1、JDJY電纜金屬外護套接地環流在線監測系統使用說明書目錄第一章系統概述 11 前言 12 系統原理 13 設備特點 24 設備參數 35 運行環境條件 : 46 抗干擾 47 執行標準 5第二章硬件設計 61 系統說明 62 RTU 73 GPRS無線通訊84 系統安裝 101 設備安裝示意圖 102 安裝說明 103 整機配件 11修訂記錄 12第一章 系統概述/、八1 前言電力電纜在線監測及診斷的任務是了解電纜絕緣狀態，包括采用各種檢測、 測量、監視、分析和判別方法，結合系統的歷史和現狀，考慮環境因素，對電纜 絕緣狀態進行評估，判斷其處于正常或非正常狀態，并對狀態進行顯示和記錄， 對異常狀

2、態發出報警， 以便運行人員及時處理， 并為設備的絕緣評估、 合理使用 和安全工作提供信息和基礎數據。隨著電網建設的高速發展，電力電纜的使用越來越廣泛，對新建電纜的性能 監測和歷史數據搜集的需求將會越來越多。 同時，早期鋪設的電纜現在陸續到了 正常使用年限， 電纜的絕緣問題將會日益增加， 因此電力系統需要一套完善的電 纜性能監測系統，接地環流在線監測裝置就是其中之一。電力電纜的工作環境復雜，檢修起來相當復雜，日常維護開支巨大。而采用 電力電纜在線監測系統后， 能準確和及時的了解電力電纜的絕緣狀態， 大幅度減 少了日常維護的工作量和開支。 同時在線監測的長期運行將會累積寶貴的歷史數 據，給電力系統

3、工作人員對電網輸電線路進行系統評估提供數據資源。2 系統原理在正常情況下，電纜金屬護套因與纜芯交鏈存在一定的感應電勢，在事故以 及系統內部過電壓或雷擊過電壓情況下， 感應電勢尤為嚴重。 因此，電纜金屬護 套必須正確接地，利用大地將電纜金屬護套限制在允許接地電位上。 66KV 以上 電力電纜多為單芯電纜， 敷設時若金屬護套兩端三相互聯后直接接地， 則線芯通 過電流時， 由于導體電流的電磁感應， 在金屬護套上產生的感應電壓使得金屬護 套上出現感應環流。 本系統采用了環流法原理， 即：單芯電纜金屬護套在正常情 況下（即一點接地），金屬護套上環流極小，主要是容性電流，而一旦金屬護套 出現多點接地與大地

4、形成回路后， 環流顯著增加，嚴重時可達主電流的 90%以上。 實時監測金屬護套環流及其變化量， 即可實現單芯電纜金屬護套多點接地故障的在線監測GPRS或光纖的方后臺服務程序收電纜運行維護人員同時，后臺服務程本設備采集和測量接地線電流及主纜電流有效值，并通過 式，以一定的時間間隔將數據遠程傳輸到計算機后臺服務程序， 集數據后建立歷史數據文件， 并將這些數據繪制成各種曲線， 可根據這些曲線提供的信息來了解整條電纜的長期運行狀態。序對采集的電流數據進行處理，提供電纜電流異常告警及設備狀態告警3 設備特點1) 靈活的電源方式：支持電纜感應取電方式 支持 220V 交流電源輸入 支持直流電源輸入2) 靈

5、活的通訊方式GPRS無線通訊：支持專網通訊， 支持多后臺連接 支持心跳包連接指示 支持后臺數據下傳 支持任意數據傳輸間隔設置 支持信號網絡強度查詢3) 超低功耗平均功耗0.5W,最大瞬時功耗w 1.5W 米用感應取電方式時，線路電流w 30A時即可啟動使用 Cortex-M3 超低功耗 CPU4) 高準確度 米用智能校準技術,解決大量程互感器的小電流測量非線性誤差 米用真有效值檢測方案,能夠測量各種畸變波形的電流有效值 低噪聲PCB設計，設備自身噪聲極低，并能夠抑制來自外部的各種 噪聲信號5）多通道寬范圍4個0200A接地電流測量通道1個0800A主纜運行電流測量通道采用智能校準技術，整個量程

