配电线路状态检测器技术要求.docx

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配电线路状态检测器技术要求

配电线路状态检测器技术要求

一、技术要求

1.1技术参数

序号

名称

标准参数值

一

基本参数

1

系统标称电压（kV）

10

2

系统最高电压（kV）

12

3

额定频率（Hz）

50

二

必备功能

1

短路故障指示

具备

2

单相接地故障指示

具备

3

故障报警复位

具备

4

电池低电量故障指示

具备

5

自检（测试）功能

具备

6

防误报警功能

具备

7

自动躲避合闸涌流功能

具备

8

重合闸最小识别时间

具备

9

装置心跳功能

具备

10

通信功能

具备

11

时钟同步及对时

具备

12

升级及维护功能

具备

13

带电安装

具备

14

电气量录波监测

具备

三

性能指标

1

相间短路故障指示正确率

100%

2

低阻接地故障指示正确率（阻值＜200欧姆）

95%

3

汇集单元可接入采集单元数量

不少于3组

4

故障报警复位正确动作率

100%

5

自动复位时间允许误差

不大于±1%

6

电池低电量报警误差

不大于±2%

7

重合闸最小识别时间

0.1-5秒

8

时钟同步及对时误差

不大于200us

9

时钟自走24小时误差

不大于1s

10

采样间隔

＜1ms

11

电流测量误差

负荷电流为0A～300A时，测量误差为±3A；

负荷电流为300A～600A时，测量误差为±1%。

四

选配功能

1

瞬时故障闭锁报警功能

具备

2

电场电流数值纪录

采样频率

不低于4kHz

五

采集单元要求

1

适应导线截面

35mm2~400mm2

2

可观测范围

360°

3

防护等级

IP66

4

在电池单独供电时，最小工作电流应

不大于80µA

5

外壳着火严酷等级

Ⅴ级

6

平均无故障时间（MTBF）

≥50000小时

六

汇集单元要求

1

防护等级

IP65

2

汇集单元整机功耗（在线，不通信）

不大于0.2VA

3

后备电源

铅酸或锂电池

不小于30天

（电池容量≥7Ah）

七

采集单元机械性能

1

卡线结构的握力

垂直拉力

自重8倍

2

横向拉力

不小于50N

3

振动耐久性

Ⅰ级

4

倾斜跌落

1m

5

装卸应不变形次数

＞50次

八

电磁兼容能力

1

工频磁场抗扰度

Ⅳ级

2

临近干扰

相邻100mm

九

安全特性

1

耐受短路冲击电流能力

20kA/4s

1.2设计和结构要求

1.2.1设备组成

序号

在线监测终端组成

1

采集单元

2

汇集单元

1.2.2外观与结构

1.2.2.1采集单元

1）外观应整洁美观、无损伤或机械形变，封装材料应饱满、牢固、光亮、无流痕、无气泡。

2）外形及安装尺寸、元件的焊接、装配应符合产品图样及有关标准的要求。

3）外壳应用足够的机械强度，以承受使用或搬运中可能遇到的机械力。

4）通过卡件直接安装在电力导线上，其卡线结构应有合适的握力，既要保证安装牢固，又不能造成电线损伤。

适应导线截面35mm2~400mm2；可带电安装和拆卸，应提供带电安装工具。

不应采用金属螺栓和扎带方式固定。

5）采集单元的安装应方便可靠，且保证在不同截面、不同外径的电线上安装时，不影响故障检测性能。

