变电站高压开关柜无线测温元件技术规范.doc

云南电网变电站开关柜无线测温元件技术规范云南电网电力研究院二一一年十月目 录1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义13.1 平均无故障工作时间（MTBF）13.2 无线测温装置13.2 前置温度传感器14 功能要求15 技术要求25.1外观和结构要求25.2工作环境要求25.3 测温装置整体性能25.4 前置温度传感器35.5 无线接收及现场显示36 检验项目36.1检验条件36.2检验项目46.3检验方法47 检验规则77.1 型式试验77.2 出厂检验77.3 抽样检验88 数据远传技术规范88.1 基本要求88.2 数据帧定义98.3报文规范111 范围本规范规定了高压开关柜无线测温装置的功能要求、技术要求、校验项目和检验规则。本规范适用于高压开关柜无线测温装置选型、配置和检验。2 规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温 GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温GB/T 17626.2-2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3-2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.8-2006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.9-2006 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验GB 4208-2008 外壳防护等级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/T 6587.6-1986 电子测量仪器 运输试验JJF 1171-2007 温度巡回检测仪校准规范3 术语和定义3.1 平均无故障工作时间（MTBF）无线测温装置两次相邻故障间的工作时间的平均值。3.2 无线测温装置由前置温度传感器、无线接收及现场显示仪表组成的温度测量装置，前置温度传感器测量温度后通过无线传输至无线接收及现场显示仪表显示温度。3.2 前置温度传感器利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。4 功能要求前置温度传感器应实时在线监测温度并处于待机状态（低功耗），按照设置的数据发送时间间隔上传温度值，前置温度传感器的数据发送时间间隔可由后台设置。当温度超过报警温度设定阈值时，应立刻启动发射上传温度数据报警，报警信号必须人为干预后方可复位。前置温度传感器应可通过上位机软件或无线接收及现场显示仪表设置其发送时间等参数。前置温度传感器应可实现待机、温度检测、接收数据和上传数据功能。采用高性能电池或TA取电供电。发射功率对电力设备（如继电保护）的辐射骚扰应无影响，不会干扰运行设备。无线接收及现场显示仪表可对每个前置温度传感器的温度报警值进行设定，也可设定异常温度报警范围，如采用电池供电，还应预知及报警前置温度传感器的电池电量。5 技术要求5.1外观和结构要求5.1.1测温装置的外形结构应完好。装置的名称、型号规格、测量范围、制造厂名或商标、出厂编号、制造年月等均应有明确的标记；5.1.2测温装置的外露部件不应松动、破损；5.1.3测温装置倾斜时内部不应有零件松动的响声；5.1.4测温装置应实现功能模块化、硬件小型化，应具备标准化、一体化设计，便于现场安装及维护；5.1.5测温装置应采用阻燃、防爆、防腐、防潮等设计；5.1.6外壳的防护性能应符合GB4208-2008规定的IP52级要求。5.1.7接口应采用标准化设计，可方便与各系统的局域网、广域网相连接，融入自动化综合控制系统。应具备防误插设计。5.2工作环境要求5.2.1环境温度: 25+45；5.2.2相对湿度：5RH100RH；5.2.3大气压力：550hPa 1060hPa； 5.2.4测温装置在强电磁环境中运行，其工作稳定性、可靠性不应受到影响。5.3 测温装置整体性能5.3.1 可靠性a) 测温装置硬件应尽可能选用高品级的元器件，以提高装置运行的稳定性和可靠性；b) 测温装置整体平均无故障工作时间（MTBF）应不低于10000h；c) 测温装置使用寿命应不少于12年；d) 适用所有温度点的监测，包括高电压、密封体内、强电、强磁场等。e) 前置温度传感器运行在25+125环境条件下外观和硬件应不受任何影响。5.3.2 准确度 测温装置的准确度：±2.0；分辨率：0.1。5.3.3 测量范围测温装置的测量范围：-25+125。5.3.4 测温装置抗干扰能力a) 测温装置运行时, 装置接收和传输数据应无丢包、错误数据、通讯中断现象发生，各前置温度传感器传输数据应无相互干扰。b) 测温装置的前置温度传感器应具有良好的绝缘性能，装置接收和传输数据应具有极强的抗电磁干扰能力。5.4 前置温度传感器5.4.1电源技术要求5.4.1.1前置温度传感器采用电池供电或TA取电两种供电模式前置温度传感器采用高容量锂电池供电时，前置温度传感器在正常接收、传输数据的情况下，电池供电可以使用4年以上。