一种充气输电管线变形测量报警装置的制作方法

1.本发明涉及变形测量与报警技术领域，具体涉及一种充气输电管线变形测量报警装置。


背景技术：

2.发电厂、变电站和综合管廊中经常应用充气输电管线，例如气体绝缘输电线路(gil)和组合开关电器(gis)。gil(gis)的外壳充有六氟化硫(sf6)绝缘气体，gil(gis)的外壳和导体单元一般均采用管型设计。整个输电线路gil(gis)的外壳由独立的气室采用法兰连接而成，各独立导体单元采用接触插头进行连接。为消除热胀冷缩造成输电管线变形，在管道中设置了伸缩节。长距离敷设管线往往采用悬臂支架支撑，支架将承担管线所有的荷载，长期承受管线自重、气体荷载、电流产生的作用力、热伸缩载荷等，短期承受短路电流作用力、地震载荷等。在gis/gil运行过程中，直线段、拐角和斜井段在不同载荷作用下，位移大小不同，往往会出现因伸缩节配置不合理、基础沉降过大，但没有及时发现引起的设备承载较大应力，而造成支架变形、壳体撕裂、绝缘件破损的问题，进而引发停电事故。
3.因此，当前亟需一种方法能及时发现充气输电管线在运行中发生变形。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种充气输电管线变形测量报警装置，主要目的在于解决目前不能及时发现充气输电管线在运行中发生变形的问题。
5.为解决上述问题，本技术提供一种充气输电管线变形测量报警装置，包括：
6.底座，与管线壳体或伸缩节连接；
7.变形检测模块，与所述底座固定连接，用于检测所述管线受到拉伸力或压缩力引起的变形量；
8.触发机构，与所述变形检测模块连接，当所述变形量大于预设值时，触发变形信号；
9.变形报警模块，与所述触发机构电连接，用于根据所述变形信号输出变形报警信息。
10.进一步的，所述变形检测模块包括变形测量件和筒体，所述变形测量件的一端与所述底座固定连接，所述变形测量件的另一端在所述筒体内沿筒体轴向方向滑动。
11.进一步的，所述变形测量件上设有滑块，所述筒体的侧壁上设有与所述滑块匹配的滑槽。
12.进一步的，所述变形测量件上设有刻度。
13.进一步的，所述触发机构包括第一变形触发件和第二变形触发件，所述第一变形触发件和第二变形触发件均设置在所述筒体的侧壁上，且所述第一变形触发件和第二变形触发件均与所述变形报警模块连接。
14.进一步的，所述筒体的侧壁上设有凹槽和支撑件，所述第一变形触发件和第二变
形触发件分别设于一个支撑件上，且第一变形触发件和第二变形触发件分别从一个凹槽伸入所述筒体内。
15.进一步的，根据变形量报警值范围确定所述第一变形触发件和第二变形触发件在所述筒体上的位置。
16.进一步的，所述管线未受到拉伸力或压缩力时，所述变形测量件与所述第一变形触发件接触，与所述第二变形触发件非接触。
17.进一步的，所述预设值包括第一阈值和第二阈值；当所述管线受到拉伸力引起的变形量大于第一阈值时，所述变形测量件与所述第一变形触发件脱离接触，触发所述第一变形触发件发出变形信号；当所述管线受到压缩力引起的变形量大于第二阈值时，所述变形测量件与所述第二变形触发件接触，触发所述第二变形触发件发出变形信号。
18.进一步的，所述报警装置还包括终端，与所述变形报警模块通信连接，用于接收并显示所述变形报警信息。
19.本技术中的有益效果：本发明提供的一种充气输电管线变形测量报警装置，在管线的变形量大于预设值时触发机构触发变形信号并发送至变形报警模块，实现及时报警，提醒设备维护人员和运行值班人员及时发现问题并采取应急处理措施，实现对设备变形和基础沉降的在线监控，防止出现管道严重变形、漏气甚至开裂，引发巡视人员窒息、停机停堆风险，确保充气输电管线长期安全稳定运行。
20.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
22.图1为本发明示例性实施例的一种充气输电管线变形测量报警装置的水平安装结构示意图；
23.图2为本发明示例性实施例的一种充气输电管线变形测量报警装置的竖直安装结构示意图。
24.图中：1-底座；2-变形测量件；3-刻度；4-筒体；5-第一变形触发件；6-第二变形触发件；7-变形报警模块；8-终端；9-伸缩节；10-管线壳体；11-安装基础。
具体实施方式
25.为克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种充气输电管线变形测量报警装置。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有
