《配電電纜接頭局放和溫度在線監(jiān)測智能傳感器技術(shù)規(guī)范》

ICS國際標(biāo)準(zhǔn)分類號

CCS中國標(biāo)準(zhǔn)文獻分類號

團體標(biāo)準(zhǔn)

T/CESXXX-XXXX

配電電纜接頭局放和溫度在線監(jiān)測智能

傳感器技術(shù)規(guī)范

Intelligentsensorstandardspecificationsofpartialdischargeandtemperatureonline

monitoringofdistributioncableconnector

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國電工技術(shù)學(xué)會發(fā)布

T/CESXXX—XXXX

配電電纜接頭局放和溫度在線監(jiān)測智能傳感器技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了配電電纜接頭局放和溫度監(jiān)測智能傳感器的環(huán)境條件、功能要求、技術(shù)指標(biāo)、機械性

能和電氣性能等方面的要求。

本文件適用于配電網(wǎng)中電纜接頭局放和溫度監(jiān)測裝置的應(yīng)用、研發(fā)和檢測。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于

本文件

GB/T311.1-2012絕緣配合第1部分：定義、原則和規(guī)則

GB/T4208-2017外殼防護等級（IP代碼）

污穢條件下使用的高壓絕緣子的選擇和尺寸確定第1部分:定義、信

GB/T26218.1-2010

息和一般原則

GB/T17626.2-2018電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗

GB/T17626.3-2016電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗

GB/T17626.8-2006電磁兼容試驗和測量技術(shù)工頻磁場抗擾度試驗

GB/T17626.9-2011電磁兼容試驗和測量技術(shù)脈沖磁場抗擾度試驗

GB/T17626.10-2017電磁兼容試驗和測量技術(shù)阻尼振蕩磁場抗擾度試驗

Q/GDW11063-2013暫態(tài)地電壓局放檢測儀技術(shù)規(guī)范

Q/GDW11061-2013局放超聲波檢測儀技術(shù)規(guī)范

電力設(shè)備帶電檢測儀器技術(shù)規(guī)范第5部分：高頻法局放帶電檢測儀

Q/GDW11304.5-2015

器技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

智能傳感器intelligentsensor

配電電纜接頭局放和溫度監(jiān)測智能傳感器簡稱“智能傳感器”包含有信號探頭、信號處理單元和電

源模塊，能夠直接將測量的物理量變換成數(shù)字結(jié)果并輸出的傳感器。

3.2

超聲波法局放檢測ultrasonicpartialdischargedetectmethod

將配電電纜表面的超聲波信號通過超聲探頭轉(zhuǎn)換成電信號并由信號處理電路進行處理，用于檢測局

放信號大小。

3.3

1

T/CESXXX—XXXX

暫態(tài)地電壓局放檢測transientearthedvoltagepartialdischargedetectmethod

將配電電纜外屏蔽層上的暫態(tài)地電壓信號通過容性探頭轉(zhuǎn)換成電信號并由信號處理電路進行處理，

用于檢測局放信號大小。

3.4

一體化設(shè)計integrateddesign

將信號探頭、信號處理單元、通信模塊和電源模塊有機的結(jié)合在一起，組成為一個在物理上不可分

割的整體。

3.5

電纜運行狀態(tài)匯集單元cableoperationstatuscollectionunit

與智能傳感器之間采用無線組網(wǎng)，對下采集智能傳感器的局放和溫度數(shù)據(jù)，對上與配電電纜運行狀

態(tài)監(jiān)測平臺進行數(shù)據(jù)交互。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

局放：電力線纜接頭的局放。

短距離無線：Zigbee、微功率無線等短距離的無線通信方式。

5一般要求

5.1環(huán)境條件

5.1.1環(huán)境溫度、濕度

智能傳感器應(yīng)符合C2級別要求。工作所環(huán)境溫度和濕度分級見表1。

表1工作場所環(huán)境溫度和濕度分級

環(huán)境溫度濕度

級別范圍最大變化率相對濕度最大絕對濕度使用場所

℃℃／min%g/m3

C1－5～＋450.55～9529非推薦

C2－20～＋700.55～9529戶外遮蔽場所

C3－40～＋701.05～9529戶外

CX特定

CX級別根據(jù)需要由用戶和制造商協(xié)商確定。

5.1.2大氣壓力

正常工作大氣壓力：70kPa～106kPa。

5.1.3海拔

安裝場地的海拔應(yīng)滿足：可在海拔0m～4000m的范圍內(nèi)正常工作；

5.1.4適用電壓等級

智能傳感器應(yīng)用于10KV非架空電力線纜接頭的運行狀態(tài)監(jiān)測。

5.2外觀與結(jié)構(gòu)

