CN110967133A - 一种gil力学特性测试装置及gil力学特性测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种GIL力学特性测试装置及GIL力学特性测试系统。GIL力学特性测试装置包括并行延伸的两个沿左右方向间隔布置的连接段，两连接段均采用GIL结构，两连接段的相应同一端为接口端以用于形成安装待测GIL的接口，相应另一端串接有采用GIL结构的中间段，测试装置还包括与两连接段及中间段串接的电压发生装置以在待测GIL安装在连接段接口处时形成检测回路，所述中间段上套装有升流器，测试装置还包括应变仪和用于举升待测GIL以实现升降的升降装置，所述应变仪连接有用于布置在待测GIL的壳体上的应变片、温度传感器和位移传感器。本发明的GIL力学特性测试装置可以模拟大流量和地基沉降双重工况并测试GIL力学特性，有助于提高GIL使用安全性。

Description

一种GIL力学特性测试装置及GIL力学特性测试系统
技术领域
本发明涉及一种GIL力学特性测试装置及GIL力学特性测试系统。
背景技术
GIL(全称为气体绝缘金属封闭输电线路)以SF6和N2混合气体作为绝缘介质，气体绝缘金属封闭输电线路结构采用外壳与导体同轴设置，具有输电容量大、损耗低、占地少、可靠性高、免维护、寿命长、环境友好等优点，在国内外电力系统中获得了越来越广泛的应用。但由于GIL常用于输送大电流，使用过程中存在热伸缩量大的问题。目前，针对GIL热伸缩量大的问题，现场主要通过安装伸缩节的方式吸收GIL热伸缩量。
然而，GIL作为特殊的管道式输电线路，其还存在与其他管道结构类似的地基沉降问题。工程实践表明，GIL在大电流和地基沉降双重工况下的力学特性会发生显著变化。但是现有技术中只有大电流工况下的GIL力学特性测量方法，如申请公布号为CN104792258A的中国发明专利申请中公开的一种气体绝缘技术封闭输电线路监测方法。由于现有技术中没有大电流和地基沉降双重工况下的GIL力学特性测试装置，无法准确了解GIL在大电流和地基沉降双重工况下疲劳损坏情况，使得GIL在使用过程中存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟大电流和地基沉降双重工况的GIL力学特性测试装置，旨在解决现有技术中因无法准确了解GIL在大电流和地基沉降双重工况下的疲劳损坏情况而导致存在安全隐患的问题；本发明的目的在于提供一种模拟大电流和地基沉降双重工况的GIL力学特性测试系统，旨在解决现有技术中因无法准确了解GIL在大电流和地基沉降双重工况下的疲劳损坏情况而导致存在安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明的GIL力学特性测试装置的技术方案是：
GIL力学特性测试装置包括并行延伸的两个沿左右方向间隔布置的连接段，两连接段均采用GIL结构，两连接段的相应同一端为接口端以用于形成安装待测GIL的接口，相应另一端串接有采用GIL结构的中间段，测试装置还包括与两连接段及中间段串接的电压发生装置以在待测GIL安装在连接段接口处时形成检测回路，所述中间段上套装有升流器，测试装置还包括应变仪和用于举升待测GIL以实现升降的升降装置，所述应变仪连接有用于布置在待测GIL的壳体上以测量待测GIL壳体所受应力的应变片、测量待测GIL壳体温度的温度传感器和测量待测GIL壳体伸缩量的位移传感器。
其有益效果在于：本发明的GIL力学特性测试装置通过电压发生装置和升流器模拟GIL实际使用时的大电流工况；升降装置模拟GIL实际使用过程中地基沉降工况，通过应变仪以及与其连接的应变片、位移传感器、温度传感器测量GIL在大电流和地基沉降双重工况下的力学特性，掌握了GIL在大电流和地基沉降工况下的力学特性。在设计阶段，可以根据本发明的GIL力学特性测试装置的测试结果，进一步优化GIL结构及布置，为提高产品的安全性、可靠性提供数据支撑。
