QGDW2452008架空输电线路在线监测系统通用技术条件

1、ICS29240国家电网公司架空输电线路在纟:通用技术奇GeneraltechnicalspecificationforononoverheadtransmissQ/GDW2452008刖B1范围2规范性引用文件3术语和定义4监测系统分类及组成5技术要求6试验方法7检验规则安装调试验收10运行维护责任11标志、包装、运输和储存附录A（资料性附录）附录B（资料性附录）附录C（资料性附录）附录D（资料性附录）在线监测系统框图平均无故障工作时间在线监测方案设计应用层数据传输规约Q/GDW2452008Q/GDW2452008编制说明Q/GDW2452008为适应国家电网公司架空输电线路在线监测技术的

2、发展,设计、建设和运行管理，统一技术标准，特制定本标准。本标准是根据国家电网公司关于科学技术项目架空输I编号：SGKJ2007376号）下达的制定任务，幵展编制工勺本标准是国家电网公司架空输电线路在线监测系统1下标准：架空输电线路在线监测系统通用技术条件架空输电线路导线温度在线监测系统技术导则架空输电线路微风振动在线监测系统技术导则架空输电线路气象在线监测系统技术导则架空输电线路等值覆冰厚度在线监测系统技术导则架空输电线路在线监测系统数据库规范本标准的附录A、CD为资料性附录。本标准由国家电网公司提出。本标准由国家电网公司科技部归口。本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。本标准参加起草单位：

3、国网电力科学研究院、华中电网彳本标准委托中国电力科学研究院负责解释。本标准主要起草人：于钦刚、何红太、郭志广、刘有为、振宇、于长海、王毅、徐青松、季洪献。架空输电线路在线监测系好1范围本标准规定了架空输电线路在线监测系统的基本技术要调试、验收、运行维护责任及包装储运要求等。本标准适用于交流66kV1000kV直流土400kV8（2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条务的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准,究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用JGB191包装储运图示标志GB2314电力金具通用技术条件GB28872000电子计算站场地通用

4、规范GB420893外壳防护等级（IP代码）GB6388运输包装图示标志GB9361计算站场地安全要求GB9969.1工业产品使用说明书总则GB1263290单晶硅太阳电池总规范GB/T2317.22000GB/T2423.12001GB/T2423.22001GB/T242341993电力金具电晕和无线电干扰试验电工电子产品环境试验第2部分电工电子产品环境试验第2部分电工电子产品基本环境试验规程GB/T2423.101995电工电子产品环境试验第二部芳Q/GDW2452008GB/T6587.686电子测量仪器运输试验Q/GDW2452008DL/T51542002架空送电线路杆塔结构设计技

5、术规定DL/T52192005架空送电线路基础设计技术规定QX/T12000II型自动气象站YD/T7991996通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要YD/T10281999800MHzCDMA数字蜂窝移动通信系YD/T12142002900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动:术规范：移动台国家电力监管委员会5号令电力二次系统安全防护规咲3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1架空输电线路在线监测系统on-linemonitoringsystem能够实时自动采集架空输电线路设施运行状态信息，通$理系统（以下简称为在线监测系统儿3.2数据采集单元dataacquisitionunit安装在导

6、线、地线（含OPGW）、绝缘子、杆塔、杆塔母并通过信道将数据传送到系统上一级设备（数据集中器或数扌3.3数据集中器dataconcentrator指收集各数据采集单元的数据，并进行现场存储、处理,据通信装置，也可以向数据采集单元转发指令。3.4数据处理系统dataprocessingsystem集成了通信控制、数据库平台和信息发布等内容，用于咅环境状态信息。3.5系统平均维修时间MTTRmeantimetorepair在线监测系统修复故障所需时间的平均值。3.11数据缺失率failurerate未能测得的有效数据个数与应测得的数据个数之比。4监测系统分类及组成4.1系统分类4.1.1按功能分类