智能傳感器應(yīng)采用一體化設(shè)計，集局放監(jiān)測傳感器和溫度傳感器于一體，采用短距離無線與電纜運

行狀態(tài)匯集單元進行數(shù)據(jù)交互。其外觀與結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求：

a)局放信號耦合探頭與處理模塊采用一體化設(shè)計和封裝。

b)智能傳感器應(yīng)采用一體化封裝，外形整潔美觀，封裝材料應(yīng)飽滿、牢固、光亮、無流痕、無氣

泡。標(biāo)識應(yīng)完整清晰。

2

T/CESXXX—XXXX

c)智能傳感器運行指示燈宜采用高亮發(fā)光二極管。

d)智能傳感器外置天線接線頭宜采用外螺內(nèi)孔的SMA接頭。

e)外殼尺寸：以不大于（長寬高）140mm45mm30mm為宜。

f)

g)

5.3電源和功耗

供電電源：宜采用一次性鋰電池，容量應(yīng)不小于3600mAH/3.6V；

靜態(tài)功耗：應(yīng)不大于13uA；

24小時平均功耗：應(yīng)不大于28uA。

5.4防護等級

防護等級應(yīng)不低于IP68，符合GB4208-2017標(biāo)準(zhǔn)要求（水下2m浸泡72h以上）

6功能要求

6.1監(jiān)測功能

6.1.1局放監(jiān)測

智能傳感器應(yīng)具有暫態(tài)地電壓局放檢測和超聲波法局放檢測功能，能夠識別局放信號和干擾信號，

并自動濾除干擾信號，監(jiān)測結(jié)果可以通過短距離無線發(fā)送給電纜運行狀態(tài)匯集單元。

6.1.2溫度監(jiān)測

智能傳感器采用接觸式測溫方式對線纜接頭溫度進行監(jiān)測，并通過短距離無線發(fā)送給電纜運行狀態(tài)

匯集單元。

6.1.3電池電壓監(jiān)測

監(jiān)測智能傳感器的電池電壓。

6.2記錄功能

6.2.1局放記錄

智能傳感器連續(xù)記錄自目前開始60天前的每小時暫態(tài)地電壓局放檢測數(shù)據(jù)和超聲波法局放檢測數(shù)

據(jù)，記錄區(qū)采用循環(huán)滾動的模式。記錄數(shù)據(jù)應(yīng)通過短距離無線發(fā)送給電纜運行狀態(tài)匯集單元。

6.2.2溫度記錄

智能傳感器連續(xù)記錄自目前開始60天前的每小時最高溫度數(shù)據(jù)，記錄區(qū)采用循環(huán)滾動的模式。記

錄數(shù)據(jù)應(yīng)通過短距離無線發(fā)送給電纜運行狀態(tài)匯集單元。

6.3通信功能

6.3.1實時數(shù)據(jù)上報

智能傳感器應(yīng)通過短距離無線將采集到的局放數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、電池電壓數(shù)據(jù)實時發(fā)送給電纜運行

