輸變電站物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議SF6壓力傳感器
智慧化變電站，第四部分，SF6數(shù)字化密度表計
1. 概述
西安立歐測控生產(chǎn)的輸變電站物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議SF6壓力傳感器在中國電科院送檢，并通過了中國電科院組織的第二批數(shù)字化表計集中檢測。無線通訊SF6微水密度傳感器的防護(hù)等級是IP65。其壓力測量精度是±0.5%.F.S，溫度測量精度是±0.5℃，這是一個比較較保守的估計，產(chǎn)品的實際精度比這還要高。在每隔5分鐘上傳一次監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況下，DHP145LZ型無線通訊SF6微水密度傳感器的電池壽命可達(dá)6.5年以上，其實際壽命可達(dá)8年以上，即便是把傳感器因環(huán)境溫濕度的變化對其造成的加速老化這個因素考慮進(jìn)來，該傳感器的壽命也輕輕松松的達(dá)到8年以上。該傳感器的特點（無線無源SF6三合一傳感器）是集壓力、溫度、微水諸多傳感器于一身，采用高密度鋰電池供電，使用無線通信技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，并參考國網(wǎng)《Q/GDW XXX 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系列協(xié)議》研發(fā)而成的一款高性能SF6智能傳感器。
DHP145LZ型無線無源SF6三合一傳感器采用一體化設(shè)計，傳感器、高性能能處理器、高密度鋰電池、無線傳輸裝置都內(nèi)置傳感器腔體內(nèi)，安裝方法和傳統(tǒng)機械式傳感器相同，無需額外工序，部署到位后，按下按鍵，激活傳感器，即可正常工作，傳感器自行搜網(wǎng)，搜尋管理匯聚節(jié)點，完成組網(wǎng)功能后，自行上報業(yè)務(wù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，配合邊緣物聯(lián)代理網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)、設(shè)備監(jiān)控、異常報警等核心管理功能。
2. 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
DL/T 506-2018 六氟化硫電氣設(shè)備中絕緣氣體濕度測量方法
DL/T 1054-2007 高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)監(jiān)督規(guī)程
DL/T 846.5-2004 高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件 第5部分： 微量水分儀。
Q/GDW 534-2010 變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng) 技術(shù)導(dǎo)則
Q/GDW 172-2008 SF6高壓斷路器狀態(tài)檢修導(dǎo)則
Q/GDW 12020-2019 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)微功率無線網(wǎng)通信協(xié)議
Q/GDW 12021-2019 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點設(shè)備無線組網(wǎng)協(xié)議
Q/GDW 12082-2020 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器通用技術(shù)規(guī)范
Q/GDW 12083-2021 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)無線節(jié)點設(shè)備技術(shù)規(guī)范
Q/GDW 12184-2021 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)規(guī)范
Q/GDW 12186-2021 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)通信安全規(guī)范
3. 特點
（1）傳感器滿足《Q/GDW 12184-2021》、《Q/GDW 12020-2019》、《Q/GDW 12021-2019》、《Q/GDW 12082-2020》等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，采用LoRa無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)無線網(wǎng)在GIS設(shè)備站的全覆蓋運行；
（2）在線監(jiān)測SF6氣體的壓力、溫度、微水，并按照預(yù)置的時間間隔以無線通訊的形式將監(jiān)測數(shù)據(jù)定時發(fā)送至匯聚節(jié)點或接入節(jié)點；
（3）傳感器、鋰電池、天線為一體化設(shè)計，滿足結(jié)構(gòu)緊湊的同時，還具有優(yōu)異的IP65防護(hù)等級；
