电缆金属外护套接地环流在线监测系统使用说明

1、JDJY电缆金属外护套接地环流在线监测系统使用说明书目录第一章系统概述 11 前言 12 系统原理 13 设备特点 24 设备参数 35 运行环境条件 : 46 抗干扰 47 执行标准 5第二章硬件设计 61 系统说明 62 RTU 73 GPRS无线通讯84 系统安装 101 设备安装示意图 102 安装说明 103 整机配件 11修订记录 12第一章 系统概述/、八1 前言电力电缆在线监测及诊断的任务是了解电缆绝缘状态，包括采用各种检测、 测量、监视、分析和判别方法，结合系统的历史和现状，考虑环境因素，对电缆 绝缘状态进行评估，判断其处于正常或非正常状态，并对状态进行显示和记录， 对异常状

2、态发出报警， 以便运行人员及时处理， 并为设备的绝缘评估、 合理使用 和安全工作提供信息和基础数据。随着电网建设的高速发展，电力电缆的使用越来越广泛，对新建电缆的性能 监测和历史数据搜集的需求将会越来越多。 同时，早期铺设的电缆现在陆续到了 正常使用年限， 电缆的绝缘问题将会日益增加， 因此电力系统需要一套完善的电 缆性能监测系统，接地环流在线监测装置就是其中之一。电力电缆的工作环境复杂，检修起来相当复杂，日常维护开支巨大。而采用 电力电缆在线监测系统后， 能准确和及时的了解电力电缆的绝缘状态， 大幅度减 少了日常维护的工作量和开支。 同时在线监测的长期运行将会累积宝贵的历史数 据，给电力系统

3、工作人员对电网输电线路进行系统评估提供数据资源。2 系统原理在正常情况下，电缆金属护套因与缆芯交链存在一定的感应电势，在事故以 及系统内部过电压或雷击过电压情况下， 感应电势尤为严重。 因此，电缆金属护 套必须正确接地，利用大地将电缆金属护套限制在允许接地电位上。 66KV 以上 电力电缆多为单芯电缆， 敷设时若金属护套两端三相互联后直接接地， 则线芯通 过电流时， 由于导体电流的电磁感应， 在金属护套上产生的感应电压使得金属护 套上出现感应环流。 本系统采用了环流法原理， 即：单芯电缆金属护套在正常情 况下（即一点接地），金属护套上环流极小，主要是容性电流，而一旦金属护套 出现多点接地与大地

4、形成回路后， 环流显著增加，严重时可达主电流的 90%以上。 实时监测金属护套环流及其变化量， 即可实现单芯电缆金属护套多点接地故障的在线监测GPRS或光纤的方后台服务程序收电缆运行维护人员同时，后台服务程本设备采集和测量接地线电流及主缆电流有效值，并通过 式，以一定的时间间隔将数据远程传输到计算机后台服务程序， 集数据后建立历史数据文件， 并将这些数据绘制成各种曲线， 可根据这些曲线提供的信息来了解整条电缆的长期运行状态。序对采集的电流数据进行处理，提供电缆电流异常告警及设备状态告警3 设备特点1) 灵活的电源方式：支持电缆感应取电方式 支持 220V 交流电源输入 支持直流电源输入2) 灵

5、活的通讯方式GPRS无线通讯：支持专网通讯， 支持多后台连接 支持心跳包连接指示 支持后台数据下传 支持任意数据传输间隔设置 支持信号网络强度查询3) 超低功耗平均功耗0.5W,最大瞬时功耗w 1.5W 米用感应取电方式时，线路电流w 30A时即可启动使用 Cortex-M3 超低功耗 CPU4) 高准确度 米用智能校准技术,解决大量程互感器的小电流测量非线性误差 米用真有效值检测方案,能够测量各种畸变波形的电流有效值 低噪声PCB设计，设备自身噪声极低，并能够抑制来自外部的各种 噪声信号5）多通道宽范围4个0200A接地电流测量通道1个0800A主缆运行电流测量通道采用智能校准技术，整个量程