狀態(tài)匯集單元，通信協(xié)議應(yīng)符合附錄A所規(guī)定的報文格式。

6.3.2歷史數(shù)據(jù)上報

當(dāng)電纜運行狀態(tài)匯集單元下發(fā)召喚命令時，智能傳感器應(yīng)及時上報局放、溫度歷史數(shù)據(jù)。通信協(xié)議

應(yīng)符合附錄A所規(guī)定的報文格式。

6.4維護功能

6.4.1參數(shù)整定

3

T/CESXXX—XXXX

應(yīng)通過電纜運行狀態(tài)匯集單元讀取和修改智能傳感器的ID號、報警閾值、采樣間隔、通信頻帶等

參數(shù)。

6.4.2程序升級

應(yīng)通過電纜運行狀態(tài)匯集單元升級智能傳感器的運行程序等。

7性能要求

7.1基本性能要求

7.1.1暫態(tài)地電壓監(jiān)測

測量范圍：上升沿為10ns、上升沿為100ns、寬度為1us的脈沖電壓0.01V～5V；

測量線性度：20%；

頻帶寬度：不小于50MHz；

頻帶范圍：1～300MHz。

7.1.2超聲波測量線性度

測量線性度：10%；

頻帶范圍：20～200kHz。

7.1.3溫度監(jiān)測

測量范圍：-40～70℃

測量精度:2°C（0～50℃）

測量間隔：小于等于5分鐘。

7.1.4數(shù)據(jù)存儲

存儲內(nèi)容：暫態(tài)地電壓幅值、超聲波幅值和溫度；

存儲間隔：每小時存儲一組數(shù)據(jù)，其中暫態(tài)地電壓幅值和超聲幅值為同一時刻的信號幅值，溫度為

該小時內(nèi)的最高值；

存儲深度：不小于60天。

7.1.5通信

通信方式：IEEE802.15.4（zigbee）無線通信；

通信頻率：2.4GHz；

發(fā)射功率：不小于1mW；

數(shù)據(jù)刷新間隔：不大于15秒；

天線接口：SMA（外螺內(nèi)孔）。

7.2連續(xù)通電的穩(wěn)定性

智能傳感器完成調(diào)試后，在出廠前進行不少于72h連續(xù)穩(wěn)定的通電試驗，各項性能均應(yīng)符合7.1

的要求。

7.3可靠性

智能傳感器平均無故障工作時間(MTBF)應(yīng)不低于50000h,使用壽命不低于8年。

7.4絕緣要求

智能傳感器天線接口對地絕緣電阻用500V兆歐表測量，絕緣電阻應(yīng)不低于100M?。

7.5介質(zhì)強度

4

T/CESXXX—XXXX

對智能傳感器施加2000V電壓，不應(yīng)發(fā)生擊穿、閃絡(luò)及元器件損壞現(xiàn)象，各項性能均應(yīng)符合7.1的

要求。

7.6電磁兼容

智能傳感器應(yīng)能承受以下電磁兼容抗干擾能力的要求，在干擾信號消失后，設(shè)備能工作正常。

7.6.1靜電放電抗擾度

應(yīng)能承受GB/T17626.2-2006中規(guī)定的4級靜電放電抗擾度能力（射頻天線接口除外）。

表2靜電放電抗擾度參數(shù)

試驗項目等級接觸放電（kV）空氣放電（kV）

4815

靜電放電抗擾度

X--

7.6.2射頻電磁場輻射抗擾度

應(yīng)能承受GB/T17626.3-2016中規(guī)定的4級射頻電磁場輻射抗擾度能力。

表3頻率范圍在80MHz~1000MHz參數(shù)

試驗項目等級試驗場強（V/m）

430

射頻電磁場輻射抗擾度

X特定

表4頻率范圍在800MHz~960MHz以及1.4GHz~2.0GHz參數(shù)

試驗項目等級試驗場強（V/m）

430

射頻電磁場輻射抗擾度

X特定

7.6.3工頻磁場抗擾度

應(yīng)能承受GB/T17626.8-2006中規(guī)定的5級工頻磁場抗擾度能力。

表5工頻磁場抗擾度參數(shù)

等級磁場強度（A/m）

5100

X特定

7.6.4脈沖磁場抗擾度

應(yīng)能承受GB/T17626.9-2011中規(guī)定的5級脈沖磁場抗擾度試驗要求。

表6脈沖磁場抗擾度參數(shù)

等級磁場強度（A/m）

51000

X特定

7.6.5阻尼振蕩磁場抗擾度

應(yīng)能承受GB/T17626.10-2017中規(guī)定的5級脈沖磁場抗擾度試驗要求。

5

T/CESXXX—XXXX

表7阻尼振蕩磁場抗擾度參數(shù)

等級磁場強度（A/m）

5100

X特定

8標(biāo)志、包裝

8.1外部包裝要求

外部包裝應(yīng)具有防水、防潮、防碰撞、擺放標(biāo)識。

8.2銘牌

應(yīng)設(shè)有永久性銘牌，銘牌字跡應(yīng)清楚、耐久。銘牌上至少應(yīng)包括以下內(nèi)容。

a)型號及名稱。

b)制造廠名。

c)設(shè)備編號。

d)制造年月。

8.3隨機文件

隨機文件應(yīng)至少包含以下內(nèi)容：

a）出廠檢測報告。

b）合格證。

c）裝箱清單。

d）使用說明書。

8.4儲運條件

應(yīng)無腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體及嚴(yán)重的霉菌存在，不得含有爆炸危險的介質(zhì)。