进一步的，所述电压发生装置串接在所述中间段与其中一个连接段之间。电压发生装置串接在中间段与其中一个连接段之间有助于使得本发明的GIL力学特性测试装置结构更加紧凑。
进一步的，测试装置还包括用于布置在待测GIL一端并固定待测GIL的固定支撑，以及沿左右方向间隔布置的用于支撑待测GIL的滑动支撑，滑动支撑具有沿左右方向延伸的用于与待测GIL滑动配合的滑动支撑面。固定支撑和滑动支撑起到了对待测GIL固定支撑作用，有助于更加准确的模拟GIL实际使用工况。
进一步的，所述升降装置在左右方向上位于两接口端之间。升降装置位于两个接口端之间有助于升降装置模拟地基沉降的准确性。
进一步的，所述升降装置为手动式举升结构。升降装置为手动式举升结构使得操作。
本发明的GIL力学特性测试系统的技术方案是：
GIL力学特性测试系统包括GIL力学特性测试装置和连接在GIL力学特性测试装置上的待测GIL，所述GIL力学特性测试装置包括并行延伸的两个沿左右方向间隔布置的连接段，两连接段均采用GIL结构，两连接段的相应同一端为接口端以用于形成安装待测GIL的接口，相应另一端串接有采用GIL结构的中间段，测试装置还包括与两连接段及中间段串接的电压发生装置以在待测GIL安装在连接段接口处时形成检测回路，所述中间段上套装有升流器，测试装置还包括应变仪和用于举升待测GIL以实现升降的升降装置，所述应变仪连接有用于布置在待测GIL的壳体上以测量待测GIL壳体所受应力的应变片、测量待测GIL壳体温度的温度传感器和测量待测GIL壳体伸缩量的位移传感器。
其有益效果：本发明的GIL力学特性测试系统通过电压发生装置和升流器模拟GIL实际使用时的大电流工况；升降装置模拟GIL实际使用过程中地基沉降工况，通过应变仪以及与其连接的应变片、位移传感器、温度传感器测量GIL在大电流和地基沉降双重工况下的力学特性，掌握了GIL在大电流和地基沉降工况下的力学特性。在设计阶段，可以根据本发明的GIL力学特性测试系统的测试结果，进一步优化GIL结构及布置，为提高产品的安全性、可靠性提供数据支撑。
进一步的，所述电压发生装置串接在所述中间段与其中一个连接段之间。电压发生装置串接在中间段与其中一个连接段之间有助于使得本发明的GIL力学特性测试装置结构更加紧凑。
进一步的，测试装置还包括用于布置在待测GIL一端并固定待测GIL的固定支撑，以及沿左右方向间隔布置的用于支撑待测GIL的滑动支撑，滑动支撑具有沿左右方向延伸的用于与待测GIL滑动配合的滑动支撑面。固定支撑和滑动支撑起到了对待测GIL固定支撑作用，有助于更加准确的模拟GIL实际使用工况。
进一步的，所述升降装置在左右方向上位于两接口端之间。升降装置位于两个接口端之间有助于升降装置模拟地基沉降的准确性。
进一步的，所述升降装置为手动式举升结构。升降装置为手动式举升结构使得操作。
进一步的，所述待测GIL上串接有转角单元。有助于模拟待测GIL实际运行工况。
进一步的，所述待测GIL上设有伸缩节。有助于防止待测GIL因热伸缩而损坏。
附图说明
图1为本发明的GIL力学特性测试装置使用状态图；
图2为图1中的连接段、中间段、升流器及电压发生装置的装配图；
图3为图1中的升降装置的结构示意图；