6、內的測量精度優于 1%6）高穩定性采用主流ARM芯片，使用穩定性優秀的Cortex-M3內核CPU 設計有具有鉗位保護功能的放大電路，能夠防止信號過大時對系統 產生損壞采用業內最高溫度系數（3 ppm/ °），基于XFET芯片制造工藝的超低 噪聲基準芯片作為系統測量基準7）高集成度使用大規模集成電路作為設計基礎，采用小封裝貼片制造技術，采 用多層板設計技術，使設備以最小的體積完成全部功能優化的結構設計，充分利用內部空間，使得整機體積小巧8）防水性強具有認證的防水機箱，能夠滿足IP68的防水要求 特殊處理的傳感器，能夠長期浸泡在水中而不受損壞 內部電路板采用三防處理4 設備參數1）電源

7、及功耗系統電源：AC 220V/50HZ /電纜感應取電（啟動電流w 30A）電源紋波： 50mVpp功 耗 ：0.5W （峰值功耗w 1.5W）2）測量通道接地電流：0200A, 4通道，分辨率0.1A,準確度1%主纜電流（選配）：0800A, 1通道，分辨率0.1A，準確度1%絕緣隔離水平：10k VDC/1 min（3）通訊方式：GPRS無線網4）數據發送間隔 ： 15 秒24小時可設，步進 1 秒5）設備告警 ：接地電流閥值報警、突變報警、設備聯接失敗告警，信號強度弱告警6）機箱 ：全封閉式不銹鋼外殼，表面防水防銹處理，能長期在潮濕和浸水的情況下正常工作，滿足IP68防護等級要求。5

8、運行環境條件海拔高度 ：<1000 m運行溫度 ：-40 °C+125°C最大日溫差 ：40o C保證精度溫度 ：-30 °C +80 °C濕度 ：0 99%防護等級：CT各種傳感器可長期浸泡于水中，滿足IP68等級防護要求，監測單元箱體滿足IP68等級防護要求。6 抗干擾監測單元有足夠的抗干擾能力， 可滿足在強電場、 強磁場等惡劣的環境下正常 工作。尤其在發生雷擊過電壓、操作過電壓及一次設備出現短路故障時，所有設備 能正常工作。監測單元滿足下列要求：（1）靜電放電抗擾度： 4 級（2）射頻電磁場輻射抗擾度： 3 級（3）電快速瞬變脈沖群抗擾度：

9、4 級（4）浪涌（沖擊） 抗擾度： 4 級（5）射頻場感應的傳導騷擾抗擾度： 3 級（6）工頻磁場抗擾度： 4 級（7）脈沖磁場抗擾度： 4 級8) 阻尼振蕩磁場： 4級9) 電壓暫降和短時中斷抗擾度： 60%UT7 執行標準GB50150-1991電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準GB 2887-89計算機場地技術條件GB/T 9361-1988計算機場地安全要求DL/T 720-2000電力系統繼電保護柜、屏通用技術條件GB/T17626.2靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T17626.5浪涌(沖擊)抗

10、擾度試驗GB/T17626.6射頻場感應的傳導騷擾抗擾度GB/T17626.8工頻磁場的抗擾度試驗IEC60870-5-103繼電保護設備信息接口配套標準6 / 19第二章硬件設計1 系統說明本系統主要由感應取電地電流互感器，主纜電流測量互感器，接地線電流測量互感器，集中數據采集器GSM/GPRS通訊網絡、后臺服務器、客戶端軟件、調試軟件，工程調試設備等件部分組成。系統結構示意圖:后臺服務器光纖1光纖接收單元接口通信方式根據客戶要求GPRS光纖任選其一光纖GPRS模塊采集單元：1光纖 接口GPRS模塊采集單元：2光纖 接口工程調試設備無線基站GPRS模塊米集單兀：N光纖 接口各部分功能為：感應

11、取電地電流互感器：在現場無法提供方便電源的情況下，可以用于采集 主纜上的能量，為 集中數據采集器提供運行所需電流。主纜電流測量互感器：負責采集主纜電流信號接地線電流測量互感器：負責采集接地線電流信號集中數據采集器）：采用真有效值計算方法，測量電流互感器信號，計算 現場接地電流和主纜電流數據，并通過接口將數據傳輸到無線網絡中 GSM/GPRS通訊網絡：本系統主要利用無線運營商（移動，聯通，電信）提 供的付費網絡，通過運營商的網絡建立后臺與現場 集中數據采集器 之間的通訊信道。無線網絡需要運營商或電力部門提供的 SIM卡支持。 后臺服務器：后臺服務軟件的硬件平臺。客戶端軟件：收集數據后建立歷史數據

