CN109406004B - 一种开关柜温升分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关柜温升分析方法，所述方法包括，测量开关柜中的发热点，获取测量数据；对发热点的测量数据进行拟合计算；通过拟合计算，得出发热点的温升系数。该分析方法对高压开关柜具有普适性，用户和/或研究人员能够根据本发明分析方法快捷、有效的获取高压开关柜中各个发热点温升系数，进一步提高了对高压开关柜的可控性。

Description

一种开关柜温升分析方法

技术领域

本发明属于电力系统领域，特别涉及一种开关柜温升分析方法。

背景技术

高压开关柜在投入运行后，负荷电流长时间流经其导电回路，因为导电材料电阻的存在，会产生热损耗，同时还有涡流损耗和介质损耗热，从而导致高压开关柜内尤其是导电回路的温度升高。在实际的长期运行中，由于加工工艺、材料质量、断路器动作、导电接触面氧化等原因，高压开关柜内触头、联接部位等处的接触电阻值会不断增大，相应地，这些部位的发热状况会变得更加严重，当超过该部位的散热水平时，热量就会不断地积累，使该部位的温度不断升高。局部温度过高会促进导电材料的氧化过程，使局部电阻值升高加快，从而进入“发热——老化——进一步发热——进一步老化”的恶性循环。当高压开关柜由于过热故障引起停电事故时，除了影响电网公司的供电可靠性和服务水平外，电能质量的波动或中断还会给精密加工或生产企业带来严重的经济损失。从而，现有的研究针对高压开关柜的温升问题已经开展了很多试验和仿真工作，但是由于开关柜内环境的复杂性，尚未有研究总结出开关柜内导电回路的温度分布规律，及主要发热点在负荷电流下的温升规律。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供了一种开关柜温升分析方法，该分析方法通用性强、用户和/或研究人员能够根据本发明快捷、有效的实现对高压开关柜的温升控制。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种开关柜温升分析方法，采用以下技术方案：

一种开关柜温升分析方法，所述分析方法包括，

测量开关柜中的发热点，获取测量数据；

对发热点的测量数据进行拟合计算；

通过拟合计算，得出发热点的温升系数。

进一步，所述分析方法还包括，

根据发热点的温升系数，确定发热点的温升经验公式。

进一步，所述温升经验公式为：

所述发热点的温升系数为温升稳定值τ_s1、温升差值τ_s2、热时间常数T_t，其中，τ_s2为温升稳定值τ_s1与温升初值τ₀的，即

τ_s2＝τ_s1-τ₀ (3-2)。

进一步，所述分析方法还包括获取温升稳定值折算公式，其中，

获取发热点在负荷电流I₁、I₂下的温升稳定值τ₁、τ₂与不同负荷电流I₁、I₂的关系式为：

其中，I₁、I₂为不同的负荷电流；τ₁、τ₂分别为I₁、I₂下对应的温升稳定值，λ为经验值；

将所述关系式(3-3)转化为：

对发热点在负荷电流I₁、I₂下的测量数据进行拟合计算；

通过拟合计算，得出所述发热点的温升稳定值τ₁、τ₂；

根据将所述负荷电流I₁、I₂以及温升稳定值τ₁、τ₂代入公式(3-4)，计算、得出发热点的经验值λ；

计算多个发热点的经验值λ，并将计算得出的所有经验值λ取平均值，得到

确定温升稳定值折算公式：

进一步，所述分析方法还包括获取热时间常数折算公式，其中，

对发热点的测量数据进行拟合计算；

通过拟合计算，获得热时间常数的系数；

根据热时间常数的系数，确定热时间常数折算公式为

T_t＝a₃·I²+a₄·I+a₅ (3-6)