前置温度传感器采用TA取电供电时，前置温度传感器和TA供电模块应为一体化结构，便于安装，并能与取电对象可靠配装。5.4.1.2 前置温度传感器应采用低功耗设计，待机功耗、数据传输功耗应尽量小。5.4.2 前置温度传感器数据发射传输距离：安装于高压开关柜内20米。5.5 无线接收及现场显示5.5.1 额定电压：交直流220V5.5.2绝缘电阻在环境温度为1535,相对湿度45%75%的条件下,仪表的电源、输入、输出、接地端子（或外壳）相互之间（输入端子与输出端子间不隔离的除外）的绝缘电阻不低于20M。6 检验项目6.1检验条件除另有规定外，各项检验宜在如下试验条件下进行：a) 环境温度：+15+35；b) 相对湿度：25RH80RH；c) 大气压力：600hPa1060hPa。d) 所有用于检验的计量设备均应按国家有关规定的要求定期进行校准/检定。6.2检验项目表1列出了对高压开关柜无线温度测量装置的检验项目，包括型式试验、出厂检验、抽样检验和现场检验。表1 检验项目序号试验项目型式试验出厂检验抽样检验现场检验1结构和外观检查2基本功能3准确度检验*4高温*5低温*6静电放电抗扰度*7工频磁场抗扰度*8脉冲磁场抗扰度*9射频电磁场辐射抗扰度*10防护等级11振动试验12运输试验备注 表示规定必须做的项目； 表示规定可不做的项目；* 表示根据用户要求做。6.3检验方法6.3.1结构和外观检查a)测温装置应结构紧凑、布置合理;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，无龟裂、脱落和磨损，金属零部件无锈蚀及其他机械损伤；c)测温装置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、型号规格、测量范围、制造厂名或商标、出厂编号、制造年月。6.3.2基本功能检验 基本功能应符合本技术规范的要求。6.3.3准确度检验a) 所有用于检验的计量设备均应按国家有关规定的要求定期进行校准/检定；b) 参照“JJF 1171-2007温度巡回检测仪校准规范”中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，包括上、下限值在内，不得少于4个点。c) 判断标准：最大误差±2.0，前置温度传感器外观和硬件不受任何影响。6.3.4 环境适应性试验6.3.4.1高温试验 按“GB/T 2423.22008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温”中规定的试验要求和试验方法进行，整套测温装置应能承受严酷等级为：温度70、持续时间2h的高温试验。在试验期间及试验后，整套测温装置应能正常工作，功能及主要参数均应正常。6.3.4.2低温试验 按“GB/T 2423.12008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温”中规定的试验要求和试验方法进行，整套测温装置应能承受严酷等级为：温度25、持续时间2h的低温试验。在试验期间及试验后，整套测温装置应能正常工作，功能及主要参数均应正常。6.3.5电磁兼容性试验6.3.5.1静电放电抗扰度试验按照“GB/T 17626.22006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行：对整套测温装置进行静电放电抗扰度试验，严酷等级为4级，设备处于正常工作的状态，静电放电分为直接放电和间接放电，间接放电试验电压:8kV，直接放电时如因无外露金属部件而不能接触放电，则以15kV试验电压作空气放电(相对湿度范围为30%-60%)，放电次数:正负极性各10次，放电间隔:1s。在试验期间及试验后，整套测温装置应正常工作，功能及主要参数均应正常。6.3.5.2工频磁场抗扰度试验按照“GB/T 17626.82006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行：整套测温装置放入磁场中，严酷等级为5级，即施加稳定磁场和短时暂态磁场，稳定磁场时磁场强度100A/m，试验次数为3次，每次试验时间为4min，短时暂态磁场时磁场强度100A/m，试验次数为3次，每一次试验时间为3s。在试验期间及试验后，整套测温装置应正常工作，功能及主要参数均应正常。试验采用渗入法：试验过程中施加稳定持续的磁场试验，在试验端口施加工频磁场4min；试验过程中施加短时作用的磁场试验，在试验端口施加工频磁场3s。6.3.5.3脉冲磁场抗扰度试验按照“GB/T 17626.9-2006电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行：整套测温装置放入磁场中，严酷等级为5级，即施加磁场强度1000A/m，试验次数为3次，每一次试验时间为1min。在试验期间及试验后，整套测温装置应正常工作，功能及主要参数均应正常。试验采用渗入法：试验过程中施加稳定持续的磁场试验，在试验端口施加工频磁场1min。