12、文件，并將這些數據繪制成各種曲線,電纜運行維護人員可根據這些曲線提供的信息來了解整條電纜的長期運行狀態。同時，后臺服務程序提供電纜電流異常告警及設備狀態告警。調試軟件：為生產調試及現場安裝測試使用的軟件，能夠設置和讀取單元的測量參數和網絡參數，同時能夠觀察到設備的運行狀態。工程調試設備：一般為手機或筆記本，能夠接收 集中數據采集器 現場測量的數據。2集中數據采集器設計中采用外防水機箱加內機盒的設計方式，系統通過防水插頭將 CT信號 引入到采集系統中。其中電路板全部安裝在內機盒中。 外機箱用于防水、防水接 頭安裝及內機盒安裝。（1）集中數據采集器外觀集中數據采集器8 / 19(2)設備接口天線側

13、接線側接地側CT_A :A相接地電流傳感器接口CT_B :B相接地電流傳感器接口CT_C :C相接地電流傳感器接口CT_E :總接地電流傳感器接口CT_M :主纜電流傳感器接口CT_P :感應取電電流傳感器接口CONRS422有線通訊接口(用于設備調試)ANT :GPRS天線接口EARTH :設備接地點3 GPRS無線通訊(3) 設備傳輸特性:工作頻段支持 4 頻 GSM850/900/1800/1900MHZ最大發射功率EGSM850 Class 4 (2 W)EGSM900 Class 4 (2 W)GSM1800 Class 1 (1 W)GSM1900 Class 1 (1 W)接收靈

14、敏度v-107dBm短消息業務支持新短信提醒、短信接收、短信發送支持短信管理：讀取短信、刪除短信、存儲狀態、短信列表短消息業務支持PDU模式GPRS業務GPRS CLASS 10編碼方式 CS 1 CS 2 CS 3 CS 4 最大下行傳輸速率：85.6 kbps 最大上行傳輸速率：42.8 kbps 支持PBCCH內嵌TCP/IP協議，支持多鏈接(4) 設備功能特性：支持雙后臺通訊：本機可以直接連接到兩臺服務器上，可以滿足用戶多樣化的通訊需求。后臺服務器的地址可以任意設置。其中后臺1為主后臺，后臺2為備用后臺。設備連接時會優先連接主后臺。支持遠程數據下傳：用戶能夠在后臺服務器設置參數，并將數

15、據通過GPRS無線網絡下傳到設備中。傳輸時間間隔可設：15秒24小時可設，1秒步進。支持專網應用：通過設置本機的專網ID號，使用用戶提供的特定SIM卡 即可方便的連接到專網網絡中。支持心跳包傳輸：能夠穩定發送心跳包數據，用于指示當前設備的網絡聯接狀態網絡強度指示：指示當前網絡強度，用于后臺判斷當前信號質量。(5) GPRS費用說明采用GPRS通訊方式，需要一定的費用支持。按 5分鐘的發送間隔為例，每 次傳輸100字節則每日發送流量為24*60/5*100*8=230Kbit，個月消耗流量為 230*30=6900Kbit。傳輸的有效流量為6.9Mbit，但實際傳輸中會有開銷字節，所 以每月傳輸

16、至少需要10Mbit流量。11 / 194 系統安裝1 設備安裝示意圖2 安裝說明12 / 19單若電奶蘇交叉互班牝左飆JS厳中采豹JDJY高壓電纜護層絕緣在線監測系統（連接圖）高忘ifl復站（電妣狀態監測主站） 格勸管遷終訂印修號挖忖即件曲挖欽代勸修 訂印終 糸筑曲用倉務it曲挖修細那刊 肩"»i8SSS伶ssss護xsiafr電M他遠仃電豈«<rsMtr電«設備米用不銹鋼防水機箱，機箱可直接安裝在電纜檢修井墻面上。設備使用開合式傳感器，有利于現場安裝。通道14為電流互感器，安裝到電纜接地線上（A,B,C總接地），通道5及感應取電電流互感器安裝到 B相主電纜上赭酬與電谿髙取電CT及主纜CT安裝位置：接地電流測量CT及機箱安裝位置:3 整機配件1盧捲