输电线路导线温度智能监测装置技术规范.docx

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输电线路导线温度智能监测装置技术规范

附件3：

智能监测装置技术规范之三

架空输电线路导线温度智能监测装置技术规范

国家电网公司生技部

中国电力科学研究院

2010年9月

目次

架空输电线路导线温度智能监测装置技术规范

1　范围

本标准规定了架空输电线路导线温度智能监测装置的监测对象、技术要求、试验项目及方法等。

本标准适用于交流66kV～1000kV、直流±400kV～±800kV架空输电线路。

2　规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB191　包装储运图示标志

GB2314　电力金具通用技术条件

GB2887　电子计算站场地通用规范

GB4208　外壳防护等级（IP代码）

GB9361　计算站场地安全要求

GB/T2317.2　电力金具电晕和无线电干扰试验

GB/T2317.3　电力金具热循环试验方法

GB/T2338—2002　架空电力线路间隔棒技术条件和试验方法

GB/T2423.1　电工电子产品环境试验　第2部分：

试验方法　试验A：

低温

GB/T2423.2　电工电子产品环境试验　第2部分：

试验方法　试验A：

高温

GB/T2423.4—1993　电工电子产品基本环境试验规程　试验Db：

　交变湿热试验方法

GB/T2423.10—1995　电工电子产品环境试验　第二部分：

试验方法　试验Fc和导则：

振动（正弦）

GB/T6587.6　电子测量仪器　运输试验

GB/T6587.7　电子测量仪器　基本安全试验

GB/T6593　电子测量仪器质量检验规则

GB/T11463—1989　电子测量仪器可靠性试验

GB/T14436　工业产品保证文件　总则

GB/T15844.1—1995　移动通信调频无线电话机通用技术条件

GB/T16611—1996　数传电台通用规范

GB/T16927.1　高电压试验技术第一部分：

一般试验要求

GB/T17626.2—1998　试验和测量技术　静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3—1998　试验和测量技术　射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.8—1998　试验和测量技术　工频磁场抗扰度试验

GB/T17626.9—1998　试验和测量技术　脉冲磁场抗扰度试验

YD/T799—1996　通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法

YD/T1028—1999　800MHzCDMA数字蜂窝移动通信系统设备总技术规范：

移动台部分

YD/T1214—2002　900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备技术规范：

移动台

DL/T664—1999　带电设备红外诊断技术应用导则

DL/T741—2001　架空送电线路运行规程

DL/T5092—1999　110kV～500kV架空送电线路设计技术规程

JJF1171—2007　温度巡回检测仪校准规范

Q/GDW245－2008　架空输电线路在线监测系统通用技术条件

国家电力监管委员会5号令电力二次系统安全防护规定

3　术语和定义

“架空输电线路智能监测装置通用技术规范”确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

导线温度采集单元　conductortemperatureacquisitionunit

对导线、部分接续金具的表面温度进行监测的数据测量装置，并通过信道将数据传送到系统上一级设备（状态监测装置）。

3.2

接触类导线温度采集单元　contactconductortemperatureacquisitionunit

安装在导线上的导线温度采集单元，其测温传感元件与导线、金具表面可接触。

3.3

非接触类导线温度采集单元　non-contactconductortemperatureacquisitionunit

安装在杆塔或地面上的导线温度采集单元，其测温传感元件不与导线、金具表面直接接触。

3.4

导线温度智能监测装置　on-linemonitoringsystemofconductortemperature

满足测量数字化、输出标准化、通信网络化特征，具备自检、自恢复功能，对架空输电线路导线、部分接续金具的表面温度进行在线监测的一种测量装置。

3.5

最小启动电流　minimumstartingcurrent

对采用感应取能方式供电的接触类导线温度采集单元，保证采集单元能不依靠其他能源而启动工作的最小导线电流。

4　监测对象、分类、组成

4.1　监测对象

a）进行动态增容、过载特性试验及大负荷区段的带电导线。

b）容易产生热缺陷的带电导线接续部位，如耐张线夹、接续管、引流板等处。

c）重冰区进行交直流融冰的导地线。

d）其他有在线测温需求的普通和特种导线、金具。

4.2　分类

4.2.1　按测温方式分类

（1）接触式测温

采用合理的固定方式，将铂电阻、热敏电阻、光纤光栅传感器、数字温度传感器等温度传感元件与导线、金具外表面充分接触，经过传感、信号处理和无线传输等，实时获取监测点导线或金具表面温度。