6）外壳、结构零件应采用防锈防蚀材料，设备的外壳表面没有光污染，宜为工业浅灰色，外壳材料应具备防凝露功能。

7）内部线路板采用自动化焊接工艺，采用防水、防潮、防盐雾、防酸雾处理。

8）采集单元重量不大于1kg。

报警指示灯应采用不少于3只超高亮LED发光二极管。

显示牌360°范围内均可观察，采用反光材料，便于夜间观察。

9）采集单元应使安装结构合理、安装方便、牢固；结构件经50次装卸应到位且不变形。

设备应具备唯一硬件版本号、软件版本号、类型标识代码、ID号标识代码和二维码，统一进行识别。

1.2.2.1汇集单元

1）具备防卫：

灰尘、潮湿、盐污、霉菌、虫和动物。

2）设备的结构设计应紧凑、小巧，重量轻，安装维护方便。

3）设备内部的线路板宜采取嵌入式安装方式，同类产品相同功能的线路板、易损件应具有可换性，不同功能的线路板应有防误装措施。

4）应具有完善的防锈、防磁、防震、防潮、防雷、防过电压、隔热措施。

5）设备配套的户外控制回路电缆需阻燃防腐、抗盐蚀、耐高温、防爆晒，不开裂。

6）汇集单元的底部应具备绿色运行闪烁指示灯，在杆下明显可见。

1.2.3功能要求

1.2.3.1基本功能

1）短路故障指示

当配电线路发生短路故障时，故障线路段对应相线上的采集单元应检测到短路故障，立即翻牌指示，并同时通过汇集单元发出短路故障报警信息。

2）单相接地故障指示

当配电线路发生单相接地故障时，故障线路段对应相线上的采集单元应检测到接地故障，控制相应采集单元立即翻牌指示，并同时通过汇集单元发出短路故障报警信息。

3）数据传输

采集单元通过无线方式将信息发送给汇集单元。

4）故障报警复位

采集单元应能根据规定时间或线路恢复正常供电后自动复位，也可以根据故障性质（瞬时性或永久性）自动选择复位方式；自动复位时间可设，设置范围0~24h，可由后台系统远程进行配置。

5）电池低电量故障指示

采用蓄电池供电时，当电池电压降低到相应值时，采集单元应具有电池低电量报警并发送遥信信号功能。

6）自检（测试）功能

配电线路状态检测器的采集单元应具备手动检测功能，能显示自检结果，能在停电安装时辅助判断装置是否正常。

应具备自诊断及自恢复功能。

装置在正常运行时定时自检，自检的对象包括采样率、电池电压、节能状态等各部分。

自检异常时，发出告警信号，通信中断或掉电重启应能自动恢复正常运行。

7）防误报警功能

因线路用户负荷变化，造成线路负载电流波动时，应能正确判断为非故障电流，不误发故障信息。

当配电线路进行合闸送电（或重合闸）或冲击性负荷启动，造成线路电流发生突变，应能正确判断为非故障电流，不误发故障信息。

8）带电装卸功能

配电线路状态检测器的采集单元应能带电装卸，装卸过程中不应误报警。

9）重合闸最小识别时间

配电线路状态检测器的采集单元应能识别重合闸间隔为0.1秒的瞬时性故障，并根据后台系统指令进行操作不误动作；

非故障分支上安装的配电线路状态检测器的采集单元经受0.1秒重合闸间隔停电后，在感受到重合闸涌流后应根据后台系统指令进行操作不误动作。

10）瞬时故障闭锁报警功能

对于线路发生瞬时性故障，线路重合闸成功后配电线路状态检测器的采集单元可根据现场实际运维需求，对瞬时故障进行报警信息定制推送。

11）通信接口及规约

具备不少于1个RS232通信串口和1个独立RJ45维护网络接口。

支持南方电网DL634.5.101-2002远动协议实施细则（南方电网系统〔2012〕22号）、南方电网DL634.5.104-2002远动协议实施细则（南方电网系统〔2012〕20号）规定的通信协议。