其中，所述a₃，a₄，a₅为热时间常数的系数。

进一步，所述分析方法还包括计算一个或多个发热点之间的温升稳定值的温差值，其中，

对一个或多个发热点的测量数据进行拟合计算；

分别获取一个或多个发热点的温升稳定值；

将一个或多个发热点的温升稳定值进行比较，获取一个或多个发热点之间的温差值。

进一步，所述分析方法至少还包括，

测量开关柜中的发热点，获取测量数据；

将发热点的测量数据通过温升稳定值折算公式(3-5)、热时间常数折算公式(3-6)和温升初值的关系式(3-2)中的任一或组合进行计算；

通过计算，确定温升系数中的热时间常数、温升稳定值或温升差值。

进一步，所述发热点包括断路器触臂后端内侧、断路器触臂后端外侧、梅花触头、静触头、分支排搭接处、上静触头盒出线处或母排搭接处，其中，

所述发热点包括一个或多个同类发热点。

进一步，所述分析方法还包括获取所述同类发热点的平均温升系数与平均温升经验公式，具体包括，

对开关柜中同类发热点的测量数据分别进行拟合计算；

通过拟合计算，分别获取所述同类发热点的温升系数，对获取的同类发热点的相应温升系数取平均值，所述平均值为同类发热点的平均温升系数；

根据发热点的平均温升系数，确定同类发热点的平均温升经验公式。

进一步，所述一个或多个发热点之间的温差值至少包括：

断路器触臂内侧与外侧温差值、断路器外侧与梅花触头温差值、梅花触头与静触头温差值、静触头与分支排搭接处温差值、分支排搭接处与静触头盒出线处温差值、或静触头盒出线处与母排搭接处温差值。

进一步，所述测量数据包括发热点的负荷电流，温升时间、温升值、热时间常数、温升稳定值或温升初值。

本发明的分析方法充分展示了高压开关柜中各个发热点的温升规律、以及各个发热点之间的温差规律等，从而该分析方法对高压开关柜具有普适性，用户和/或研究人员能够根据本发明分析方法快捷、有效的获取高压开关柜中各个发热点温升系数，并获得发热点的温升经验公式、温升稳定值折算公式、热时间常数折算公式或各个发热点的温差值规律，并能够通过温升经验公式、温升稳定值折算公式、热时间常数折算公式或各个发热点的温差规律中一个或组合预测发热点的温升数据，从而能够更好的实现对高压开关柜的监测，增强了对高压开关柜的可控性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例中的一种温升分析方法流程示意图；

图2示出了本发明实施例中一种在MATLAB中对发热点B相上梅花触头在负荷电流为4400A下的拟合计算示意图；

图3示出了本发明实施例中一种在MATLAB中对发热点B相上梅花触头在负荷电流为3150A下的拟合计算示意图；

图4示出了本发明实施例中一种在MATLAB中对热时间常数进行拟合计算的示意图；

图5示出了本发明实施例中多个发热点的测量数据曲线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例中介绍了一种开关柜温升分析方法，所述分析方法包括，首先，测量开关柜中的发热点，获取测量数据；其次，对发热点的测量数据进行拟合计算；最后，通过拟合计算，得出发热点的温升系数。进一步，根据发热点的温升系数，确定发热点的温升经验公式。

具体的，拟合计算发热点的温升系数时，可以采用(但不限于)搭建温升仿真模型进行拟合计算，进一步地，

所述温升仿真模型为：

f(x)＝a₁-a₂·exp(-x/b) (3-1-1)

将测量数据代入温升仿真模型中，进行拟合计算；则通过拟合计算得出发热点的温升系数τ_s1、τ_s2、T_t，则根据温升系数τ_s1、τ_s2、T_t，确定所述发热点的温升经验公式为：

其中，τ为发热点的温升值，τ_s1为温升稳定值，τ_s2为温升稳定值τ_s1与温升初值τ₀的温升差值，即

τ_s2＝τ_s1-τ₀ (3-2)

T_t为热时间常数,t为温升时间；

进一步地，开关柜中包括一个或多个发热点，所述发热点包括一个或多个同类发热点，且所述开关柜中发热点的测量数据包括发热点的负荷电流，温升时间、温升值、热时间常数、温升稳定值或温升初值等。

进一步具体的，开关柜的导电回路在t＝0时刻之前，未通负荷电流，开关柜中发热点的温度等于环境温度θ。在t＝0时刻后，导电回路中通负荷电流I，发热点中产生热损耗Q，导致发热点的温度θ满足θ＞θ₀，其中热量会向发热点周围介质传递。根据能量平衡原理，所述任意发热点满足如下能量关系：

dQ＝dQ_r+dQ_C (3-1-2)

