输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范.doc
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输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范.doc
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ICS29.240
Q/GDW
国家电网公司企业标准
Q/GDW xxx—2010
输电线路等值覆冰厚度监测装置
技术规范
Technicalspecificationformonitoringdeviceof
equivalenticethicknessonoverheadtransmissionlines
(报批稿)
2010-xx-xx发布 2010-xx-xx实施
国家电网公司发 布I
II
Q/GDWxxx—2010
目次
前 言 II
1范围 1
2规范性引用文件 1
3术语和定义 2
4装置组成 2
5功能要求 2
6技术要求 2
7试验项目及方法 4
8安装、调试与验收 6
附录A(规范性附录)覆冰监测装置数据输出接口 8
前 言
输电线路状态监测系统是智能电网建设输电环节的重要组成部分,是实现输电线路状态运行检修管理,提升生产运行管理精益化水平的重要技术手段。
为科学规范地建设坚强智能电网输电线路状态监测系统,确保输电线路状态监测系统技术标准和平台统一,装置数据有效、安全可靠、先进适用、布点合理,特制定本标准。
本标准是根据国家电网公司关于科学技术项目《输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范》(合同编号:
SGKJ[2010]xxx号)下达的制定任务,开展编制工作。
本标准的附录A为规范性附录。
本标准由国家电网公司科技部提出。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准由国家电网公司生技部解释。
本标准主要起草单位:
中国电力科学研究院。
本标准参加起草单位:
华北电网有限公司、华中电网有限公司、重庆市电力公司、浙江省电力公司、安徽省电力公司、北京工业大学。
本标准主要起草人:
于钦刚、黄志江、李红云、郭志广、李红旗、刘亚新、张予、况军、龚坚刚、杨玉金、金华、刘振宇、张帆、王毅
输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范
1范围
本标准规定了架空输电线路等值覆冰厚度监测装置的组成、技术要求、试验方法、检验规则等。
本标准适用于交流66kV~1000kV、直流±500kV~±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导则的引用而成为本导则的条款。
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导则,然而,鼓励根据本导则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导则。
GB191包装储运图示标志
GBJ233 110~500kV架空送电线路施工及验收规范
GB1179 铝绞线及钢芯铝绞线
GB2314电力金具通用技术条件
GB2887电子计算机场地通用规范
GB4208外壳防护等级(IP代码)
GB4798.4-2007 电工电子产品应用环境条件无气候防护场所使用
GB9361计算站场地安全要求
GB11463-89电子测量仪器可靠性试验
GB12632单晶硅太阳电池总规范
GB50545-2010110kV~750kV架空输电线路设计规范
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/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验A:
低温
GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验A:
高温
GB/T2423.4-2008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/T2423.10-2008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/T6593电子测量仪器质量检验规则
GB/T13926工业过程测量和控制系统的电磁兼容性
GB/T14436工业产品保证文件总则
GB/T16927.1-1997高电压试验技术第一部分:
一般试验要求
GB/T17626.2-2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验
