本发明涉及电热耦合场仿真，具体涉及一种表带触指运行温度获取方法、系统及介质。
背景技术：
1、表带触指作为高压套管中电连接结构的关键部件，用于连通导流回路，其长期受到电、热的联合作用，表带触指在高压设备中正常工作时不可避免地会产生热量，而触指部位在正常工作状态下往往是最高温升点，也是造成高压电器温升超标甚至产生故障的主要原因。为指导表带触指的设计与应用选型，触指的温升仿真分析十分必要，表带触指在各种电压等级的工况下的电势与温度变化对表带触指的运行安全稳定性具有重要意义。
2、近年来，国内外发生多起由于电连接失效而导致的套管过热故障，由于套管内部结构复杂，当运行过程中由于电热效应产生的微形变，表带触指与插套接触面必然会发生周期性的相对位移，这种相对位移会对触指片造成磨损、挤压，影响其电接触性能，随着服役时间的增长，表带触指在机械应力、摩擦、温度和电流的长期作用下，接触区域开始发生磨损，接触表面不再平整并出现分层迹象，碎屑在接触区域的边缘聚集。随着磨损的进行，接触部分的金属开始脱落并形成凹陷，接触电阻显著升高，进而对热场产生正反馈。由于表带触指处于插头、插套之间为封闭结构，无法直接检测其运行温度。
3、同时，表带触指劣化导致的接触电阻增大是其附近区域运行温度变化的唯一热源。故通过在表带运行区域外的合理位置布置温度测量点，并将测量温度作为模型计算的校核点输入模型，通过改变压阻形式的接触电阻迭代计算表带触指运行温度场分布，从而准确预测表带触指运行温度，并采取有效措施来预防事故发生。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是：由于表带触指处于插头、插套之间为封闭结构，无法直接检测其运行温度；本发明目的在于提供一种表带触指运行温度获取方法、系统及介质，基于表带触指劣化导致的接触电阻增大是其附近区域运行温度变化的唯一热源这一基础，通过在表带触指运行区域外的合理位置布置温度测量点，并将测量点的测量温度数据作为表带触指电热耦合模型计算的校核点输入模型，通过调整表带触指的运行参数迭代计算表带触指运行温度场分布，从而准确得到表带触指运行温度，便于采取有效措施来预防事故发生。
2、本发明通过下述技术方案实现：
3、本方案提供一种表带触指运行温度获取方法，包括步骤：
4、步骤一：构建表带触指的几何结构模型，并在所述几何结构模型的基础上，构建表带触指电热耦合模型；
5、步骤二：对所述表带触指电热耦合模型进行网格划分，并对所述表带触指电热耦合模型的材料参数进行赋值；
6、步骤三：设置表带触指电热耦合模型的边界条件，并初始化配置运行参数；获取表带触指测量点位置的实测温度数据，将所述实测温度数据输入表带触指电热耦合模型；
7、步骤四：基于所述材料参数、边界条件和运行参数仿真所述表带触指电热耦合模型，计算出表带触指的温度分布场；
8、步骤五：在温度分布场中获取测量点位置对应的计算温度数据，比对计算温度数据与实测温度数据之间的差异，调整运行参数重复执行步骤四-步骤五，直至计算温度数据与实测温度数据之间的差异满足预设要求；
9、步骤六：输出满足预设要求的计算温度数据所对应的运行参数及温度分布场。
10、本方案工作原理：本发明目的在于提供一种表带触指运行温度获取方法，基于表带触指劣化导致的接触电阻增大是其附近区域运行温度变化的唯一热源这一基础，通过在表带触指运行区域外的合理位置布置温度测量点，并将测量点的测量温度数据作为表带触指电热耦合模型计算的校核点输入模型，通过调整表带触指的运行参数迭代计算表带触指运行温度场分布，从而准确得到表带触指运行温度，便于采取有效措施来预防事故发生。
11、进一步优化方案为，步骤一包括以下：
12、获取表带触指的几何结构数据，并对所述几何结构数据输入仿真软件或者三维建模软件，构建出表带触指的几何结构模型；
13、对几何结构模型的几何边界进行识别定义，识别定义出表带触指的表带、触指片、触指片顶端凸起面和触指片尾部；
14、将所述几何结构模型放置在绕组引线连接件模型与升高座连接件模型之间得到表带触指电热耦合模型。
15、进一步优化方案为，所述对所述表带触指电热耦合模型进行网格划分，包括方法：
16、对所述触指片顶端凸起面、表带触指与绕组引线连接件的接触面、表带触指与升高座连接件的接触面进行第一网格划分；
17、对绕组引线连接件和升高座连接件的插拔件进行第二网格划分；
18、其中，第一网格划分的单位网格面积小于第二网格划分的单位网格面积。
19、进一步优化方案为，对所述表带触指电热耦合模型的材料参数进行赋值，包括方法：
20、获取表带触指、绕组引线连接件、升高座连接件和表带触指运行环境介质的材料参数，所述材料参数包括：电导率、热导率和相对介电常数；
21、计算表带触指的接触电导率，所述接触电导率包括表带触指与绕组引线连接件之间的接触电导率，以及表带触指与升高座连接件之间的接触电导率；
22、基于所述材料参数和所述接触电导率对表带触指电热耦合模型进行材料参数赋值。
23、进一步优化方案为，表带触指的接触电导率的计算方法包括：
24、根据下式计算表带触指的接触电导率：
25、
26、其中，hc表示接触收缩电导率，s/m；pc表示接触压力，pa；hc表示两个接触材料中较软材料的硬度，pa；σcontact表示接触面电导率的调和平均值；σasp表示接触面等效粗糙度；masp表示接触面等效斜率；