附图中：1、待测GIL；2、伸缩节；3、转角单元；4、升降装置；41、支撑焊装；42、工字钢；43、筒体支架；44、螺柱；5、滑动支撑；6、固定支撑；7、电压发生装置；8、升流器；9、应变片；10、位移传感器；11、温度传感器；12、直角GIL；13、连接段；14、中间段；15、地基。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的GIL力学特性测试装置的具体实施例，如图1至图3所示，包括并行延伸的两个沿左右方向间隔布置的连接段13，两连接段13均采用GIL结构，GIL结构可以是一段GIL也可以是几段GIL相连接形成的组合段。两连接段13的相应同一端为接口端用于形成安装待测GIL1的接口，为了便于在连接段13与待测GIL1连接，本实施例的两段连接段13的端部设置有直角GIL12，直角GIL12的其中一边与连接段13平行，直角GIL12的另一边构成接口。两段连接段13背离设置直角GIL12的一端之间串接有中间段14，同样的，中间段14采用GIL结构，GIL结构可以是一段GIL也可以是几段GIL相连接形成的组合段。
中间段14与两段连接段13中的一个连接的端部串联有电压发生装置7以在连接段13的接口用于与待测GIL1连接后形成检测回路。本实施例中的电压发生装置7与现有技术中的交流电压发生装置的原理相同，由于本发明的创新点不在于对电压发生装置的改进，因此本实施例对电压发生装置的具体结果不再描述。中间段的外侧还套装有升流器8，升流器8通过电磁感应方式将流经中间段的小电流放大至大电流，本实施例中的升流器8采用扬州鑫源电气有限公司生产的型号为SLB-670的升流器。
GIL常多段连接后使用，所以待测GIL1由至少两段连接而成，为了防止待测GIL因热伸缩而导致损坏，组成待测GIL1的各段之间设置有伸缩节2，同时待测GIL1为避免在敷设过程中弯曲损坏，待测GIL1上串接有转角单元3。为了模拟待测GIL1实际使用工况，本实施例的GIL力学特性测试装置还包括设置在GIL下方的固定支撑6和滑动支撑5，其中固定支撑6设置在待测GIL1的一端，滑动支撑5具有多个，多个滑动支撑5在待测GIL1长度方向上间隔设置。
为了模拟待测GIL1在地基沉降工况下的力学特性，GIL力学特性测试装置还包括设置在待测GIL1下侧用于举升待测GIL1的升降装置4，本实施例中的升降装置4为手动式升降装置，且升降装置4设置在两个接口之间。手动式升降装置4包括与地基15固定连接的工字钢42、下端通过螺柱44与工字钢42上端连接的支撑焊装41、下端通过螺柱44与支撑焊装41连接的筒状支架43。筒状支架43的上端与待测GIL1顶压。使用时，通过手动转动螺柱44上的螺母可调节筒状支架43的高度以实现待测GIL的升降。通过升降装置4的升降模拟GIL在地基沉降工况下的受力状况。当然，在其他实施例中升降装置4也可以是电动式升降装置4。
GIL力学特性测试装置还包括应变仪以及与应变仪连接的应变片9、位移传感器10和温度传感器11。应变片9与现有技术中的应变片的结构相同，本实施例中的应变片9布置在待测GIL的壳体上用于测量待测GIL所受应力大小。温度传感器11与现有技术中的温度传感器的结构相同，本实施例中的温度传感器11布置在待测GIL壳体上用于测量待测GIL的温度。位移传感器10与现有技术中的位移传感器的结构相同，本实施例中的位移传感器10布置在待测GIL壳体上用于测量待测GIL的位移量。具体的，其中部分应变片9布置在伸缩节2上，部分应变片9布置在直角GIL12上，部分应变片9布置在升降装置4上侧的待测GIL上。本实施例中的应变片9粘接在待测GIL的壳体上，具体的，可以使用502强力胶粘接，该胶水效果牢固，不怕风吹日晒。另外，由于待测GIL1热伸缩变化并不明显，热伸缩数值较小，因此本实施例中的应变片9的精度较高。位移传感器10为多个，其中部分位移传感器10布置在直角GIL12上，部分位移传感器10布置在伸缩节上，还有部分位移传感器设置在升降装置4上侧的待测GIL上。
本实施例中的GIL力学特性测试装置可以模拟三种工况，即大电流工况、地基沉降工况和大电流-地基沉降工况。
其中，GIL力学特性测试装置模拟大电流工况时，使用步骤如下：
步骤1：将待测GIL的两端对应连接在GIL力学特性测试装置的两个连接段13接口上，将应变片9、位移传感器10和温度传感器11布置在待测GIL上；