作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
26.参见图1，本发明实施例提供的一种充气输电管线变形测量报警装置，包括
27.底座1，与伸缩节9的底座连接；
28.变形检测模块，与底座1固定连接，用于检测管线受到拉伸力或压缩力引起的变形量；
29.触发机构，与变形检测模块连接，当变形量大于预设值时，触发变形信号；
30.变形报警模块7，与触发机构电连接，用于根据变形信号输出变形报警信息。
31.发电厂、变电站内的气体绝缘输电线路(gil)和气体绝缘金属封闭组合电器(gis)都是充气输电管线的一种，充气输电管线通过悬臂支架架设在安装基础上，在远距离充气输电管线布设时需要设置伸缩节。由于安装基础承受管线自重、气体荷载、电流产生的作用力、热伸缩载荷等会发生沉降，或由于地质原因安装基础发生拱起，由于沉降或拱起引起安装基础的形变。由于管线热胀冷缩，管线将引起伸缩节形变，安装基础和伸缩节的形变需要实时监控，以便及时发现，避免造成严重后果。
32.避免不改变gil和gis本体设备结构和性能的前提下，通过加装充气输电管线变形测量报警装置，实现管线壳体变形量和安装基础沉降量的在线监测，并在超出许可范围时启动报警装置，及时发送报警信号，提醒运行人员和维修人员应急处理，避免出现设备严重变形、漏气、人员窒息、停电等安全事故。充气输电管线变形测量报警装置主要由底座1、变形测量模块、触发机构和变形报警模块7以及终端组成。
33.gil/gis壳体在热涨冷缩时，伸缩节会被迫拉伸或压缩，吸收管道的变形量，通过底座将输电管线变形测量报警装置水平安装在伸缩节两侧，输电管线变形测量报警装置与伸缩节同步伸缩，通过变形测量模块测量伸缩节延伸或压缩时产生的横向变形量。长期长距离输电线路的安装基础往往会出现不均匀沉降，尤其是在遭遇地震期间，通过底座将输电管线变形测量报警装置安装在管线与安装基础之间，在安装基础发生沉降或拱起时，通过变形测量模块测量安装基础的纵向变形量。当充气输电管线变形测量报警装置测量管线径向位移时，底座与管线壳体连接，测量纵向变形量，当充气输电管线变形测量报警装置测量管线轴向位移时，变形测量报警装置的底座与伸缩节的底座连接，测量横向变形量，当纵向变形量或横向变形量大于变形量报警设定值时触发机构触触发变形信号至并发送至变形报警模块7，实现及时报警，提醒设备维护人员和运行值班人员及时发现问题并采取应急处理措施，实现对设备变形和基础沉降的在线监控，防止出现管道严重变形、漏气甚至开裂，引发巡视人员窒息、停机停堆风险，确保gil(gis)设备长期安全稳定运行。同时，该充气输电管线变形测量报警装置安装和拆卸方便，不影响管线设备的运行。
34.作为本发明的一种具体实施方式，底座1，与管线壳体10连接。
35.作为本发明的一种具体实施方式，变形检测模块包括变形测量件2和筒体4，变形测量件2的一端与底座1固定连接，变形测量件2的另一端在筒体4内沿筒体轴向方向滑动。伸缩节设置在两根管线的连接处，伸缩节的两侧各有一个底座，伸缩节的每个底座各设置在一个管线壳体上，变形测量报警装置的底座设置在伸缩节的一个底座上，筒体设置在伸缩节的另一个底座上。
36.作为本发明的一种具体实施方式，变形报警模块固定连接在筒体上。
37.作为本发明的一种具体实施方式，变形测量件2上设有滑块，筒体4的侧壁上沿筒体4轴向方向设有与滑块匹配的滑槽，当变形测量件2受到拉伸或压缩力时，滑块在滑槽内滑动，实现变形测量件2在筒体4内滑动，产生变形测量件2与筒体4之间的相对位移，该相对位移的大小就是变形量，实现变形量的实时测量，实时监测管线的变形量情况，及时发现设备变形问题，降低设备因故障而停电的风险。
38.在一个实施例中，在水平安装时，底座1和筒体4分别固定安装在伸缩节9两侧的法兰上，当伸缩节9发生位移时，带动变形测量件2和筒体4的运动，进而产生变形测量件2与筒体4之间的相对位移，该相对位移的大小就是变形量。
39.在一个实施例中，管线通过支架架设在安装基础11上，安装基础11可能会发生拱起或沉降，需要测量安装基础11的位移量，此时将变形测量报警装置进行竖直安装。在竖直安装时，底座1安装在管线壳体10的底部上，筒体4固定安装在安装基础11上，当安装基础11发生拱起或沉降时，带动筒体4的运动，进而产生变形测量件2与筒体4之间的相对位移，该相对位移的大小就是变形量。