其中，dQ为dt时间内发热点的热损耗；dQ_r为dt时间内发热点升温吸收的热量；dQ_C为dt时间内发热点传递给周围介质的热量。

进一步地，所述(3-1-2)公式的能量关系可写为：

Φ为发热点热流量，在负荷电流和导电回路电阻不变的条件下为定值；C_t为发热点热容量；R_t为发热点向介质传递热量的等效热阻；τ为发热点的温升值，且τ＝θ-θ₀。

进一步地，对所述(3-1-3)公式求解，得到：

则令τ_s＝ΦR_t为温升稳定值，T_t＝C_tR_t为热时间常数，则得出，

所述(3-1-5)公式为发热点在导通负荷电流后的温升公式，且所述温升公式的曲线与RC电路的零状态阶跃响应的公式及曲线相似，进一步，由于在实验过程中所述温升初值并不会为0，因此，所述温升公式则与具有初始状态的RC电路阶跃响应公式相似，最终得出所述温升计算公式为，

因此，所述温升仿真模型为：

f(x)＝a₁-a₂·exp(-x/b) (3-1-1)

其中，a₁代表温升稳定值，a₂代表温升差值、b代表热时间常数。

优选地，所述拟合计算发热点温升经验公式的测量数据为在预设电流负荷和/或不开启通风设备条件下对开关柜中发热点进行温升实验时，记录的一组或多组时间节点与开关柜中发热点相应时间节点下的温升值。

进一步优选地，所述对发热点的测量数据进行拟合计算时，可以在(但不限于)MATLAB的Curve Fitting Tool中搭建温升仿真模型(3-1-1)，然后，再对测量数据进行拟合计算。

本实施例中，所述温升仿真模型也适用于拟合计算开关柜中的同类发热点的平均温升经验公式，具体步骤如下所示：

将开关柜中同类发热点的测量数据进行拟合计算；

通过拟合计算，分别获取所述同类发热点的温升系数，对获取的同类发热点的温升系数取平均值，所述平均值为同类发热点的平均温升系数；

进一步，根据发热点的平均温升系数，确定同类发热点的平均温升经验公式。

根据同类发热点的平均温升经验公式，计算所述同类发热点中任意发热点的温升值。即所述发热点总温升经验公式中温升系数为所有同类发热点温升经验公式中相应温升系数的平均值，获取了发热点的总温升经验公式，简化了计算各个同类发热点温升值的算法，提高了获取开关柜中发热点温升值的效率。

以KYN28A-12(Z)温升实验过程中的测量数据为例，以KYN28A-12(Z)中发热点B相上梅花触头进行示例性说明，所述B相上梅花触头发热点具有A相上梅花触头、C相上梅花触头等多个同类发热点，如图2所示，将发热点B相上梅花触头在负荷电流为4400A下的测量数据代入MATLAB的温升仿真模型(3-1-1)中，进行拟合计算，获得所述拟合结果为τ_s1＝94.64，τ_s2＝91.64，T_t＝105.2，则所述发热点B相上梅花触头的在负荷电流为4400A下的温升经验公式为：τ＝94.64-91.49e^-t/105.2，由图2中还可得出拟合结果的确定系数为0.9999，标准差0.2407，因此采用该温升经验公式反推发热点的温升值，所得到的计算值与原数值的误差在[-0.46,0.64](℃)。因而该分析方法能够有效地获取精确的温升数据，使得对开关柜中发热点的温升监测更加的可控。

进一步，所述B相上梅花触头发热点具有A相上梅花触头、C相上梅花触头等多个同类发热点，因此，将开关柜中B相上梅花触头同类的梅花触头发热点在负荷电流为4400A下的测量数据分别代入MATLAB的温升仿真模型中，进行拟合计算，分别获取同类梅花触头发热点的温升系数，再将所有梅花触头发热点相应的温升参数取平均值，最终获得同类梅花触头发热点的总温升实验公式为:τ＝90.56-89.75e^-t/106.3。对同类发热点的温升分析方法进行统一，进一步提高对发热点温升值的计算效率。