无线通信模块应支持多模：

2G、3G、4G等通信方式，应选用业界主流厂商工业级无线通信芯片，投标方应提供投标所采用的无线通信芯片生产厂商和型号。

无线通信模块适用于工业环境，应满足以下条件：

a）环境温度范围：

-40℃～+70℃；

b）抗电磁干扰能力按GB/T15153.1-1998中的IV级标准执行；

c）接收信号灵敏度：

≤-102dBm（GSM900MHZ频段、DCS1800MHZ频段）；

d）最大输出功率：

GSM900MHZ频段为33dBm±2dB，DCS1800MHZ频段为30dBm±2dB；

e）频率稳定度：

GSM900MHZ±90HZ，DCS1800MHZ±180HZ；

f）数据读写次数不低于10万次，MTBF≥50000小时。

可提供透明、双向、对等的数据传输通道，用户数据无需经过转换直接传输。

支持永远在线：

设备加电自动上线、线路保持。

应提供配置管理接口用作本地和远程的管理，宜包括配置管理、安全管理、故障管理以及性能管理等功能。

无线通信模块支持硬加密功能，加密算法至少支持国密SM1、SM2、SM3算法及国密IPSEC规范，支持与主站安全网关加密设备进行双向身份认证。

在不具备外部时钟源的情况下，终端能响应主站规约对时，实现时钟校对。

12）适应不同接地方式

可针对不同接地方式自动适应相应的故障判断依据。

13）升级及维护功能

a）配电线路状态检测器的采集单元和汇集单元均可通过后台系统远程升级程序。

b）配电线路状态检测器的采集单元和汇集单元均支持自恢复功能，保证升级异常可自动恢复升级前的正常状态。

1.2.3.2高级功能

1）电气量监测

a）可录波测量线路运行电流的有效值，突变电流值；

b）可录波通过测量线路对地电容电压，显示线路电压的跌落幅度；

c）支持零序电流合成功能，时间同步的电流即时值和有效值均储存在数据库中可供读取。

2）在线录波

a）接地故障发生时，采集单元应能实现三相同步录波，并上送至汇集单元合成零序电流波形，用于接地故障的判断。

b）录波范围包括不少于故障前2个周波至故障后3个周波，录波数据循环缓存。

c）汇集单元应能将3只采集单元上送的故障信息、波形，并标注时间参数合成为一个波形文件上送给主站，时标误差小于200μs。

d）录波启动条件可包括电流突变、相电场强度突变等，应实现同组触发、阈值可设。

e）录波数据可响应主站发起的召测。

f）上送配电主站的录波数据应符合Comtrade1999标准的文件格式要求，且只采用CFG和DAT两个文件，并且采用二进制格式。

3）时钟同步及对时

a）每组采集单元三相时间同步误差不大于200μs。

b）汇集单元应支持主站及北斗或其他同步时钟装置对时，守时精度≤2s/24h。

4）GPS定位

具有无线通信功能的配电线路状态检测器通信终端，可实现GPS定位功能。

5）后台系统功能要求

（1）后台系统可实现各类录波参数的曲线展示、故障监测与分析、三相不平衡监测与分析、负荷监测与分析等功能，并能实现将监测结果短信形式发送给设置绑定的手机。

（2）系统能判断线路故障类型并实现故障定位，如接地、短路、断线等，能区分出瞬时与永久故障，并将事件（SOE）记录、故障录波信号等故障信息处理后综合显示，能够方便地查询有关历史数据和故障信息。

