一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法及系统

技术领域

本发明涉及隔离开关技术领域，具体为一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法及系统。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear)目前被广泛运用在电力系统中，但其内部发热故障问题突出，通常会因为发热严重造成电网出现短路等重大故障，对电网的安全稳定运行造成影响。为此，当前很多学者对GIS隔离开关内部温度监测开展了诸多研究。

陈强[2]基于温度传感器安装位置距离触头位置最近的原则，在触头正上方，触头正下方以及触头正上方45°位置选定三个外壳温度监测点，通过神经网络算法开展了GIS触头温度预测研究；

霍思佳[1]通过对GIS隔离开关开展试验，利用红外热像仪确定了外壳的一个温升敏感点，并通过温升试验结果拟合得到了外壳温升敏感点触指、屏蔽罩、导电杆的温度关系；

曾小松[3]对500kV GIS隔离开关开展多物理场计算和温升试验，以在触头截面的外壳上均匀布置温度传感器，并通过遗传算法优化外壳传感器布置方案，确定最优的外壳温度敏感点，以减少温度传感器数量；

武汉大学吴晓文[4]对GIS三相共箱式母线温升监测方法开展了研究，通过三相母线触头距离外壳最近位置选择了三个温度监测点，分析了三相触头温升对外壳温度监测点的影响，并确定了通过外壳温度监测点判断母线触头过热的方法；

武汉大学周甜[5]对三相共箱式GIS隔离开关开展了多物理场耦合仿真，分析了环境温度、负荷电流以及接触电阻大小对GIS隔离开关温升的影响，选定距离三相触头最近的外壳位置选择了三个温度监测点，并通过拟合得到外壳温度监测点与触头温度的关系式。

目前对于GIS隔离开关触头的温度辨识研究不够深入，对于外壳温度敏感点的选取主要依靠于温升试验判断，距离触头位置最近原则及在触头位置的外壳截面等距选取温度监测点，这些选取方法缺乏一定的理论依据，同时对于温度监测点与触头温度关系的探究，目前主要通过线性拟合等方式开展。

而目前在电力设备内部温度监测方面，武汉大学全妤[6]提出了基于流体流线对变压器内部热点温度进行监测；

武汉大学邓永清[7]结合流线选取外壳温度敏感点，并基于SVR模型对变压器内部热点温度进行了反演取得了较好的反演结果。

在GIS设备触头温度监测方面，当前没有相应的发明专利采用流线开展相应的研究，与此同时目前已有学者对GIS设备触头温度监测方面的研究缺乏一定理论依据，研究效果并不显著。

鉴于此，需要一种GIS隔离开关触头主流线的提取方法为后续开展触头温度监测奠定基础。

发明内容

鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：弥补当前在GIS隔离开关方面未有一套确定触头主流线方法的空档，为GIS隔离开关触头温度监测奠定基础。为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法，包括：

