征求意見稿-電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范 第2部分：技術(shù)要求

1GB-T8897.1-2013原電池第1GB/T8897.2-2013原電池第2部分:外形尺寸和電性能GB/T17626.3-2016電磁兼容試驗和GB/T2423.1-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境GB/T2423.2-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境GB/T2423.4-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Db:交變濕熱(12h+12h循環(huán))GB/T2423.6-1995電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Eb和導(dǎo)則:碰撞GB-T16422.3-2014塑料實驗室光GB-T16422.2-2014塑料實驗室光源暴露試GB/T2423.24-2022環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗S:模擬地面上的太陽輻射及太陽輻射試驗GB/T3512-2014硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和GB/T4208-2017外殼防護(hù)等級(QJ/T815.2-1994產(chǎn)品公路運輸加速模擬試GB/T34071—2017物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)智能傳感器可靠性設(shè)計方法與GB/T29768-2013信息技術(shù)射頻識別800/900MHz空中GB/T29910.3-2013工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20：HART規(guī)范第3部分：應(yīng)用層服務(wù)GB/T29910.4-2013工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范GB/T29910.5-2013工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范第5部分:WirelessHART無線GB/T29910.6-2013_工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范第6部分:應(yīng)用層附加服務(wù)定義GB/T26790.1-2011工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第1部分:用于過程自動化的WIA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與通信規(guī)范GB/T26790.2-2015工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第2部分:用于工廠自動化的WIA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與通信GB/T26790.3-2015工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第3部分:WIA-PA協(xié)議一致性GB_T26790.4-2020工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第4部分:WIA-FA協(xié)議一致性2IEC62734-2014工業(yè)網(wǎng)絡(luò).無線通信網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議.ISA100.1la[Industrialnetworks-WirelesscommunicatioIEEE802.11國際電機(jī)電子工程學(xué)會信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)和城域網(wǎng)通信和信息交換技術(shù)規(guī)范第11部分：無線局域網(wǎng)媒體訪問控制和物理層規(guī)范[IEEEStandardforInformationtechnology-Telecommunicationsandinformationexchannetworks-Specificrequirements-Part11:WirelessLANMedium藍(lán)牙核心規(guī)范4.0(BluetoothCoreSpecificationversion4.0)ISO31(所有部分)量和單位(Quantiticsandunits)電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范第1部分：術(shù)語界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。