所述发热点包括断路器触臂后端内侧、断路器触臂后端外侧、梅花触头、静触头、分支排搭接处、上静触头盒出线处或母排搭接处。因此以对KYN28A-12(Z)温升实验过程中的测量数据为例，将开关柜中断路器触臂后端内侧、断路器触臂后端外侧、静触头、分支排搭接处、上静触头盒出线处以及母排搭接处等发热点的测量数据代入MATLAB的温升仿真模型中按照上述方法进行拟合计算，可得上述各发热点的温升系数，如表1所示，

表1，各发热点的温升系数

位置	τ<sub>s1</sub>(℃)	τ<sub>s2</sub>(℃)	T<sub>t</sub>(min)
				断路器触臂后端内侧	96.95	94.22	106.78
断路器触臂后端外侧	91.85	89.62	105.32
				梅花触头	90.56	89.75	106.33
静触头	89.45	88.28	106.30
				分支排搭接处	87.22	86.50	105.88
上静触头盒出线处	83.03	82.69	100.52
				母排搭接处	62.45	62.69	90.72

本实施例中，所述分析方法还包括获取温升稳定值折算公式，其中，

获取发热点在负荷电流I₁、I₂下的温升稳定值τ₁、τ₂与不同负荷电流I₁、I₂的关系式为：

其中，I₁、I₂为不同的负荷电流；τ₁、τ₂分别为I₁、I₂下对应的温升稳定值，λ为经验值；将关系式(3-3)转化为：

对发热点在负荷电流I₁、I₂下的测量数据进行拟合计算；

通过拟合计算，得出所述发热点的温升稳定值τ₁、τ₂；

根据将所述负荷电流I₁、I₂以及温升稳定值τ₁、τ₂代入公式(3-4)，计算、得出发热点的经验值λ；

计算多个发热点的经验值λ，并将计算得出的所有经验值λ取平均值，得到

确定温升稳定值折算公式：

具体的，在只考虑发热点表面与周围空气的热交换的条件下，温升稳定值τ_s＝ΦR_t，其中Φ＝I²R，故τ_s应该是一个与回路电阻R成正比，与负荷电流的平方I²成正比的值。

随着开关柜长时间的运行，其回路电阻会由R逐渐增大到R'，发热点的温升稳定值τ_s对应增大到τ′_s，其对应关系为：

在短时间内，开关柜内发热点的回路电阻不会明显增大，故只需要考虑τ_s与负荷电流I的关系。由于需要综合考虑传热过程，τ_s与负荷电流I并不是纯粹的平方关系，而是比平方略小。通过查阅IEEE对高压交流断路器温升限制的相关标准，发现导电回路通过的电流I和发热点的温升τ之间存在如下关系：

其中，I₁、I₂为不同的负荷电流；τ₁、τ₂分别为I₁、I₂下对应的温升稳定值；λ为经验值；优选地，根据散热条件不同，经验值λ为1.6～2.0之间的常数。

对式(3-3)进行变形，得到：

以对KYN28A-12(Z)温升实验过程中的测量数据为例，仍以B相上梅花触头为示例性说明，分别在所述MATLAB的温升仿真模型中拟合计算负荷电流为4400A、3150A时B相上梅花触头的温升稳定值τ₁、τ₂，如图2所示，在负荷电流为4400A下拟合计算出的温升稳定值为τ₁＝94.64，如图3所示，在负荷电流3150A下拟合计算出的温升稳定值为τ₂＝54.47，则将，将I₁＝4400A,I₂＝3150A,τ₁＝94.64,τ₂＝54.47代入式(3-5)，求出λ＝1.653。

进一步，对KYN28A-12(Z)开关柜中一个或多个发热点的多组测量数据进行计算，计算得出一个或多个经验值λ，再将计算得出的所有经验值λ取平均值，最终得出平均值为

则所述KYN28A-12(Z)中发热点的温升稳定值折算公式为：

进一步，所述经验值1.618具有普适性。

所述公式(3-5-1)可用于KYN28A-12(Z)中任意发热点进行温升稳定值的折算。

本实施例中，所述分析方法还包括获取热时间常数折算公式，其中，首先，对发热点的测量数据进行拟合计算；其次，通过拟合计算，获得热时间常数的系数；最后，根据热时间常数的系数，确定热时间常数折算公式为，