GB/T17626.3-2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T17626.8-2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验
GB/T17626.9-1998电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验
DL/T741—2010架空送电线路运行规程
DL/T1098-2009间隔棒技术条件和试验方法
QJ/T815.2-94产品公路运输加速模拟试验方法
JJG455-2000工作测力仪
JIG97—2001测角仪检定规程
QX/T1-2000Ⅱ型自动气象站
Q/GDWxxx-2010输变电设备状态监测系统技术导则
Q/GDWxxx-2010 输电线路状态监测装置通用技术规范
3术语和定义
“Q/GDWxxx-2010输电线路状态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
等值覆冰厚度监测装置monitoringdeviceofequivalenticethickness
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,对与线路等值覆冰厚度相关参数进行采集与处理,得出线路等值覆冰厚度,并通过通信网络传输到状态监测代理装置或状态监测主站系统的测量装置。
4装置组成
覆冰监测装置通常由覆冰监测单元、现场通讯网络和数据集中器组成。
5功能要求
5.1数据采集要求
a)具备传感、采集功能。
能完成绝缘子串拉力、绝缘子串角度及气温、湿度、风速及风向数据的采集、测量,通过网络将测量结果传输到状态监测代理装置或状态监测主站系统。
b)具备自动采集功能。
按设定时间间隔自动采集绝缘子串拉力、绝缘子串角度及温度、湿度、风速及风向数据,最小采集间隔宜大于10分钟,最大采样间隔应不大于40分钟,默认采样间隔为30分钟。
在监测到存在覆冰可能的情况下,具备加密采集拉力及绝缘子串角度的功能;
c)具备受控采集功能,能响应远程指令,按设置采集方式、自动采集时间、采集时间间隔启动采集;
d)宜具备电池电压等采集功能;
e)应具备良好的同步机制,保证各参数采集时刻的同步性。
5.2数据处理与判别
a)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;
b)具备对原始采集量的一次计算功能,得出拉力、绝缘子串角度的状态量数据,以及通过覆冰监测模型进行二次计算,得出导线等值覆冰厚度。
5.3数据存储
应能循环存储至少30天的等值覆冰厚度等状态量数据。
5.4数据输出
输出的信息包括:
等值覆冰厚度状态量数据、气温、湿度、风速及风向状态量数据,及电源电压、工作温度、心跳包等工作状态数据,数据输出要求符合附录A。
5.5通信功能
通信接口和应用层数据传输规约应满足“Q/GDWxxx-2010输电线路状态监测装置通用技术规范”相关要求。
5.6硬件与软件
a)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;
b)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)应具备身份认证、远程更新程序的功能,具备完善的更新机制与方式;
b)应具备按远程指令修改采集频率、采样时间间隔、网络适配器地址等参数的能力;
c)应具备动态响应远程时间查询/设置、数据请求、复位等指令的能力;
d)宜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覆冰监测单元
6.1.1 工作环境要求
a)环境温度:
-25℃~+45℃(普通型)或-40℃~+45℃(低温型)。
b)相对湿度:
5%RH~100%RH。
c)大气压力:
550hPa~1060hPa。
6.1.2 工作温度
-25℃~+70℃(工业级)或-40℃~+85℃(扩展工业级)
6.1.3 主要技术参数
6.1.3.1拉力传感器
6.1.3.1.1基本要求
a)应完全满足被替代金具的各种功能要求,试验标准应不低于被替代金具的型式试验标准,如标称破坏载荷应大于相应金具标称的1.2倍,并通过相应的试验;
b)应能承受安装、维修及运行中可能出现的有关机械载荷,并能经受设计工作电流(包括短路电流、雷电流)干扰、工作温度及环境条件等变化的考验;
c)拉力传感器的结构高度应尽可能减小,导线用拉力传感器控制在原有金具连接高度增加50mm以内,地线用拉力传感器控制在原有金具连接高度增加30mm以内;
d)应采用合适的材料和生产工艺制造,应满足使用寿命的要求;
e)应有防尘、防潮、防腐蚀措施;
f)各连接部件应有锁紧装置,应保证在运行中不致松脱;
6.1.3.1.2技术参数
a)量程:
7t,10t,16t,21t,32t,42t,55t(根据实际需要定制);