能量收集單元是自供電電力傳感器實現(xiàn)自供電的核心單元。它的主要功能是將環(huán)境能量轉(zhuǎn)換為直能量管理單元的主要功能是將能量轉(zhuǎn)換前端輸出的微弱不穩(wěn)定電能進(jìn)行電能變換和調(diào)度，形成穩(wěn)3除電能變換和調(diào)度等主要功能外，能量管理電路還應(yīng)具備通過外委電阻電路進(jìn)行電能調(diào)度參數(shù)配置的功能，可配置參數(shù)有：——儲能單元過充保護(hù)閾值；——儲能單元放電啟動閾值；——儲能單元放電截止閾值；——穩(wěn)壓輸出電壓。4.2.3儲能單元儲能單元的主要功能是將環(huán)境能量轉(zhuǎn)換的微弱電能進(jìn)行儲存并積累，以供能量管理電路進(jìn)行電能調(diào)度。儲能單元類型可包括電容、可充電電池和原電池等中的一種或多種。其中，電容或可充電電池主要用于能量儲存與積累，原電池主要作為后備電源使用。4.3傳感單元傳感單元功能參照GB/T33905.1-2017中4.3規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行。4.4數(shù)據(jù)處理單元數(shù)據(jù)處理單元是自供電電力傳感器進(jìn)行采樣處理與通信控制的核心，它的主要功能參照GB/T33905.1-2017中4.2規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行.除GB/T33905.1-2017中4.2規(guī)定的內(nèi)容外，自供電電力傳感器的數(shù)據(jù)處理單元還應(yīng)具備休眠與喚醒兩種工作模式，且休眠時間可遠(yuǎn)程配置。4.5通信單元自供電電力傳感器通信單元的主要功能是將感知數(shù)據(jù)上傳和接收遠(yuǎn)程配置命令。5自供電電力傳感器功能要求5.1自供電功能要求a)采用磁場、電場、振動、溫差、光、風(fēng)、射頻等環(huán)境能量中的一種或幾種作為傳感器的主要工b)在環(huán)境能量激勵條件下，應(yīng)可實現(xiàn)傳感器定周期的采樣和無線通信。5.2數(shù)據(jù)采集和無線通信要求a)具備采集功能。按設(shè)定時間間隔自動采集待感知量的功能，并可通過無線通信將采集數(shù)據(jù)上傳，感知量采集和通信間隔應(yīng)可配置；b)傳感器啟動后應(yīng)在完成必要初始化工作后，率先完成數(shù)據(jù)采集及基于無線通信的數(shù)據(jù)發(fā)送，數(shù)據(jù)發(fā)送后應(yīng)持續(xù)一定時間的數(shù)據(jù)接收。5.3工作模式要求a)應(yīng)具備工作模式和休眠模式兩種狀態(tài)，休眠或喚醒周期應(yīng)可配置；b)在環(huán)境能量激勵處于某一范圍內(nèi)條件下應(yīng)可維持定周期工作狀態(tài)；c)在環(huán)境能量激勵處于某一較弱范圍條件下應(yīng)可根據(jù)環(huán)境能量強(qiáng)度進(jìn)行變周期工作。5.4遠(yuǎn)程配置要求自供電電力傳感器的數(shù)據(jù)采樣及通信周期應(yīng)可基于無線通信進(jìn)行遠(yuǎn)程配置。5.5備用電源要求a)含備用電源的自供電電力傳感器，備用電源應(yīng)采用不可充電的原電池，原電池技術(shù)要求參照GB/T8897.1-2013、GB/Tb)含備用電源時，應(yīng)可在不破壞自供電電力傳感器結(jié)構(gòu)的條件下，取出或切斷備用電源。4-40℃~+70℃(工業(yè)級)或-40℃~+125℃（擴(kuò)展磁場取能自供電傳感器的冷啟動電流或冷啟動磁場強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)帶電導(dǎo)線長期運行電流范圍或磁場a)用于10kV/35kV場景的環(huán)型/開環(huán)型工頻磁場取能自供電傳感器冷啟動電流宜不大于1A，用于110kV及以上電壓等級場景的環(huán)型/開環(huán)型工頻磁場取能自供電傳感器冷啟動電流宜不大于b)用于10kV及以上電壓等級場景的平面型工頻磁場取能自供電傳感器冷啟動工頻磁場強(qiáng)度宜不電場取能自供電傳感器應(yīng)可在10kV、35kV、110kV、220kV、330k振動取能自供電傳感器的冷啟動振動加速度應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期振動特性確定，應(yīng)能保證長期b)用于架空線路場景的振動取能自供電傳感器冷啟動振動加速度宜不大于1g。