6.3.5.4射频电磁场辐射抗扰度试验按照“GB/T 17626.32006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行：整套测温装置放入磁场中，严酷等级为3级，即施加场强10V/m，频率范围：80MHz1000MHz。在试验期间及试验后，整套测温装置应正常工作，功能及主要参数均应正常。6.3.6 防护等级试验依据“GB 42082008 外壳防护等级”中规定的IP52等级试验要求试验，应符合相关要求。6.3.7 振动试验整套测温装置不包装、不通电，固定在试验台中央。试验按“GB/T 2423.102008 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）”中规定进行：频率范围：（1055）Hz ；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。试验后检查整套测温装置应无损坏和紧固件松动脱落现象，通电后装置应能正常工作。6.3.7 运输试验产品包装后应按“GB/T 6587.6-1986 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中等级为的运输试验（包括振动、自由跌落、翻滚试验）。试验后测温装置应能正常工作。7 检验规则检验分为型式试验、 出厂检验和抽样检验三类。7.1 型式试验7.1.1 检验规则当出现下列情况之一时，应进行型式试验：a) 新产品入网前； b) 正常生产时，定期或积累一定产量后，应周期性进行一次试验；c) 正式生产后，因结构、材料、工艺有较大改变，可能影响装置性能时；d) 长期停产后又恢复生产时；e) 国家技术监督机构或受其委托的技术检验部门提出型式试验要求时；f) 合同规定进行型式试验时。7.1.2 检验项目 型式试验应按本规范规定的全部试验项目（表1）及相关专项标准的要求进行全性能检验。 7.1.3 抽样方案型式试验的样品应在出厂检验合格的产品中随机抽取，样品数为1套。7.1.4 结果评定送检的1套样品全部通过试验为合格。7.2 出厂检验7.2.1 检验规则应对样品进行逐台出厂检验；其他配套装置包括计算机应用软件，应进行全部功能的检验，合格后方能出厂。7.2.2 检验项目出厂检验项目为表1中列出的结构和外观检验、准确度检验、基本功能检验。7.2.3 结果评定检验中出现任一检验项目失效，均判该测量装置为不合格。7.3 抽样检验7.3.1 抽样方案抽样检验的样品应在出厂检验合格的产品中随机抽取。单机台数不应少于3台。如果进行仲裁检验，则抽检样品应为盲样。7.3.2 样品检验项目检验项目为表1中列出的试验项目。7.3.3 样品检验规则应对样品进行逐台检验。7.3.4 结果评定检验中有一台以上（包括一台）测量装置不合格时，应加倍抽取该产品进行检验。若仍有不合格时，则判该批产品不合格；若全部检验合格，则除去第一批抽样不合格的测量装置，该批产品应判为合格。8 数据远传技术规范8.1 基本要求8.1.1 变电站站内所有无线测温设备应建立统一的后台系统（站端系统），实现全站无线测温点的统一监测、预警、管理和数据上送。8.1.2 站端系统和上级系统（集控站或云南电网主站）宜采用实时数据库。8.1.3 站端系统与上级系统的通讯接口应满足综合数据网方式。上级系统和站端系统均要求固定IP地址。8.1.4 站端系统采用主动上送数据的方式，上级系统也可以主动召唤数据。8.1.5站端系统应能接收上级系统的对时命令，每天对时一次，对时误差应不超过5s，24h内走时误差应小于1s。8.1.6 站端系统集成商应向上级系统提供以下信息：设备名称设备信息温度传感器（单体）ID（与站端系统数据库定义严格一致）温度测点名称（明确体现传感器安装位置、电压等级和相位，无歧义）报警上限温度和超限时长报警极限温度和超限时长设备制造商设备类型投运时间温度显示仪（单体）ID（与站端系统数据库定义严格一致）温度显示仪名称（明确体现显示仪安装位置和监测范围，无歧义）设备制造商设备类型投运时间站端系统修改配置参数的初始密码站端系统投运前将以上信息提交上级系统，需要进行调整时，需先将更新清单报上级系统同步。8.1.7 站端系统应能对所有温度传感器、温度显示仪和其他通讯设备实现通讯状态自检，在后台机上进行集中管理和预警；并将通讯状态进行实时上送。8.1.8 站端系统建议在硬件采集层如温度传感器输出温度质量码，质量码根据温度量程区间和变化率进行品质判断，将温度信号正常作为温度报警的前提，避免由于断线、干扰等原因导致温度跳变造成误报。8.1.9 温度显示仪宜具有无线信号强度管理功能，当所辖传感器电量低等原因导致无线信号强度持续低于限值时，应能主动预警。8.1.10 传感器默认采样时间间隔为60分钟，当与上一次采样值相比，相对变化幅度超过5%时，应立即上送采样值。上送温度值的二进制序列中，首位0表示正，首位1表示负；小数点后采用一位小数，上送值除以10即为实际温度。8.1.11 上级系统应能对传感器等参数进行远程设定，如对温度传感器的采样时间间隔、上限报警值、极限报警值、超限时长进行远程设定。8.2 数据帧定义本规范规定的数据传输规约为应用层数据规范，数据传输序列为二进制数据流，校验标准为CRC16 。