(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210855141.6 (22)申请日 2022.07.19 (71)申请人 贵州电网有限责任公司 地址 550002 贵州省贵阳市南明区滨河路 17号 (72)发明人 李洵　王杰峰　鲁万坤　陈卿　 袁捷　甘润东　钟掖　龙娜　田钺　 钱俊凤　 (74)专利代理 机构 贵阳中新专利商标事务所 52100 专利代理师 商小川 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种隔离开关触 头发热模型构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种隔离开关触头发热模型 构建方法， 包括： 步骤1、 获取隔离开关建模需要 的参数； 步骤2： 建立隔离开关触头温度数值计算 模型， 根据拉普拉斯变换原理对建立的模型进行 化简求解； 步骤3： 考虑环境温度影响， 增加环境 温度修正系数， 建立隔离开关触头发热数字孪生 模型； 步骤4： 将孪生温度数据与实际隔离开 关温 度数据库对比分析， 基于相似度原理增加气象补 偿， 实现对隔离开关触头温度变化情况的映射， 评估隔离开 关整体运行安全状态； 解决了现有技 术的隔离开关触头发热模型预测温度变化预测 误差较大等技术问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115221708 A 2022.10.21 CN 115221708 A 1.一种隔离开关触头发热模型构建方法， 其特 征在于： 所述方法包括： 步骤1、 获取隔离开关 建模需要的参数； 步骤2： 建立隔离开关触头温度数值计算模型， 根据拉普拉斯变换原 理对建立的模型进 行化简求 解； 步骤3： 考虑环境温度影响， 增加环境温度修正系数， 建立隔离开关触头发热数字孪生 模型； 步骤4： 将孪生温度 数据与实际隔离开关温度 数据库对比分析， 基于相似度原 理增加气 象补偿， 实现对隔离开关触头温度变化情况的映射， 评估隔离开关整体运行安全状态。 2.根据权利要求1所述的一种隔离开关触头发热模型构建方法， 其特征在于： 步骤1所 述获取隔离开关建模需要的参数 的方法包括： 确定隔离开关型号， 并根据说明书和相关资 料获取散热系数、 导电板的横截面周长、 导电板的横截面面积、 导热系数、 接触电阻、 比热 容、 密度、 环 境温度、 气象条件、 电流、 运行时间和计算位置； 所述气象条件包括温度、 天气及 月份。 3.根据权利要求1所述的一种隔离开关触头发热模型构建方法， 其特征在于： 建立隔离 开关触头温度数值计算模型的方法包括： 隔离开关触头生热散热的过程是一个有时变内热 源非稳态传热的过程， 利用能量守恒方程将该 过程描述 为： 式中： θ表示温升； λ表示沿着隔离开关触头方向的导热系 数； cp表 示触头材料的比热容； γ表示触头材料的密度； KT表示散热系数； p表示导电板的横截面周 长； A表示导电板的横截面面积； qv表示导体 内热源； qs表示接触电阻产生的内热源的一半； Ri表示导体内电阻； Rc表示接触电阻。 4.根据权利要求3所述的一种隔离开关触头发热模型构建方法， 其特征在于： 温升θ是 关于x,t的函数， 将θ 的拉氏变换记为 对式(1)进行拉普拉斯变换， 根据微分方程通解 公式和边界条件求解方程， 最终利用拉普拉斯逆变换求得温升温升θ是关于时间和计算位 置x,t的关系式为： 式中: erfc是余 误差函数。 5.根据权利要求1所述的一种隔离开关触头发热模型构建方法， 其特征在于： 环境温度权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115221708 A 2修正系数关系式为： s＝T/T0， T表示隔离开关运行环境温度； T0表示隔离开关标准工作温度。 6.根据权利要求5所述的一种隔离开关触头发热模型构建方法， 其特征在于： 隔离开关 触头发热 数字孪生模型为： 式中： θ0表示环境温度； f表示隔离开关温度。 7.根据权利要求1所述的一种隔离开关触头发热模型构建方法， 其特征在于： 步骤4所 述将孪生温度数据与实际隔离开关温度数据库对比分析， 基于相似度原理增加气象补偿， 实现对隔离开关触头温度变化情况的映射的方法包括： 步骤4.1、 对温度、 天气及月份进行量化构建气象数据特征向量， 气象数据特征向量由 温度、 天气及月份三个元 素构成； 步骤4.2、 搜索历史数据库中与 此时用于温度预测的气象数据最接近的气象数据， 该过 程描述为： 式中:J∈[0,J*]， J*为最大修正量； V1,V2,V3表示温度、 天气及月份三个元素； σx表示三 个元素分别 对应的系数， 且σ1+σ2+σ3＝1； dij表示样本到历史数据库中数据与此时温度预测 的气象数据之间的欧式距离； 步骤4.3、 读取历史温度值， 求取实际预测值和历史温度值之间的差值， 对预测值进行 加权补偿， 从而得到隔离开关触头发热数字孪生体最终预测值， 实现对隔离开关实际运行 状态更为精确的映射。 8.根据权利要求1所述的一种隔离开关触头发热模型构建方法， 其特征在于： 对 隔离开 关实际运行状态更为精确的映射计算公式为： 式中:f1表示模型初始预测温度； f0表示历史温度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115221708 A 3