（3）系统应运行可靠、操作简单、视图直观、维护方便。

（4）系统应能查询实时运行数据（历史曲线）和故障信息（SOE记录）。

（5）支持配网线路监测装置的远程配置与远程升级。

（6）可编辑线路图。

（7）可手动编辑配网线路监测装置地理位置或通过配网线路监测装置GPS信息展示其位置。

（8）支持基于角色的用户管理，支持用户权限管理。

（9）支持实时展示配网线路监测装置状态，包括：

线路电流，电压场强，电缆温度，电池电量，无线信号等。

（10）支持显示包含线路电流与电压场强的录波文件。

（11）支持查询和显示SOE记录。

（12）可根据线路拓扑、配网线路监测装置位置、线路录波数据和线路历史数据分析与定位故障。

（13）能识别瞬时与永久故障。

（14）支持历史数据的趋势分析与可视化。

（15）支持线路负荷分析，提供负荷的最大值、最小值和平均值。

（16）可通过短信和系统监控面板实时通告告警消息。

（17）可自定义线路电流告警门限。

（18）支持线路故障统计。

（19）支持线路负荷统计。

（20）支持配网线路监测装置的流量统计。

（21）支持配网线路监测装置的在线统计。

6）后台数据库

后台数据库具备典型故障包括短路故障、永久接地故障、瞬时接地故障等，故障录波分析案例数量超过1000条以上。

1.2.4机械性能

1.2.4.1握力测试

对于采集单元，其卡线结构的握力应满足下列要求：

1）在垂直于压线弹簧锁构成的平面方向的向下拉力应不小于采集单元整体自重的8倍；

2）架空线路采集单元安装到钢芯铝绞线后，其沿铝绞线方向的横向拉力应不小于50N；

1.2.4.2振动测试

采集单元应能承受GB/T11287-2000中规定的严酷等级为I级的振动响应和振动耐久试验。

试验后，采集单元性能符合要求。

1.2.4.3自由跌落

采集单元应能承受GB/T2423.8-1995中规定的1米高度的自由跌落试验。

试验后，波采集单元无破损、皲裂，性能符合要求。

1.2.5电气性能

1.2.5.1故障告警准确度

依据DL/T1157模拟相间短路故障试验和模拟接地故障试验，配电线路状态检测器正确动作率达到100%。

1.2.5.2遥信采集

SOE分辨率≤2ms。

软件防抖动时间5ms～60000ms可设，防抖误差不大于1ms。

1.2.5.3自动复位时间

可调，复位时间允许误差不大于±1%。

1.2.5.4可识别故障电流最短持续时间

可识别的短路故障报警电流最短持续时间应在20ms~40ms之间。

1.2.5.5短路电流耐受能力

20kA/4s。

1.2.5.6可动作次数

翻牌显示、可动作次数≥5000次。

1.2.5.7低电量报警

设备低电量报警值可调/设，且报警电压允许误差不大于±2%。

1.2.5.8采样时间间隔

采集单元应能实现实时通信，采样间隔时间可设，不大于1ms。

1.2.5.9电气量测量误差

负荷电流为0A～300A时，测量误差为±3A。

负荷电流为300A～600A时，测量误差为±1%。

1.2.5.10在线电场、电流录波

录波数值连续可靠，采样频率不低于4kHz，应覆盖故障发生前后的工况。

1.2.6电磁兼容要求

1.2.6.1工频磁场抗扰度

采集单元应能承受GB/T17626.8-2006规定的严酷等级为5级的工频磁场干扰。

设备状态不因为试验而改变，性能正常。

磁场参数：

100A/m，持续正弦波。

1.2.6.2临近干扰

当相邻300mm的线路出现超过短路故障报警电流时，本线路采集单元不应发生误报警。

1.2.6.3静电放电抗扰度

检测器应能承受GB/T17626.2-2006规定的试验等级4级的静电放电干扰。

在静电放电试验条件下检测器的状态不因为试验而改变，检测器性能正常。

1.2.6.4射频电磁场辐射抗扰度

检测器应能承受GB/T17626.3-2006规定的严酷等级为3级的射频电磁场辐射干扰。

检测器的状态不因为试验而改变，检测器性能正常。

