基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统，包括盆式绝缘子模具和上位机，盆式绝缘子模具内侧面上设置有光纤光栅传感器，外侧面设置有热电偶传感器，光纤光栅传感器通过光纤解调仪与上位机信号连接，热电偶传感器通过温度采集仪与上位机信号连接，上位机内部安装有盆式绝缘子固化过程数字孪生模型，盆式绝缘子固化过程数字孪生模型根据热电偶传感器测量的温度计算当下的固化度场、温度场和应力场分布，并进行可视化显示。采用本发明专利技术基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统能够实时监测盆式绝缘子在生产过程中应力分布。应力分布。应力分布。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统


[0001]本专利技术属于气体绝缘管道输电线路设备制造
，涉及一种基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统。

技术介绍

[0002]盆式绝缘子是气体管道输电线路中的重要部件，其是由金属导体和环氧树脂盆体组成。环氧树脂在盆式绝缘子中起绝缘和机械支撑的作用。在盆式绝缘子生产过程中，环氧树脂通过固化与金属导体部分结合在一起，同时本身由液体状态转变为不溶不熔的固体状态。在环氧树脂固化过程中，因固化收缩和降温收缩过程产生大量的残余应力。残余应力的存在直接影响环氧树脂绝缘材料的机械强度，进而可能造成盆式绝缘子的损坏，进而威胁气体绝缘管道输电线路的安全。因此需要一种监测环氧树脂内部及其与金属导体界面残余应力监测系统。
[0003]目前的监测系统需要在环氧树脂内部布置传感器，或者在环氧树脂表面布置传感器，这两种方法都不适用于盆式绝缘子。因为布置于环氧树脂内部的传感器会严重影响其绝缘性能，同时在固化过程中其厚重的模具也使得无法在其表面布置传感器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统，其特征在于，包括盆式绝缘子模具(1)和上位机(2)，盆式绝缘子模具(1)内侧面上设置有光纤光栅传感器(3)和热电偶传感器(4)，外侧面也设置有热电偶传感器(4)，光纤光栅传感器(3)通过光纤解调仪(6)与上位机(2)信号连接，热电偶传感器(4)通过温度采集仪(5)与上位机(2)信号连接，上位机(2)内部安装有盆式绝缘子固化过程数字孪生模型，盆式绝缘子固化过程数字孪生模型根据热电偶传感器(4)测量的温度计算当下的固化度场、温度场和应力场分布，并进行可视化显示。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统，其特征在于，所述盆式绝缘子固化过程数字孪生模型通过comsol软件建立，包含固体传热模块和应力变形模块。3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统，其特征在于，所述固体传热模块用于将热电偶传感器(4)测量的温度转化为温度场和固化度场，温度场和固化度场双向耦合。4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统，其特征在于，所述温度场由热电偶传感器(4)测量的不同时刻、不同空间点的温度构成。5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统，其特征在于，所述固化度场由不同温度下的固化度α构成，其中α＝(T/T
o
)100％
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(1)式中，T表示盆式绝缘子中环氧树脂固化过程中不同时刻、不同空间点的放热量，即热电偶传感器(4)测量的温度，T
o
是盆式绝缘子中环氧树脂固化过程中的放热总量。6.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统，其特征在于，所述应力变形模块用于求解应力场分布，与固体传热模块单向耦合。7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生技术的盆式绝缘子应力监测系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王闯，张浩林，朱卫宇，陈驰，卜越，高青青，赵妮，张在秦，付钰伟，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：