故障指示器及故障指示采集器技术规范.doc

附件3通信功能故障指示器技术规范1 范围本规范规定了杭州市电力局通信功能故障指示器的功能、型式要求，包括终端类型、气候环境条件、功能、外形结构、显示、通信接口、材料及工艺要求、标志标识等。本标准适用于杭州市电力局通信功能故障指示器的购买、检验、使用和验收。2 气候环境条件2.1 使用环境条件2.1.1 工作海拔高度： 1000m2.1.2 使用环境温度： -20+552.1.3 最大日温差： 252.1.4 工作环境湿度： 99%（相对湿度）2.1.5 抗震能力： 地面水平加速度0.3g 地面垂直加速度0.15g 同时作用持续三个正弦波 安全系数1.672.1.6 安装位置： 室内或户外开关柜内 2.1.7 可在有一定凝露的条件下正常工作。2.2 使用运行条件2.2.1 传感器安装于10kV电缆缆身，不使用螺栓/螺丝固定，免工具安装方式。2.2.2 电网中性点接地方式： 电网中性点经经消弧线圈接地或不接地系统。3 设备功能、技术要求3.1 基本功能要求a) 故障检测和报警指示功能：指示器实时监测线路短路和接地故障，当故障发生后，点亮本地报警指示灯；b) 信号远传功能：检测到故障后，通过串行信号接口，将故障信息上传；c) 自检功能：当指示灯未闪亮时，按下该键，面板上全部指示灯闪烁；d) 手动复位功能：当有指示灯闪亮时，按下该键，指示灯熄灭，报警消除；e) 自动复位功能：当报警指示超过预定时间（默认8小时），指示灯熄灭，自动定时复位；f) 地址标识：装配在同一个串行网络中的指示器，每台都有唯一的地址标识，通过拨动机器内部的编码开关，可以改变地址以防地址冲突；g) 链路测试：指示器每24小时向上级设备发送一心跳测试桢，如果未收到正确的确认桢，点亮通讯故障报警指示灯；h) 通讯故障报警：指示器在上电、复位、故障信息上传、链路测试等时，会主动上报信息，如果未收到正确的确认桢，进行通讯故障报警；3.2 设备技术要求3.2.1 短路故障报警a) 报警电流：动作电流范围是400A至1600A，生产厂内连续可调，出厂默认为630A；b) 延时：生产厂内40300ms可调，出厂默认为40ms；c) 精度：全温度范围误差10%。3.2.2 接地故障报警a) 报警电流：动作电流范围 5A100A，生产厂内连续可调；出厂默认值为10A； b) 延时：生产厂内40300ms 可调，出厂默认150ms；c) 精度：全温度范围误差10%。3.2.3 指示器功能测试按下测试按钮，所有指示灯会闪烁1分钟（1分钟后自动熄灭）。同时，上传一包含地址编码的信息桢到上级信号采集装置。3.2.4 报警指示方式采用超高亮LED指示灯，闪烁频率每1.5s闪烁一次。3.2.5 短路及接地故障指示复位a) 手动复位：现场按下复位/测试按钮清除故障报警状态；b) 定时复位：故障发生8小时后自动清除故障报警状态；3.2.6 工作电源a) 主机工作电源在不连接通讯电缆时采用锂电池供电；b) 主机工作电源在连接通讯电缆时，由通讯电缆引入的直流电源供电，同时可方便的取出原有的锂电池；c) 指示器输入电源9-36Vdc，静态功率： 200毫瓦，最大峰值功率： 400毫瓦；d) 指示器上电工作电流不大于15mA/12Vdc，最大峰值工作电流不大于30mA/12Vdc；e) 串行通讯电路电源须与其他电路工作电源隔离；3.2.7 使用寿命运行寿命10年 。4 外形结构4.1 系统构成指示器含1台主机（参考安装开口尺寸：宽92mm高44mm，深约80mm左右）、3只相传感器、1只零序传感器（包括连接引线1根，默认配置长度3m）和连接光纤组成（光纤缆身应有红绿黄色条纹标识，默认配置单根长度2.5m）（见图1）。图1 通讯功能故障指示器系统构成框图相传感器c通讯功能故障指示器主机信号线开关柜高压区相传感器a相传感器b零序传感器ABC光纤开关柜低压区相传感器内部设置短路故障光电触发电路，当传感器检测到故障时，发出100Hz脉冲光信号传输给主机。