6、内的测量精度优于 1%6）高稳定性采用主流ARM芯片，使用稳定性优秀的Cortex-M3内核CPU 设计有具有钳位保护功能的放大电路，能够防止信号过大时对系统 产生损坏采用业内最高温度系数（3 ppm/ °），基于XFET芯片制造工艺的超低 噪声基准芯片作为系统测量基准7）高集成度使用大规模集成电路作为设计基础，采用小封装贴片制造技术，采 用多层板设计技术，使设备以最小的体积完成全部功能优化的结构设计，充分利用内部空间，使得整机体积小巧8）防水性强具有认证的防水机箱，能够满足IP68的防水要求 特殊处理的传感器，能够长期浸泡在水中而不受损坏 内部电路板采用三防处理4 设备参数1）电源

7、及功耗系统电源：AC 220V/50HZ /电缆感应取电（启动电流w 30A）电源纹波： 50mVpp功 耗 ：0.5W （峰值功耗w 1.5W）2）测量通道接地电流：0200A, 4通道，分辨率0.1A,准确度1%主缆电流（选配）：0800A, 1通道，分辨率0.1A，准确度1%绝缘隔离水平：10k VDC/1 min（3）通讯方式：GPRS无线网4）数据发送间隔 ： 15 秒24小时可设，步进 1 秒5）设备告警 ：接地电流阀值报警、突变报警、设备联接失败告警，信号强度弱告警6）机箱 ：全封闭式不锈钢外壳，表面防水防锈处理，能长期在潮湿和浸水的情况下正常工作，满足IP68防护等级要求。5

8、运行环境条件海拔高度 ：<1000 m运行温度 ：-40 °C+125°C最大日温差 ：40o C保证精度温度 ：-30 °C +80 °C湿度 ：0 99%防护等级：CT各种传感器可长期浸泡于水中，满足IP68等级防护要求，监测单元箱体满足IP68等级防护要求。6 抗干扰监测单元有足够的抗干扰能力， 可满足在强电场、 强磁场等恶劣的环境下正常 工作。尤其在发生雷击过电压、操作过电压及一次设备出现短路故障时，所有设备 能正常工作。监测单元满足下列要求：（1）静电放电抗扰度： 4 级（2）射频电磁场辐射抗扰度： 3 级（3）电快速瞬变脉冲群抗扰度：

9、4 级（4）浪涌（冲击） 抗扰度： 4 级（5）射频场感应的传导骚扰抗扰度： 3 级（6）工频磁场抗扰度： 4 级（7）脉冲磁场抗扰度： 4 级8) 阻尼振荡磁场： 4级9) 电压暂降和短时中断抗扰度： 60%UT7 执行标准GB50150-1991电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB 2887-89计算机场地技术条件GB/T 9361-1988计算机场地安全要求DL/T 720-2000电力系统继电保护柜、屏通用技术条件GB/T17626.2静电放电抗扰度试验GB/T17626.3射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5浪涌(冲击)抗

10、扰度试验GB/T17626.6射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T17626.8工频磁场的抗扰度试验IEC60870-5-103继电保护设备信息接口配套标准6 / 19第二章硬件设计1 系统说明本系统主要由感应取电地电流互感器，主缆电流测量互感器，接地线电流测量互感器，集中数据采集器GSM/GPRS通讯网络、后台服务器、客户端软件、调试软件，工程调试设备等件部分组成。系统结构示意图:后台服务器光纤1光纤接收单元接口通信方式根据客户要求GPRS光纤任选其一光纤GPRS模块采集单元：1光纤 接口GPRS模块采集单元：2光纤 接口工程调试设备无线基站GPRS模块米集单兀：N光纤 接口各部分功能为：感应

11、取电地电流互感器：在现场无法提供方便电源的情况下，可以用于采集 主缆上的能量，为 集中数据采集器提供运行所需电流。主缆电流测量互感器：负责采集主缆电流信号接地线电流测量互感器：负责采集接地线电流信号集中数据采集器）：采用真有效值计算方法，测量电流互感器信号，计算 现场接地电流和主缆电流数据，并通过接口将数据传输到无线网络中 GSM/GPRS通讯网络：本系统主要利用无线运营商（移动，联通，电信）提 供的付费网络，通过运营商的网络建立后台与现场 集中数据采集器 之间的通讯信道。无线网络需要运营商或电力部门提供的 SIM卡支持。 后台服务器：后台服务软件的硬件平台。客户端软件：收集数据后建立历史数据