溫差取能自供電傳感器的冷啟動溫差應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期溫差特性確定，應(yīng)能保證長期連續(xù)供光照取能自供電傳感器的冷啟動光照強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期光照特性確定，應(yīng)能保證長期連b)用于室內(nèi)的照明光光照取能自供電傳感器冷啟動光照強(qiáng)度宜不大于200lux。風(fēng)取能自供電傳感器的冷啟動風(fēng)速應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期風(fēng)速特性確定，應(yīng)能保證長期連續(xù)供電a)用于輸電場景的風(fēng)取能自供電傳感器冷啟動風(fēng)速宜不大于3m/s；5b)用于配電場景的風(fēng)取能自供電傳感器冷啟動風(fēng)速宜不大于1.5m/s。射頻取能自供電傳感器的冷啟動射頻強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期射頻特性確定，應(yīng)能保證長期連a)對于含自建激勵源的射頻取能自供電傳感器，冷啟動射頻強(qiáng)度宜不大于-15dbm；b)對于基于公網(wǎng)射頻激勵的射頻取能自供電傳感器，冷啟動射頻強(qiáng)度宜不大于-80dbm。波≤±25mV。應(yīng)能承受“GB/T17626.3—20章規(guī)定的試驗等級為3級的輻射電磁場干擾試驗。在試驗期間及試驗后，導(dǎo)線溫度采集單元能正常工驗。在試驗期間及試驗后，自供電電力傳感器能正常工度為50℃±2℃,溶液Ph=3.1~3.3，氯化銅溶液濃度：0.26g/L±0.02g/L，試驗周期24h的銅加速乙酸6a)脈沖持續(xù)時間：16ms;c)峰值加速度：9.8m/s2b)包裝后的自供電電力傳感器應(yīng)能承受QJ/T815.2b)對于工業(yè)級應(yīng)用的自供電電力傳感器備用電源55℃±5℃高溫環(huán)境下持續(xù)供電時間應(yīng)不低于25℃c)對于工業(yè)級應(yīng)用的自供電電力傳感器備用電源-40℃±5℃低溫環(huán)境下持續(xù)供電時間應(yīng)不低于a)環(huán)型磁場取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注環(huán)型內(nèi)徑直徑，b)開環(huán)型磁場取能應(yīng)標(biāo)注開環(huán)緊固方式c)平面型磁場取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注邊緣結(jié)構(gòu)長寬高詳細(xì)尺寸。b)平面型磁場取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注冷啟動所需磁場強(qiáng)度及磁場頻率，以及冷啟動時間。7a）應(yīng)標(biāo)注環(huán)形/開環(huán)型磁場取能自供電傳感器可按設(shè)置參數(shù)定周期工作所需的導(dǎo)體電流激勵范圍，應(yīng)標(biāo)注磁場取能自供電傳感器在定周期工作磁場激勵下限條件下，可設(shè)置的定周期工作參數(shù)范圍。應(yīng)根據(jù)7.2.3中規(guī)定的工作電壓等級，分別標(biāo)注電場取能自供電傳感器定周期模式可配置的工作周應(yīng)標(biāo)注電場取能自供電傳感器耐沖擊的最高8T/XXXXXXX—XXXX應(yīng)分別標(biāo)注7.3.2中振動取能頻率范圍下限與上限條件下，振動取能自供電應(yīng)分別標(biāo)注7.3.2中振動取能頻率范圍下限與上限的定周期工作振動激勵下應(yīng)以冷端溫度為25℃,標(biāo)注溫差取能自供電傳感器冷啟動的溫差值。應(yīng)以冷端溫度為25℃,標(biāo)注溫差取能自供電傳感器定周期工作所需溫差激勵范圍。9應(yīng)提供風(fēng)取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)注結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸。應(yīng)標(biāo)注風(fēng)取能自供電傳感器的取能風(fēng)向為定向、全向或某一方a）對于定向或某一方向角風(fēng)取能自供電傳感器應(yīng)在傳感器本體顯著b）對于全向或某一方向角風(fēng)取能自供電傳感器應(yīng)在傳感器本體顯著位置標(biāo)注輸出功率最小和最應(yīng)標(biāo)注風(fēng)取能自供電傳感器定周期工作所需風(fēng)速激勵范圍，其中對于全向或某一方向角風(fēng)取能自應(yīng)標(biāo)注7.6.6中規(guī)定定周期工作所需最小風(fēng)速下，風(fēng)取能自供電傳感器定周期模式可配置的工作周a）對于取能天線獨立式的射頻取能自供電傳感器應(yīng)分別標(biāo)注取能電線和傳感器本體的結(jié)構(gòu)邊緣應(yīng)標(biāo)注7.7.6中規(guī)定的定周期工作環(huán)境射頻激勵下限條件下，射頻取能自供支持ZigBee接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合ZigBee-2007規(guī)范的要求支持藍(lán)牙接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合藍(lán)牙核心規(guī)范4支持WIA-PA接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T26790(所有部分)的要求。9.2.1可靠性設(shè)計要求自供電電力傳感器在研制任務(wù)書中應(yīng)明確規(guī)定供電可靠性的定性和定量要求。供電可靠性設(shè)計的定性要求包括響應(yīng)的環(huán)境能量類型、響應(yīng)環(huán)境能量的方向性、有無備用電供電可靠性設(shè)計是自供電電力傳感器設(shè)計的一部分，應(yīng)與自供電電力傳9.2.2可靠性各階段設(shè)計要求方案論證階段.1方案設(shè)計階段的可靠性設(shè)計要求包括.2方案設(shè)計階段形成的文件資料包括技術(shù)設(shè)計階段.1技術(shù)設(shè)計階段的供電可靠性設(shè)計要求包括：.2技術(shù)設(shè)計階段應(yīng)提交的技術(shù)文件資料包括：詳細(xì)設(shè)計階段.1詳細(xì)設(shè)計階段的可靠性設(shè)計要求包括：T/XXXXXXX—XXXXa)在自供電電力傳感器的供電可靠性設(shè)計中可采用冗余設(shè)計、熱設(shè)計、環(huán)境防護(hù)設(shè)計、抗沖擊、c)元器件級的供電可靠性設(shè)計應(yīng)關(guān)注器件的選擇與使用，可采用降額設(shè)計；d)批試的自供電電力傳感器能量收集c)工業(yè)用戶現(xiàn)場使用工作報告、失效分析自供電電力傳感器性能試驗的理想測試環(huán)境應(yīng)為真實應(yīng)用環(huán)境，然而真實環(huán)境下評定自供電電力試驗期間，應(yīng)檢查除模擬的特定環(huán)境能量激勵條件外所有可能影響自供電電力傳感器性能的環(huán)境標(biāo)作為試驗結(jié)果(排除應(yīng)誤操作等引起的錯誤值)。試驗人員應(yīng)在GB/T33905.1-2017中10.2規(guī)定基礎(chǔ)上，明確自供電電力傳感器能量激勵強(qiáng)度特性測量儀表，環(huán)境能量模擬系統(tǒng)和環(huán)境能量激勵強(qiáng)度特性測量儀表應(yīng)通過國家質(zhì)量技環(huán)境能量模擬系統(tǒng)及參比測量設(shè)備的總不確定度應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算并應(yīng)列入每一份最終試應(yīng)設(shè)計好試驗的順序，率先開展自供電電力傳感器環(huán)境能量中斷后儲能單元恢復(fù)初始狀態(tài)所需時為避免因自供電電力傳感器內(nèi)部能量緩存器件等未恢復(fù)至初始狀態(tài)而引起的試驗結(jié)束后，應(yīng)編寫完整的試驗報告，報告應(yīng)覆蓋自供電性能試驗報告頒發(fā)后，試驗檢驗機(jī)構(gòu)應(yīng)保存試驗器件的試驗和評估方法.[5]IEC62830-5:2021半導(dǎo)體生功率的試驗方法.[6]IEC62830-6:2019半導(dǎo)體收集器件的試驗和評定方法.[7]IEC62830-7:2021半導(dǎo)體子設(shè)備的柔性和可拉伸超級電容器的測試和評估方法.[9]IEC62952-3-2017無[10]IEC62047-28-2017半導(dǎo)體裝置的性能測試方法.292.DOI:10.1016/j.apenergy.2021.116911.PhysicsLetters,2021,118(13):132902.DOI:10.1063/5.0043062.110kVPowerGridOnlineMonitoringEquipment[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2020,PP(99):1-1.DOI:10.1109/TPEL.2020.2989757.supportedmagnetopiezoelectricharvestMechanicalSciences,2021.DOI:10.1016/j.ijmecsci.2021.106363.[18]聶晴晴,彭晗,李紅斌等.寬頻帶范圍下磁場能量收集的匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J].中國電力,2021,54(10):134-143+195.