1.2.6.5浪涌（冲击）抗扰度

检测器应能承受GB/T17626.5-2008规定的严酷等级为4级的浪涌（冲击）干扰。

检测器的状态不因为试验而改变，检测器性能正常。

5.2.7环境适应性

1.2.7环境适应性

1.2.7.1低温

采集单元应满足GB/T2423.1-2008规定的严酷等级为-35℃、2h的低温试验。

试验后，采集单元功能正常。

1.2.7.2高温

采集单元应满足GB/T2423.2-2008规定的严酷等级为70℃、2h的高温试验。

试验后，采集单元功能正常。

1.2.7.3交变湿热

采集单元应满足GB/T2423.4-2008规定的严酷等级为温度55℃、湿度93%，24h的试验。

试验后，采集单元接点对外壳的绝缘电阻不小于5MΩ，功能正常。

1.2.8安全特性

1.2.8.1绝缘电阻

汇集单元各回路对地和各回路之间绝缘电阻要求：

a）正常试验大气条件下绝缘电阻的要求见表5.2；

表5.1正常条件下绝缘电阻要求

额定绝缘电压U

绝缘电阻要求

U≤60V

≥10MΩ

U>60V

≥10MΩ

注：

与二次设备及外部回路直接连接的接口回路绝缘电阻采用U>60V的要求。

b）温度+40℃±2℃，相对湿度（93±3%）恒定湿热条件下绝缘电阻的要求见表5.3。

表5.2湿热条件下绝缘电阻要求

额定绝缘电压U

绝缘电阻要求

U≤60V

≥0.5MΩ

U>60V

≥1MΩ

注：

与二次设备及外部回路直接连接的接口回路绝缘电阻采用U>60V的要求。

1.2.8.2介质强度

汇集单元在正常环境条件下应能承受GB/T13729-2002规定的介质强度要求，试验电压见表5.4。

试验后，汇集单元无击穿与无闪络现象。

表5.3介质强度要求

额定绝缘电压U

试验电压有效值

U≤60V

500

60V

1000

125V

1500

注：

与二次设备及外部回路直接连接的接口回路试验电压采用125V

1.2.8.3冲击电压

对于具有交流工频电量输入回路的采集单元，在正常环境条件下应能承受DL/T721-2000规定的耐受冲击电压试验，采集单元无击穿、闪络和绝缘损坏现象，试验后，采集单元性能正常。

5.2.8.4耐受短路冲击电流能力

对采集单元施加工频20kA/4s的冲击电流，试验后采集单元功能应符合5.2.2条要求，外观应无破损、紧固件无松动现象，功能正常。

1.2.9工作电源

1.2.9.1汇集单元

a）可采用锂电池、超级电容、太阳能板取电方式单独或者复合供电。

b）应能实现后备电源（超级电容、锂电池）的充放电管理，且当主供电源供电不足或消失时，电源模块应能给出告警信号并自动无缝切换到后备供电

c）采用太阳能板供电的汇集单元太阳能板额定输出电压不低于DC15V，容量不低于15VA；电池额定电压为DC12V，容量不低于12Ah，应能支持无主供电源情况下20天以上正常工作。

d）汇集单元整机功耗（在线，不通信）不大于0.2VA。

1.2.9.2采集单元

a）应采用CT取电并辅以超级电容作为主供电源，能量密度不低于锂电池的非充电电池作为后备电源。

主供电源和后备电源相互独立，当主供电源不能维持装置全功能工作时，后备电源自动投入。

当主供电源恢复时，自动切回主供电源供电。

超级电容在充满电时应可独立维持装置全功能工作不小于12h。

b）线路负荷电流不小于5A时，CT取电5s内应能满足装置全功能工作需求。

线路负荷电流低于5A且超级电容失去供电能力时，装置应至少能判断短路故障，定期采集负荷电流，并上传至汇集单元。

c）非充电电池额定电压应不小于DC3.6V，容量不低于8.5Ah。

在电池单独供电时，最小工作电流应不大于80µA。

在不更换电池情况下，理论待机时间应大于10年，且满足闪光报警大于2000小时。

着火危险

着火危险试验用于验证外壳为非金属材料的阻燃性，采集单元应能满足GB/T5169.11-2006规定严酷等级Ⅵ级试验，采集单元的状态不因为试验而改变；采集单元性能正常。