8.2.1帧结构数据包采用数据帧模式，对数据帧定义起始码、站端ID、控制类型码、数据域长度、数据域、校验码和结束码。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码1字节2字节1字节2字节变长1字节1字节8.2.2字节定义a) 起始符：标识在线监测数据报，1字节，该值定义为68H；b) 站端ID：2字节，唯一标识站端系统，由上级系统统一定义；c) 控制字：1字节，用于区分数据类型；d) 数据长度：2字节，若为零表示无数据域；e) 数据域长度不大于1024字节；f) 校验码：采用累加和取反的校验方式，发送方将站端ID、控制字、数据长度和数据区的所有字节进行算术累加，抛弃高位，只保留最后单字节，将单字节取反；g) 结束符：1字节，该值定义为16H。h) 帧数据排列方式：除特殊说明，整形（占2Byte）、长整型（占4Byte）均采用低位字节在前方式存储：即字节由低 B1 到高 Bn 上下排列，字节位由高 b7 到 b0 左右排列，格式如下表所示。 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0B1 字节b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0B2 字节b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0B3 字节重发机制定义：被定义为数据报的报文，如在4秒内没有收到响应数据报，或响应表明接收失败，则继续发送该数据报文，直至收到成功响应数据报。8.2.3控制字定义控制字可供使用的有256个（00H-FFH），可根据实际应用需求进行扩充，具体定义见下表：控制字含义说明01H查询站端系统时间02H校时该命令分请求和下发两部分03H设置站端系统配置参数密码04H查询配置参数05H主站下发参数配置指令06H上传温度更新信息07H上传通讯状态变位信息08H上传异常信息09H主站请求站端系统温度参数0AH主站请求站端系统通讯状态0BH主站请求站端系统异常信息A0H-FFH保留作为厂家自定义字段8.3报文规范8.3.1查询站端系统时间用于上级系统查询站端系统的系统时间。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节01H2字节1字节16H响应报文为：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节01H2字节1字节16H其中数据域为：数据域1字节1字节1字节1字节1字节1字节年月日时分秒说明：年为当前年份减去2000，如2008-2000=8；月、日、时、分、秒为当前时间。若返回时间差大于5秒钟则立即进行站端系统校时。8.3.2校时终端请求校时格式：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节02H2字节1字节16H主站下发对时命令格式：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节02H2字节6字节1字节16H说明：终端收到此命令后按照原命令返回。主站主动下发对时命令时，若主站没有收到终端返回原命令，每隔10秒发送一次新的对时命令，最多3次。其中：数据域格式：数据域1字节1字节1字节1字节1字节1字节年月日时分秒8.3.3设置站端系统配置参数密码用于上级系统向站端系统设置配置参数密码。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节03H2字节1字节16H数据域：8字节(字符串格式)，其中前4字节为原密码，后4字节为新设置密码；站端系统收到该命令后判断原密码是否与原设置密码相同，若相同则将密码更改为新密码，并返回报文如下：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节03H2字节1字节16H其中数据域：配置参数密码修改状态1字节（FFH成功，00H失败）8.3.4查询配置参数用于上级系统向站端系统查询配置参数。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节04H2字节-1字节16H响应方式的数据报文定义如下：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节04H2字节1字节16H其中数据域：数据报拆包总数1字节数据报包序1字节············传感器n的ID2字节传感器n的采样时间间隔（单位秒）2字节传感器n的报警上限温度（单位摄氏度）2字节传感器n的报警极限温度（单位摄氏度）2字节传感器n的报警超限时长（单位秒）2字节············8.3.5主站下发参数配置指令用于上级系统向站端系统下发配置参数。