氣體絕緣金屬封閉輸電線路監(jiān)測方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力傳輸裝置技術領域，特別是涉及到電力傳輸裝置的在線監(jiān)測技 術。
【背景技術】
[0002] 氣體絕緣金屬封閉輸電線路（Gas Insulated Metal Enclosed Transmission Line，簡稱GIL)以SF6氣體或SFjP N2混合氣體作為絕緣介質，氣體絕緣金屬封閉輸電線路 管道結構采用外殼與導體同軸設置，具有輸電容量大、損耗低、占地少、可靠性高、免維護、 壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點，在國內(nèi)外電力系統(tǒng)中獲得了越來越廣泛的應用。但氣體絕緣金屬 封閉輸電線路管道具備上述優(yōu)點的同時，其密封嚴、電流大、敷設路段復雜等結構與工況特 點，也導致氣體絕緣金屬封閉輸電線路輸電線熱伸縮問題日益突出。尤其是敷設路段氣候 惡劣或者出現(xiàn)"短時過載"等特殊運行工況時，氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道熱伸縮量過 大，這可能導致電氣設備疲勞損壞甚至輸電線路拱起破壞，以致引發(fā)重大事故，危害電力系 統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
[0003] 目前針對氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道熱伸縮問題，現(xiàn)場主要是通過設計安裝 伸縮節(jié)的方式吸收氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道熱伸縮量。伸縮節(jié)也可稱為管道伸縮 節(jié)、膨脹節(jié)、補償器、伸縮器等。伸縮節(jié)分為：波紋伸縮節(jié)、套筒伸縮節(jié)、方形自然補償伸縮節(jié) 等幾大類型，伸縮節(jié)主要用于補償管道因溫度變化而產(chǎn)生的伸縮變形。但現(xiàn)有技術中缺少 相應的氣體絕緣金屬封閉輸電線路監(jiān)測方法和技術，這對氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道 的運行調(diào)度帶來了不便和安全隱患：首先，不能切實地了解氣體絕緣金屬封閉輸電線路管 道的熱伸縮變化情況，不能為諸如"短時過載"等特殊運行情況時的電網(wǎng)調(diào)度提供可靠的參 考依據(jù)；其次，無法準確了解電氣設備周期性疲勞損壞情況，無法為氣體絕緣金屬封閉輸電 線路管道輸送容量優(yōu)化提供指導借鑒，因此造成浪費和安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中缺乏氣體絕緣金屬封閉輸電線路監(jiān)測 方法的缺點，提出了一種氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道熱應變特性在線監(jiān)測的方法及裝 置。該方法及裝置充分利用傳熱學和結構力學的基本原理，選擇外殼上最合適的熱應變測 量位置，同時通過確定合適的應變傳感器、應變傳感器安裝方式、測量方法以及信號處理工 具，來實現(xiàn)對氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼熱應變的準確在線監(jiān)測。
[0005] 為了實現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的技術方案為如下。
[0006] 一種氣體絕緣金屬封閉輸電線路監(jiān)測方法，所述方法包括以下步驟：
[0007] A、在氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位置處固定應變傳感 器；
[0008] B、通過應變傳感器測量所述一個以上位置處管道的熱應變量，選擇其中最大熱應 變量作為氣體絕緣金屬封閉輸電線路熱應變量。
[0009] 其中所述在氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位置處固定應變 傳感器包括：
[0010] A1、在所述一個以上位置處固定第一應變傳感器；
[0011] A2、在第一應變傳感器附近涂抹單分子硅膠，將第二應變傳感器安裝于單分子硅 膠處；
[0012] A3、將第一應變傳感器與第二應變傳感器通過半橋路接線方式連接至應變儀；
[0013] 相應地，步驟B中，通過第二應變傳感器的應變校準，消除第一應變傳感器的自身 溫度帶來的測量誤差，獲取所述一個以上位置處管道的熱應變量。
[0014] 所述氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位置包括：氣體絕緣金屬 封閉輸電線路管道外殼上部兩端和中間區(qū)域的位置。
[0015] 其中所述在氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位置處固定應變 傳感器后，進一步包括：
[0016] 在所述應變傳感器周圍涂抹單分子硅膠，防止應變傳感器受到潮濕影響。
[0017] -種氣體絕緣金屬封閉輸電線路監(jiān)測裝置，所述裝置包括應變傳感器和應變儀， 其中，
[0018] 應變傳感器固定于在氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位置處， 測量所述一個以上位置處的熱應變量；
[0019] 應變儀連接至所述一個以上位置處應變傳感器，獲取所述一個以上位置處管道的 熱應變量，選擇其中最大的熱應變量作為氣體絕緣金屬封閉輸電線路熱應變量。
[0020] 所述氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位置處的應變傳感器包 括第一應變傳感器和第二應變傳感器，其中，