[19]王祎凡,任春光,張佰富等.感器實現(xiàn)方法[J].電工技術(shù)學(xué)報,2023,38(01):15-25.DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.2術(shù),2021,45(12):4896-4902.DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2021.1213.[21]丁柏文,沈金榮,唐啟陽等.基于電流感應(yīng)取電的無線測溫節(jié)點[J].儀表技術(shù)與傳感[22]楊洋,許曉彥,劉鵬等.非閉合式磁心感應(yīng)取能供電模塊功率輸出研究[J].電工電能新技術(shù),2023,42(02):12-19.[23]夏竹青,吳細(xì)秀,蘇超等.高壓輸電線路感應(yīng)電場能量收集新方法研究[J].電波科學(xué)學(xué)報,2020,35(05):699-707.DOI:10.13443/j.cjors.2019072501.[24]倪源,謝施君,賈程乾等.電場耦合取能技術(shù)的仿真與試驗研究[J].四川電力技術(shù),2021,44(04):1-5+10.DOI:10.16527/j.issn.1003-6954.2器,2020,56(05):121-127.DOI:10.13296/j.1001-1609.hva.2020.05.019.[26]江翼,劉正陽,肖黎等.基于多級電容充電的輸電線路電場感應(yīng)取能裝置的研制[J].高壓電器,2020,56(02):176-182.DOI:10.13296/j.1001-1609.hva.2020.02.026.[27]何寧輝,張佩,吳旭濤等.用于輸電線路監(jiān)測設(shè)備的一種電場感應(yīng)取能電源[J].電源學(xué)報,2020,18(05):203-209.DOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2020.5.09-03]./kcms/detail/12.1420.TM.20230111.1105.特性研究[J].電瓷避雷器,2021(03):86-92.DOI:10.16188/j.isa.1003-8337.2021.[31]BunnoonP,ThongyooT,WandenC.Right-of-WayMonitorinAroundHighVoltagePowerTransmissionUsingHybridEnergyHarvesting-Mfield,EfSuperCapacitorBatteriesBackharvestingformonitoringdevicesofhigh-voltageonIndustrialElectrfromflow-inducedvibrations[J].Avibrationisolationandenergyharvesting[J].transmissionlines[J].AdvancedEnergyMater[37]M?schM,Fischharvestingsystem[J].[38]龍雅婷,姚曙光,李盈利.單擺-電磁式振動能量收集器設(shè)計及實驗[J/OL].機(jī)械科學(xué)與技術(shù):1-11[2023-09-03]./10.13433/ki.1003-8728[39]高凱,彭晗,王劭菁等.基于非對稱彈簧的寬頻率范圍振動能量收集器[J].電工技術(shù)學(xué)報,2023,38(10):2832-2840.DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.220465.[40]張佳佳,袁強(qiáng)靜,嚴(yán)冬等.一種基于防震錘的新型壓電復(fù)合能量收集方法[J].壓電與聲光,2023,45(01):56-60+65.[41]黃曼娟,馮孝為,劉會聰?shù)?基械工程學(xué)報,2022,58(20):92[42]張琛,熊慶,汲勝昌等.基于壓電材料的變壓器振動能量收集裝置研究[J].電力工程技basedonmicrostructuredquasicrystallinesolarabsorber[J]163-170.andsolarheatingfortransversetheAdvancedMaterials,2021,22(1):441-448.[49]李一鳴,王鑫,李昊等.基于熱超構(gòu)材料的能量收集與熱電轉(zhuǎn)換特性[J].物理學(xué)04]./kcms/detail/50.1078.TB.20230315.1800[51]聶曉蕾,余灝成,朱婉婷等.石墨烯/Bi備與性能評價[J].物理學(xué)報,2022,71(15):2[52]張愛兵,閆文凱,龐丹丹等.熱電報(工學(xué)版),2020,54(05):947high-performancevortex-inducetristablegallopingpiezoe