架空输配电线路是传输电能的重要基础设施。为及时掌握线路的运行状态,保障电网可靠稳定运行,电网企业在线路本体及杆塔上安装了大量传感器、摄像头和通信网关等装置。这些装置不仅能让供电员工实时查看线路的情况,还能帮助快速精准定位故障。
输配电线路监测装置感知、处理信息及通信过程均需消耗电能。供电的稳定性直接影响监测装置的运行稳定性。
“监测装置供电主要采用‘光伏板+蓄电池’、电流互感器取电等方式。”国网智研院电力传感技术研究所系统集成与应用研究室主任介绍。若采用“光伏板+蓄电池”方式,相关设备体积和重量较大,不易安装,需定期维护或更换,且供电效果受天气因素影响较大,难以满足监测装置长时间、免维护运行需求。若采用电流互感器取电方式,虽然有结构简单、供电可靠性高等优点,但电流互感器安装于线路本体,处于高电位侧,由于绝缘防护要求,只能为部署于线路本体的监测装置供电,无法直接为处于地电位的杆塔侧监测装置供电。
为了寻找一种更可靠的输配电线路杆塔侧监测装置供电方式,自22年起,国网智研院与江西电科院、西南交通大学组建联合攻关团队,依托国家电网公司科技项目开展数字化监测装置供电技术方面的研究。

一、产品特点及技术参数(WBGSM-3000BSF6高精度微水仪操作更加简便,功能更完备)
产品特点
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智能校准
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传感器探头可自动校准零点,保证每次测量的准备性;
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快速省气
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开机进入测量状态后,每SF6气隔露点测定时间为1min左右;
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方便可靠
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采用德国原装进口自锁接头,方便可靠、不漏气;
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海量存储
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采用大容量数据存储设计,可存储200组测试数据;
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高清显示
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彩屏直接显示露点、微水、环境温度、环境湿度、时间、日期及露点曲线等;
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智能接口
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配备RS232接口,可与PC机串口相连,进行数据传输;
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移动测量
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内置4Ah可充锂电池,一次充满可连续工作10小时;
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测值精准
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增加了温度补偿功能,保证了各种温度条件下的测量结果的准确性
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技术参数
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露点
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测量范围
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-60℃~+20℃
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测量精度
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±2℃
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响应时间
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63%需5秒,90%需45秒/63%需10秒,90%需240秒
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环境温度
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-40℃~+80℃
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环境湿度
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0~100% RH
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显示器件
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3.5寸彩色液晶显示器
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电源
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AC 220V;内置充电电池:一次充满可使用10小时以上
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重量
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5公斤