T_t＝a₃·I²+a₄·I+a₅ (3-6)

其中，所述a₃，a₄，a₅为热时间常数的系数。

具体的，热时间常数T_t＝C_tR_t，其中C_t为热容量，R_t为热阻，二者的定义式如下：

C_t＝cG (3-6-1)

其中，c为发热点比热；G为发热点重量；K为表面散热系数；S为散热面积。

对于一个正常运行中的开关柜，其发热点比热c、发热点重量G、散热面积S均为定值，只有表面散热系数K为变量。该表面散热系数是综合考虑热传导、热对流、热辐射三种形式后的数值，主要由实验确定，现有的K值均为经验值，尚无理论公式支撑。但是可以肯定的是，该系数与流体流动成因、流体流动状态、换热表面几何因素、换热物体温度等因素有关，而换热物体的温度与负荷电流的平方I²成正比，考虑到热传递过程的复杂性，可以认为表面散热系数K与负荷电流I存在二次函数关系，因此，所述热时间常数的折算模型满足二次函数y＝p₁·x²+p₂·x+p₃。

进一步地，拟合计算发热点的热时间常数时，可以采用(但不限于)热时间常数仿真模型进行拟合计算；所述热时间常数仿真模型为，

f(x)＝p₁·x²+p₂·x+p₃ (3-6-3)

将测量数据代入热时间常数仿真模型中，进行拟合计算；则通过拟合计算得出发热点的热时间常数系数p₁、p₂、p₃分别为a₃、a₄、a₅，根据热时间常数系数a₃、a₄、a₅，确定所述发热点的热时间常数折算公式为：

T_t＝a₃·I²+a₄·I+a₅ (3-6)

优选地，所述对发热点的测量数据进行拟合计算时，可以在(但不限于)MATLAB的Curve Fitting Tool中搭建热时间常数仿真模型(3-6-3)，然后，再对测量数据进行拟合计算。

所述热时间常数拟合计算的测量数据为相应的负荷电流与负荷电流相对应的热时间常数。

以表2中KYN28A-12(Z)开关柜测量数据为示例性说明，如表2中为四个不同负荷电流下，测量获取的所有发热点热时间常数平均值，

表2不同负荷电流下T_t的平均值

负荷电流I(kA)	热时间常数T<sub>t</sub>(min)
		4.400	101.63
3.150	120.72
		2.500	141.31
1.600	186.00

将表2中的测量数据代入MATLAB的热时间常数折算模型(3-6-3)中，进行拟合计算，

如图4所示，获取的热时间常数系数分别为9.858、89.18、303.3，则所述热时间常数的折算公式为：

T_t＝9.858I²-89.18I+303.3 (3-6-4)

其中，I的单位是kA；

从而根据公式(3-6-4)可以快捷的计算出任意负荷电流下，任意发热点的热时间常数。

本实施例中，所述分析方法还包括计算一个或多个发热点之间的温升稳定值的温差值，其中，

将一个或多个发热点的测量数据分别进行拟合计算；

分别获取一个或多个发热点的温升稳定值；

将一个或多个发热点的温升稳定值进行比较，获取一个或多个发热点之间的温差值。

进一步的，所述发热点的测量数据为发热点在相同实验条件下的测量数据。所述发热点的温升稳定值也可以通过公式(3-5-1)获取。

具体的，以对KYN28A-12(Z)开关柜温升实验过程中的测量数据为例，将KYN28A-12(Z)开关柜中发热点在负荷电流为4400A下的测量数据代入MATLAB的温升仿真模型中，进行拟合计算，获取发热点的温升稳定值，将不同发热点的温升稳定值进行比较运算，获得一个或多个发热点之间的温差值，上述如表2中为发热点在负荷电流为4400A下的温升稳定值，因此通过你，可获得如表3中所示的各发热点之间的温差值，

表3各发热点之间的温差值

发热点位置	温差值(℃)
		断路器触臂内侧与外侧	5.1
断路器外侧与梅花触头	1.3
		梅花触头与静触头	1.1
静触头与分支排搭接处	2.2
		分支排搭接处与静触头盒出线处	4.2
静触头盒出线处与母排搭接处	20.6