零序传感器为一简易的开口型电流互感器，通过线缆输出到主机。零序传感器内部具有过压保护元件，使其输出电压不超过36伏。主机接收到短路故障信号或监测到零序电流超过设定值时，报警指示灯就会闪烁以显示发生故障。主机判断故障需有滤波延迟以躲过冲击涌流。 4.2安装固定方式4.2.1 主机的安装固定主机采用嵌入面板式结构正面安装，以上下卡簧片嵌卡稳固，卡簧片采用防锈弹簧钢制、防锈蚀、弹力应适中。主机应便于插拔更换主机及连接引线。4.2.2 相传感器的安装适用性a) 适用电缆最大截面为300mm2（特殊型号适应400mm2）；b) 适用其他规格电缆，在不同截面、不同外径的电缆上安装，不影响测量精度；c) 免工具安装，不可采用螺钉固定。4.2.3 零序传感器的安装适用性a) 适用三芯电缆最大截面直径（含绝缘层）为120mm（特殊型号适应200mm）；b) 其他安装适用性与相传感器相同。4.3 主机前面板设置a) 共设五个故障报警指示灯，分别为A、B、C 三相独立的相间短路指示灯，接地故障指示灯，通讯故障指示灯，指示灯为超高亮LED指示灯；有复位/测试按钮；b) 面板应有产品名称、型号、地址编码、生产商联系方式等信息；c) 地址编码做为区分指示器身份的唯一标识，须采用旋转拨盘开关进行编号的调节。调节范围为000F，分别对应地址号为116；d) 地址号用不干胶贴于前面板处，要求标识明显，易于识别。4.4 主机后面板设置a) 指示器后部具有3个短路传感器光纤接口、1个接地传感器信号连接端子、2个信号远传航空插座。b) A、B、C 三相独立的短路传感器光纤接口位于端子排右侧，从左到右分别接L1/A、L2/B、L3/C相短路传感器。c) 光纤采用插入旋压连接，紧固旋钮必须具有防脱落功能；端子排上方应具有防水滴存留凝结功能；d) 零序传感器信号线接入到端子排的最右2个接口上；端子须采用8针3.81毫米间距欧式端子排。4.5 外壳防护等级a) 主机防护等级为IP54,传感器防护等级不小于IP67。b) 主机内部电路板应采取自动化焊接工艺，必须进行防水露、防盐雾、防酸雾三防处理。4.6 壳体外壳应有足够的强度，外物撞击造成的变形不应影响其正常工作。主机和传感器采用非金属阻燃ABS材料制成，应符合GB/T 5169.11的阻燃要求。4.7 外形及安装尺寸48mm96mm 图2 通讯功能故障指示器外形尺寸图图2 通讯功能指示器外形及安装尺寸50 70mm70 90mm 注：开关柜面板上开口尺寸为：宽92mm高44mm，深约80mm左右。5 通讯接口5.1 组网方式故障报警信号远传采用串行通讯方式，指示器需和数据汇集器联合使用，多台指示器组成串行通讯网络（参见图3）。 图3 通讯功能故障指示器与数据汇集器组成的通讯网络框图通讯功能故障指示器3 通讯功能故障指示器1数据汇集器FTU/DTU通讯总线通讯总线通讯功能故障指示器2通讯总线至下一台指示器5.2 通讯地址a) 每一个串行通讯网络中，最多可以有16台指示器；b) 每一个串行通讯网络中，地址编号从1-16，须由前面板下方的旋转拨盘开关选择；c) 多台指示器组成的一个通讯网络内，各指示器的地址编号必须不同；5.3 通讯接口a) 通讯总线采用航空插头线连接；b) 信号远传端子采用2个航空插座，2个插座性能相同；c) 航空插头/座为插入旋拧固定式，直径12毫米，4芯；d) 航空插头信号定义如下：1：VCC直流电源输入； 2：GND电源地；3：485A(+)串口信号485A；4：485B(-)串口信号485B；5.4 通讯协议a) 指示器串口通讯协议定义为：1位起始位，8位数据位，1位结束位,偶校验，9600bps。桢信息采用LRC校验方式。b) 指示器在上电、手动和自动复位、故障报警等时，需主动上传信息到上级信号采集装置c) 指示器检测到故障报警，应主动上传报警信息到上级信号采集装置，若未接收到上级信号采集装置的确认桢，根据地址编号延时重发，最多重发3次。