利用三维建模软件建立GIS隔离开关的三维仿真模型，设定各部分的材料属性，开展电磁场网格剖分；

设定电磁场计算的边界条件和激励，开展电磁场损耗计算，根据电磁场损耗计算结果提取GIS隔离开关各部分的损耗；

将电磁场损耗计算提取的损耗导入温度流体场，开展温度流体场计算，提取腔体中流体的流线；

考虑腔体中不同工况，分别设计不同工况的仿真集，再建立多物理场仿真计算模型，计算并提取不同工况下的GIS隔离开关触头流线分布；

分析不同工况下触头流线分布规律，确定触头主流线分布路径，使其作为GIS隔离开关触头主流线，实现其触头主流线的提取。

作为本发明所述的GIS隔离开关触头的主流线提取方法的一种优选方案，其中：所述三维仿真模型包括，盖板、外壳、导体、法兰、动触头和静触头。

作为本发明所述的GIS隔离开关触头的主流线提取方法的一种优选方案，其中：所述网格剖分包括，使局部网格尺寸小于集肤深度。

作为本发明所述的GIS隔离开关触头的主流线提取方法的一种优选方案，其中：所述建立多物理场仿真计算模型，包括，结合电磁场和温度流体场；

电磁场计算中考虑集肤效应开展网格剖分，采用局部网格尺寸控制的方式，使局部网格尺寸小于集肤深度；

电磁场计算得到的损耗采用热源的形式间接耦合到温度流体场中；

温度流体场计算中，进行流固交界面的边界层网格剖分；

基于所述流体温度场计算结果，采用触头附近的流体域为流线出发点，计算域为整个腔体的流体域，提取出流经触头的总体流线分布。

作为本发明所述的GIS隔离开关触头的主流线提取方法的一种优选方案，其中：结合不同工况分析流线分布规律，包括，

开展不同的负荷电流、环境温度、气体介质和气压的GIS隔离开关多物理场耦合计算；

设定负荷电流有3460A、2000A、500A三种工况，环境温度有0℃、20℃、35℃三种工况，气体介质有空气介质、SF6介质两种工况，腔体气压有0.1MPa、0.5MPa两种工况。

作为本发明所述的GIS隔离开关触头的主流线提取方法的一种优选方案，其中：采用不同工况下触头流线分布的分布路径、流线疏密程度作为规律分析指标来确定流线分布的典型路径。

作为本发明所述的GIS隔离开关触头的主流线提取方法的一种优选方案，其中：所述确定流线分布的典型路径包括，首先对所有工况下的流线分布进行叠加，然后利用统计方法计算每个区域的流线密度，根据流线密度的高低确定主流线的路径。

第二方面，本发明还提供了基于图像灰度与样品形貌的SEM图像三维重建系统，包括，三维建模与导入模块：利用三维建模软件建立GIS隔离开关的三维仿真模型，将模型导入有限元电磁场计算平台中，设定各部分的材料属性，开展电磁场网格剖分；

电磁场计算模块：设定电磁场计算的边界条件和激励，开展电磁场计算，根据电磁场计算结果提取GIS隔离开关各部分的损耗；

温度流体场计算模块：将电磁场计算提取的损耗导入温度流体场，开展温度流体场计算，提取腔体中流体的流线，分析流线分布的准确性；

多工况仿真模块：考虑腔体中不同工况，分别设计不同工况的仿真集，再建立多物理场仿真计算模型，计算并提取不同工况下的GIS隔离开关触头流线分布；

流线分布分析模块：分析不同工况下触头流线分布规律，确定触头主流线分布路径，以此作为该型号的GIS隔离开关触头主流线，实现其触头主流线的提取。

第三方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述GIS隔离开关触头的主流线提取方法的步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述GIS隔离开关触头的主流线提取方法的步骤。

本发明的有益效果：本发明所提供的GIS隔离开关触头主流线方法创新性地提出了GIS隔离开关触头主流线的确定方法，解决了GIS隔离开关流线凌乱难以直接提取触头主流线的困难，该方法具有良好的通用性，可以适用于GIS隔离开关所有结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例提供的一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法的整体流程图；

图2为本发明第一个实施例提供的一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法中GIS隔离开关模型的示意图；

图3为本发明第一个实施例提供的一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法中电磁场计算的边界条件设置示意图；

图4为本发明第一个实施例提供的一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法中电磁场的激励设置示意图；

图5为本发明第二个实施例提供的一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法中边界层网格剖分示意图；

图6为本发明第二个实施例提供的一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法中0.1MPa空气介质GIS隔离开关触头流线分布图；

图7为本发明第二个实施例提供的一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法中不同工况下GIS触头流线分布图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法，包括：

S1：利用三维建模软件建立GIS隔离开关的三维仿真模型，将模型导入有限元电磁场计算平台中，设定各部分的材料属性，开展电磁场网格剖分。

在网格剖分过程中需考虑集肤效应影响，通过局部网格尺寸控制的方式，确保局部网格尺寸小于集肤深度，以满足网格剖分要求。

进一步的，为模型中的各部分设定相应的材料属性，如导电性、磁导率、介电常数等。这些属性是电磁场计算的基础，需要根据实际材料的物理特性进行设定。

更进一步的，集肤效应是指交流电流在导体内部的分布不均匀，主要集中在导体的表面流动。为了准确模拟这一效应，需要在网格剖分时特别考虑。具体做法是在导体的表面附近使用更小的网格尺寸，确保在集肤深度范围内的电流分布得到准确模拟。

应说明的是，为了更准确地模拟集肤效应，可以使用局部网格尺寸控制的方式。这意味着在集肤深度范围内，网格尺寸会被特意减小，而在其他区域，可以使用较大的网格尺寸。这样既可以保证计算的准确性，又可以提高计算的效率。