（2）非接触式测温

采用红外等温度传感元件不与导线、金具表面直接接触的测温方法，经过传感、信号处理和数据传输等，实时获取监测点导线或金具表面温度。

4.2.2　按安装位置分类

（1）接触类测温

将导线温度采集单元本体安装在导线上来获取导线、金具的表面温度。

（2）非接触类测温　

将导线温度采集单元本体安装在杆塔或地面上来获取导线、金具的表面温度。

4.3　组成

一般由导线温度采集单元、通信网络和状态监测装置组成，装置结构参见“架空输电线路智能监测装置通用技术规范”附录A

导线温度报警值可参考附录A，状态监测系统中有关温度监测的功能配置可参考附录B，应用分析功能可参考附录C。

5监测装置功能要求

5.1数据采集要求

a）能传感、采集导线或金具表面温度，进行相应存储，并将测量结果通过通信网络传输到状态监测代理装置或状态监测系统；

b）具备自动采集功能，按设定时间间隔自动采集导线、金具温度的功能，最小采集间隔宜大于2分钟，在温升过快、线路过载等情况下，具备自动判别以及加密采集的功能；

c）具备受控采集功能，能响应远程指令，按设定采集方式、自动采集时间、采集时间间隔、采集点数启动采集；

d）同一导线温度采集单元宜具备多路温度监测功能，监测点不低于2个，对线上温度采集单元，宜具备电源电压、工作温度采集功能；

e）具备网络授时功能。

应能够接收状态监测代理装置或状态监测系统的对时命令，每天对时一次，对时误差应不超过5s。

单元时钟24h内走时误差应小于1s。

5.2数据处理与判别

1）具备数据合理性检查分析功能，对采集数据进行预处理，自动识别并剔除干扰数据；

2）具备对原始采集量的一次计算功能，得出能直观反映温度高低的状态量数据。

5.3数据存储

应能存储至少30天以上温度状态量数据；

5.4数据输出

具备将导线/金具温度状态量、电源电压、工作温度、报警信号、装置心跳包、应答信息、通信连接状态（含信号强度）输出到远程和本地接口的功能。

5.5通信接口

满足架空输电线路智能监测装置通用技术规范通信接口部分要求。

5.6硬件与软件管理

具备对装置自身工作状态包括采集、存储、处理、通信等的管理与自检测功能，当判断装置出现运行故障时，能启动相应措施恢复装置的正常运行状态。

5.7远程更新、配置与调试

a）具备身份认证、远程更新程序的功能，具备完善的更新机制与方式；

b）具备按远程指令修改采集频率、采样时间间隔、IP地址、端口号等参数的能力；

c）具备动态响应远程时间查询/设置、数据请求、重启等指令的能力；

d）应能按远程指令进入远程调试模式，并输出相关调试信息。

6　技术要求

6.1　导线温度采集单元

6.1.1　环境条件

a）环境温度：

-25℃～+45℃或-40℃～+45℃；

b）工作温度：

-25℃～+70℃（工业级）或-40℃～+85℃（扩展工业级）；

c）相对湿度：

5％RH～100％RH；

d）大气压力：

550hPa～1060hPa。

6.1.2外观及标记

a）外观应整洁完好，各接线端子的标记应齐全清晰，接插件接触良好；

b）应有型号、名称、出厂编号、出厂日期、制造厂名等标记。

6.1.3　主要技术参数

6.1.3.1　接触类测温

依据被测导线的类型，测量范围为下列的四种之一：

a）-40℃～+120℃；

b）-40℃～+180℃；

c）-40℃～+290℃；

d）非常规导线温度测量范围与用户协商。

6.1.3.2　非接触类测温

a）-40℃～+290℃；

b）非常规导线温度测量范围与用户协商。

6.1.3.3　测量精度

综合误差应小于±1.0℃。

6.1.4　基本技术要求

a）应有防雨、防潮、防尘、防腐蚀措施；

b）外壳的防护性能应符合GB4208规定的IP65级要求；

c）电源应有可靠的保护措施，应避免因电源故障对导线、杆塔造成损伤；

d）接触类导线温度采集单元的质量应小于2.5kg，体积应尽可能小，避免影响导线的电气性能和安全性能；

e）接触类导线温度采集单元的外壳应和导线等电位；

f）接触类导线温度采集单元应能经受设计导线电流（包括短路电流、雷电流）、大气温度等环境条件的考验；

g）接触类导线温度采集单元与导线的连接部件应与导线截面匹配；

h）接触类导线温度采集单元与导线的连接部件应有锁紧装置，应保证在运行中不松脱；

i）接触类导线温度采集单元应能承受导线的高温运行状态考验；

j）接触类导线温度采集单元的外引线应采用双屏蔽线。

6.1.5　供电要求

a）对接触类导线温度采集单元，可采用太阳能、感应取能或高能电池等方式供电；

b）对非接触类导线温度采集单元，可采用太阳能或风能等方式供电；

c）对采用太阳能方式供电的导线温度采集单元，其蓄电池单独供电时间应不少于20天；

d）对只采用高能电池供电的导线温度采集单元，电池供电时间不少于3年；

e）对采用感应取能供电方式的导线温度采集单元，其最小启动电流根据带电导线长期运行电流范围确定，应能保证长期连续供电的要求。

f）对塔上温度监测装置，电源电压宜采用12V，外部电源输入口为三针航空防水插头。

6.1.6　电气性能

6.1.6.1　可见电晕和无线电干扰水平

接触类导线温度采集单元熄灭电压和无线电干扰水平满足相应电压等级的输电线路技术要求。

在试验期间及试验后，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.6.2　短路电流冲击性能

将接触类导线温度采集单元安装在导线上，对导线通过40kA、≥120ms，31.5kA、≥300ms，15kA、≥2s的模拟短路电流后，导线温度采集单元无损坏，恢复正常电流时，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.6.3　导线电流耐受性能　

对于采用感应取能供电方式的接触类导线温度采集单元，应能承受不低于单导线或分裂导线子导线允许电流范围内的电流波动而无损坏。

6.1.6.4　温升性能

在环境温度为20±5℃的条件下，将接触类导线温度采集单元安装400mm2的导线上，对导线通以800A电流，导线温度采集单元夹具及表面的温度应不超过导线表面温度。

6.1.6.5　抗雷电冲击性能

距离被检导线温度采集单元5m，对被检导线施加相应电压等级绝缘子串闪络水平的标准雷电波各3次，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.7　电磁兼容性能