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节05H2字节1字节16H其中数据域：密码4字节传感器n的ID2字节传感器n采样时间间隔（单位秒）2字节传感器n报警上限温度（单位摄氏度）2字节传感器n报警极限温度（单位摄氏度）2字节传感器n报警超限时长（单位秒）2字节············站端系统执行参数配置命令，返回报文如下：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节05H2字节-1字节16H其中数据域：配置参数修改状态1字节（FFH成功，00H失败）8.3.6上传温度更新数据当站端系统温度采样值变化相对幅度超过5%时，站端系统立即向上级系统上送有更新的温度报文如下表。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节06H2字节1字节16H其中数据域：传感器1的ID2字节传感器1的温度值（单位摄氏度）2字节传感器1的温度采样时间6字节传感器1的温度品质1字节（FFH好点，00H坏点）············传感器n的ID2字节传感器n的温度值（单位摄氏度）2字节传感器n的温度采样时间6字节传感器n的温度品质1字节（FFH好点，00H坏点）响应方式的数据报文定义如下：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节06H2字节1字节16H其中数据域：温度更新数据上送状态1字节（FFH成功，00H失败）8.3.7上传通讯状态变位信息当站端系统传感器、温度显示仪等设备的通讯状态发生变位时，站端系统立即向上级系统上送发生变位的设备通讯状态。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节07H2字节1字节16H其中数据域：传感器m的ID2字节传感器m的通讯状态1字节（FFH好点，00H坏点）············温度显示仪n的ID 2字节温度显示仪n的通讯状态1字节（FFH好点，00H坏点）············其他通讯设备ID2字节对应通讯设备通讯状态1字节（FFH好点，00H坏点）响应方式的数据报文定义如下：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节07H2字节1字节16H其中数据域：通讯变位信息上送状态1字节（FFH成功，00H失败）8.3.8上传异常变位信息站端系统异常信息存在变位时，向上级系统上送有变位的异常信息报文。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节08H2字节1字节16H其中数据域：无线信号持续弱的传感器1的ID2字节传感器1的无线信号状态1字节（FFH正常，00H异常）············无线信号持续弱的传感器n的ID2字节传感器n的无线信号状态1字节（FFH正常，00H异常）响应方式的数据报文定义如下：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节08H2字节1字节16H其中数据域：异常信息上送状态1字节（FFH成功，00H失败）8.3.9主站请求站端系统温度数据上级系统服务启动时，用于上级系统向站端系统请求上传全部温度测点实时数据。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节09H2字节-1字节16H站端系统响应报文如下：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节09H2字节1字节16H其中数据域：数据报拆包总数1字节数据报包序1字节传感器1的ID2字节传感器1的温度值（单位摄氏度）2字节传感器1的温度采样时间6字节传感器1的温度品质1字节（FFH好点，00H坏点）············传感器n的ID2字节传感器n的温度值（单位摄氏度）2字节传感器n的温度采样时间6字节传感器n的温度品质1字节（FFH好点，00H坏点）8.3.10主站请求站端系统通讯状态上级系统服务启动时，用于上级系统向站端系统请求上传全部通讯实时状态。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节0AH2字节-1字节16H站端系统响应报文如下：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节0AH2字节1字节16H其中数据域：数据报拆包总数1字节数据报包序1字节传感器1的ID2字节传感器1的通讯状态1字节（FFH好点，00H坏点）············温度显示仪n的ID 2字节温度显示仪n的通讯状态1字节（FFH好点，00H坏点）············其他通讯设备ID2字节对应通讯设备通讯状态1字节（FFH好点，00H坏点）8.3.11主站请求站端系统异常信息上级系统服务启动时，用于上级系统向站端系统请求上传全部异常信息。起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节0BH2字节-1字节16H站端系统响应报文如下：起始码站端ID控制字数据长度数据域校验码结束码68H2字节0BH2字节1字节16H其中数据域：无线信号持续弱的传感器1的ID2字节············无线信号持续弱的传感器n的ID2字节