12、文件，并将这些数据绘制成各种曲线,电缆运行维护人员可根据这些曲线提供的信息来了解整条电缆的长期运行状态。同时，后台服务程序提供电缆电流异常告警及设备状态告警。调试软件：为生产调试及现场安装测试使用的软件，能够设置和读取单元的测量参数和网络参数，同时能够观察到设备的运行状态。工程调试设备：一般为手机或笔记本，能够接收 集中数据采集器 现场测量的数据。2集中数据采集器设计中采用外防水机箱加内机盒的设计方式，系统通过防水插头将 CT信号 引入到采集系统中。其中电路板全部安装在内机盒中。 外机箱用于防水、防水接 头安装及内机盒安装。（1）集中数据采集器外观集中数据采集器8 / 19(2)设备接口天线侧

13、接线侧接地侧CT_A :A相接地电流传感器接口CT_B :B相接地电流传感器接口CT_C :C相接地电流传感器接口CT_E :总接地电流传感器接口CT_M :主缆电流传感器接口CT_P :感应取电电流传感器接口CONRS422有线通讯接口(用于设备调试)ANT :GPRS天线接口EARTH :设备接地点3 GPRS无线通讯(3) 设备传输特性:工作频段支持 4 频 GSM850/900/1800/1900MHZ最大发射功率EGSM850 Class 4 (2 W)EGSM900 Class 4 (2 W)GSM1800 Class 1 (1 W)GSM1900 Class 1 (1 W)接收灵

14、敏度v-107dBm短消息业务支持新短信提醒、短信接收、短信发送支持短信管理：读取短信、删除短信、存储状态、短信列表短消息业务支持PDU模式GPRS业务GPRS CLASS 10编码方式 CS 1 CS 2 CS 3 CS 4 最大下行传输速率：85.6 kbps 最大上行传输速率：42.8 kbps 支持PBCCH内嵌TCP/IP协议，支持多链接(4) 设备功能特性：支持双后台通讯：本机可以直接连接到两台服务器上，可以满足用户多样化的通讯需求。后台服务器的地址可以任意设置。其中后台1为主后台，后台2为备用后台。设备连接时会优先连接主后台。支持远程数据下传：用户能够在后台服务器设置参数，并将数

15、据通过GPRS无线网络下传到设备中。传输时间间隔可设：15秒24小时可设，1秒步进。支持专网应用：通过设置本机的专网ID号，使用用户提供的特定SIM卡 即可方便的连接到专网网络中。支持心跳包传输：能够稳定发送心跳包数据，用于指示当前设备的网络联接状态网络强度指示：指示当前网络强度，用于后台判断当前信号质量。(5) GPRS费用说明采用GPRS通讯方式，需要一定的费用支持。按 5分钟的发送间隔为例，每 次传输100字节则每日发送流量为24*60/5*100*8=230Kbit，个月消耗流量为 230*30=6900Kbit。传输的有效流量为6.9Mbit，但实际传输中会有开销字节，所 以每月传输

16、至少需要10Mbit流量。11 / 194 系统安装1 设备安装示意图2 安装说明12 / 19单若电奶蘇交叉互班牝左飙JS厳中采豹JDJY高压电缆护层绝缘在线监测系统（连接图）高忘ifl復站（电妣状态监测主站） 格劝管遷终訂印修號挖忖即件曲挖钦代劝修 訂印终 糸筑曲用倉务it曲挖修细那刊 肩"»i8SSS伶ssss护xsiafr电M他远仃电豈«<rsMtr电«设备米用不锈钢防水机箱，机箱可直接安装在电缆检修井墙面上。设备使用开合式传感器，有利于现场安装。通道14为电流互感器，安装到电缆接地线上（A,B,C总接地），通道5及感应取电电流互感器安装到 B相主电缆上赭酬与电谿髙取电CT及主缆CT安装位置：接地电流测量CT及机箱安装位置:3 整机配件1卢捲