2021 电力隧道无线传感网络及通信设备配置技术规范.docx
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1、电力隧道无线传感网络及通信设备配置技术规范图9隧道竖井情况下的传感设备布设间距5.5 组网方式无线传感网络为自组网方式(参见附录B),网络拓扑结构应为去中心化的网状网,传感设备上电 后,自行搜索附近信号并选择信号最强的设备进行连接,且无中心节点,各节点之间均能进行相互通信,无线 传感网络拓扑结构如以下图10所示。最终,各传感节点的数据统一汇聚至网关,传感数据由网关通过电力专 网或经过加密后通过公网统一发送至监控平台。图10无中心节点的无线传感网络拓扑结构5.6 安装方式粘贴在较平整且较低位置处,传感器应根据监测需要采用胶粘、磁吸、螺栓等方式固定安装。5. 6. 2捆扎附近有柱形固定点时,应采用
2、U型卡或扎带绑扎的方式进行安装。5. 6.3支架在较高或较低位置处,但无固定点时,应先安装固定支架,再安装传感器与通信网关。假设为金属支架, 安装时应保证支架与检修电源箱等电气设施保持间距1m以上。6技术要求设计要求5.1.1 硬件设计要求在传感器终端及通信设备设计时,应结合电缆隧道实际应用环境进行设计,应满足隧道使用的特 殊要求,进行易安装维护、可靠性、绝缘性、电磁兼容性、平安性等设计。5.1.1.1 组成传感器的各模块和器件应满足低功耗的设计要求。工作模式卜的功耗加级,休眠模式下的 功耗UW级。5.1.1.2 传感器尺寸应尽可能小,各传感器集成通信、电源等模块,应根据监测需要缩减尺寸,往集
3、成化、 小型化、低功耗、智能化的方向设计,便于集成与安装。5.1.1.3 各传感器节点均需将传感与通信一体化集成,在满足各参量数据采集的同时,应具有数据无线 传输的能力。5.1.1.4 供能传感设备可采用电池供电的方式,电池应满足GB 8897. 4中的工业用电池相关要求,电池使用寿命 应达35年,在高低温环境下应具有较低的放电率,年自放电率应在隧道复杂环境下长期稳定工 作。网关设备可就近由检修电源箱供电,电源接线应符合检修电源箱使用规范。5.1.1.5 无线通信工作频率应支持中心频率900MHz、2. 4GHz等主流通信频段,符合国家无线电频率划分规定。5.1.1.6 无线通信距离隧道内部的
4、无线通信距离要求:a)直线情况下,两节点间能够到达的最远通信距离不应低于100叱AlA2最运通信距离100m刎g例)图11隧道直线情况下无线通信设备两节点间的最远通信距离要求b)在视距大于20m的弯道情况卜,两节点间能够到达的最远通信距离不应低于20m。图12隧道弯道情况下无线通信设备两节点间的最远通信距离要求 c)竖井处上下井口两节点间最远通信距离不应低于10m;隧道第一层隧道第二层Al量远通信距离 10m隧道第三腰图13隧道竖井情况下无线通信设备两节点间的最远通信距离要求利用5.4. 1的方法检测传感设备、通信设备的无线通信距离,检测结果须满足上述通信距离要求。5.1.1.7 可扩展性无线
5、通信模块具有RS485、RS232等主流通信接口接入功能,能够与已有的现场有线通信设备集成。5.1.2 外壳和结构设计要求1.2. 1防水等级隧道内部环境阴暗潮湿,在传感器与通信设备设计时,应考虑防水,电路板刷三防漆保护,闭合处应 加装密封圈,以满足隧道使用要求,防水等级应到达IP68,局部特殊功能传感器可放宽为IP67 (如气体 传感器),在潮湿环境下长期稳定工作。6. 易安装传感器与通信设备终端的外壳应充分考虑安装部署位置及安装方式,遵循安装方便快捷、易维护的 原那么。7. 绝缘性(传感设备、网关等外壳应为绝缘材料,具备良好的绝缘性。6. 防腐蚀设备外壳应涂覆耐腐蚀涂料,需具有较高的防腐蚀