基于表3，已知开关柜中其中一个发热点的温升稳定值，根据各个发热点之间的温差值即可计算出其他发热点的温升稳定值。因开关柜中存在发热点不能够安装温度传感器实时监测到其温升稳定值，从而根据发热点之间的温差值能够快速获取任意发热点的温升稳定值。

本实施例中，所述分析方法至少还包括，首先，测量开关柜中的发热点，获取测量数据；其次，将测量数据通过温升稳定值折算公式(3-5)、热时间常数折算公式(3-6)和温升初值的关系式(3-2)中的任一或组合进行计算；最后，通过计算，确定温升系数中的热时间常数、温升稳定值或温升差值。

进一步地，根据温升稳定值折算公式(3-5)、热时间常数折算公式(3-6)和温升初值的关系式(3-2)中的任一或组合计算得出温升系数，然后根据温升系数，同样能够确定发热点的温升经验公式。

具体的，对上述分析方法按照上述示例性说明中得出的温升稳定值折算公式、热时间常数折算公式，以及温升经验公式进行示例性说明，

假设某开关柜在温升试验中测得梅花触头在4400A电流下温升稳定值为τ_s1＝90.56℃。在某次运行中，初始温升值τ₀＝-1.3℃，t＝0时刻流经负荷电流I＝2500A。

通过式(3-5-1)，求得I＝2500A时梅花触头的温升稳定值为：

τ_s1＝90.56(2500/4400)^1.618＝36.28(K)

通过式(3-6-4)，求得I＝2500A时的热时间常数为：

T_t＝9.858×2.5²-89.18×2.5+303.3＝141.96(min)

由式(3-2)可得，求得I＝2500A时的温升差值为：

τ_s2＝36.28-(-1.3)＝37.58(K)

由式(3-1)可得，I＝2500A时梅花触头的温升经验公式为：

τ＝36.28-37.58e^-t141.96(K)

假设某开关柜在正常运行时负荷电流I稳定在2500A，由于传感器信号限制，无法安装于断路器触臂后端内侧，只能安装在外侧，测量到的B相断路器下触臂外侧温升稳定值τ_s1＝34.6℃。根据式(3-5-1)，求得I＝4400A时的B相断路器下触臂外侧稳定温升值为：

τ_s1＝34.6(4400/2500)^1.618＝86.36(K)

再通过查表3，可知I＝4400A时断路器触臂内侧与外侧的温差值相差5.1℃，故B相断路器下触臂内侧温升稳定值应为：

τ_s1＝86.36+5.1＝91.46(K)。

本实施例中，所述测量数据为一个或多个发热点在相同实验条件下通过温度传感器测量获得的数据，所述实验条件包括不同的负荷电流、通风设备的开闭、不同环境温度、三相电流不平衡、发热点变化中一种或组合。例如，图5中的各个曲线为开关柜B相上的一个或多个发热点在负荷电流4400A下随时间变化的温升值曲线，任一发热点曲线上任一点则对应该发热点的一组测量数据，其中，图5中各个曲线对应不同的发热点，则由上到下的曲线对应的发热点分别为B相断路器上触壁内侧、B相断路器上触壁外侧、B相上梅花触头、B相上静触头、B相上静触头与分支排搭接、B相上静触头盒出线处、B相母排搭接处。

本实施例中，上述所述分析方法普适性较强，可广泛地应用在开关柜的温升计算上，进一步的还可以根据上述分析方法实现温度预警，例如通过发热点的温升经验公式预测发热点的温升变化情况，当温升值超过预设值则产生报警信息等。

本实施例中，还可以根据通过温升经验公式、温升稳定值折算公式、热时间常数折算公式或各个发热点的温差规律中一个或组合设计传感器的安装位置，例如，断路器触臂后端内侧是开关柜中温升最严重的点，因此可安装温度传感器，其余位置的温度均可以通过上述公式进行推算，但是考虑到梅花触头和导体搭接处容易发生故障，故有必要监测其实际温度，从而也可以安装温度传感器。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种开关柜温升分析方法，其特征在于，所述分析方法包括，