[0021] 第一應變傳感器固定于在氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位 置處；
[0022] 在第一應變傳感器附近涂抹有單分子硅膠，第二應變傳感器安裝于所述單分子硅 膠處；
[0023] 第一應變傳感器和第二應變傳感器通過半橋路接線方式連接至應變儀。
[0024] 其中所述氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位置包括：氣體絕緣 金屬封閉輸電線路管道外殼上部兩端和中間區(qū)域的位置。
[0025] 其中，所述應變傳感器采用三向單端電阻式應變傳感器。
[0026] 特別地，所述應變儀為靜態(tài)應變儀。
[0027] 另外，在所述應變傳感器周圍涂抹有單分子硅膠，防止應變傳感器受到潮濕影響。
[0028] 通過采用本發(fā)明的氣體絕緣金屬封閉輸電線路監(jiān)測方法及裝置，能夠獲得以下有 益技術效果。
[0029] 方法及裝置易于實現(xiàn)，經(jīng)濟實用，可以有效地實現(xiàn)氣體絕緣金屬封閉輸電線路管 道熱應變特性的在線監(jiān)測。采用本方法所測得的氣體絕緣金屬封閉輸電線管道外殼熱應變 具有非常高的準確度，對于推廣氣體絕緣金屬封閉輸電線管道熱伸縮特性在線監(jiān)測技術和 保證氣體絕緣金屬封閉輸電線管道安全可靠運行具有重大意義。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明【具體實施方式】中氣體絕緣金屬封閉輸電線路監(jiān)測裝置的連接示意 圖。
[0031] 圖2為氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼溫度場仿真結果示意圖。
[0032]圖3為氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼溫度暫態(tài)變化過程的示意圖。
[0033] 圖4為本發(fā)明【具體實施方式】中氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼熱應變暫態(tài) 變化過程。
[0034] 圖5為本發(fā)明【具體實施方式】中環(huán)境溫度24小時變化過程。
[0035] 圖6為本發(fā)明【具體實施方式】中氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼熱應變隨環(huán) 境溫度24小時變化過程。
【具體實施方式】
[0036] 下面結合附圖，對本發(fā)明作詳細說明。
[0037] 以下公開詳細的示范實施例。然而，此處公開的具體結構和功能細節(jié)僅僅是出于 描述示范實施例的目的。
[0038] 然而，應該理解，本發(fā)明不局限于公開的具體示范實施例，而是覆蓋落入本公開范 圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換物。在對全部附圖的描述中，相同的附圖標記表示相同的元 件。
[0039] 同時應該理解，如在此所用的術語"和/或"包括一個或多個相關的列出項的任意 和所有組合。另外應該理解，當部件或單元被稱為"連接"或"耦接"到另一部件或單元時， 它可以直接連接或耦接到其他部件或單元，或者也可以存在中間部件或單元。此外，用來描 述部件或單元之間關系的其他詞語應該按照相同的方式理解（例如，"之間"對"直接之間"、 "相鄰"對"直接相鄰"等）。
[0040] 如圖1所示，本發(fā)明【具體實施方式】中公開了一種氣體絕緣金屬封閉輸電線路監(jiān)測 裝置，所述裝置包括應變傳感器和應變儀，其中，
[0041] 應變傳感器固定于在氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位置處， 測量所述一個以上位置處的熱應變量；
[0042] 應變儀連接至所述一個以上位置處的應變傳感器，獲取所述一個以上位置處管道 的熱應變量，選擇其中最大的熱應變量作為氣體絕緣金屬封閉輸電線路熱應變量。
[0043] 圖2為氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼溫度場仿真結果示意圖。如圖2中所 示，氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道內(nèi)部導體的熱量通過傳導、對流和輻射的形式向外散 發(fā)。氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道內(nèi)部氣體在熱浮力的作用下，氣體對流明顯，使氣體絕 緣金屬封閉輸電線路管道外殼溫度分布不均勻，具體而言氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道 外殼溫度呈"上高下低"的分布。結合結構力學中材料彈性力學的基本原理，氣體絕緣金屬 封閉輸電線路管道外殼截面正上方為外殼軸向熱應變最嚴重處。因氣體絕緣金屬封閉輸 電線路管道外殼熱應變具有軸對稱性，同時又為不失一般性，由此在本發(fā)明一個具體實施 方式中，安裝應變傳感器的所述氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部一個以上位置包 括：氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼上部兩端和中間區(qū)域的位置。因此，本發(fā)明實施方 式中氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼測試點為管道外殼上部兩端及中間區(qū)域共3個 位置，因氣體絕緣金屬封閉輸電線路管道外殼不同點的溫度略有不同，且氣體絕緣金屬封 閉輸電線路管道熱伸縮特性一般考慮最嚴重工況，因此測量結果取三個位置的應變量測量 數(shù)據(jù)中的最大值。