6、性能。6. 2功能要求1网关6.2. 1.1通信接口向上应满足电力专用网络或移动通信网络接入要求,向下应支持无线传感器接入。配置扩展接门, 满足本地其它传感设备的接入需求,至少支持RS485、USB接口。6. 2. 1.2接口适配将各种外部接口转换为网关内部可识别的接口形式。6. 2. 1.3设备管理通过本地或远程的方式管理维护网关设备自身的软硬件。同时,可通过网关对网关所连接的传感终 端进行配置和更改。6.2. 1.4 平安对网关设备应进行软、硬件加密处理,对传感数据上传及指令下发具有数据加密功能。6. 2. 2传感网络6. 2. 2. 1传感器终端本身应具有路由功能,可对外进行广播和信号搜
7、索。6. 2. 2. 2传感器应具有自组网功能,可通过自身的通信模块臼行组建传感网络,任意传感节点都可以与其 他任意传感节点和任意网关进行组网通信。6. 2. 2. 3传感器应具有自选择能力,可通过信号强度比拟选择连接稳定性高、信号强的设备。6. 2. 2. 4无线传感网络应具有自愈能力,在节点损坏后,自行识别、判断、重新加入传感网络,构建新 的网络拓扑结构。7电气特性基本要求7.1无线电骚扰限值应符合GB 9254中的B级限值要求。7. 2射频电磁场辐射抗扰度除工作频带以外,在一般工作环境下应能承受试验场强l()V/m的射频辐射电磁场的骚扰而不发生死 机、错误动作及数据丧失。7. 3工频磁场
8、抗扰度传感设备应能承受频率为50Hz、磁场强度为400A/m的工频磁场影响而不发生故障,并能正常工作。7. 4脉冲磁场抗扰度传感设备应能承受脉冲磁场强度为1000A/m的5次正极性脉冲和5次负极性脉冲的影响而不发生死机、 错误动作及数据丧失。7. 5静电放电抗扰度传感设备应能承受施加电压为8kV的加在传感设备外壳和人员操作局部上的直接静电放电以及邻近 设备的间接静电放电而不发生死机、错误动作及数据丧失。7.6 射频场感应的传导骚扰抗扰度传感设备应能承受频率范围在150kHz80MHz、试验电压为10V的射频场感应的传导骚扰而不发生故 障,并能正常工作。7.7 对运行设备的电气特性影响7.1高压
9、及以上环境对于直接带电安装在高压及以上环境下的传感设备应满足以卜条件:a)外形对于带电安装的传感设备安装后应不成为周围带电体的制高点,或者应安装均压环以保证高 压电场不形成新的极点,并且不能破坏原设备的绝缘性能。b)外壳对于安装在带电体上的传感设备应采用金属导电材料屏蔽,并直接接触岛压带电体形成等电 位安装,以保护内部电子产品不受高压电场的破坏。7. 7. 2中、低压环境对于直接带电安装在中、低压环境下的传感设备安装后不应破坏原设备的绝缘性能。8试验方法8.1试验基本条件8.1.1 试验环境条件在本标准中,试验应在以下气候环境进行:a)环境温度:+15+35;b)相对湿度:45%75%;c)
10、大气压力:86kPav106kPa;注:静电放电抗扰度试验应在相对湿度30%60%的环境条件卜试验。8. 2平安试验按GB 4943. 1的有关规定进行。8. 3电磁兼容性试验试验前,确保设备在正常工作状态。8.1.1 无线电骚扰限值试验应参照GB 9254中的测试方法进行试验,并满足其限值要求。8. 3. 2射频电磁场辐射抗扰度试验应参照GB/T 17626. 3,在一般试验等级条件下进行,条件如下:a)严酷等级:3级;b)频率范围:80MHz 1000MHz;c)正弦波:1kHz, 80用幅度调制;d)施加部位:整机;e)试验场强:10V/m (非调制)。8. 3. 3工频磁场抗扰度试验8
11、. 3. 3. 1应参照GB/T 17626.8,将传感器设置于与频率为50Hz的随时间正弦变化的、强度为400A/m的稳10 定磁场的线圈中心,传感设备能够正常工作。8. 3. 3. 2传感设备在整个试验期间显示出其抗扰度,传感设备的功能和性能均正常,且试验后传感设备 能正常工作,那么说明试验合格。9. 3. 4脉冲磁场抗扰度试验3. 4. 1应参照GB/T 17626.9,并在下述条件下进行:a)严酷等级:5级;b)磁场强度:1000A/m;c)试验发生器与感应线圈距离:不超过3m。8. 3. 4. 2传感设备在整个试验期间显示出其抗扰度,传感设备的功能和性能均正常,且试验后传感设备 能正