7、电气类监测与线路电气有关的数据，如电压、电流、放电、电仏4.1.1.2机械类监测与线路机械力学有关的数据，如有导线温度、微风扌力、杆塔倾斜、绝缘子串风偏和偏斜、杆塔振动、杆件应力刁JL4.1.1.3运行环境类监测与运行环境有关的数据，如有气象、污秽、大气质壬4.1.2按安装位置分类导线类数据采集单元安装在导线上，如导线温度、微风振动、f像/视频类。4.1.2.2地线类数据采集单元安装在地线上，如微风振动、舞动、覆冰、4.1.2.3金具类数据采集单元安装在金具上，如金具温度、微风振动类。4.1.2.4绝缘子类数据采集单元安装在绝缘子上，如污秽、放电、风偏类。4.1.2.5杆塔类5.1.2室内a）

8、环境温度：15C+35C。b）相对湿度：85%RHc）大气压力：550hPa1060hPaod）工作电源：交流220（110%）V；频率：50Hz5.2基本功能要求5.2.1数据采集单元功能具备数据采集、存储、集中和通信功能。5.2.2数据集中器功能具备与数据采集单元和数据处理系统双向通信功能。5.2.3数据处理系统功能a）应能接收、转发、存储和管理来自数据集中器或数?b）应能管理和显示数据采集单元的工作状态。5.2.4应用分析系统功能（可选）a）具备输电线路数据分析子系统。利用动态数据进行:b）可具备输电线路状态评价子系统。应用知识库，对2c）可具备输电线路状态检修等辅助决策子系统。应用帘靠

9、性分析技术、设施故障诊断技术、信息管理与决餘5.2.5系统运行方式系统运行方式可为自动采集方式和/或受控采集方式。系功能。5.2.6系统测量周期专项标准明确系统测量周期。可根据客户需求设定。5.3基本技术要求5.3.1系统性能要求5.3.1.2准确度系统的测量准确度满足工程要求，具体采集设备应满足才d）导、地线类数据采集单元应不降低导线对地距离和:e）导、地线类数据采集单元应满足金具标准相关条款f）绝缘子串类数据采集单元应不降低绝缘子串的绝缘g）作为替代金具或其他部件使用的数据采集单元，应怎应尽量减小对悬垂串电气性能的影响，而且标称破方L2倍。h）杆塔类数据采集单元应采取防盗、防振、防松措施:

10、1）杆塔基础类数据采集单元应采取防盗、防松措施，丿5.3.2.6可靠性a）应能够连续、准确、可靠地工作，在使用寿命期内能适大于6300hob）年故障次数不大于2次。5.3.3数据集中器工作温度25C+70C或一40+85C。5.3.3.2外壳防护应符合GB420893中规定的外壳防护等级IP65的要求5.3.3.3时间同步应能够接收数据处理系统的对时命令，对时误差应不超F5334技术要求a）具有测控功能和数据存储功能。b）具有同数据采集单元和向数据处理系统进行通信的】c）可响应和转发数据处理系统的命令。d）具有电池供电、断电保护和防雷保护功能。5.3.3.5供电方式a）可采用太阳能、风能或交流

11、供电等。b）蓄电池单独供电时间不应少于20天。为移动工作站。b）交流电源断电时，不间断电源维持系统正常工作时5342软件平台应采用安全可靠的操作系统，并支持多线程、多进程工彳53.43数据库管理系统要求a）应选用大型关系型通用数据库。b）对外应提供标准幵放的数据库调用接口，以便和其,5.344数据管理a）应有在线监测、离线分析、数据库管理、安全管理穹状态、调用历史数据、评估系统运行状态。b）监测输电线路的运行状态，并以数字、曲线、图表Ic）对监测的数据进行统计、分析和输出。d）具备声光报警提示或其他方式报警功能。e）根据程序执行状况或系统工作状况给出相应的提示。护等。5.3.4.5数据存储要求

