[发明专利]一种GIS管线补偿波纹管监测及评价方法

说明书

本发明公开了一种GIS管线补偿波纹管监测及评价方法，包括以下步骤：监测波纹管两侧法兰沿管线轴向方向位移。本发明通过该监测及评价方法使用，具备如下优点：使得补偿波纹管位移测量方式为非接触式，环境适应性和耐候性好，对结构本身不产生附加作用力；GIS管线补偿段在温差作用下的应力变形计算综合考虑固定支撑、内部压力等因素，且以实测数据为输入参数，计算结果准确；补偿波纹管疲劳损伤基于每一个疲劳载荷周期波纹管两侧法兰实际位移变化量作为有限元模型输入条件进行计算，计算结果准确可靠可靠；补偿波纹管运行状态可实现在线监测评价，便捷高效，及时发现并报告潜在风险，解决了严重威胁供电安全的问题。

技术领域

本发明涉及变电站安全技术领域，具体为一种GIS管线补偿波纹管监测及评价方法。

背景技术

GIS管线由于其自身的诸多优点在电网输变电设备中大量使用，GIS管线结构主要包括筒体、滑动支撑、固定支撑和波纹管等，近年来，很多地方均报告了与GIS管线相关的事故，如筒体拉裂、固定支撑开裂、滑动支撑受阻以及法兰面漏气等问题，严重威胁供电安全。

经过分析调查发现，发生的事故GIS管线上安装的补偿波纹管均存在不同程度的工作异常，补偿波纹管主要功能是对GIS管线热胀冷缩进行补偿，如出现滑动支撑受阻、固定支撑刚度不足或波纹管设计安装异常则会出现波纹管实际补偿量与正常情况下补偿量不匹配，继而导致筒体拉裂、法兰面漏气等影响设备运行的安全事故。

随着互联网、传感器技术、机器视觉及有限元技术的发展，基于传感器技术的GIS管线筒体温度测量、基于图像识别的补偿波纹管位移测量和基于有限元计算GIS管线温差应力变形计算使得在不影响GIS管线工作的情况下结合互联网技术即能实现对补偿波纹管运行状态监测及评价，及时发现GIS管线机械结构的工作异常，保障供电安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GIS管线补偿波纹管监测及评价方法，具备补偿波纹管位移测量方式为非接触式，环境适应性和耐候性好，对结构本身不产生附加作用力；GIS管线补偿段在温差作用下的应力变形计算综合考虑固定支撑、内部压力等因素，且以实测数据为输入参数，计算结果准确；补偿波纹管疲劳损伤基于每一个疲劳载荷周期波纹管两侧法兰实际位移变化量作为有限元模型输入条件进行计算，计算结果准确可靠可靠；补偿波纹管运行状态可实现在线监测评价，便捷高效，及时发现并报告潜在风险，的优点，解决了严重威胁供电安全的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种GIS管线补偿波纹管监测及评价方法，包括以下步骤：

1)监测波纹管两侧法兰沿管线轴向方向位移；

2)在GIS管线筒体上安装温度监测装置；

3)温度位移监测装置均可配置无线传输模块，通过有线或者无线方式将图像和温度数据传输到局域网内PC端，数据处理后无线传输到云端服务器或者直接无线传输到云端进行数据处理；

4)在局域网内的PC端或者云端通过图像识别获得波纹管随着温度变化的两侧法兰面轴向位移；

5)基于补偿波纹管两侧法兰面的轴向位移以及温度变化数据，采用有限元方法对GIS管线补偿段结构进行温差应力变形计算，获得给定温度变化量下GIS管线补偿段与波纹管安装处法兰边的轴向位移以及补偿波纹管应力分布；

6)数据处理包括对采用有限元法获得的波纹管与GIS管线筒体补偿段安装处法兰面轴向位移计算值与实际测量值对比分析，评估GIS管线热胀冷缩是否正常进行；

7)数据处理还包括对补偿波纹管应力分布进行疲劳寿命计算，评估补偿波纹管剩余使用寿命是否满足运维要求；

8)将评价结果按照风险等级传输到运维管理人员信息终端。

优选的，所述补偿波纹管两侧法兰面轴向位移监测，可以采用基于图像识别的方式进行位移监测，所述步骤1)中包括：