步骤2：通过应变仪记录温度传感器11测得的待测GIL壳体的温度，并将应变片9和位移传感器10测量的信号归零；
步骤3：开启电压发生装置7和升流器8为待测的GIL加载高电压，并将检测回路内的小电流放大成大电流；
步骤4：通过应变仪记录GIL温度以及GIL应变变化量和位移变化量。
GIL力学特性测试装置模拟地基沉降工况时，使用步骤如下：
步骤1：将待测GIL的两端对应连接在GIL力学特性测试装置的两个连接段13接口上，将应变片9、位移传感器10和温度传感器11布置在待测GIL上；
步骤2：通过应变仪记录温度传感器11测得的待测GIL壳体的温度，并将应变片9和位移传感器10测量的信号归零。
步骤3：调节升降装置4模拟待测GIL处于地基沉降工况下的受力情况；
步骤4：通过应变仪记录GIL温度以及GIL应变变化量和位移变化量。
GIL力学特性测试装置模拟大电流-地基沉降时，使用步骤如下：
步骤1：将待测GIL的两端对应连接在GIL力学特性测试装置的两个连接段13接口上，将应变片9、位移传感器10和温度传感器11布置在待测GIL上；
步骤2：应变仪记录温度传感器11测得的待测GIL壳体的温度，并将应变片9和位移传感器10测量的信号归零；
步骤3：调节升降装置4模拟待测GIL处于地基沉降工况下的受力情况；
步骤4：开启电压发生装置7和升流器8为待测的GIL加载高电压并将检测回路内的小电流放大成大电流；
步骤5：通过应变仪记录GIL温度以及GIL应变变化量和位移变化量。
本发明的GIL力学特性测试系统的具体实施例，包括GIL力学特性测试装置和连接在GIL力学特性测试装置上的待测GIL，所述GIL力学特性测试装置与上述GIL力学特性测试装置的实施例中的GIL力学特性测试装置的结构相同，待测GIL上连接有转角单元和伸缩节，待测GIL、转角单元和伸缩节与上述GIL力学特性测试装置的实施例中的待测GIL、转角单元和伸缩节的结构相同，不再赘述。

Claims (8)

1.GIL力学特性测试装置，其特征在于：包括并行延伸的两个沿左右方向间隔布置的连接段，两连接段均采用GIL结构，两连接段的相应同一端为接口端以用于形成安装待测GIL的接口，相应另一端串接有采用GIL结构的中间段，测试装置还包括与两连接段及中间段串接的电压发生装置以在待测GIL安装在连接段接口处时形成检测回路，所述中间段上套装有升流器，测试装置还包括应变仪和用于举升待测GIL以实现升降的升降装置，所述应变仪连接有用于布置在待测GIL的壳体上以测量待测GIL壳体所受应力的应变片、测量待测GIL壳体温度的温度传感器和测量待测GIL壳体伸缩量的位移传感器。
2.根据权利要求1所述的GIL力学特性测试装置，其特征在于：所述电压发生装置串接在所述中间段与其中一个连接段之间。
3.根据权利要求1或2所述的GIL力学特性测试装置，其特征在于：测试装置还包括用于布置在待测GIL一端并固定待测GIL的固定支撑，以及沿左右方向间隔布置的用于支撑待测GIL的滑动支撑，滑动支撑具有沿左右方向延伸的用于与待测GIL滑动配合的滑动支撑面。
4.根据权利要求1或2所述的GIL力学特性测试装置，其特征在于：所述升降装置在左右方向上位于两接口端之间。
5.根据权利要求1或2所述的GIL力学特性测试装置，其特征在于：所述升降装置为手动式举升结构。
6.GIL力学特性测试系统，其特征在于：包括GIL力学特性测试装置和连接在GIL力学特性测试装置上的待测GIL，所述GIL力学特性测试装置如权利要求1～5任一项所述的GIL力学特性测试装置。
7.根据权利要求6所述的GIL力学特性测试系统，其特征在于：所述待测GIL上串接有转角单元。
8.根据权利要求6或7所述的GIL力学特性测试系统，其特征在于：所述待测GIL上设有伸缩节。
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