12、应以数据库的方式存储数据，数据保存时间满足客户要5.3.4.6数据保护与系统备份a)系统设备应具备断电保护功能。在外部电源突然中1b)操作系统和应用系统应定期进行备份。数据库、应丿5.3.4.7安全防护a)具有网络安全防护和防病毒功能。b)具有多级用户管理功能，设置有多级用户权限、多;5.3.4.8可靠性年可用率三995%注1：年可用率=系统可用时间h）m全年日历时间h）xll5.3.4.9时钟校正Q/GDW2452008严/*r-irr.a-na21/_iri=r、nIiji.亠i=i丄9脉冲磁场抗扰度表1（续）序号试验项目导线及金具类地线类10工频磁场抗扰度11高温12低温13交变湿热14

13、防护等级15振动16运输17可靠性治治备注表示规定必须做的项目；o表示规定可不做的项目；*:6.3试验方法6.3.1基本功能检验应根据产品说明书按照现场配置方式组成在线监测系统,测监测系统是否具有5.2所描述的各项功能，而且应进行以丁a）根据架空输电线路在线监测系统布置，输入模拟参娄点的测值表格。b）设置几种异常值，检验系统报警处理的功能。c）设置故障，检验系统的自检功能。6.3.2准确度检验方法6.3.2.1检验资质在二级及以上法定计量单位进行检验o6.3.2.2计量设备6.3.4.1静电放电抗扰度试验按照“GB/T17626.21998试验和测量技术静电放R行：监测装置在正常工作状态；接触

14、放电；在外壳和工作人员经常可能触及的部位；试验电压：8kV；正负极性放电各10次，每次放电间隔至少1头在试验期间及试验后，系统应能正常工作。6342射频电磁场辐射抗扰度试验按照“GB/T17626.31998试验和测量技术射频电陋件下进行：监测装置在正常工作状态；频率范围：80MHz1000MHz；一试验场强：10V/m在试验期间及试验后，系统应能正常工作。6343脉冲磁场抗扰度试验按照“GB/T17626.91998试验和测量技术脉冲磁屯行：监测装置在正常工作状态；磁场强度：1000A/mo在试验期间及试验后，系统应能正常工作。6344工频磁场抗扰度试验按照GB/T17626.81998试验

15、和测量技术工频磁屯行：监测装置在正常工作状态；磁场强度：100A/moQ/GDW2452008严/*r-irr.a-na21/_iri=r、nIiji.亠i=i丄目测，外观应整洁，无明显划痕。6362防护等级依据“GB420893外壳防护等级（IP代码）”中规定求。6.3.6.3振动试验监测装置不包装、不通电，固定在试验台中央。试验按（验第二部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）”一频率范围：1055Hz；峰值加速度：10m/f；扫频循环次数：5次；危险频率持续时间：10min0.5mino试验后检查受试监测装置应无损坏和紧固件松动脱落现孩6364运输试验产品包装后应按“GB/T6587.

16、686电子测量仪器运舉1中等级为II的运输试验（包括振动、自由跌落、翻滚试验）7检验规则检验分为型式试验、出厂检验和抽样检验三类。7.1型式试验7-1.1检验规则当出现下列情况之一时，应进行型式试验：a）新产品入网前。b）正常生产时，定期或积累一定产量后，应周期性进:c）正式生产后，因结构、材料、工艺有较大改变，可id）长期停产后又恢复生产时。e）国家技术监督机构或受其委托的技术检验部门提出?f）合同规定进行型式试验时。7.1.2检验项目7.3.1抽样方案抽样检验的样品应在出厂检验合格的产品中随机抽取。卑则抽检样品应为盲样。7.3.2样品检验项目检验项目为表1中列出的全部试验项目和专项标准中的

17、*7.3.3样品检验规则应对样品进行逐台检验，其他配套装置包括计算机应用丰7.3.4结果评定检验中有一台以上（包括一台）单机不合格时，应加倍扌I判该批产品不合格；若全部检验合格，则除去第一批抽样不彳8安装调试按照监测装置的使用说明书和相应的国家标准、行业标试。&1设备安装8.1.1安装位置应不影响正常的输电线路检修维护工作。8丄2装置的安装监测装置的安装应整齐、牢固，并有相应的防护措施。&13线缆的安装a）原则上杆塔类监测装置的相关线缆不宜与铁塔部件:t应牢固可靠，每间隔0.5m应有一个固定点。b）采用感应取电方式的数据监测装置，其外接信号线应牢固美观，总长度不得大于Im,每间隔0.3in要有