40.作为本发明的一种具体实施方式，筒体4套设在变形测量件2的外周，且与变形测量件2不接触，在水平安装时，先将底座1固定安装在伸缩节9的一个法兰上，由于变形测量件2固定安装在底座1上，因此变形测量件也固定安装在该法兰上，再将筒体4的一端套设在变形测量件2的外周，套设后再将筒体4的另一端固定在伸缩节9的另一个法兰上。由于变形测量件2和筒体4均与一个法兰固定连接，均能随着伸缩节的位移而运动，进而产生变形测量件2与筒体4之间的相对位移，该相对位移的大小就是变形量，因此变形测量件2与筒体4不接触也能实现相对滑动。
41.作为本发明的一个实施例，筒体4套设在变形测量件2的外周，且与变形测量件2不接触，在竖直安装时，先将底座1固定安装在管线壳体10的底部，由于变形测量件2固定安装在底座1上，因此变形测量件2也是固定安装在管线壳体10上，再将筒体4的一端套设在变形测量件2的外周，套设好后再将筒体4的另一端固定在下方的安装基础11上。当安装基础11发生拱起或沉降时，由于变形测量件2和筒体4均与管线和安装基础11固定连接，筒体4随着安装基础11的拱起或沉降发生位移，进而产生变形测量件2与筒体4之间的相对位移，该相对位移的大小就是变形量，因此变形测量件2与筒体4不接触也能实现相对滑动。
42.作为本发明的一种具体实施方式，变形测量件2上设有刻度，初始状态时记录变形测量件2的初始刻度，当变形发生后，再记录此时的刻度，初始刻度和变形发生后的刻度的差值就是变形量，通过在变形测量件2上设置刻度，能实时监测管线的变形量情况，及时发现设备变形问题，降低设备因故障而停电的风险，根据变形量预计变形报警发生的时间，便于提前安排工作。
43.作为本发明的一个实施例，变形测量件2包括导杆、连杆、滑杆、筒体或柱体中的一种，本实施例中采用的变形测量件2为导杆。
44.作为本发明的一种具体实施方式，触发机构包括第一变形触发件5和第二变形触发件6，第一变形触发件5和第二变形触发件6均设置在筒体4的侧壁上，当变形测量件2在筒体4内滑动时，与第一变形触发件5或第二变形触发件6进行接触或脱离接触，进而触发第一变形触发件5和第二变形触发件6发出变形信号至变形报警模块7，变形报警模块7根据变形信号发出变形报警信息，该变形报警信息包括管线的支路编号，位置编号，变形量等信息，
便于工作人员根据变形报警信息及时知道变形发生的位置，进行及时抢修，通过第一变形触发件5和第二变形触发件6触发变形信号，实现变形超范围报警，使得运行人员及时发现设备变形问题，降低设备因故障而停电的风险，同时减少运行人员巡检工作量，降低巡视人员因漏气而窒息的风险。
45.作为本发明的一个实施例，筒体4的侧壁上设有凹槽和支撑件，第一变形触发件5和第二变形触发件6分别设于一个支撑件上，且第一变形触发件5和第二变形触发件6分别从一个凹槽伸入筒体4内，以使变形测量件2在筒体4内滑动时，与第一变形触发件5和第二变形触发件6接触或脱离接触，发出变形信号，且不影响变形测试件的滑动，提高了变形测量的准确度。
46.作为本发明的一个实施例，筒体4的侧壁上设有凹槽或通孔，将第一变形触发件5和第二变形触发件6固定安装在不同的凹槽或通孔内，且变形触发件部分伸入筒体4内，使伸入的部分与变形测试件接触，且不影响变形测试件的滑动。
47.作为本发明的一种具体实施方式，根据变形量报警值范围确定第一变形触发件5和第二变形触发件6在筒体4上的位置，根据实际变形量报警需要设置变形触发件的位置，提高报警的准确度。
48.作为本发明的一个实施例，第一变形触发件5和第二变形触发件6之间设有沿筒体轴向方向的间隔，也就是说按竖直方向设置时，第一变形触发件5和第二变形触发件6设置在筒体4的不同高度，根据变形量报警值设置在筒体4对应的位置上。在管线受到压缩力时，下面的变形触发件与变形测量件2接触，触发发出变形信号，在管线受到拉伸力时，上面的变形触发件触发发出变形信号，提高报警的准确度。
49.作为本发明的一个实施例，第一变形触发件5和第二变形触发件6在筒体上的位置，根据实际变形量报警限值进行设置，提高报警的准确度。
50.作为本发明的一种具体实施方式，管线未受到拉伸力或压缩力时，即变形测量件2处于初始状态时，根据管线的变形量报警限值设置第一变形触发件5和第二变形触发件6的位置，初始状态时变形测量件2与第一变形触发件5接触，与第二变形触发件6非接触。当管线受到拉伸力引起的变形量大于第一阈值时，变形测量件2与第一变形触发件5脱离接触，触发第一变形触发件2发出变形信号；当管线受到压缩力引起的变形量大于第二阈值时，变形测量件2与第二变形触发件6接触，触发第二变形触发件6发出变形信号。
51.在一个实施例中，第一变形触发件5和第二变形触发件6均为行程开关，第一变形触发件5为第一行程开关，第二变形触发件6为第二行程开关，变形测量件2采用导杆，第一行程开关和第二行程开关的一个触点均与电源连接，第一行程开关和第二行程开关的另一个触点均与变形报警模块7电连接，第一行程开关和第二行程开关分别与电源和变形报警模块构成回路，分别对水平安装和竖直安装进行下述说明。