完成网格剖分后，需要进行验证，确保网格的质量和数量都满足计算的要求。可以通过查看网格的形状质量、网格尺寸分布等参数来进行验证。

S2：设定电磁场计算的边界条件和激励，开展电磁场损耗计算，根据电磁场损耗计算结果提取GIS隔离开关各部分的损耗；

边界条件设置包括：设置空气包F1～F6的四个边界为磁力线平行边界(Az＝0)；导体的一端进行节点电压耦合，加载额定电流；导体的另外一端设置为零电位。

进一步的，在电磁场的有限元分析中，边界条件的设置是至关重要的。它不仅影响计算的准确性，还决定了问题的可解性。不恰当的边界条件可能导致计算不收敛或得到不准确的结果。设置磁力线平行边界(Az＝0)意味着在这些边界上，磁场不会垂直于边界进入或离开计算区域。这种边界条件常用于模拟远离设备的无穷远处，确保计算区域外的电磁场不会影响区域内的计算结果。

具体的，加载的额定电流包括：1.1倍额定电流(3150A)，三相分别滞后120°，频率为50Hz。

应说明的是，根据GB11022要求，一般温升试验要求最高可施加1.1倍额定电流，本次工况随机选定最高工况开展研究，为了流线分布特征更明显。在电磁场分析中，频率是一个重要参数。本次计算选择的频率为50Hz，这是大多数国家电网的标准频率。频率的不同会影响集肤效应的深度，从而影响电磁场的分布。

电磁场计算后，可以得到每个部分的损耗。这些损耗数据对于评估设备的效率和可靠性至关重要。通过对比不同部分的损耗，可以找出可能的热点区域，为后续的散热设计提供参考。

S3：将电磁场损耗计算提取的损耗导入温度流体场，开展温度流体场计算，提取腔体中流体的流线，分析流线分布的准确性。

温度流体场计算中，要进行流固交界面的边界层网格剖分，应确保边界层至少有3层网格，以保证流体场计算的准确性；

基于流体温度场计算结果，以触头附近的流体域为流线出发点，计算域为整个腔体的流体域，可提取出流经触头的总体流线分布，需结合GIS隔离开关热源分布情况，分析流线分布的轨迹、流速和温度是否合理，有条件的，可以结合试验对仿真计算模型准确性进行验证。

应说明的是，流线代表了流体的运动路径，它可以帮助我们直观地了解流体在腔体内的流动情况。流线的密集程度、方向和形状都可以为我们提供有关流场结构的信息。流线的分布受到热源的影响。热源会导致流体温度上升，产生浮升力，从而影响流体的运动。因此，分析流线分布时，需要结合热源的位置和强度。流速的增加会增加流体的对流热传递能力，从而影响温度分布。在分析流线时，也需要考虑流速的大小和方向。

S4：考虑腔体中不同工况，分别设计不同工况的仿真集，再建立多物理场仿真计算模型，计算并提取不同工况下的GIS隔离开关触头流线分布。

腔体中的流体受热浮升力的影响而产生运动，进而带动内部导体热量的传递，而在GIS隔离开关温度分布不变的情况下，不同工况下的流体运动规律应具有相似的分布规律，流线可直观反映流体运动规律，故而需要进一步结合不同工况分析流线分布规律，设定负荷电流有3460A、2000A、500A三种工况，环境温度有0℃、20℃、35℃三种工况，气体介质有空气介质、SF6介质两种工况，腔体气压有0.1MPa、0.5MPa两种工况。

由于电磁场与温度流体场之间存在紧密的交互关系。电磁损耗产生热量，导致设备温度上升，进而影响流体的流动；反过来，流体的流动也会影响设备的温度分布，从而影响电磁场的分布，因此建立一个多物理场仿真计算模型方便计算。