5.5 心跳测试指示器每天进行一次通讯测试，即指示器每天主动上传一次数据到上级信号采集装置，若相互通讯存在故障，则通讯故障指示灯闪亮报警。6 材料及工艺要求6.1 线路板及元器件线路板须用耐氧化、耐腐蚀的A级双面敷铜环氧树脂板，并具有终端生产厂家的标识；线路板表面应清洗干净，不得有明显的污渍和焊迹。并经绝缘、防腐处理。终端内所有元器件均能防锈蚀、防氧化，紧固点牢靠。电子元器件（除电源器件外）宜使用贴片元件，使用表面贴装工艺生产。线路板焊接采用回流焊和波峰焊工艺。终端内部端钮螺钉、引线之间以及线路板之间应保持足够的间隙和安全距离。电源变压器、CT等较重的器件不宜直接焊接在线路板上，确有必要直接焊接的，应具有相应措施保证在实际使用条件下的正常使用。6.2 端子座及接线端子端子座应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成，要求有足够的绝缘性能和机械强度；电流端子应组装在端子座中，端子应采用H62铜或更好的材料钝化、镀铬或镀镍制成，接线端子的截面积和载流量应满足1.2倍最大工作电流长期使用而温升不超过限定值。端子座接线端钮的孔径应能容纳至少13mm长去掉绝缘的导线，和螺钉的配合应能确保牢固固定最小0.3mm2的导线，固定方式应确保充分和持久的接触，以免松动和过度发热。端子座的表内端子部分采用嵌入式双螺钉旋紧。电流端子螺丝应使用防锈且导电性能好的一字、十字通用型螺丝；电流端子的接线柱在受到向内的60N的接线压力时，接线柱不内缩；辅助端子的接线柱在受到向内的10N的接线压力时，接线柱不内缩。终端端子座与终端底座之间应有密封垫带，密封良好。6.3 端子座护盖终端端子应具备护盖护盖应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成；护盖应耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度，上紧螺丝后，不应有变形现象；护盖上按钮的材料和颜色应与表盖颜色一致。6.4 连接端子选用-信号远传端子采用2个航空插座，2个插座性能相同；-航空插头/座为插入旋拧固定式，直径12毫米，4芯；-零序传感器信号采用一8针3.81毫米间距可插拔端子；7 标志及标识7.1 产品标志标志所用文字应为规范中文。可以同时使用外文。标志的汉字、数字和字母的字体高度应不小于4mm。标志应清晰、牢固，易于识别。使用的符号应符合GB/T 17441的规定。上应有下列标识：1) 地址编码2) 制造年份3) 出厂编号4) 资产条码5) 名称及型号6) 制造厂名称、注册商标及客服电话7) 本标准的编号7.2 包装标志和标识l 终端的包装箱上应有下列标志：1) 标以“小心轻放” ，“向上”，“防潮”，“层叠”等图标2) 制造厂商的名称、地址、电话、网址3) 产品名称, 型号,执行标准代号4) 产品数量，体积，重量7.3 身份标识每台指示器以其地址编号作为其在串行网络中的身份标识，一个串行网络内，各指示器的地址编号必须不同。 7.4 接线端子标识l 接线端子应有清楚和不易擦除的文字、数字和符号说明。主机机身应有端子与外电路的连接线路图。 附件4通信功能故障指示器汇集器技术规范5 范围本规范规定了杭州市电力局通讯功能故障指示器汇集器的功能、型式要求，包括终端类型、气候环境条件、功能、外形结构、显示、通信接口、材料及工艺要求、标志标识等。本标准适用于杭州市电力局通讯功能故障指示器汇集器的采购、检验、使用和验收。6 汇集器设备功能、技术要求6.1 基本功能要求a) 接收各指示器主动上传的故障信息（短路、接地故障），存储起来供DTU读取； b) 采用LED指示灯显示指示器的故障状态,任一指示器有故障，红灯闪烁报警；c) 当接收到任一指示器上传来短路故障报警信息后，立刻将通往DTU的继电器干接点由常开变换到常闭状态；d) 接收到DTU的查询指令后，将存储的故障信息上传给DTU； e) 具有短路和接地报警状态显示和定时自恢复功能，即任一指示器有短路或接地故障，采集器上短路或接地LED红灯闪烁显示。