6.1.7.1　静电放电抗扰度

应能承受“GB/T17626.2—1998　试验和测量技术　静电放电抗扰度试验”中第5章规定的试验等级为4级的静电放电试验。

在试验期间及试验后，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.7.2　射频电磁场辐射抗扰度

应能承受“GB/T17626.3—1998　试验和测量技术　射频电磁场辐射抗扰度试验”中第5章规定的试验等级为3级的辐射电磁场干扰试验。

在试验期间及试验后，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.7.3　脉冲磁场抗扰度

应能承受“GB/T17626.9—1998　试验和测量技术　脉冲磁场抗扰度试验”中第5章规定的试验等级为5级的脉冲磁场干扰试验。

在试验期间及试验后，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.7.4　工频磁场抗扰度

应能承受“GB/T17626.8—1998　试验和测量技术　工频磁场抗扰度试验”中第5章表1和表2规定的试验等级为5级的工频磁场干扰试验。

在试验期间及试验后，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.8　气候防护性能

6.1.8.1　高温性能

应能承受GB/T2423.2试验Bb中严酷等级为：

温度＋70℃或温度＋85℃、持续时间16h的高温试验。

在试验期间及试验后，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.8.2　低温性能

应能承受GB/T2423.1试验Ab中严酷等级为：

温度-25℃或-40℃、持续时间16h的低温试验。

在试验期间及试验后，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.8.3　交变湿热性能

应能满足GB/T2423.4中高温温度为55℃，试验周期1天，原地恢复2h的试验要求。

在试验期间及试验后，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.9　机械性能

6.1.9.1　振动性能

在非工作、非包装状态下，导线温度采集单元应能通过如下严酷等级的正弦振动试验：

频率范围：

10～55Hz；

峰值加速度：

10m/s2；

扫频循环次数：

5次；

危险频率持续时间：

10min±0.5min。

试验后，导线温度采集单元能正常工作。

6.1.9.2　垂直振动疲劳性能

接触类导线温度采集单元应能承受振幅A=±0.5mm、频率f＝25Hz～50Hz、振动次数N=1×107次的垂直振动。

在试验期间及试验后，导线温度采集单元能正常工作。

试验后采集单元各部件应无松动，夹头无滑移、无明显磨损，而且夹头处未磨损导线。

6.1.9.3　运输性能

应能承受GB/T6587.6中组别为Ⅱ的运输试验（包括振动、自由跌落、翻滚试验）。

试验后，导线温度采集单元应能正常工作。

6.1.10　可靠性

a）平均无故障连续工作时间（MTBF）不低于25000h。

b）年均数据缺失率应不大于1%。

6.2状态监测装置

参见架空输电线路智能监测装置通用技术规范要求。

7　试验项目及方法

表1列出了导线温度采集单元的检验项目，包括型式试验、出厂检验和现场检验。

本专项标准仅列出了导线温度采集单元的专项检验方法，有关导线温度采集单元的其他检验方法以及状态监测装置的检验方法详见“架空输电线路在线监测系统通用技术规范”。

7.1　检验条件

除另有规定外，各项检验宜在如下正常试验大气条件下进行：

a）环境温度：

+15℃～+35℃；

b）相对湿度：

25％RH～75％RH；