52.进行水平安装时，将底座1和筒体4水平安装在伸缩节9两侧的法兰面上，导杆上的刻度值调整为0刻度，行程开关的位置依据变形报警设定值进行调整，如图1所示，行程开关位置确定后，在初始状态下，导杆与第一行程开关接触，与第二行程开关不接触。伸缩节9在被拉伸和被压缩时，导杆将同时被拉伸或被压缩，产生变形量，可通过导杆上的刻度显示出变形量大小。若拉伸过长，即变形量大于第一阈值时，第一行程开关上的滚珠将与导杆脱离，第一行程开关由原来的常闭状态变换为常开状态，触发发出变形信号至变形报警模块
7，变形报警模块7将变形报警信息传输给后台终端，后台终端在接收到报警信号后将提示运行人员及时采取措施应急处理。同理，若压缩过短，即变形量大于第二阈值时，第二行程开关上的滚珠将被导杆挤压，第二行程开关由原来的常开状态变为常闭状态，触发发出变形信号至变形报警模块7，变形报警模块7将变形报警信息通过无线通信传输给后台终端。
53.进行垂直安装时，将底座1和筒体4垂直安装在管道壳体10与安装基础11之间，底座1安装在管道壳体10的底部，筒体4安装在安装基础11上，导杆上的刻度值调整为0刻度，行程开关的位置依据变形报警设定值进行调整，如图2所示，安装基础在沉降或被拱起时，筒体随着安装基础同时沉降或拱起，导杆相对地被拉伸或被压缩，变形量可通过导杆上的刻度显示出来。安装基础沉降时，筒体也随着沉降，沉降过大，即拉伸过大，即变形量大于第一阈值时，第一行程开关上的滚珠将与导杆脱离，第一行程开关由原来的常闭状态变换为常开状态，触发发出变形信号至变形报警模块7，变形报警模块7将变形报警信息传输给后台终端，后台终端在接收到报警信号后将提示运行人员及时采取措施应急处理。同理，安装基础变形隆起抬升，筒体也随着隆起抬升，隆起抬升过大，即压缩过短，即变形量大于第二阈值时，第二行程开关上的滚珠将被导杆挤压，第二行程开关由原来的常开状态变为常闭状态，触发发出变形信号至变形报警模块7，变形报警模块7将变形报警信息通过无线通信传输给后台终端。
54.作为本发明的一种具体实施方式，变形测量报警装置还包括终端8，终端8与变形报警模块7通信连接，用于接收并显示变形报警信息，提醒设备维护人员和运行值班人员及时发现问题并采取应急处理措施，实现对设备变形和基础沉降的在线监控，防止出现管道严重变形、漏气甚至开裂，引发巡视人员窒息、停机停堆风险，确保gil(gis)设备长期安全稳定运行。
55.作为本发明的一个实施例，变形报警模块7与终端8采用无线通信连接，提高变形测量报警的监控范围。
56.应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本技术的范围和精神内的其他修改。
57.包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且与上面给出的对本技术的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本技术的原理。
58.通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本技术的这些和其它特性将会变得显而易见。
59.还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本技术进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本技术的很多其它等效形式。
60.当结合附图时，鉴于以下详细说明，本技术的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
61.此后参照附图描述本技术的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本技术的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本技术模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以
实质上任意合适的详细结构多样地使用本技术。
62.本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本技术的相同或不同实施例中的一个或多个。
63.以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。