18、-&2系统调试&2.1安装位置检查逐项检查监测装置的安装位置和方向，确保与规范规定-使用说明书。b）方案设计单位应提交“在线监测系统方案设计报告氏变更内容。C）运行管理单位应提交“在线监测系统试运行报告”（d）专项标准中规定的其他报告。9-2.5考核内容应能实现技术规范书和产品说明书全部功能。10运行维护责任10.1质量保证期a）设备的质量保证期为安装调试合格，客户和厂商双b）在客户遵守厂商规定的运输、保管和使用规则的条彳期内因产品质量不良而发生损坏或不能正常运行时:原因造成的问题，厂商也应及时修复或更换，但费丿c）设备在质保期满后，如出现问题，厂商应及时修复I10.2技术支持a）系统正式验收

19、完成后，厂商应定期向运行单位询问屯在的问题，并提供相应的技术指导。b）厂商对售出的产品进行终身免费技术支持，对客户提c）厂商应提供远程电话技术支持：每周5天、每天8,d）电话无法解决的问题，厂商保证在48小时内到现场10.3技术培训a）在现场安装前，厂商应派遣至少1名工程技术人员対术交底和培训。b）试运行阶段，厂商技术人员将对线路运行人员进行10.4故障查找与备品备件a）在使用寿命期内，如出现异常，厂商应积极配合，b）提供足够数量的备品备件，数量可按系统规模确定g）运输作业安全标志。h）到站（港）及收货单位。1）发站（港）及发货单位。11.1.3储运图示和收发货标志包装储运图示和收发货标志应根

20、据被包装产品的特点，按11.2包装11.2.1基本要求在线监测产品的包装应符合牢固、美观和经济的要求，巾运、装卸条件下，保证产品不致因包装不善而引起设备损坏、11.2.2包装环境要求设备包装时，周围环境及包装箱内应清洁、干燥、无有岸11-1-3装箱要求设备包装后，其包装件中心应尽量靠下且居中，产品装移动的部分应移至使产品具有最小外形尺寸，并加以固定。11.2.4分体包装设备如有突出部分，在不影响其性能的条件下，应拆卸笔11.2.5产品防护在线监测产品的防振、防潮、防尘等防护包装按GB/T1：11.2.6随机文件清单随机文件应齐全，文件清单如下：a）装箱单。b）产品出厂合格证明书。c）产品使用说

21、明书。d）出厂前的检验测试报告。e）技术规范规定的其他文件。11.2.7随机文件包装随机文件应装入塑料袋中，并放置在包装箱内；若整套Z亠口任r-1-r附录A（资料性附录）在线监测系统框A.1在线监测系统框图之一（参见图A.1）数据采集单元设置有短距离无线通信接口，用来与数据乡的自检、采集、测量，并能将测量结果传输到数据集中器，攻网络将测量结果传输到数据处理系统。数据集中器短无线騎y釆集单元釆集单元y釆集单元图A.1在线监测系统框Q/GDW2452008严/*r-irr.a-na21/_iri=r、nIiji.亠i=i丄Q/GDW2452008严/*r-irr.a-na21/_iri=r、nIi

22、ji.亠i=i丄A.2在线监测系统框图之二（参见图A.2）Q/GDW2452008严/*r-irr.a-na21/_iri=r、nIiji.亠i=i丄附录B（资料性附录平均无故障工作时任B.1系统可靠性可用平均无故障工作时间来考核。平均无故的正常工作时间（短时间可恢复的不计儿B.2数据采集单元故障定义：系统控制的数据采集单元不能点测值异常或停测，称为数据采集单元发生故障。B.3数据采集单元平均无故障工作时间（如考核期一年）可軒/nMTBF也/1=/E-1式中：4考核期内，第1个单元的正常工作时数；右考核期内，第i个单元出现的故障次数；旳系统内数据采集单元总数。Q/GDW2452008严/*r-