27、
28、σu、σd分别表示两个接触材料的电导率，s/m；σasp,u、σasp,d分别为两个接触表面的平均粗糙度；masp,u、masp,d分别为两个接触表面的平均斜率。
29、进一步优化方案为，表带触指的电导率a根据下式计算：
30、a＝a1+b；
31、其中，a1表示表带触指材料的电导率,b表示预设增加电导率。
32、进一步优化方案为，所述设置表带触指电热耦合模型的边界条件，包括方法：
33、对外界空气环境和表带触指运行介质环境设置温度边界条件，传热控制方程为：
34、
35、其中，r表示绕组引线连接件/升高座连接件的半径；t表示表带触指运行介质温度；λt表示表带触指运行介质热导率；qtc表示单位时间内通过截面的导热量；
36、对流热通量qi为：
37、
38、其中，k表示对流换热系数；nu表示努赛尔数；ti和to分别表示外界空气环境温度和表带触指运行介质环境温度；di和do分别为绕组引线连接件/升高座连接件的内径和外径；
39、表面辐射热通量qr为：
40、
41、其中，ε为黑体辐射系数；σ为斯特藩-玻尔兹曼常数；d为绕组引线连接件/升高座连接件与表带触指的接触面积；tamb为外界空气环境温度和表带触指运行介质环境温度的均值；
42、传热边界条件为：
43、
44、n为边界的法向量，λ表示传热系数。
45、进一步优化方案为，步骤五包括以下子步骤：比对计算温度数据与实测温度数据之间的差异：
46、若计算温度数据大于实测温度数据，且计算温度数据与实测温度数据之间的差值不在预设差值范围内，返回步骤四以第一比例系数降低接触电阻，重复执行步骤四-步骤五，直至计算温度数据与实测温度数据之间的差异满足预设要求；
47、若计算温度数据小于实测温度数据，且计算温度数据与实测温度数据之间的差值不在预设差值范围内，返回步骤四以第二比例系数增大接触电阻，重复执行步骤四-步骤五，直至计算温度数据与实测温度数据之间的差异满足预设要求；
48、其中，第一比例系数小于第二比例系数。
49、本方案还提供一种表带触指运行温度获取系统，用于实现上述的一种表带触指运行温度获取方法，所述系统包括：
50、建模模块，用于构建表带触指的几何结构模型，并在所述几何结构模型的基础上，构建表带触指电热耦合模型；
51、模块，用于对所述表带触指电热耦合模型进行网格划分，并对所述表带触指电热耦合模型的材料参数进行赋值；
52、初始化模块，用于设置表带触指电热耦合模型的边界条件，并初始化配置运行参数；获取表带触指测量点位置的实测温度数据，将所述实测温度数据输入表带触指电热耦合模型；
53、计算模块，用于基于所述材料参数、边界条件和运行参数仿真所述表带触指电热耦合模型，计算出表带触指的温度分布场；
54、比对模块，用于在温度分布场中获取测量点位置对应的计算温度数据，比对计算温度数据与实测温度数据之间的差异，调整运行参数重新计算表带触指的温度分布场，直至计算温度数据与实测温度数据之间的差异满足预设要求；
55、输出模块，用于输出满足预设要求的计算温度数据所对应的运行参数及温度分布场。
56、本方案还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行可实现如上述的一种表带触指运行温度获取方法。
57、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
58、本发明提供的一种表带触指运行温度获取方法、系统及介质；基于表带触指劣化导致的接触电阻增大是其附近区域运行温度变化的唯一热源这一基础，通过在表带触指运行区域外的合理位置布置温度测量点，并将测量点的测量温度数据作为表带触指电热耦合模型计算的校核点输入模型，通过调整表带触指的运行参数迭代计算表带触指运行温度场分布，从而准确得到表带触指运行温度，便于采取有效措施来预防事故发生。
1.一种表带触指运行温度获取方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种表带触指运行温度获取方法，其特征在于，步骤一包括以下：
3.根据权利要求2所述的一种表带触指运行温度获取方法，其特征在于，所述对所述表带触指电热耦合模型进行网格划分，包括方法：
4.根据权利要求2所述的一种表带触指运行温度获取方法，其特征在于，对所述表带触指电热耦合模型的材料参数进行赋值，包括方法：
5.根据权利要求4所述的一种表带触指运行温度获取方法，其特征在于，表带触指的接触电导率的计算方法包括：
6.根据权利要求5所述的一种表带触指运行温度获取方法，其特征在于，表带触指的电导率a根据下式计算：
7.根据权利要求2所述的一种表带触指运行温度获取方法，其特征在于，所述设置表带触指电热耦合模型的边界条件，包括方法：
8.根据权利要求1所述的一种表带触指运行温度获取方法，其特征在于，步骤五包括以下子步骤：比对计算温度数据与实测温度数据之间的差异：
9.一种表带触指运行温度获取系统，用于实现权利要求1-8任意一项所述的一种表带触指运行温度获取方法，所述系统包括：
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行可实现如权利要求1-8中任意一项所述的一种表带触指运行温度获取方法。
