本发明涉及真空开关，尤其涉及一种预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法、装置、设备及介质。
背景技术：
1、真空开关目前已经在中压电力系统广泛使用，并正在向高电压系统迅速发展，在真空开关燃弧过程中，大电流电弧向触头输送大量能量，在电弧能量输入下，触头温度迅速上升，当输入能量足够高时触头表面出现烧蚀，触头出现烧蚀会严重影响真空灭弧室的开断性能，首先，在燃弧过程中，熔化的触头在电弧作用下喷溅出金属液滴严重降低真空介质绝缘性能；其次，过零点后触头表面仍为高温状态，高温触头不断向真空间隙中释放金属蒸气降低了真空灭弧室的弧后介质恢复强度。
2、但是，在开关实际运行过程中对触头烧蚀状态进行预测非常困难，目前只能根据燃弧电流、电压波形积分对触头烧蚀状态进行定性分析，然而，简单的对电弧电流电压分析无法考虑实际开断过程中的分闸速度、触头材料、触头半径、纵向磁场等信息，这些放电参数直接决定了电弧性质，忽略这些关键参数无法对燃弧过程中的触头烧蚀形貌进行有效分析。
3、因此，目前只有将灭弧室破坏后观察触头烧蚀形貌，尚无有效方法对燃弧过程触头烧蚀情况进行实时分析，为了在灭弧室实际使用过程中对触头烧蚀风险进行分析，需要一种实时预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法。
4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明提供了一种预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法、装置、设备及介质，从而有效解决背景技术中的问题。
2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法，包括如下步骤：
3、s10：根据触头烧蚀实验结合电弧等离子体分布计算仿真，建立触头烧蚀风险数据库，并得到触头烧蚀临界预测能流密度hl；
4、s20：提取真空电弧燃弧过程中的放电参数，所述放电参数至少包括电弧电流、分闸速度、触头半径、触头材料、纵向磁场；
5、s30：根据所述触头烧蚀风险数据库和所述放电参数，计算燃弧过程中输入触头的能流密度h；
6、s40：将所述燃弧过程中输入触头的能流密度h与所述触头烧蚀临界预测能流密度hl对比，判断得到触头烧蚀风险预测结果。
7、进一步地，在步骤s10中，通过搭建真空电弧实验平台并通过高速摄影技术预测燃弧过程中触头表面烧蚀情况，同时，通过磁流体动力学建模获得燃弧过程中的磁流体动力学参数，并计算出电弧输入触头的能流密度。
8、进一步地，在步骤s20中，所述分闸速度为开关在分闸过程中的平均分闸速度，采用真空灭弧室运动机构设定值，或者，采用在运动导杆上安置位移传感器测得。
9、进一步地，在步骤s20中，所述分闸速度为燃弧时平均速度，所述分闸速度为1.0m/s-3.0m/s。
10、进一步地，在步骤s20中，所述触头材料为cu或cucr合金，以及在所述cu或所述cucr合金材料中加入微量其余组元组成的合金。
11、进一步地，在步骤s20中，所述触头半径采用灭弧室设定值，所述触头半径为20mm-40mm。
12、进一步地，在步骤s30中，所述计算燃弧过程中输入触头的能流密度h的模型包括：
13、h＝kv×kr×km×kb×i×107
14、式中，kv为速度加权参数，kr为触头半径加权参数，km为触头材料加权参数，kb为纵向磁场加权参数，i为电弧电流。
15、其特征在于，在步骤s40中，所述判断得到触头烧蚀风险预测结果，包括：
16、若h<hl，则预测结果为无烧蚀风险；
17、若hl<h<1.5hl，则预测结果提示有轻度烧蚀风险；
18、若1.5hl<h<2hl，则预测结果提示有高度烧蚀风险；
19、若h>2hl，则预测结果提示有严重烧蚀风险。
20、本发明还包括一种预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的装置，使用如上述的方法，包括：
21、建立数据库模块，用于根据触头烧蚀实验结合电弧等离子体分布计算仿真，建立触头烧蚀风险数据库，并得到触头烧蚀临界预测能流密度hl；
22、提取放电参数模块，用于提取真空电弧燃弧过程中的放电参数，所述放电参数至少包括电弧电流、分闸速度、触头半径、触头材料、纵向磁场；
23、计算能流密度模块，用于根据所述触头烧蚀风险数据库和所述放电参数，计算燃弧过程中输入触头的能流密度h；
24、得到预测结果模块，用于将所述燃弧过程中输入触头的能流密度h与所述触头烧蚀临界预测能流密度hl对比，判断得到触头烧蚀风险预测结果。
25、本发明还包括一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的方法。
26、本发明还包括一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。
27、本发明的有益效果为：
28、通过依据放电电流、分闸速度、触头材料、触头直径、磁场等信息计算电弧输入触头能量，并预测在真空开断过程中触头烧蚀风险，为提高真空开关运行寿命提供保障。
29、通过采用电弧输入触头的能流密度作为预测标准，该方法可反应燃弧过程中的触头热力学过程，在建立方法所用的能流密度数据库时，考虑了电弧流体力学特性及材料传热特性；相比于传统基于电流、电压的积分方法，本发明方法更加切近触头烧蚀物理本质。
30、通过考虑真空开关的分闸速度、触头半径、触头材料、纵向磁场等不同放电参数，传统的电流、电压积分法无法对上述参数进行考虑，而在真空电弧放电过程中，上述参数会显著影响真空电弧燃弧特性，进而决定触头是否会产生烧蚀现象，因此，本方法应用范围广泛，并可对真空开关触头烧蚀进行更加科学的预测。
1.预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法，其特征在于，在步骤s10中，通过搭建真空电弧实验平台并通过高速摄影技术预测燃弧过程中触头表面烧蚀情况，同时，通过磁流体动力学建模获得燃弧过程中的磁流体动力学参数，并计算出电弧输入触头的能流密度。
3.根据权利要求1所述的预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法，其特征在于，在步骤s20中，所述分闸速度为开关在分闸过程中的平均分闸速度，采用真空灭弧室运动机构设定值，或者，采用在运动导杆上安置位移传感器测得。
4.根据权利要求1所述的预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法，其特征在于，在步骤s20中，所述分闸速度为燃弧时平均速度，所述分闸速度为1.0m/s-3.0m/s。
5.根据权利要求1所述的预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法，其特征在于，在步骤s20中，所述触头材料为cu或cucr合金，以及在所述cu或所述cucr合金材料中加入微量其余组元组成的合金。
6.根据权利要求1所述的预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法，其特征在于，在步骤s20中，所述触头半径采用灭弧室设定值，所述触头半径为20mm-40mm。
7.根据权利要求1所述的预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法，其特征在于，在步骤s30中，所述计算燃弧过程中输入触头的能流密度h的模型包括：
8.根据权利要求1所述的预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的方法，其特征在于，在步骤s40中，所述判断得到触头烧蚀风险预测结果，包括：
9.预测真空灭弧室中触头烧蚀风险的装置，其特征在于，使用如权利要求1至8中任一项所述的方法，包括：
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
11.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