c）大气压力：

860hPa～1060hPa。

7.2　检验项目及方法

7.2.1　结构和外观检查

a）外壳表面没有明显的凹痕、划伤、裂缝、变形和污染，表面涂镀层应均匀,不起泡、龟裂、脱落和磨损，金属零部件没有锈蚀及其他机械损伤；

b）各零部件及接线紧固无松动；

c）标志、铭牌、文字及符号应简明清晰，铭牌上应标出产品的名称、产地、型号、制造单位以及装置编号。

7.2.2　准确度检验

a）在二级及以上计量单位进行计量校准/检定；

b）参照“JJF1171—2007温度巡回检测仪校准规范”中5.1校准条件和6.6校准方法进行检验。

基本误差的检验点应均匀地分布在整个测量范围，包括零点和上、下限值在内，不得少于5个点。

7.2.3　电气性能试验

7.2.3.1　导线电流耐受试验

将接触类导线温度采集单元安装在导线上，处于工作状态，进行如下导线通流试验：

a）将导线电流从零升流至导线允许电流，然后降流至零，重复3次；

b）对导线通以允许电流值的电流，连续运行48小时。

试验期间及试验结束后，导线温度采集单元能正常工作，采集单元电气系统无损坏，试验通过。

7.2.3.2　温升试验

参照GB/T2317.3试验要求和试验方法进行。

在环境温度为20±5℃的条件下，将接触类导线温度采集单元安装在400mm2的导线上，对导线通以800A电流，测量导线表面温度、导线温度采集单元夹具及表面的温度。

导线温度采集单元夹具及表面的温度不超过导线表面温度，试验通过。

表1　导线温度采集单元检验项目

序号

检验项目

接触类

型式试验

非接触类

型式试验

出厂检验

现场检验

1

结构和外观

●

●

●

●

2

准确度

●

●

●

○

3

功能

●

●

●

●

4

可见电晕和无线电干扰

●

○

○

○

5

短路电流冲击

●

○

○

○

6

导线电流耐受性能

●

○

○

○

7

温升

●

○

○

○

8

抗雷电冲击

●

●

○

○

9

静电放电抗扰度

●

●

○

○

10

射频电磁场辐射抗扰度

●

●

○

○

11

脉冲磁场抗扰度

●

●

○

○

12

工频磁场抗扰度试验

●

●

○

○

13

高温

●

●

○

○

14

低温

●

●

○

○

15

交变湿热

●

●

○

○

16

防护等级

●

●

○

○

17

振动

●

●

○

○

18

垂直振动疲劳

●

○

○

○

19

运输

●

●

○

○

20

可靠性试验

*

*

○

○

备注

●表示规定必须做的项目；○表示规定可不做的项目；*表示根据客户要求做。

7.2.4　机械性能试验

7.2.4.1　垂直振动疲劳试验

参照GB/T2338—2002中7.5.1规定的试验要求和试验方法进行。

a）本项试验目的是通过模拟导线微风振动，检验接触类导线温度采集单元耐受垂直振动的能力和对导线的损伤；

b）试验布置参见GB/T2338—2002图8a。

将接触类导线温度采集单元按要求固定在受张导线上，导线张力为25％CUTS，或由买方指定。

试验档距不小于30m；

c）振动条件：

振动频率f在微风振动频域内选取，通常为25Hz～50Hz，接触类导线温度采集单元安装处导线振幅A=±0.5mm，振动次数N=1×107次或由买方指定；

同时测量接触类导线温度采集单元夹头处的导线动弯应变值（应不大于导线动弯应变允许值）；

d）试验后检验接触类导线温度采集单元各部件无松动，夹头无滑移、无明显磨损，采集单元夹头处未磨损导线，试验通过。

7.2.5　可靠性试验

a）按GB/T11463—1989中表1定时定数截尾试验方案1-1的规定进行。