b)测量范围:
5%~100%FS(线性工作区间);
c)准确度级别( FS):
0.2及以上;
d)技术指标:
——分度数n≥500;
——回零误差(%FS):
≤±0.1;
——示值误差(%FS):
≤±0.2;
——重复性(%FS):
≤±0.2;
——滞后(%FS):
≤±0.3;
——长期稳定性(%FS):
≤±0.2;
e)零点与最大方位偏差:
拉力传感器的示值指示装置应有零点(或作为零点)的调节功能,调节范围应大于由自带附件重力引起的零点变化及不同工作方向引起的最大零点方位偏差。
6.1.3.2角度传感器
6.1.3.2.1基本要求
a)角度传感器应耐低温、抗干扰并能在冰雪天气正常工作;
b)应集成在拉力传感器内,成为集成式的拉力传感器。
6.1.3.2.2技术参数
a)倾角测量角度范围:
双轴≥±60°;
b)倾角测量精度:
≤±0.1°;
c)倾角测量分辨力:
±0.01°。
6.1.4 电气性能
6.1.4.1 抗雷击性能
对被测导线施加相应电压等级绝缘子串耐受水平的标准雷电波各3次,距离被检覆冰监测单元5m,覆冰监测单元能正常工作。
6.1.5 电磁兼容性能
6.1.5.1 静电放电抗扰度
应能承受“GB/T17626.2—1998 电磁兼容试验和测量技术 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,装置应能正常工作。
6.1.5.2 射频电磁场辐射抗扰度
应能承受“GB/T17626.3—1998 电磁兼容试验和测量技术 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,装置应能正常工作。
6.1.5.3 脉冲磁场抗扰度
应能承受“GB/T17626.9—1998 电磁兼容试验和测量技术 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,装置应能正常工作。
6.1.5.4 工频磁场抗扰度
应能承受“GB/T17626.8—1998 电磁兼容试验和测量技术 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,装置应能正常工作。
6.1.6 气候防护性能
6.1.6.1 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,装置应能正常工作。
6.1.6.2 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,装置应能正常工作。
6.1.6.3 交变湿热性能
按GB/T2423.4的有关规定进行,高湿温度为+55℃,试验周期1d,原地恢复2h。
在试验期间及试验后,装置应能正常工作。
6.1.7 机械性能
6.1.7.1 振动性能
在非工作状态下,非包装状态的产品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,装置应能正常工作。
6.1.7.2 运输性能
a)产品包装后应按“GB/T6587.6—86电子测量仪器运输试验”中规定进行试验,能承受该标准表1中等级为Ⅱ的运输试验(包括自由跌落、翻滚试验)。
试验后,装置应能正常工作;
b)产品包装后应按“QJ/T815.2-94产品公路运输加速模拟试验方法”中规定进行试验,能承受该标准中等级为三级公路中级路面的运输试验。
经过2h试验时间后,装置应能正常工作。
6.1.8 可靠性
a)平均无故障连续工作时间(MTBF)应不低于25000h;
b)年均数据缺失率应不大于1%。
6.2数据集中器
技术要求符合《输电线路状态监测装置通用技术规范》。
7试验项目及方法
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
表7-1列出了对覆冰监测装置的检验项目,包括型式检验、出厂检验和现场检验。
本专项标准仅列出了覆冰监测装置的专项检验方法,有关通用检验方法详见“输电线路状态监测装置通用技术规范”。
7.2.1结构和外观检查
a)集成式拉力传感器及数据集中器的结构在规定条件下使用时,应不影响或降低被监测设备的安全性;
b)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;
c)各零部件紧固无松动;
d)标志、铭牌、文字及符号,应简明清晰,铭牌上要标出产品的名称、产地、型号、制造单位以及装置编号。
7.2.2准确度检验
在二级及以上计量单位进行计量校准/检定。
7.2.2.1拉力传感器
参照“JJG455-2000工作测力仪”5.2.2e)测力仪的示值检定方法进行检验。
a)检验点的选择:
测量下限为测量上限的5%,该点为检验起始点。
在5%至20%测量范围内,选取5%、10%、15%、20%共4个点;在20%至100%测量范围内,选取20%、40%、60%、80%、100%等5个点,即在5%~100%测量范围内共选取8个点;
