绝缘子盐密工作原理标书.docx

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绝缘子盐密工作原理标书

1.1.1绝缘子盐密工作原理

1.1.1.1采集参数：

采集光传感器的输出光能信号。

1.1.1.2工作原理：

光传感器测量盐密是基于介质光波导中的光场分布理论和光能损耗机理。

置于大气中的低损耗石英棒是一个以棒为芯、大气为包层的多模介质光波导。

在石英棒上无污染时，由光波导中的基模和高次模共同传输光的能量，其中绝大部分光能在光波导的芯中传输，但有少部分光能将沿芯包界面的包层传输，光波传输过程中光的损耗很小。

当石英玻璃棒上有污染时，由于污染物改变了高次模及基模的传输条件；同时，污染粒子对光能的吸收和散射等产生光能损耗；该装置的光传感器就是利用检测、分析光能以及相关参数来测量“盐密”。

将传感器与绝缘子串处于相同环境，通过计算可得出绝缘子表面的盐密值（绝缘子盐密采集单元如下图所示）。

图1.2.6-1绝缘子盐密采集单元

1.1.1.3安装方式

绝缘子盐密采集单元采用非带电方式将其固定安装在铁塔横担上，靠近待监测绝缘子串。

1.1.1.4电源方式

太阳能+蓄电池。

1.1.1.5数据传输方式

采用GSM无线网络传输方式。

1.1.1.6数据处理模型

依据光场分布理论和光能损耗机理，通过分析光传感器高次模及基模的传输模式和检测由于污染粒子对光能的吸收和散射等产生光能损耗等参数，可以得到“盐密”值。

1.1.1.7特性参数

项目

性能指标

绝缘子盐密采集单元

1．环境条件

环境温度：

－25℃～+45℃。

环境相对湿度：

5％RH～100％RH。

大气压力：

86kPa～106kPa。

储存温度：

－40℃～+85℃。

2．工作条件

工作线路电压：

≤1100kV。

工作线路电流：

≤684A（指分裂导线子导线）。

工作温度：

－40℃～+85℃（扩展工业级）。

海拔高度：

≤1500m。

安装地点：

户外。

安装方式：

户外输电线路杆塔上。

最大风速：

≤35m/s（离地10m高10分钟平均风速）。

3.主要技术指标

盐密值测量范围：

0-0.8mg/cm²；精度：

±10%。

灰密值测量范围：

0-0.8mg/cm²；精度：

±10%。

（可选）

气温测量范围：

－40℃～+60℃；精度：

±0.5℃。

相对湿度测量范围：

0～80%RH，精度：

±4%RH；

80~100%RH，精度：

±8%RH。

。

防护等级：

IP65。

工作电源：

太阳能+蓄电池。

蓄电池使用寿命：

5年。

太阳能电池使用寿命：

10年。

1.1.1.8验证情况

序号

设备名称

项目

单位

1

绝缘子盐密采集单元

盐密监测精度检定

国家绝缘子避雷器质量监督检验中心

2

绝缘子盐密采集单元

电磁兼容试验

武汉高压研究所

3

施工

标段

塔位

采集单元（种类、数量、安装位置、外形尺寸及重量）

子站（安装位置、外形尺寸及重量）

数据

传输

协议

其它

2

N83、N100、N156～N179

6、绝缘子盐密采集单元

数量：

1

安装位置：

N83杆塔横担上

外形尺寸（mm）：

450*450*620

重量（kg）：

40

符合技术规范中的通讯规约。

绝缘子盐密采集单元安装

图1.3.7-1绝缘子盐密采集单元安装位置示意图

表1.3.7-1绝缘子盐密采集单元安装位置布置方案

安装位置

仪器

数量

杆塔横担上

绝缘子盐密采集单元

1台

2技术部分

2.1设备/材料技术性能的详细描述

监测系统由采集单元、子站和数据处理系统组成。

采集单元安装在输电线路导线/地线上或铁塔上，完成对现场参数的实时监测。

监测数据通过无线传感器网络方式或有线方式传输到子站，子站再以GPRS方式发送至数据处理系统（绝缘子盐密数据直接由采集单元以GSM方式发送至数据处理系统）。

数据处理系统完成对监测数据的接收、转换、处理。

2.1.1监测装置技术性能描述

2.1.1.1覆冰和不均衡张力差监测装置

定时或受控完成拉力、绝缘子风偏角、绝缘子倾斜角等参数的采集，并将采集数据传送至子站。

2.1.1.2杆塔倾斜监测装置

定时或受控完成杆塔倾斜角度的采集，并将数据发送至数据处理系统。

2.1.1.3气象和导线风偏监测装置

气象采集单元可定时或受控采集监测点附近的环境温度、湿度、风速、风向、气压、雨量等气象环境参数，并将监测数据传输到子站。

风偏采集单元可定时或受控采集监测点处导线风偏角、倾斜角，并将监测数据传输到子站。

2.1.1.4微风振动监测装置

定时或受控采集导地线微风振动，并将监测数据传输到子站。

2.1.1.5视频监测装置

定时或受控采集模拟视频信号（PAL制），并将监测数据传输到子站。

2.1.1.6绝缘子盐密监测装置

定时或受控完成对现场污秽物（盐密、灰密）、温度、湿度的监测。

并将监测数据通过GSM方式向数据处理系统发送。

2.1.2子站技术性能描述

（1）具备传感、采集、处理及通讯功能，能进行相应的采集、测量，通过无线网络将测量结果传输到数据处理系统。