23、irr.a-na21/_iri=r、nIiji.亠i=i丄附录C（资料性附录）在线监测方案设C.1一般规定架空输电线路需设置在线监测系统时，应进行相应的系纟设计的内容及要求可参考本附录。根据输电线路运行状况、环境状况、通信情况，进行方参的监测系统。C.2监测线路和内容选择输电线路在线监测一般有以下可参考的内容：a）微气象区和气象盲区：气象参数。b）大跨越：微风振动、气象参数、图像/视频。c）覆冰区：覆冰厚度、导线张力、不均衡张力差、气:d）舞动区：导线舞动、导线张力、气象参数、图像/视e）重污区：污秽度、大气污染物。f）多雷区：雷电定位。g）微地形（风口）区：风偏、微风振动、气象参数。h）采空

24、区或地质不良地区：杆塔倾斜、基础沉降。1）林区：图像/视频。C.3监测点选择及数据采集单元选用的要求a）监测点应反映架空输电线路的运行状态或所处环境彳b）监测点选择宜相互呼应、校核，必要时可进行冗余tc）系统应选用稳定可靠的数据采集单元，其品种、规本d）数据采集单元在满足准确度要求的前提下，应轻巧、测量范围：-10+10C.4.9杆塔振动测量范围：-2g+2g（加速度儿C.4.10风速风向测量范围：060mA；0360。C.4.11气温测量范围：-40C+50CoC.4.12湿度测量范围：0%RH100%RHC.4.13气压测量范围：550hPa1060hPaoC.4.14雨强测量范围：Omm

25、/min4mm/minC.4.15光辐射测量范围：OW/n?1400W/in2精度在专项标准中明确。C.5方案设计内容及要求C.5.1专题方案设计架空输电线路在线监测系统宜作专题方案设计，分为三丿施工设计阶段。C.5.2方案设计内容C.5.2.1可行性研究阶段设计内容及要求可行性研究阶段应论证设置架空输电线路在线监测系统白行在线监测系统的规划设计，主要内容包括：a）初步确定纳入在线监测系统的项目类别、监测方式;b）初步确定监测装置的技术指标和功能要求。c）基本确定监测装置的布设、通信方式及网络结构设匚附录D（资料性附录）应用层数据传输规纟本附录规定了架空输电线路在线监测系统应用层数据传李输规则

26、及校验算法等。本附录定义的数据传输规约为应用层数据规范，是在线屯与后端监测中心进行通讯的依据OD1报文格式分类D1.1数据报文格式数据集中器（或数据采集单元）向后端监测中心发送命4中器（或数据采集单元）发送响应方式数据报的格式。D1.2控制数据报文格式数据集中器（或数据采集单元）与后端监测中心之间发土D1.3远程图像数据报文格式数据集中器（或数据采集单元）与后端监测中心之间发土D1.4心跳数据报文格式表证数据集中器（或数据采集单元）处于正常工作状态,D2报文基本规范D2.1数据通讯方式约定数据通讯的网络层协议为IP和UDP协议，有效载荷（Pa义之格式为UDP协议的有效载荷部分；当采用附加通讯协

27、议曰同组成UDP协议的有效载荷部分，使用附加协议时，现场通哂的应用层数据报的打包与解析，实现数据的透明传输。D2.2数据传输方式数据传输采用数据帧模式，传输序列为二进制字节流。D2.3数据报文分类报文头：标识在线监测数据报，以16进制值5AA帧类型：按功能对数据帧进行区分、标识。存储上体定义参考附表D&l报文类型：按不同监测类型对数据帧进行区分、浙位保留。具体定义参考附表D8.2报文长度：帧结构中报文内容数据的长度，单位：报文内容：数据的字节长度不固定，具体定义参艺校验位：数据通信领域中最常用的一种差错校验垂以任意选定。本协议中，校验位通过D7中所列CRCR中除校验位外所有报文数据（即包括报文

