一、前言
國網(wǎng)公司在2018版反事故措施中12.2.1.3指出“GIS制造廠應(yīng)在設(shè)備投標(biāo)、資料確認(rèn)等階段提供工程伸縮節(jié)配置方案，并應(yīng)納入工程設(shè)聯(lián)會審核內(nèi)容。方案包括伸縮節(jié)類型、數(shù)量、位置、每個伸縮節(jié)的“伸縮節(jié)（狀態(tài)）伸縮量-環(huán)境溫度”對應(yīng)明細(xì)表等調(diào)整參數(shù)，室外安裝跨不同基礎(chǔ)、室內(nèi)安裝跨伸縮縫部位應(yīng)設(shè)置伸縮節(jié)刻度尺。
目前GIL/GIS設(shè)備主要由開關(guān)、電流互感器、隔離開關(guān)、管道母線、出線套管、伸縮節(jié)等設(shè)備組成。其中，管道母線是GIL/GIS的重要組成部分，其長度一般都在幾百米。GIL/GIS設(shè)備伸縮節(jié)作為管道母線附屬設(shè)備，其基本作用是用于GIL/GIS設(shè)備安裝時長度調(diào)節(jié)補(bǔ)償及運行后管道母線筒隨季節(jié)、環(huán)境溫度變化時的伸縮量變化的補(bǔ)償。GIS管道母線長度會隨著環(huán)境溫度的變化而變化，如果GIL/GIS伸縮節(jié)因安裝或制造工藝問題，在該過程中起不到伸縮量調(diào)節(jié)補(bǔ)償?shù)淖饔?，就可能造成GIL/GIS設(shè)備因伸縮應(yīng)力作用，造成連接部位變形漏氣，嚴(yán)重的導(dǎo)致設(shè)備絕緣擊穿?，F(xiàn)在絕大部分伸縮節(jié)處于無監(jiān)測使用狀態(tài)，存在不少安全隱患，采用人工觀測記錄的方式實現(xiàn)母線筒伸縮節(jié)的位移量監(jiān)測，這種方式存在人工工作量大、人工成本高、實時性差和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高的弱點。所以，伸縮節(jié)狀態(tài)在線監(jiān)測是GIL/GIS設(shè)備日常運維的重要項目。
二、伸縮節(jié)狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)主要架構(gòu)
2.1系統(tǒng)拓?fù)?br/>
2.2系統(tǒng)說明
系統(tǒng)采用低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和邊緣計算技術(shù)，支持電池或直流電源供電，通過無線LORA或有線RS485傳輸至智能采集網(wǎng)關(guān)機(jī)，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時采集、高速處理和可靠傳輸，保證形變的精確測量。通過優(yōu)化人機(jī)交互界面，提高系統(tǒng)可操作性，升級智能算法，實現(xiàn)故障的預(yù)警和診斷。傳感器將數(shù)據(jù)通過智能采集網(wǎng)關(guān)上送至管理平臺進(jìn)行分析展示，實現(xiàn)無人巡檢，提高運檢質(zhì)效。系統(tǒng)提高GIS設(shè)備運行和故障調(diào)查效率。包括本地監(jiān)測、遠(yuǎn)程監(jiān)控、異常聯(lián)動，進(jìn)一步規(guī)范建設(shè)工作，提高城區(qū)電網(wǎng)的運維水平。
三、伸縮節(jié)狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng) 設(shè)備介紹
3.1智能采集主機(jī)
智能采集主機(jī)是一款集位移傳感器工作狀態(tài)的監(jiān)測，現(xiàn)場溫度顯示（選配），報警提示和遠(yuǎn)傳上送，事件記錄及數(shù)據(jù)記錄于一體的現(xiàn)場監(jiān)測主機(jī)，并可修改現(xiàn)場無線位移傳感器的告警閾值等參數(shù)。可支持IEC61850、104、Modbus、MQTT等通信，滿足多種應(yīng)用場合與后臺軟件通信的各種需求。