若所有指示器的故障状态消除，则短路或故障指示灯熄灭；f) 具有手动测试和自检功能，当按下按键，所有LED指示灯闪烁1分钟；6.2 汇集器设备技术要求2.2.1抗干扰特性要求a) 在雷击过电压（GB348283电子设备雷击试验方法）、一次回路操作、一次设备故障、二次回路操作及其它强干扰作用下，装置不应误动作或损坏；b) 装置的快速瞬变干扰试验、高频干扰试验、辐射电磁场干扰试验、冲击电压试验、静电试验和绝缘试验等应至少满足IEC60255-22-1、IEC60255-22-2、IEC60255-22-3、IEC60255-22-4、IEC60255-22-5等相应规定中级的要求。2.2.2 汇集器可靠性要求a) 信号正确动作率不小于99.99；b) 线路板及端子应专门做防潮、防凝露处理；c) 装置平均无故障运行时间（MTBF）不小于20000小时。2.2.3 汇集器功耗及电源要求a) 整机功耗小于0.5W，b) 供电电压为9-36V直流；c) 瞬间峰值供电电流不超过40mA/12V；2.2.4 汇集器通信功能要求a) 与DTU间通信协议满足：Modbus协议，波特率9600bps。b) 与DTU间通讯接口支持串行RS232。c) 与通讯功能指示器间通讯接口支持RS485接口。d) 与指示器间通讯协议满足：多主协议，波特率9600bps。 e) 本机通讯地址，默认为01。7 汇集器外形结构7.1 外形尺寸l航空插头85mm110mmHK1HK2DB9RS232通讯指示灯RS485通讯指示灯短路故障指示灯接地故障指示灯自检按钮33mm 图1 汇集器装置外型尺寸图（厚度：60mm）表1 航空插头推荐定义及配置航空插头DB9HK1HK2功能连接到DTU连接到通讯功能指示器连接到DTU信号数量9针4针4针信号类型2-RXD;3-TXD;5-GND1-电源正V+;2-电源负GND;3-485+;4-485-;1-电源正V+;2-电源负GND;3-干结点KA;4-干结点COM;7.2 汇集器安装方式l 汇集器底部具有4个直径不小于10mm的强力磁铁，汇集器通过强力磁铁吸附于DTU机柜侧壁上。7.3 外壳及其防护性能3.3.1 机械强度汇集器的外壳应有足够的强度，外物撞击造成的变形不应影响其正常工作，外壳为铝合金壳体。3.3.2 阻燃性能外壳应符合GB/T 5169.11的阻燃要求。3.3.3 外壳防护性能外壳的防护性能应符合GB/T 42081993规定的IP54级要求，即防尘和防滴水。7.4 接线端子汇集器对外的端子为航空插头型式和BD9接口，其与通讯功能指示器间的端子为四芯航空插头，插头、插座间采用插入旋拧固定。与DTU间的端子为4芯航空插头，采用插拔式固定。与DTU间的通讯线采用DB9接口。8 通信接口汇集器具有远程通信接口和本地通信接口，通过这两个接口，汇集器接收本地安装的指示器故障信息并远传到DTU上。通信接口同时起到给汇集器和故障指示器供电的功能。8.1 远程通信接口汇集器与DTU采用RS232通讯方式，结合干结点变位通知的形式，具有两种形式的主从式通讯方式，DTU为主机，汇集器为从机。正常情况下，DTU采用标准Modbus RTU协议每5分钟轮询一次汇集器的信息。当汇集器接收到指示器传来故障信息，须通过干结点变位通知DTU，DTU改变轮巡周期，在1秒内下发一查询桢，查询汇集器的故障信息。8.2 本地通信接口汇集器与通讯功能指示器接口采用RS485，波特率9600bps。通讯功能指示器主动上传故障等信息，汇集器接收正确后回传一接收确认桢。9 材料及工艺要求9.1 线路板及元器件线路板须用耐氧化、耐腐蚀的A级双面敷铜环氧树脂板，并具有终端生产厂家的标识；线路板表面应清洗干净，不得有明显的污渍和焊迹。焊接后线路板应进行防酸雾、防盐雾、防水雾的三防处理；终端内所有元器件均能防锈蚀、防氧化，紧固点牢靠。电子元器件（