28、头、数据集冲类型、报文长度、报文内容数据）oD2.5.2帧数据排列格式除特殊说明，整形（占2Byte）、长整型（占4字节由低B1到高Bn上下排列，字节位由高b7到b0左:表D2.52帧数据排歹Ib7b6b5b4b3b2blbOb7b6b5b4b3b2blbOb7b6b5b4b3b2blbO以报文头为例：16进制值5AA5占用两个字节，排列栓表D2.53报文头数据扫I1010010101011010001101000101011001111000如数据集中器/监测终端IP地址为T92.168丄L排列格表D2.5-6数据集中器/监测终端IP11110001001110010001001000110

29、100D2.6数据集中器或数据采集单元时间定义表示方法：世纪秒法，使用32bit长整型表示。世纪秒丿间过去的秒数，应用程序通过相应的处理函数实现世纪秒与2D2.7重发机制定义被定义为数据报的报文，如在4秒内没有收到响应数据扌|据报文，直至收到成功响应数据报。D3数据报文格式D3.1气象数据报命令方式的数据报文格式见下表：表D3.1-1命令方式数据?序号报文名称长度(Byte)1Sync22Netbasestation_ID22口ruma119Reserve2220CRC162响应方式的数据报文格式见下表：表D3.12响应方式数据E序号报文名称长度Byte)1Sync22Netbasestati

30、on_ID23Frame_Type1帧4Packet_Type1报戈5Packet_Length26Data_Status17CRC162D3.2杆塔振动动态数据报命令方式的数据报文格式见下表：表D3.2-1命令方式数据?序号报文名称长度(Byte)1Sync22Netbasestation_ID23Frame_Type14Packet_Type15Packet_Length2表D3.22响应方式数据E序号报文名称长度(Byte)1Sync22Netbasestation_ID23Frame_Type14Packet_Type15Packet_Length26Data_Status17CRC1

31、62D3.3杆塔倾斜数据报命令方式的数据报文格式见下表：表D3.3-1命令方式数据?序号报文名称长度(Byte)1Sync22Netbasestation_ID23Frame_Type14Packet_Type15Packet_Length26Sensor_ID27Timestamp48Angle_X29Angle_Y21nR口卄arvVnl7CRC162D3.4导地线微风振动动态数据报命令方式的数据报文格式见下表：表D3.4-1命令方式数据?序号报文名称长度(Byte)1Sync22Netbasestation_ID23Frame_Type14Packet_Type1扌F5Packet_Le

32、ngth26Sensor_ID27Timestamp4采8SamplePack_Sum19SamplePack_No110Sample_Num211Sample_Data2XSample_Num导建议参注u12CRC162响应方式的数据报文格式见下表：表D3.42响应方式数据E序号报文名称长度(Byte)1Sync22Netbasestation_ID23Frame_Type14Packet_Type15Packet_Length26Sensor_ID27Timestamp48Conductor_Sag29Toground_Distance210Linel_Temperature211Line

33、2_Temperature212Battery_Voltage213Operation_Temperature214Reserve1215Reserve2216CRC162响应方式的数据报文格式见下表：表D3.5-2响应方式数据?序号报文名称长度(Byte)1Sync22Netbasestation_ID23Frame_Type1A16Sensor_ID27Timestamp48Linel_Temperature29Line2_Temperature210Battery_Voltage211Operation_Temperature212Reserve1213Reserve2214CRC162响应方式的数据报文格式见下表：表D3.62响应方式数据E序号报文名称长度(Byte)1Sync22Netbasestation_ID23Frame_Type14Packet_Type15Packet_Length26Data_Status17CRC162D3.7覆冰数据报（称重法）绝缘子串拉力及角度数据报，命令方式的数据报文格式J表D3.71命今方式数据;10Sampl