[發(fā)明專利]一種基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的GIS母線艙機械強度監(jiān)測系統(tǒng)

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• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110779668A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝春艷;蘇展;于金山;趙鵬;李謙;劉盛終;馬伯楊;路菲;盧立秋;劉鴻芳
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)天津市電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01M99/00;G01J5/00
• 代理公司: 12209 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王來佳

本發(fā)明涉及一種基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的GIS母線艙機械強度監(jiān)測系統(tǒng)，在波紋補償器的兩個端部相對的兩個端面中的任意一個或兩個上設(shè)置有測距傳感器，在任意一個所述端部上設(shè)置有紅外成像傳感器，在任意一個所述端部上設(shè)置有震動傳感器，所述測距傳感器、紅外成像傳感器和震動傳感器的輸出端連接手持設(shè)備和/或計算機。本發(fā)明基于多傳感器、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理，可實時監(jiān)測GIS母線艙外殼及伸縮節(jié)的溫度分布、應(yīng)力形變以及震動情況，并記錄大量數(shù)據(jù)，在保障GIS母線艙安全穩(wěn)定運行的同時，對GIS母線艙的機械性能做出綜合評價，預(yù)警母線艙應(yīng)力過量故障，并為分析溫度分布對GIS母線艙機械性能的影響提供數(shù)據(jù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于GIS母線艙機械強度監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的GIS母線艙機械強度監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氣體全封閉組合電器(Gas Insulation Station，簡稱GIS)就是把斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器以及母線等電氣設(shè)備組合在一起，全部封裝在金屬殼體內(nèi)，其中金屬殼體要求接地，殼體內(nèi)充以壓力為0.3-0.6MPa的SF6氣體或SF6/N2混合氣體作為相間和對地絕緣介質(zhì)。GIS具有占地面積小、元件全部密封不受環(huán)境干擾、維護(hù)工作量小、檢修周期長、配置靈活、無電磁干擾、運行方便、可靠性高、安裝方便簡單、運行費用低等優(yōu)點。經(jīng)過幾十年的不斷研究與開發(fā)，此項技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，逐漸應(yīng)用在世界范圍內(nèi)的各個電力系統(tǒng)中。GIS設(shè)備發(fā)生故障的影響范圍較大，并且容易造成事故的范圍擴大。GIS設(shè)備故障往往會造成整個變電站停電，如母線位置故障等。近幾年發(fā)生的多起GIS設(shè)備故障都給設(shè)備安全和電網(wǎng)穩(wěn)定運行造成了很大的威脅。GIS設(shè)備故障表現(xiàn)為多發(fā)性和多樣性，這與GIS設(shè)備設(shè)計結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系。由于GIS設(shè)備是密封式的結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生故障，修復(fù)時間長且修復(fù)工作量大，因而維修費用也會很高。

母線艙是GIS的重要組成部分，多段母線艙通過分段拼接的方式進(jìn)行安裝，并在各段的連接處加裝波紋補償器以補償設(shè)備制造、土建基礎(chǔ)、安裝等產(chǎn)生的誤差，以及運行中溫度變化產(chǎn)生的熱脹冷縮、基礎(chǔ)不均勻沉陷、斷路器操作時的瞬間振動、遇到地震力作用等因素造成的母線艙水平位移和垂直位移。環(huán)境溫度急劇變化情況下，波紋補償器頻繁承受時而拉伸、時而收縮、時而扭曲的變化，容易引起疲勞，致使母線艙上安裝的伸縮節(jié)不能完全補償熱脹冷縮變化，導(dǎo)致艙體焊縫開裂、氣體泄漏、對地放電擊穿、母線連接處拔出或頂死等現(xiàn)象，最終造成設(shè)備損壞甚至人員傷害。而母線故障將直接影響電網(wǎng)供電，造成大面積限電、停電。目前，我國尚無標(biāo)準(zhǔn)的在線監(jiān)測和預(yù)警母線艙應(yīng)力過量解決方案，對母線艙位移形變的成因也沒有明確的量化標(biāo)準(zhǔn)；只能在母線艙發(fā)生故障后，通過故障痕跡判斷其成因，不能起到預(yù)防的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于多傳感器、數(shù)據(jù)云傳輸、數(shù)據(jù)處理，可實時監(jiān)測GIS母線艙外殼及伸縮節(jié)的溫度分布、應(yīng)力形變以及震動情況，并記錄大量數(shù)據(jù)，在保障GIS母線艙安全穩(wěn)定運行的同時，對GIS母線艙的機械性能做出綜合評價，預(yù)警母線艙應(yīng)力過量故障，并為分析溫度分布對GIS母線艙機械性能的影響提供數(shù)據(jù)支撐的一種基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的GIS母線艙機械強度監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

一種基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的GIS母線艙機械強度監(jiān)測系統(tǒng)，包括多個母線艙，相鄰的母線艙之間通過波紋補償器連接，其特征在于：在波紋補償器的兩個端部相對的兩個端面中的任意一個或兩個上設(shè)置有測距傳感器，在任意一個所述端部上設(shè)置有紅外成像傳感器，在任意一個所述端部上設(shè)置有震動傳感器，所述測距傳感器、紅外成像傳感器和震動傳感器的輸出端連接手持設(shè)備和/或計算機。

再有，所述測距傳感器為激光測距傳感器。

再有，靠近母線艙的端部外緣設(shè)置具有云臺的紅外成像傳感器。

再有，靠近母線艙的端部外緣設(shè)置震動傳感器。