依据可靠性试验方案主要失效判据的规定，做出可靠性试验判决。

b）也可以在监测系统运行或监测系统验收移交时进行统计，统计方法参见“架空输电线路在线监测系统通用技术规范”附录B。

8　安装、调试与验收

8.1　设备安装

8.1.1　一般要求

a）接触类导线温度采集单元的测温传感元件应避免太阳直接辐射；

b）对接触类导线温度采集单元，应保证测温传感元件与导线、金具表面充分接触；

c）对非接触类导线温度采集单元，应注意温度传感器探头的照射角度；

d）采用握抓式固定方式时，应用力矩扳手紧固螺母，一般紧固力矩按照导线规格和螺栓规格确定；

e）设备在运抵现场后，在安装前，应在地面进行验证性功能测试。

8.1.2　现场选点原则

a）用于测量导线温度时，导线温度采集单元的监测点宜选在金具出口1米以外的导线上，或根据用户要求布点；

b）用于测量金具温度时，导线温度采集单元的监测点宜选在金具接续处，或根据用户要求布点；

c）用于提高导线输送容量时，应选择有代表性的控制点，并保证气象监测仪器与测温点处于同一现场；为确保安全，宜同时选择对部分金具接续处温度和关键点导线弧垂进行监测。

8.2　调试

观察导线、金具温度在一天中随负荷和外部气候环境的变化情况。

8.3　验收

预验收后进入试运行期，期间应经过一个炎热且大负荷的夏季考核。

附录A（资料性附录）导线温度报警值

A.1　常用导线的温度报警值

常用导线的温度报警值见附表A1。

附表A1　导线温度报警值单位：

℃

序号

导线类型

温度报警值

备注

1

钢芯铝绞线

70（80）

2

钢芯铝合金绞线

70（90）

3

钢芯耐热铝合金绞线

150

4

钢芯高强度耐热铝合金绞线

150

5

钢芯超耐热铝合金绞线

200

6

殷钢钢芯超耐热铝合金绞线

210

7

殷钢钢芯特耐热铝合金绞线

230

附录B（资料性附录）数据处理系统功能

B.1　数据处理系统功能

功能配置见附表B1。

附表B1　数据处理系统功能配置表

功　　能

基本功能

选配功能

导线

金具

导线

金具

数据采集

监测点温度数据

导线温度、金具温度

√

√

采集单元状态数据

供电电压、工作温度

√

√

监测点气象数据

风速、风向、气温、湿度、光辐射

√

√

数据处理

计算、统计、分析

√

√

数据合理性检查和分析

√

√

与其他系统交换信息

√

√

应用功能

导线安全状态判断与评估

√

线路动态增容

√

金具热缺陷判断

√

系统管理

权限管理

√

√

采集单元管理

√

√

通信管理

√

√

运行状况监测

采集单元、状态监测装置

√

√

系统报表

√

√

B.2　计算、统计、分析功能

a）当前数据见附表B2。

附表B2　当前数据统计表

序　　号

项　　目

必　　备

选　　配

1

采集时间

√

2

导线、金具温度

√

3

风速

√

4

风向

√

5

气温

√

6

湿度

√

7

光辐射

√

表（续）

序　　号

项　　目

必　　备

选　　配

8

当前载流量

√

9

当前最大允许载流量

√

10

采集单元工作电压

√

11

采集单元工作温度

√

12

采集单元在线状态

√

13

状态监测装置在线状态

√

b）历史数据见附表B3。

附表B3　历史数据统计表

序　　号

项　　目

必　　备

选　　配

1

日/月/年最高温度

√

2

日/月/年最低温度

√

3

日/月/年平均温度

√

4

日/月/年最高温度发生时间

√

5

日/月/年最低温度发生时间

√

6

日/月/年温度越限统计

√

7

日/月/年温度越限时间

√

8

日/月/年温度曲线

√

9

日/月/年气象统计数据

√