5输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范20101110

ICS 29.240

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 输电线路等值覆冰厚度监测装置 等值覆冰厚度 技术规范 技术规范
Technical specification for monitoring device of quiva ival ice equivalent ice thickness on overhead transmission lines

(报批稿) 报批稿)

2010-xx-xx 发布

2010-xx-xx 实施

国家电网公司

发 布I

1

Q / GDW xxx— 2010





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

I

Q / GDW xxx— 2010





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

II

Q / GDW xxx— 2010

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) GB 4798.4-2007 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 GB 50545-2010 110kV~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/T 2423.4-2008 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/T 2423.10-2008 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/T 741—2010 架空送电线路运行规程 DL/T 1098-2009 间隔棒技术条件和试验方法 QJ/T 815.2-94 产品公路运输加速模拟试验方法 JJG455-2000 工作测力仪 JIG 97—2001 测角仪检定规程 QX/T1-2000 Ⅱ型自动气象站 Q/GDW xxx-2010 输变电设备状态监测系统技术导则
1

Q / GDW xxx— 2010 Q/GDW xxx-2010 输电线路状态监测装置通用技术规范 3 术语和定义

“Q/GDW xxx-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 monitoring device of equivalent ice thickness 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/GDW xxx-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
2

Q / GDW xxx— 2010 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 Z r (%FS):≤±0.1; ——示值误差 δ (%FS):≤±0.2;
'

'

——重复性 R (%FS):≤±0.2; ——滞后 H (%FS):≤±0.3; ——长期稳定性
'

'

S b'

(%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
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Q / GDW xxx— 2010 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/T 17626.2—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/T 17626.3—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/T 17626.9—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/T 17626.8—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/T 2423.2 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/T 2423.1 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/T 2423.4 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/T 6587.6—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/T 815.2-94 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
4

Q / GDW xxx— 2010 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; 20%至 100%测量范围内, 在 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“JIG 97—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 1 2 3 4 5 6 检验项目 结构和外观 准确度 基本功能 综合精度试验 覆冰试验 抗雷击性能 型式检验 ● ● ● ● ● ● 出厂检验 ● ● ● ○ ○ ○ 现场检验 ● ○ ● ○ ○ ○ 5

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7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 备注 静电放电抗扰度 射频电磁场辐射抗扰度 脉冲磁场抗扰度 工频磁场抗扰度 高温 低温 交变湿热 防护等级 振动 运输 可靠性 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● * ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

● 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。

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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。
6

Q / GDW xxx— 2010 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。

7

Q / GDW xxx— 2010 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 监测装置标

参数代码

字段 类型 字符

字段 长度 17Byte

计量单位

值域

备注

1

识 被监测线路

SmartEquip_ID

17位设备编码

2 3 4

单元标识 监测时间 等值覆冰厚 度 综合悬挂载

Component_ID Timestamp Equal_IceThickness

字符 日期 数字

17Byte 4Byte 4Byte mm

17位设备编码 世纪秒(4字节) 精确到小数点后1 位 精 确 到 小数点后1

5

荷 不均衡张力

Tension

数字

4Byte

N(牛顿)

位 精 确 到 小数点后1

6

差 绝缘子串风

Tension_Difference

数字

4Byte

N(牛顿) ?(度) -90°~+90°

位 精 确 到 小数点后2 位 精 确 到 小数点后2 位

7

偏角 绝缘子串倾

Windage_Yaw_Angle

数字

4Byte

8

斜角

Deflection_Angle

数字

4Byte

?(度)

-90°~+90°

8


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