（4）內(nèi)置鋰電池供電，電池壽命5年以上，無需另外敷設(shè)電纜，無損安裝；
（5）采用微功耗設(shè)計，具備休眠、喚醒等多種模式，喚醒和休眠時間可任意設(shè)置，為用戶提供更多的靈活選擇；
（6）采用內(nèi)置全向天線、2.4G或470MHz工作頻段、通訊距離遠(yuǎn)。信息傳輸采用加密技術(shù)，抗信息干擾，信息安全標(biāo)準(zhǔn)符合《Q/GDW 12186-2021 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)通信安全規(guī)范；
（7）具有網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈和工作狀態(tài)指示燈，指示燈定時閃爍，通過兩種指示燈的不同閃爍組合直觀顯示傳感器的工作狀態(tài)；
（8）具有多功能按鍵，通過按鍵觸發(fā)和指示燈的狀態(tài)指示綜合判斷傳感器的工作狀態(tài)或異常代碼，也可以通過按鍵開關(guān)機傳感器；
（9）全溫度范圍溫度補償、測量精度高、可監(jiān)測20℃微水含量；
4. 性能與指標(biāo)
4.1技術(shù)參數(shù)
項目 | 參數(shù) | |
無線通訊性能 | 射頻方案 | LoRa |
工作頻段 | 470MHz或2.4GHz | |
通訊速率 | 1.2~62.8kbps | |
發(fā)送電流 | 108mA | |
接收電流 | 10mA | |
休眠電流 | 30uA±10%uA | |
MAX發(fā)射功率 | 22dBm | |
接收靈敏度 | -140dBm | |
發(fā)射字節(jié) | 230 byte | |
無線通訊協(xié)議 | Q/GDW12020-2019輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)微功率無線網(wǎng)通信協(xié)議、Q/GDW12020-2019輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)微功率無線網(wǎng)通信協(xié)議、或自定義協(xié)議 | |
傳感器響應(yīng)時間 | 露點: | 10S(20℃) |
壓力: | <0.5S(20℃ | |
溫度 | 2S(20℃) | |
測量參數(shù) | 露點范圍 | -50...+20℃ |
壓力范圍 | 100...1000kPa | |
溫度范圍 | -40...+60℃ | |
計算參數(shù) | 微水值 | 10…2000ppm |
壓力值（密度） | 1 ...10bar | |
SF6混合密度 | 0 ...100 kg/m3 | |
輸出參數(shù) | 20℃的氣體壓力值(限SF6氣體)：100...1200kPa SF6氣體的密度：0...100kg/m3 20℃微水含量：10...2000ppm | |
測量精度 | 露點 | ±3℃ |
壓力 | ±1%.FS | |
溫度 | ±1℃ | |
工作環(huán)境 | 被測氣體 | SF6氣體或SF6/N2混合氣體 |
變送器工作溫度 | -40...+60℃ | |
過載安全壓力 | 0 ... 50 bar | |
相對濕度 | 0...95%RH | |
一般參數(shù) | 工作電壓 | 3.6V鋰電池供電 |
電池壽命 | 如果是微功率傳感器，每隔5分鐘采集上報一次情況下，電池壽命5年以上。其他類型傳感器壽命，和傳感器的具體類型（微功率還是低功耗）和收發(fā)間隔時間以及傳感器工作的環(huán)境溫度有關(guān)。 | |
防護(hù)等級 | IP65 | |
機械接口 | G1/2 | |
漏氣率 | ≤10-9Pa.m3/s（氦氣檢測） | |
天線及電池安裝形式 | 天線內(nèi)置、電池內(nèi)置 | |
傳感器外形尺寸 | 47×117mm（直徑×外漏部分高度） | |
安全實驗GB4943.1-2001 | 抗電強度測試 | 700 VDC |
絕緣阻抗測試 | 3200MΩ | |
振動測試 | B/T 11287一2000 | |
沖擊與碰撞試驗 | GB/T 14537一1993 | |
4.2外觀
4.3現(xiàn)場應(yīng)用
5. 系統(tǒng)組網(wǎng)方案
(1) 基于《輸變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》和LoRa無線通訊技術(shù)的GIS微水密度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由傳感器、匯聚節(jié)點、接入節(jié)點組成，示意圖如下：
(2) SF6傳感器信號和匯聚節(jié)點之間通過無線通訊的方式連接，理論上一個匯聚節(jié)點可以和1000個以上的無線傳感器通訊；
(3) 接入節(jié)點和匯聚節(jié)點之間通過無線通訊的方式連接，理論上一個接入節(jié)點可以和2000個以上的匯聚節(jié)點通訊；
(4) 接入節(jié)點和業(yè)務(wù)服務(wù)器、網(wǎng)管之間，均通過以太網(wǎng)或光纖通訊。
6. 中國電科院數(shù)字化表計集中檢測
7.國網(wǎng)電商平臺上架產(chǎn)品
8.第三方檢測報告
9.現(xiàn)場應(yīng)用案例