建立多物理场仿真计算模型，包括，结合电磁场和温度流体场；

电磁场计算中考虑集肤效应开展网格剖分，采用局部网格尺寸控制的方式，使局部网格尺寸小于集肤深度；

电磁场计算得到的损耗采用热源的形式间接耦合到温度流体场中；

温度流体场计算中，进行流固交界面的边界层网格剖分；

基于所述流体温度场计算结果，采用触头附近的流体域为流线出发点，计算域为整个腔体的流体域，提取出流经触头的总体流线分布。

进一步的，电磁场计算得到的损耗采用热源的形式间接耦合到温度流体场中，其中耦合方式为：

损耗转化为热源：首先，根据电磁场计算得到的损耗，将其转化为等效的热源。这通常是通过Joule's Law完成的，即Q＝I

定义热源的分布：在温度流体场中，为每一个与电磁场计算单元对应的流体单元定义一个热源。这个热源的大小和分布与电磁场计算得到的损耗直接相关。

边界条件的设置：在温度流体场的边界上，需要设置合适的边界条件，如对流边界条件、辐射边界条件等，以确保模型的准确性。

迭代求解：在初次进行温度流体场计算时，可以使用初始的热源分布。然后，根据计算结果，如温度分布、流速等，再次进行电磁场计算。这样，可以得到更新的损耗和热源分布。这个过程可能需要迭代多次，直到结果收敛。

结果验证：为确保间接耦合的准确性，可以通过实验或其他方法验证计算结果。例如，可以测量实际设备的温度分布，并与仿真结果进行对比。

优化与调整：根据计算结果，可能需要对模型进行一些优化和调整，例如改变热源的分布、调整边界条件等，以提高模型的准确性。

在仿真中，这种交互通常通过迭代的方式进行。首先进行电磁场仿真，

得到损耗，然后将这些损耗作为热源进行温度流体场仿真，得到新的温度分布，然后再次进行电磁场仿真，如此迭代，直到结果收敛。

应说明的是，多物理场仿真计算模型就是将不同的物理场(如电磁场、温度流体场)结合起来，考虑它们之间的交互作用，为设计和分析提供更为准确和全面的信息。

S5：分析不同工况下触头流线分布规律，确定触头主流线分布路径，以此作为该型号的GIS隔离开关触头主流线，实现其触头主流线的提取。

应以不同工况下触头流线分布的分布路径、流线疏密程度作为规律分析指标以确定流线分布的典型路径，该路径应是流线在对应位置的分布范围，即触头主流线应是一个范围性的分布。

进一步的，流线的路径可以直观地反映流体在腔体内的流动方向和范围。通过对比不同工况下的流线路径，可以发现哪些区域是流体主要流动的区域，哪些区域是流体流动较弱的区域。这有助于确定触头的主流线分布路径，从而为隔离开关的设计和优化提供参考。

更进一步的，流线的疏密程度可以反映流体在腔体内的流速大小。流速较大的区域意味着该区域的流体流动较为活跃，可能存在较大的温度梯度和压力梯度。而流速较小的区域则可能是流体流动的“死区”，在这些区域，流体的交换较为缓慢，可能存在较高的温度和压力。通过对比不同工况下的流线疏密程度，可以发现哪些区域是流体流动的关键区域，哪些区域是流体流动的隐患区域。

应说明的是，触头主流线不应该是一个固定的路径，而应该是一个范围性的分布。这是因为在实际运行中，隔离开关的工况可能会发生变化，导致流线分布的变化。如果只考虑一个固定的流线路径，可能会忽略其他潜在的流线路径。因此，应该考虑一个范围性的分布，确保在各种工况下，隔离开关都能够稳定和安全地运行。

本发明中的计算过程，需要采用一种有限元电磁场计算软件和温度流体场计算平台软件进行计算，其可以有效的对本发明的计算过程进行帮助，

本实施例还提供一种GIS隔离开关触头的主流线提取系统，包括：

三维建模与导入模块：利用三维建模软件建立GIS隔离开关的三维仿真模型，将模型导入有限元电磁场计算平台中，设定各部分的材料属性，开展电磁场网格剖分；

电磁场计算模块：设定电磁场计算的边界条件和激励，开展电磁场计算，根据电磁场计算结果提取GIS隔离开关各部分的损耗；

温度流体场计算模块：将电磁场计算提取的损耗导入温度流体场，开展温度流体场计算，提取腔体中流体的流线，分析流线分布的准确性；

多工况仿真模块：考虑腔体中不同工况，分别设计不同工况的仿真集，再建立多物理场仿真计算模型，计算并提取不同工况下的GIS隔离开关触头流线分布；

流线分布分析模块：分析不同工况下触头流线分布规律，确定触头主流线分布路径，以此作为该型号的GIS隔离开关触头主流线，实现其触头主流线的提取。

本实施例还提供一种计算设备，包括，存储器和处理器；存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，实现如上述实施例提出的实现GIS隔离开关触头的主流线提取方法。

