位。目前，通常采取温度在线监测或带电检测的方式获取开关设备不同位置的温度或整体温度分布图像。然而，开关设备种类型号繁多，缺陷原因各不相同，仅获取特定位置温度或整体红外图像，难以实现过热缺陷原因和位置的快速、准确定位。因此，建立同一厂家、同一型号、不同原因的设备过热缺陷所对应的特征温升曲线及温度分布，并实现过热缺陷原因的智能诊断对设备运维检修具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种高压开关设备过热缺陷的温度特征曲线获取方法及系统，通过人工智能算法建立温度及其梯度特征向量与影响因素向量之间的关系，实现开关设备在多影响因素条件下，正常与过热缺陷时的温度及其梯度特征向量的获取，可为有针对性的过热缺陷原因快速定位与准确诊断提供必要数据基础。

本发明一个实施例提供一种高压开关设备过热缺陷的温度特征曲线获取方法，包括：

根据高压设备零部件建立开关设备的几何模型；其中，所述高压设备零部件为与导体升温有直接关联的部件；

设置缺陷标识规则并初始化缺陷标识符和影响因素向量；

根据所述高压设备零部件，设置相对介电常数、磁导率、电导率、电源角频率、热导率、热容、辐射系数、对流换热系数；

建立电磁传热流体多物理场耦合仿真模型，并初始化所述电磁传热流体多物理场耦合仿真模型初始环境条件；

对所述几何模型进行网格剖分，使得所述导体的内表面网格尺寸应小于等于趋肤深度；

采用有限元方法获取不同影响因素向量下的高压设备的温度和温度梯度特征向量，并采用神经网络方法建立温度分布特征向量及设备缺陷温升特征向量库。

进一步地，所述设置缺陷标识规则包括：

设置设备状态为正常时，缺陷标识符为0，

设置设备状态为触头插接不良时，缺陷标识符为1，

设置设备状态为触指氧化层磨损时，缺陷标识符为2，

设置设备状态为压接面压力不足时，缺陷标识符为3。

进一步地，所述建立电磁传热流体多物理场耦合仿真模型，包括：

对于电磁场，应用磁场度规修复，即在求解域应用式(1)；

对于热场边界，不同材料之间考虑换热过程，由式(2)控制；

固体材料表面考虑热辐射过程，由式(3)控制，求解域边界设定为环境温度T₀；

对于流场，求解域边界设定为自然对流边界；