b)检验过程:
将拉力传感器安装成工作状态,示值指示装置调至零点(或作为零点的起始位置)。
沿拉力传感器受力轴线逐点递增标准力值,至各检验点保持稳定后记录相应进程示值,至测量上限后逐点递减卸载标准力值,至各检验点保持稳定后记录相应回程示值。
该检验过程连续进行3次,每次检验前均应将示值指示装置调至零点(或作为零点的起始位置)。
每一次检验结束卸载标准力值后相隔30秒,记取拉力传感器的回零示值。
7.2.2.2角度传感器
按照“JIG97—2001测角仪检定规程”中相关条款进行检验。
7.2.3综合精度试验
a)被试设备:
整套装置;
b)试验条件:
工作温度在-20℃~0℃之间,湿度90%RH以上,拉力传感器作与地面倾角45度、90度布置,装置结冰。
c)试验方法:
参照“JJG455-2000工作测力仪”5.2.2e)测力仪的示值检定方法进行检验。
将标准拉力传感器采集到的数据与后台接收的数据进行精度对比,计算综合误差;
d)判断标准:
综合精度±5%。
表7-1检验项目
序号
检验项目
型式检验
出厂检验
现场检验
1
结构和外观
●
●
●
2
准确度
●
●
○
3
基本功能
●
●
●
4
综合精度试验
●
○
○
5
覆冰试验
●
○
○
6
抗雷击性能
●
○
○
7
静电放电抗扰度
●
○
○
8
射频电磁场辐射抗扰度
●
○
○
9
脉冲磁场抗扰度
●
○
○
10
工频磁场抗扰度
●
○
○
11
高温
●
○
○
12
低温
●
○
○
13
交变湿热
●
○
○
14
防护等级
●
○
○
15
振动
●
○
○
16
运输
●
○
○
17
可靠性
*
○
○
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覆冰试验
a)被试设备:
整套装置;
b)试验条件系统运行状态,工作温度在-5℃~0℃之间,湿度90%以上,装置结冰;
c)试验方法:
工作温度在0℃保持30分钟后,降至-5℃,再保持30分钟后逐渐升至0℃,重复3次;
d)判断标准:
整套装置运行正常,数据稳定。
7.2.5电源性能试验
a)试验内容:
无阳光工作日>30日;
b)试验方法:
对整体测试,应在蓄电池充满电,而且仅靠蓄电池给设备供电的情况下进行;
c)对于其他新型电源参照各自的标准进行。
8安装、调试与验收
8.1安装
8.1.1安装位置
选择的安装位置及监测装置的外观结构应不影响线路设备的检修维护工作。
8.1.2装置的安装
监测装置的安装应整齐,应考虑必要的防护措施。
8.1.3配件的安装
监测装置支座及支架等应安装牢固,应进行防锈处理。
8.1.4电缆的安装
原则上电缆不宜与铁塔部件直接接触,必要时需用衬垫隔离。
电缆固定应牢固可靠,每间隔0.5米要有一个固定点。
8.2调试
8.2.1测量稳定性
对每个监测点进行快速测试,以检查测值的稳定性。
8.2.2响应特性
对有条件的监测项目及监测点,人工干预给予一定物理量变化,检查测值是否出现相应变化。
8.2.3功能检查
逐项检查装置功能,以满足设计要求。
8.2.4安装位置检查
逐项检查数据采集单元的安装位置和方向,确保与规范规定一致。
8.2.5调试报告
装置安装调试完成后,应提供装置安装调试报告。
8.3验收
8.3.1预验收
当所有设备在现场安装、调试、联调完毕后,按规定的要求由供货单位和客户进行确认,进行预验收。
8.3.2试运行
预验收后进入试运行期。
该装置应经过一个具备覆冰条件的冬季考核。
8.3.3正式验收
正式验收在装置试运行期满时进行。
验收小组应提出监测装置验收意见。
8
附录A(规范性附录)覆冰监测装置数据输出接口
序号
参数名称
参数代码
字段
类型
字段
长度
计量单位
值域
备注
1
监测装置标识
SmartEquip_ID
字符
17Byte
17位设备编码
2
被监测线路单元标识
Component_ID
字符
17Byte
17位设备编码
3
监测时间
Timestamp
日期
4Byte
世纪秒(4字节)
4
等值覆冰厚度
Equal_IceThickness
数字
4Byte
mm
精确到小数点后1位
5
综合悬挂载荷
Tension
数字
4Byte
N(牛顿)
精确到小数点后1位
6
不均衡张力差
Tension_Difference
数字
4Byte
N(牛顿)
精确到小数点后1位
7
绝缘子串风偏角
Windage_Yaw_Angle
数字
4Byte
º(度)
-90°~+90°
精确到小数点后2位
8
绝缘子串倾斜角
Deflection_Angle
数字
4Byte
º(度)
-90°~+90°
精确到小数点后2位
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- 关 键 词:
- 输电 线路 等值 厚度 监测 装置 技术规范