防护等级

按GB4208-2008标准要求，采集单元防护等级不低于IP66，汇集单元防护等级不低于IP65。

使用寿命

能耐受2000次电气寿命试验或使用寿命不低于10年。

防雷

终端装置应有防雷击和防过电压的保护措施,并能与主地网可靠连接。

可靠性指标

在雷击过电压、一次回路操作、一次设备故障、二次回路操作及其它强干扰作用下，装置不应误动作或损坏。

平均无故障时间不小于50000小时。

2、试验条件与分类

2.1试验条件

除高低温试验项目及电磁兼容试验项目外，测量和试验的标准环境条件应不超过下列范围：

1）试验环境温度：

+10℃~+30℃；

2）大气压力79.5kPa~102.0kPa。

2.2试验分类

配电线路状态在线监测终端的试验分型式试验、出厂试验和抽检试验。

2.2.1型式试验

2.2.1.1型式试验条件

在以下情况下应进行型式试验：

1）新产品定型或老产品转厂生产时；

2）正式生产后，在设计、工艺材料、结构有改变，并可能影响产品性能时；

3）合同规定有型式试验要求时；

4）国家质量监督机构提出进行型式试验的要求时；

5）型式试验周期三年。

2.2.1.2型式试验项目

按表2.1试验项目进行试验。

2.2.1.3型式试验要求

每种型号采集单元的型式试验在3套样品上进行，试验中途不得更换。

型式试验各项目全部符合技术要求为合格。

发现有不符合技术要求的项目应分析原因，处理缺陷。

对产品进行整改后，再按全部型式试验项目进行试验。

2.2.2出厂试验

每只（套）配电线路状态检测器在出厂前必须进行出厂试验，试验项目及要求见表2.1；全部出厂试验项目合格后才发放产品合格证。

试验后如果有的项目不符合本检测规范要求，必须返修合格后再发放产品合格证。

出厂试验项目包括：

1）外观与结构检查；

2）功能试验；

3）机械试验；

4）电气性能试验。

表2.1型式试验、出厂试验项目及依据

序号

试验项目

型式试验

出厂试验

试验依据

1

外观与结构

√

√

DL/T1157-2012中5.2

2

功能

试验

短路故障报警功能试验

√

√

DL/T1157-2012中5.3.2

3

单相接地故障报警功能试验

√

√

DL/T1157-2012中5.3.3

4

防误动功能试验

√

√

DL/T1157-2012中5.3.4~5.3.9

5

瞬时故障闭锁报警功能试验

√*

√*

5.2.3.1中11）

6

升级及维护功能试验

√

√

5.2.3.1中14）

7

电池低电量告警指示功能试验

√

√

5.2.3.1中5）

8

自检（测试）功能试验

√

√

5.2.3.1中6）

9

电气量监测功能试验

√

√

5.2.3.2中1）

10

在线录波功能及精度试验

√

√

5.2.3.2中2）

11

时钟同步及对时功能及精度试验

√

√

5.2.3.2中3）

12

GPS定位及精度试验

√*

√*

5.2.3.2中4）

13

机械性能试验

卡线结构的握力测试

√

—

5.2.4.1

14

振动耐久性试验

√

—

DL/T1157-2012中5.13

15

倾斜跌落试验

√

—

DL/T1157-2012中5.14

16

电气性能试验

√

√

5.2.5

17

电磁兼容能力试验

工频磁场抗扰度

√

—

5.2.6.1

18

临近干扰

√

—

5.2.6.2

19

环境适应性试验

低温性能试验

√

—

DL/T1157-2012中5.5

20

高温性能试验

√

—

DL/T1157-2012中5.4

21

交变湿热试验

√

—

DL/T1157-2012中5.15

22

安全特性试验

绝缘电阻

√

—

DL/T721-2013中4.6.1

23

介质强度

√

—

DL/T721-2013中4.6.2

24

冲击电压

√

—

DL/T721-2013中4.6.3

25

耐受短路冲击电流能力

√

—

DL/T1157-2012中4.1.2

26

工作电源及功耗试验

√

—

5.2.9

27

着火危险试验

√

—

5.2.10

28

防护等级试验

√