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尺寸
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250 mm×150 mm×300mm
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工作温度
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-30℃~+60℃
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二、面板说明(WBGSM-3000BSF6高精度微水仪操作更加简便,功能更完备)
注:同时按下两侧的支架调节按钮,可以调节支架的角度。
按键说明
确定键:确认功能,在不同的界面下可调出/进入菜单、确认命令、确认设置的数值。
取消键:退出功能,在不同的界面下可退出菜单、放弃设置的数值。
上 键:菜单项向上切换/菜单数值增加。
下 键:菜单项向下切换/菜单数值减少。
左 键:设置数值位左移选择。
右 键:设置数值位右移选择。
2、后面板
3、液晶屏
三、测量方法(WBGSM-3000BSF6高精度微水仪操作更加简便,功能更完备)
1、连接SF6设备
将测量管道上螺纹端与开关接头连接好,用扳手拧紧,关闭测量管道上另一端的针型阀;
再把测试管道上的快速接头一端插入露点仪上的采样口;
将排气管道连接到出气口。
将开关接头与SF6电气设备测量接口连接好,用扳手拧紧;
2、初始化
打开仪器电源开关,仪器进入初始化自校验过程。
3、检查电量
本仪器推荐优先使用交流电。
使用直流电时,请查看右上角显示的电池电量,如果电量指示变红,请关机充电后继续使用。
4、开始测量
将露点仪保护按钮调至“测量”。
完全打开露点仪前面板上的流量阀,然后通过调节测量管道上的针型阀,把流量调节到0.6L/M左右,开始测量SF6露点。
第1设备测量需要5~10分钟,其后每台设备需要3~5分钟。
5、存储数据
设备测量完成后,可以将数据保存在仪器中,按“确定”键调出操作菜单,具体操作方式见下节内容。
6、测量其他设备
一台设备测量后,关闭测量管道上的针型阀和露点仪上的调节阀。
露点仪保护开关旋至“保护”。
将转接头从SF6电气设备上取下。如果需要继续测量其他设备,请不要关闭仪器电源,按照上面步骤继续测量下一台设备。
7、测量结束
所有设备测量结束后,关闭露点仪电源。
四、菜单操作(WBGSM-3000BSF6高精度微水仪���作更加简便,功能更完备)
在测量状态,通过“确定”键可以进入功能菜单,如图1。
1、打印 (打印机为选配件,建议打印时插入外接AC220V电源,增加电池使用时间)
打印当前数据:在测量状态,通过按“确定”键可以进入功能菜单,选择“打印”菜单,按“确定”键,即可打印当前数据。
2、保存数据
在测量状态,通过按“确定”键可以进入功能菜单,按“上”、“下”键选择“保存记录”菜单,按“确定”键,进入保存数据页面,保存数据时,可以根据设备进行编号。
设备编号为六位,可以通过“上”、“下”键增加数值大小,“左”、“右”键移动到要调整数据位。
输入编号后,按“确定”键,完成保存数据。按“取消”键可以返回上一页,此时不保存数据。
3、查看记录
在测量状态,通过按“确定”键可以进入功能菜单,按“上”、“下”键选择“查看记录”菜单,按“确定”键,进入查看记录页面。
显示时从很后一次保存的数据,可以按“上”、“下”键翻看数据。
按“确定”键,打印记录。
4、删除记录
在测量状态,通过按“确定”键可以进入功能菜单,按“上”、“下”键选择“删除记录”菜单,按“确定”键,可删除所有数据。
5、修改时间
在测量状态,通过按“确定”键可以进入功能菜单,按“上”、“下”键选择修改时间,按“确定”键,进入修改时间页面。
通过“上”、“下”键可以增加时间数值,“左”、“右”键可以减小时间数值。
输入小时、分钟、秒后,按“确定”键可以转到下一个修改域内。
五、注意事项(WBGSM-3000BSF6高精度微水仪操作更加简便,功能更完备)
1、仪器应放置在可靠位置,防止摔坏。避免剧烈震动。
2、勿测有腐蚀性的气体。
3、仪器使用前,应及时充电。
4、充电时只需将电源线接入220V插座,无需打开电源开关,仪器将自动充电,充电时间一般需要20个小时以上。
“近年来,输配电线路监测装置的供电稳定性问题受到国内外相关科研机构的广泛关注。针对杆塔侧监测装置供电,主要的两条技术路线分别是环境微能量收集和无线能量传输。”
环境微能量收集方案聚焦电场与磁场能量收集,受杆塔侧环境能量强度与取能效率的影响,可供给电能较为微弱,主要面向的是监测温度、电流等的毫瓦级功耗传感器。而无线能量传输方案可供给电能较为充足,不仅可为毫瓦级功耗传感器供电,还可为摄像头、微气象监测装置等瓦级功耗传感器供电。无线能量传输具有免布线的优势,可实现高低电位隔离供电。因此,攻关团队决定采用无线传能技术,将从线路侧电流互感器获取的电能传输至杆塔侧,为杆塔侧监测装置全天候可靠供电。
目前,无线传能技术主要包括射频、激光和磁谐振几种方式。射频发射天线和激光器体积较大,不适于挂载在线路本体上。“磁谐振无线传能技术理论上可实现小型化的瓦级隔离供电,是理想的高低电位隔离供电解决方案。”黄辉说。磁谐振无线传能技术利用自然界中广泛存在的谐振现象,通过耦合谐振来传递能量。这种方式具有无辐射、可靠性高的优势。但在满足输配电线路绝缘距离与传能设备小尺寸要求的前提下,如果采用传统的两级磁谐振传能方式,传能效率和传能功率均较低。
为提升传能效率和传能功率,攻关团队经研究探讨后采用了多级磁谐振中继无线传能技术,提出了多级磁谐振模块无线传能系统*优参数设计与控制方法,实现能量的逐级传递。这样避免了两级磁谐振模块间距离过大而引起的功率损失问题,达到了高效率的瓦级能量无线传输效果。
接下来,攻关团队需要解决的问题是如何在不改变线路电场分布特性的情况下,实现磁谐振模块在线路与杆塔间的固定。他们将多级磁谐振无线传能系统与复合绝缘子一体化设计,提出把该系统嵌入绝缘子的动态调谐与绝缘保障方法,使绝缘子的每一个伞裙成为1级磁谐振模块,解决了跨越高电位与地电位的多模块部署问题。
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