测量开关柜中的发热点，获取测量数据；

对发热点的测量数据进行拟合计算；

通过拟合计算，得出发热点的温升系数；其中，所述发热点的温升系数为温升稳定值τ_s1、温升差值τ_s2、热时间常数T_t；

获取热时间常数折算公式，其中，

通过拟合计算，获得热时间常数的系数；

根据热时间常数的系数，确定热时间常数折算公式为

T_t＝a₃·I²+a₄·I+a₅ (3-6)

其中，所述a₃，a₄，a₅为热时间常数的系数，I为发热点的负荷电流；

根据发热点的温升系数，确定发热点的温升经验公式；

计算一个或多个发热点之间的温升稳定值的温差值，根据一个或多个发热点之间的温升稳定值的温差值，能够获取任意发热点的温升稳定值。

2.根据权利要求1所述的开关柜温升分析方法，其特征在于，所述温升经验公式为：

其中，τ_s2为温升稳定值τ_s1与温升初值τ₀的温升差值，即

τ_s2＝τ_s1-τ₀ (3-2)。

3.根据权利要求1所述的开关柜温升分析方法，其特征在于，所述分析方法还包括获取温升稳定值折算公式，其中，

获取发热点在负荷电流I₁、I₂下的温升稳定值τ₁、τ₂与不同负荷电流I₁、I₂的关系式为：

其中，I₁、I₂为不同的负荷电流；τ₁、τ₂分别为I₁、I₂下对应的温升稳定值，λ为经验值；

将所述关系式(3-3)转化为：

对发热点在负荷电流I₁、I₂下的测量数据进行拟合计算；

通过拟合计算，得出所述发热点在I₁、I₂下对应的温升稳定值τ₁、τ₂；

根据将所述负荷电流I₁、I₂以及温升稳定值τ₁、τ₂代入公式(3-4)，计算、得出发热点的经验值λ；

计算多个发热点的经验值λ，并将计算得出的所有经验值λ取平均值，得到

确定温升稳定值折算公式：

4.根据权利要求1所述的开关柜温升分析方法，其特征在于，所述计算一个或多个发热点之间的温升稳定值的温差值包括，

对一个或多个发热点的测量数据进行拟合计算；

分别获取一个或多个发热点的温升稳定值；

将一个或多个发热点的温升稳定值进行比较，获取一个或多个发热点之间的温差值。

5.根据权利要求1-4任一所述的开关柜温升分析方法，其特征在于，所述分析方法至少还包括，

测量开关柜中的发热点，获取测量数据；

将发热点的测量数据通过温升稳定值折算公式(3-5)、热时间常数折算公式(3-6)和温升初值的关系式(3-2)中的任一或组合进行计算；

通过计算，确定温升系数中的热时间常数、温升稳定值或温升差值。

6.根据权利要求1所述的开关柜温升分析方法，其特征在于，所述发热点包括断路器触臂后端内侧、断路器触臂后端外侧、梅花触头、静触头、分支排搭接处、上静触头盒出线处或母排搭接处，其中，

所述发热点包括一个或多个同类发热点。

7.根据权利要求1或6所述的开关柜温升分析方法，其特征在于，所述分析方法还包括获取同类发热点的平均温升系数与平均温升经验公式，具体包括，

对开关柜中同类发热点的测量数据分别进行拟合计算；

通过拟合计算，分别获取所述同类发热点的温升系数，对获取的同类发热点的相应温升系数取平均值，所述平均值为同类发热点的平均温升系数；

根据发热点的平均温升系数，确定同类发热点的平均温升经验公式。

8.根据权利要求4或6所述的开关柜温升分析方法，其特征在于，所述一个或多个发热点之间的温差值至少包括：

断路器触臂内侧与外侧温差值、断路器外侧与梅花触头温差值、梅花触头与静触头温差值、静触头与分支排搭接处温差值、分支排搭接处与静触头盒出线处温差值、或静触头盒出线处与母排搭接处温差值。

9.根据权利要求1所述的开关柜温升分析方法，其特征在于，所述测量数据包括发热点的负荷电流、温升时间、温升值、热时间常数、温升稳定值或温升初值。

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