伸缩节状态在线监测系统

一、前言

国网公司在2018版反事故措施中12.2.1.3指出“GIS制造厂应在设备投标、资料确认等阶段提供工程伸缩节配置方案，并应纳入工程设联会审核内容。方案包括伸缩节类型、数量、位置、每个伸缩节的“伸缩节（状态）伸缩量-环境温度”对应明细表等调整参数，室外安装跨不同基础、室内安装跨伸缩缝部位应设置伸缩节刻度尺。

目前GIL/GIS设备主要由开关、电流互感器、隔离开关、管道母线、出线套管、伸缩节等设备组成。其中，管道母线是GIL/GIS的重要组成部分，其长度一般都在几百米。GIL/GIS设备伸缩节作为管道母线附属设备，其基本作用是用于GIL/GIS设备安装时长度调节补偿及运行后管道母线筒随季节、环境温度变化时的伸缩量变化的补偿。GIS管道母线长度会随着环境温度的变化而变化，如果GIL/GIS伸缩节因安装或制造工艺问题，在该过程中起不到伸缩量调节补偿的作用，就可能造成GIL/GIS设备因伸缩应力作用，造成连接部位变形漏气，严重的导致设备绝缘击穿。现在绝大部分伸缩节处于无监测使用状态，存在不少安全隐患，采用人工观测记录的方式实现母线筒伸缩节的位移量监测，这种方式存在人工工作量大、人工成本高、实时性差和数据准确度不高的弱点。所以，伸缩节状态在线监测是GIL/GIS设备日常运维的重要项目。

二、伸缩节状态在线监测系统主要架构

2.1系统拓扑

2.2系统说明

系统采用低功耗物联网技术和边缘计算技术，支持电池或直流电源供电，通过无线LORA或有线RS485传输至智能采集网关机，实现监测数据的实时采集、高速处理和可靠传输，保证形变的精确测量。通过优化人机交互界面，提高系统可操作性，升级智能算法，实现故障的预警和诊断。传感器将数据通过智能采集网关上送至管理平台进行分析展示，实现无人巡检，提高运检质效。系统提高GIS设备运行和故障调查效率。包括本地监测、远程监控、异常联动，进一步规范建设工作，提高城区电网的运维水平。

三、伸缩节状态在线监测系统 设备介绍

3.1智能采集主机 

智能采集主机是一款集位移传感器工作状态的监测，现场温度显示（选配），报警提示和远传上送，事件记录及数据记录于一体的现场监测主机，并可修改现场无线位移传感器的告警阈值等参数。可支持IEC61850、104、Modbus、MQTT等通信，满足多种应用场合与后台软件通信的各种需求。

· 配置说明：每个区域配置一台智能采集网关机。

3.2.1技术参数

3.2位移传感器

伸缩节位移监测传感器采用低功耗设计，支持电池或直流电源供电，通过无线LORA或有线RS485传输至物联网网关机，传感器具有很高的线性精度、很平滑的微线性特性、微米级的重复性精度，采用先进的电阻材料处理工艺、多触点贵金属电刷、特殊的滑刷支撑和电阻基片材料的选择以及坚固的外壳提升了产品的耐用性，结构紧凑美观，便使用寿命可以到达上亿次的往复运动，安装拆卸方便。

· 配置说明：每个伸缩节配置1-4个位移传感器，建议配置4个，可测横向和纵向位移。

3.2.1技术参数

四、设备安装

4.1位移传感器的安装

①如图所示，先安装根据伸缩节尺寸定制的配套夹具。采用夹具固定位移传感器。注意避开伸缩节扁铁和螺栓位置，确保牢靠。

②夹具固定完成后，先安装位移传感器设备，固定结束后，拉绳或拉杆引出至伸缩节另一端夹具预留孔固定。安装过程中注意保持传感器两端的水平，不可倾斜或错位，以免影响测量准确性。

位移安装位置示意图

③每个伸缩节安装1~4个位移传感器。无线位移传感器安装后需调整信号天线，指向对应区域网关机位置，以确保信号稳定。有线位移传感器电源与通信线布至智能采集网关机处，电缆采用金属软件保护。无线位移传感器不需要布线。

无线位移安装完成示意图

有线位移安装完成示意图

4.2智能采集网关机的安装

采用户外壁挂式的智能采集网关机，用抱箍固定在电源箱附近的立杆或墙壁上。机架式主机组屏于对应区域就地柜。从电源箱取AC220V电源，内网通信方式需布网线或光纤于就近汇控柜，进站内局域网。

网关机安装示意图

4.3管理平台的接入

主站平台：安装在主控室，用于分析浏览存储查看数据，告警推送。

   后台系统安装示意图