（2）加电后能自启动，接受数据处理系统启动命令后进行初始化，重新启动工作。

（3）能接受数据处理系统指令，改变自身运行参数和工作模式。

（4）能够接收数据处理系统的对时命令，对时误差不超过5s。

时钟24h内走时误差小于1s。

（5）具有一定的数据存储容量，能循环保存至少1天的采集数据，采集方式为每5分钟至少采集一次相关参数。

（6）有效使用寿命应不低于5年。

2.1.3数据处理系统技术性能描述

（1）能与子站进行网络通信，并能向子站发送指令。

（2）能接收子站发送的采集数据，并进行解析、计算，转换为工程量。

（3）提供适当的数学模型算法，能根据模型进行相应分析计算。

（4）能方便地修改系统设置、装置参数及数据采集方式。

（5）能向子站发送对时指令。

（6）数据存储方式及传输接口符合标准，把监测结果和分析结果接入采购方提供的统一的数据管理平台。

2.1.4设备机械和环境适应性技术性能描述

2.1.4.1结构和外观

（1）外观整洁，无明显划痕。

外壳采用全金属制作，外观整洁，并能有效的防火与机械损坏。

（2）符合GB4208－93中规定的外壳防护等级IP65的要求。

2.1.4.2安装与环境性能

（1）充分考虑线路人员的高空作业环境，安装简单方便。

设备固定螺栓有防松措施。

（2）安装在导线上的采集单元能承受导线的振动，不会对导线有磨损或其他机械伤害。

（3）可在特高压输电线路上运行，使用简单方便，无需外在电力提供，免维护。

（4）能抗电磁场的干扰、抗振、防潮、工作稳定，适用于高低温等恶劣气候以及在雪、雾、冰冻等恶劣条件下正常工作。

（5）风速风向传感器在低温冰冻条件下正常工作，能正确测得现场的风速风向。

2.1.4.3电磁兼容性能

（1）装置充分考虑特高压电场及磁场的影响，并采取了相应的防护措施。

（2）安装在高压端的采集单元满足特高压输电线路的电晕要求和无线电干扰要求。

2.1.5电源与通讯技术性能描述

2.1.5.1供电

子站电源系统由太阳电池、蓄电池及电源控制器三部分组成，电源系统具有超高保护、防过充等功能，能保证子站设备长期不间断工作的需要。

根据子站的功耗、区域日照状况和蓄电池备用时间，配置太阳电池板和蓄电池的容量满足无阳光工作日大于30天。

2.1.5.2通讯设备

子站数据传输遵守标准的、透明的通信规约，并将相关信息接入标准统一的数据库。

采用以下几种通讯方式中的一种。

A.GPRS/GSM（中国移动）通讯

（1）选用模块包括：

GSM模块，GPRSDTU；

（2）实现方法：

可以通过GSM模块+GPRSDTU的方法实现，也可以直接用GPRSDTU，把采集的数据信息集中打包发送给数据处理系统；

（3）选择标准：

工业级及以上；

（4）工作温度范围：

－25℃～55℃；

（5）网络连接方式：

数据终端（GPRSDTU）的接入，GPRS用户可选择CMNET和APN接入网络；

（6）数据链路传输方式：

在无线网络上可选择UDP与TCP/IP传输协议；

（7）数据发送成功有效率：

﹥99%；

（8）断线自动重新连接功能：

具备；

（9）断线自动重新连接时间:

﹤1min。

B.GSM/CDMA（中国联通）通信

（1）选用模块包括：

GSM模块，CDMADTU；

（2）实现方法：

可以通过GSM模块+CDMADTU的方法实现，也可以直接用CDMADTU，把采集的数据集中打包发送给数据处理系统；

（3）选择标准：

工业级及以上；

（4）工作温度范围：

－25℃～55℃；

（5）网络连接方式：

数据终端（CDMADTU）的接入，CDMA通过PPP拨号接入Internet公网或VPDN专用网络；

（6）数据链路传输方式：

在无线网络上可选择UDP与TCP/IP传输协议；

（7）数据发送成功有效率：

﹥99%；

（8）断线自动重新连接功能：

具备；

（9）断线自动重新连接时间:

﹤1min。

C.无线接力通讯

（1）选择标准：

工业级及以上；

（2）工作温度范围：

－40℃～85℃；

（3）数据传输速率：

﹥1M；

（4）数据发送成功有效率：

﹥99%；

（5）断线自动重新连接功能：

具备；

（6）断线自动重新连接时间:

﹤1min；

（7）非视距传输距离：

﹥10km。

8.绝缘子盐密监测装置主要技术指标

盐密值测量范围：

0-0.8mg/cm²；精度：

±10%。

灰密值测量范围：

0-0.8mg/cm²；精度：

±10%（可选）。

气温测量范围：

－40℃～+60℃；精度：

±0.5℃。

相对湿度测量范围：

0～80%RH，精度：

±4%RH；

80~100%RH，精度：

±8%RH。

。

防护等级：

IP65。

工作电源：

太阳能+蓄电池。

蓄电池使用寿命：

5年。

太阳能电池使用寿命：

10年。

2.5.2.6盐密监控装置试验报告

相关信息见“2.11分包设备/材料的供货商清单”。

2.2分包设备/材料的供货商清单

分包设备供应商名称

分包设备名称

数量

国网武汉高压研究院

绝缘子盐密监测装置

1套

相关资料如下：

（1）部分用户清单

（2）已列入国网科技成果推广目录

（3）现场典型运行报告