· 配置說明：每個區(qū)域配置一臺智能采集網(wǎng)關(guān)機(jī)。
3.2.1技術(shù)參數(shù)
供電電源 | AC220V | |
機(jī)型 | 戶外壁掛式 | 300*200*60mm |
戶內(nèi)壁掛式 | 330*251*80mm | |
4U機(jī)架式 | 19寸4U，深度200mm | |
本地顯示 | 可選 | |
下行通信接口 | LORA/RS485 | |
上行通信接口 | RS485、網(wǎng)口、4G | |
支持通訊協(xié)議 | Modbus/104/IEC61850/MQTT | |
絕緣電阻 | ≥100兆歐 | |
防護(hù)等級 | 戶外IP65，戶內(nèi)IP31 | |
運行系統(tǒng) | linux | |
工作溫度 | -25℃~60℃ | |
工作濕度 | 0～90％RH(無凝露) | |
3.2位移傳感器
伸縮節(jié)位移監(jiān)測傳感器采用低功耗設(shè)計，支持電池或直流電源供電，通過無線LORA或有線RS485傳輸至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)機(jī)，傳感器具有很高的線性精度、很平滑的微線性特性、微米級的重復(fù)性精度，采用先進(jìn)的電阻材料處理工藝、多觸點貴金屬電刷、特殊的滑刷支撐和電阻基片材料的選擇以及堅固的外殼提升了產(chǎn)品的耐用性，結(jié)構(gòu)緊湊美觀，便使用壽命可以到達(dá)上億次的往復(fù)運動，安裝拆卸方便。
· 配置說明：每個伸縮節(jié)配置1-4個位移傳感器，建議配置4個，可測橫向和縱向位移。
3.2.1技術(shù)參數(shù)
供電電源 | 鋰電池供電/直流12V或24V | |
位移 | 測量范圍 | 0-300mm（可定制） |
精度 | ±1%FS | |
溫度（選配） | 測量范圍 | -40-125℃ |
精度 | ±0.5℃ | |
輸出方式 | LORA/RS485 | |
機(jī)械行程 | 行程+3mm | |
上電啟動時間 | 5s | |
響應(yīng)時間 | 0.5 | |
最大工作速度 | 5 m/ S | |
滑刷正常工作電流 | ≤10μA | |
絕緣電阻 | ≥100兆歐 | |
工作溫度 | - 30℃～+ 80℃ | |
防護(hù)等級 | IP65 | |
四、設(shè)備安裝
4.1位移傳感器的安裝
①如圖所示，先安裝根據(jù)伸縮節(jié)尺寸定制的配套夾具。采用夾具固定位移傳感器。注意避開伸縮節(jié)扁鐵和螺栓位置，確保牢靠。
②夾具固定完成后，先安裝位移傳感器設(shè)備，固定結(jié)束后，拉繩或拉桿引出至伸縮節(jié)另一端夾具預(yù)留孔固定。安裝過程中注意保持傳感器兩端的水平，不可傾斜或錯位，以免影響測量準(zhǔn)確性。
位移安裝位置示意圖
③每個伸縮節(jié)安裝1~4個位移傳感器。無線位移傳感器安裝后需調(diào)整信號天線，指向?qū)?yīng)區(qū)域網(wǎng)關(guān)機(jī)位置，以確保信號穩(wěn)定。有線位移傳感器電源與通信線布至智能采集網(wǎng)關(guān)機(jī)處，電纜采用金屬軟件保護(hù)。無線位移傳感器不需要布線。
無線位移安裝完成示意圖
有線位移安裝完成示意圖
4.2智能采集網(wǎng)關(guān)機(jī)的安裝
采用戶外壁掛式的智能采集網(wǎng)關(guān)機(jī)，用抱箍固定在電源箱附近的立桿或墻壁上。機(jī)架式主機(jī)組屏于對應(yīng)區(qū)域就地柜。從電源箱取AC220V電源，內(nèi)網(wǎng)通信方式需布網(wǎng)線或光纖于就近匯控柜，進(jìn)站內(nèi)局域網(wǎng)。
網(wǎng)關(guān)機(jī)安裝示意圖
4.3管理平臺的接入
主站平臺：安裝在主控室，用于分析瀏覽存儲查看數(shù)據(jù)，告警推送。
后臺系統(tǒng)安裝示意圖