本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例提出的GIS隔离开关触头的主流线提取方法。

本实施例提出的存储介质与上述实施例提出的GIS隔离开关触头的主流线提取方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例与上述实施例具有相同的有益效果。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(ReadOnly，Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

实施例2

为本发明的一个实施例，提供了一种GIS隔离开关触头的主流线提取方法，为了验证本发明的有益效果，通过经济效益计算和仿真实验进行科学论证。

以一台110kV的三相共箱式GIS隔离开关为例进行说明。

步骤S1、利用三维建模软件建立了110kV的三相共箱式GIS隔离开关三维仿真计算模型，如图2所示，

步骤S2、三维模型以x.t格式输出，在有限元电磁场计算平台中导入该模型的x.t文件，对模型进行布尔操作，以建立各个体之间的数值计算联系，随后定义各部分的材料属性和单元类型，单元类型采用Solid97。

步骤S3、考虑趋肤深度的网格有效性验证，对于外壳、导体等尺寸较大的金属结构，网格剖分时，需要考虑其集肤深度，根据可得到外壳、导体、盖板和法兰的趋肤深度为14.93mm,动触头的趋肤深度为9.44mm。在网格剖分中，需要满足在趋肤深度内有完整地单元节点，才能保证损耗计算的准确性。为此，对于外壳来说，其厚度为12mm，对其进行网格剖分可完全考虑到趋肤深度，故控制其单元最大尺寸为20mm。同理设定法兰、盖板的最大单元尺寸为30mm；对于导体而言，其半径为40mm，控制其最大单元尺寸为8mm，对于动触头，控制其最大单元尺寸为5mm。

步骤S4、进行激励和边界条件的设置。在建立起三维涡流场的计算模型后，要设置合适的激励和边界条件才能保证最终的计算结果是准确的，对于三维涡流场求解域的边界条件设置如下：

步骤S41、如图3所示，设置空气包F1～F6四个边界为磁力线平行边界(Az＝0)；

步骤S42、导体的一端进行节点电压耦合，加载1.1倍额定电流(3150A)，三相分别滞后120°,频率为50Hz，导体的另外一端设置为零电位。

激励设置如图4所示，设置节点电源耦合的电流和电流。

步骤S5、开展电磁场损耗计算，设定频率为50Hz，对计算结果进行损耗提取。

步骤S6、将模型导入到有限元温度流体场计算平台，开展网格剖分，其中流固交界面建立5层，每层1mm厚的边界层网格，如图5所示，将各部分损耗作为热源导入到温度流体场中，通过经验公式计算在室温为25℃，外界无风下的外壳对流散热系数作为边界条件施加，开展温度流体场计算。

表1GIS隔离开关对流散热系数计算结果

步骤S7、基于流体温度场计算结果，以触头附近的流体域为流线出发点，计算域为整个腔体的流体域，可提取出流经触头的总体流线分布，需结合GIS隔离开关热源分布情况，分析流线分布的轨迹、流速和温度是否合理，有条件的，可以结合试验对仿真计算模型准确性进行验证，提取结果如图6所示。

流线规律为：流体的运动轨迹主要从触头位置往上加速流动至外壳顶部，再顺着外壳前侧盖板方向和右侧盖板方向流动，流动至盖板圆周处相圆周边沿向下流动，流动至外壳底部，构成一个散热循环的路径，具有明显的流动规律。在左侧导体附近的流线流动规律不明显。

步骤S12，开展不同的负荷电流、环境温度、气体介质和气压的GIS隔离开关多物理场耦合计算。

腔体中的流体受热浮升力的影响而产生运动，进而带动内部导体热量的传递，而在GIS隔离开关温度分布不变的情况下，不同工况下的流体运动规律应具有相似的分布规律，流线可直观反映流体运动规律，故而需要进一步结合不同工况分析流线分布规律，设定负荷电流有3460A、2000A、500A三种工况，环境温度有0℃、20℃、35℃三种工况，气体介质有空气介质、SF6介质两种工况，腔体气压有0.1MPa、0.5MPa两种工况。

步骤S13，确定触头主流线分布规律，提取得到如图7所示9种工况的流线分布。针对同一结构的GIS隔离开关，触头主流线分布均存在由触头位置上涌至外壳顶部，再分别沿前侧、背侧、右侧三个方向流动，再沿三个方向盖板处的两侧圆周向下流动的流动规律。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。