12、常工作,那么说明试验合格。静电放电抗扰度试验应参照GB/T 17626.2,并在下述条件下进行:a)严酷等级:4级;b) 试验电压:8kV;c)直接放电:于传感设备外壳接触直接放电;d)放电次数:正负极各5次,每次放电时间5s,间隔Is。8. 3. 5. 2对于金属材料外壳的传感设备,采用接触式放电;对于绝缘材料外壳的传感设备,采用空气放 电,试验电压8kV。8. 3. 5. 3传感设备在整个试验期间显示出其抗扰度,传感设备的功能和性能均正常,且试验后传感设备 能正常工作,那么说明试验合格。对运行设备的电气特性影响试验用高压发生器对传感设备施加电压,逐步升高电压值,直到传感设备按绝缘耐压水平分
13、类的最高电压 等级。假设在试验过程中,用紫外成像仪观测到传感设备上未产生电晕,那么说明试验合格。8. 4环境试验8. 4.1温度试验工作温度下限试验按照GB/T2423. 1-2008中“试验Ab:非散热试验样品稳定渐变的低温试验”的要求进行试验,试验 中,取低温试验温度为-103,试验持续时间为2h。在试验前、试验期间和试验结束后,传感设备应 能正常工作。工作温度上限试验按照GB/T2423. 2-2008中“试验Ab:非散热试验样品稳定渐变的高温试验”的要求进行试验,试验 中,取高温试验温度为40,试验持续时间为2h。在试验前、试验期间和试验结束后,传感设备应能正 常工作。工作温度下的恒定
14、湿热试验按照GB/T2423. 3-2016中的要求进行试验,试验温度为402C,相对湿度为933%的环境下保持96h。 在试验前、试验期间和试验结束后,传感设备应能正常工作。8. 5外壳防护等级试验按照GB 4208中的测试方法进行。119检验规那么9. 1检验规那么设备检验分为型式试验、出厂试验、到货检验试验、现场试验和特殊试验5类。型式试验、出厂试 验、到货检验试验、现场试验的试验项FI按表1的规定进行。特殊试验根据应用需求,经双方协商需要 增补的试验工程。表1试验工程9. 2型式试验序号检验工程技术要求型式试验出厂试验到货检验试验现场试验1通信距离试骁6. 1. 1.60*2外观和结构
15、检查6. 1.23功能检查6.24电磁兼容性能试验7. 1O*O5环境适应性试验8.4O*O注:表示规定应做的工程;。表示规定可不做的工程;*表示根据要求选做的工程。型式试验应该由制造厂商将设备送交具有国家级或者省级检测资质的检测单位,由检测单位依据本 标准规定进行检验,检验工程按表1中规定的检验项忖逐个进行,并出具型式检验报告。有一下情况之 一时,应进行型式试验:a)新产品定型;b)正式投产后,如设计、工艺材料、元器件有较大改变,可能影响产品性能时;c)产品停产一年以上又重新恢复生产时;d)出厂试验结果与型式试验有较大差异时;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
16、)合同规定进行型式试验时;g)必要时,设备使用单位可提出要求。9. 3出厂试验每套设备出厂前在正常试验条件下逐个按规定进行例行检验,检验合格后,附有合格证,方可允许 出厂。9. 4到货检验试验入网检测是对指挂网运行的设备进行检验试验,由制造厂商送交具有国家级或者省级检测资质的检 测单位进行检验。试验合格后,方可入网运行。9. 5现场试验现场试验由设备使用单位或具有资质的检测单位对设备性能进行测试。129. 6特殊试验根据应用需求,经双方协商需要增补的试验工程。10调试和验收调试和验收主要工作包括:目 按照无线传感设备、通信设备的使用说明书和相应的国家标准、行业标准的规定及实际应用的需 求进行调
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