6

T/CESXXX—XXXX

附錄A

（規(guī)范性）

通信報文格式

A.1通信方式

無線通信頻率：2.4GHz；

數(shù)據(jù)通信速率：宜采用250kbit/s。

A.2數(shù)據(jù)格式

數(shù)據(jù)為十六進制格式，幀構(gòu)成如下：

DD0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10…………DD-3.DD-2DD-1

D：幀數(shù)據(jù)長度

D0,1:幀格式（0x410x88）

D2：幀序列號（每次加1）

D3,4：網(wǎng)絡(luò)編號（0xff0xff廣播）

D5,6：目標(biāo)地址（0xff0xff廣播）

D7,8：源地址

D9～DD-4：幀數(shù)據(jù)

DD-3：CRC校驗和，D0+D1+……+DD-4

DD-2：無線接收信號強度RSSI

DD-1：校驗結(jié)果（最高位）和鏈路質(zhì)量

A.2.1實時數(shù)據(jù)

DD0D1D2D3D4D5D6D7D80100DD1DD2DD3DD4DD5DD6DD7...D12D13

DD1DD2:電池電壓(DD1+DD2*256)/100V

DD3DD4:溫度(DD3+DD4*256)/10度，帶符號數(shù)

DD5：局放值（dB）

DD6DD7：局放次數(shù)DD6+DD7*256

DD8:版本號

DD9:狀態(tài)

DD10：超聲信號強度

DD11:CRC

示例：184188CAFFFFFFFF1BD3010043019F000C000013000383FAEB

解析：

18:幀長度24個字節(jié)（本幀數(shù)據(jù)有效長度從0x41到0xEB）

4188:幀格式

CA:幀序號

FFFF:網(wǎng)絡(luò)編號（廣播）

FFFF:目標(biāo)地址（廣播）

1BD3:源地址1B+D3*256=54043（設(shè)備ID）

0100:數(shù)據(jù)類型（實時數(shù)據(jù)）

4301:電池電壓(43+1*256)/100=3.23V

9F00:溫度(9F+0*256)/10=+15.9℃帶符號

0C:局放值12dB

0000:局放次數(shù)0次

13:版本號19

00:通信狀態(tài)

03:超聲信號強度3

83:校驗和（41+88+…+00+03，取低字節(jié)）

32:無線接收強度RSSI50

7

T/CESXXX—XXXX

EB:鏈路質(zhì)量

A.2.2暫態(tài)地電壓局放數(shù)據(jù)

74D0D1D2D3D4D5D6D7D80201DD1DD2DD3DD4DD5DD6DD7...DD-2DD-1

DD1：幀計數(shù)器（0～23）

DD2：局放值（dB）

……

示例：4B41886FFFFFFFFF1BD30201060502020604060400010401010602

05040200030105060700020301000404070306040702060506060503020501

0502070300000705070507030103010232EA

解析：

4B:幀長度75個字節(jié)（本幀數(shù)據(jù)有效長度從0x41到0xEA）

4188:幀格式

6F:幀序號

FFFF:網(wǎng)絡(luò)編號（廣播）

FFFF:目標(biāo)地址（廣播）

1BD3:源地址1B+D3*256=54043（設(shè)備ID）

0201:數(shù)據(jù)類型（歷史局放數(shù)據(jù)）

06:計數(shù)器6（0～23）

05:60小時前的局放值5（dB）

02:59小時前的局放值2（dB）

……

03:2小時前的局放值3（dB）

01:1小時前的局放值1（dB）

02:校驗和（41+88+…+03+01，取低字節(jié)）

32:無線接收強度RSSI50

EA:鏈路質(zhì)量

A.2.3超聲波局放數(shù)據(jù)

74D0D1D2D3D4D5D6D7D80202DD1DD2DD3DD4DD5DD6DD7...DD-2DD-1

DD1：幀計數(shù)器（0～23）

DD2：局放值（dB）

……

示例：4B4188E0FFFFFFFF1BD303010C0000000000000000000000000000

00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

000000000000000000000000000000A332EA

解析：

4B:幀長度75個字節(jié)（本幀數(shù)據(jù)有效長度從0x41到0xEA）

4188:幀格式

E0:幀序號

FFFF:網(wǎng)絡(luò)編號（廣播）

FFFF:目標(biāo)地址（廣播）

1BD3:源地址1B+D3*256=54043（設(shè)備ID）

0301:數(shù)據(jù)類型（超聲歷史數(shù)據(jù)）

0C:計數(shù)器12（0～23）

00:60小時前的超聲值

00:59小時前的超聲值

……

8

T/CESXXX—XXXX

00:2小時前的超聲值

00:1小時前的超聲值

A3:校驗和（41+88+…+00+00，取低字節(jié)）

32:無線接收強度RSSI50

EA:鏈路質(zhì)量

A