范桂恩

(国网江西省电力有限公司鹰潭市贵溪市供电分公司，江西 鹰潭 335400)

10 kV输电线路担负着输送、分配电力的重要任务，是电力系统的重要环节，但10 kV输电线路处于野外环境中，受各种恶劣自然条件如洪水冲刷、覆冰、覆雪等的影响非常大，运行状态很不稳定，甚至有时还受到人为的偷盗和破坏，杆塔倒塌、线路断裂的事故不断，给电力输送带来严重影响。为保证10 kV输电线路的运行安全，研究开发利用10 kV线路台区跌落式传感器型号DESCH102监测系统，可有效缩减抢修时长[1-3]。研究过程中，项目组实现了跌落开关在线监测技术的系列化研究报告，包括理论结构设计和建模、仿真计算过程和结果、试件研究测试阶段报告和最终成品详细的设计图纸等。

国网台区典型方案由以下6个部分组成：架空电缆引下线、跌落式传感器、普通避雷器/可卸装式避雷器(二选一)、配电变压器、变压器低压侧出线、低压综合配电箱。如表1所示。

表1 国网台区典型设计方案

跌落开关是配电线路的重要组成部分，是重要的故障隔离装置，在配电线路上十分普遍。常规跌落开关运行存在如下缺陷。①跌落开关易损。②跌落开关故障状态无法第一时间感知，恢复供电时间过长。③跌落开关的工作电流没有记录，无法判断动作原因。④跌落开关熔断后，若变压器非全相运行时间过长，容易造成变压器的烧毁。

针对以上缺陷，开发利用DESCH102台区跌落式传感器，该装置采用物联网技术，可以实现配网分界点运行状态实时监管，解决当前跌落开关存在的过程状态和故障状态未知的现状，完善智能配电台区高压侧状态感知和设备运行状态的在线监测，为配电台区可靠运行提供帮助，提高故障运维效率。

2.1 DESCH102台区跌落式传感器的硬件

DESCH102台区跌落式传感器的硬件由DESCH跌落开关在线监测装置、DESCH 100跌落开关在线监测装置汇集网关、跌落开关与保护装置组合组成，如图1及表2所示。

图1 DESCH102台区跌落式传感器的硬件组成

表2 传感器的硬件组成

2.2 DESCH102台区跌落式传感器的主要功能

1)电流测量:实时监测用户分界线路电流，采集精度1%。

2)状态检测:实时监测跌落熔丝的分合闸状态。

3)相间短路检测:相间短路发生时，自动报整，并上报汇集单元(或融合终端)。

4)单相接地检测:当检测到单相接地时，启动三相智能跌落熔丝自动录波，并上报汇集单元(或TTU)，由汇集单元判新单相接地状态，如果发生单相接地，自动报警，并上报主站系统。

5)本地通信功能:通过RF短距离无线通信方式，实现三相智能跌落熔丝、智能跌落熔丝与汇集单元(或TTU)之间的相互通信。

6)远程通信功能:通过无线公网实现与主站系统之间的通信，通信协议支持101104规约。

2.3 DESCH102台区跌落式传感器的安装方式

2.3.1 在线监测装置安装

终端通过套管或卡扣结构安装、固定，如图2所示。

图2 在线监测装置安装

2.3.2 汇集网关安装

1)安装位置：就近的JP柜或者新装表箱内。

2)网管供电：从接线盒任一相取电(220 V)，预留485和233串口。

3)本地通信：在网关与融合终端之间接RS485线。

4)若无终端，可通过自带4G通信单元与自动化系统通信。

2.4 DESCH102台区跌落式传感器技术特点

该研究开发的DESCH102台区跌落式传感器技术参数如表3所示，其具有如下技术特点。①超低静态电流：传感器工作寿命更长。②高精度测量：提供角度、电流双测量。③多维度判断：角度测量，电流测量和机械测量。④防冲突性：自动匹配。⑤安装简便牢固：环式安装，不易脱落。⑥高安全性：加密算法与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解。⑦适应各种环境：密封式设计，适应各种恶劣环境。⑧多种电流等级：匹配多种电流规格传感器。

表3 DESCH102台区跌落式传感器技术参数表之射频性能

3.1 功能实现

10 kV线路台区跌落式传感器可安装在配电线路上，其中传感器固定在传感器熔管上，数据终端安装在杆塔上，用于在线监测传感器运行及故障情况，是一套具有远程传输能力的分布监控、集中管理、即时通知型的智能化管理系统。传感器在线监测系统可实现以下功能。①遥信:大电流故障的准确判断和传感器工作状态判断。②遥测:负荷电流的实时监测、定时上传以及故障电流的采集和立即上传。③遥调:远程联网设定和修改故障整定值，远程联网设定和修改故障复位时间，远程联网设定和修改报警检测的延时时间，远程联网设定和修改电流变比系数和远程联网设定和修改负荷电流定时远传周期[4]。需要指出的是传感器在线监测系统实现的遥调功能除第一项外其余均为可选功能。

3.2 使用优点

1)台区跌落式传感器安装在10 kV配网线的可靠性。台区跌落式传感器在10 kV开关和电缆之间是软连接硬支撑方式安装的，软连接在10 kV开关(令克、真空SF6隔离刀闸)上，硬铜(铝)管支撑处以柱式瓷瓶固定，所以在拆接接地线时不会让导线出现大幅震动，对开关触点不会造成负压和损伤。该产品在运行过程中不会产生安全隐患，线路的运行可靠性得到一定的保障[5]。

2)优良的抗老化、抗氧化和良好的接触性。台区跌落式传感器通过了严格的各项试验，包括硅橡胶绝缘耐压和老化试验。在端子和验电连接点，也做了铜镀锡处理，确保接触点的金属基本不会氧化，保证了良好的接触性。

3)10 kV开关电缆之间的优良接地。台区跌落式传感器使用后，在10 kV开关和电缆之间构架出优良的验电接地点，符合了安规的工作两侧挂接地要求，并能很好地保护电力施工人员的人身安全。

4)大幅度提高了10 kV配电网线路的用电可靠性。台区跌落式传感器的总长度在1.2 m以上，使用该产品后在开关和电缆之间留出了将近1 m的安全工作距离。在跳开10 kV开关并验电挂接地后，可以放心地在电缆侧工作，可以在上一级线路不停电的情况下，停电—验电—挂接地—施工。

5)安装和使用的便利性、美观性。台区跌落式传感器是在工厂内加工成型的，不需要到施工现场再另外断线压接等工序，用柱式瓷瓶固定好后十分牢固。在后期停电挂拆接地时不会松动十分便利。台区跌落式传感器整齐的排列在10 kV开关下方，使线路看上去十分整洁明了，并明确的标识了颜色，让人一目了然。

目前10 kV线路的开关和电缆之前没有可靠的验电挂接地线的地方，当10 kV开关以下的电缆及高压开关柜等设备发生故障及更换、检测、修理的时候都必须停用整条10 kV线路或支线线路。因此，利用10 kV线路及台区跌落式传感器通过监测和上送传感器的状态、大电流故障信息、熔断前的故障电流等信息和数据，帮助运行维护人员及时发现故障点，快速实现故障抢修恢复供电，缩减抢修时长。同时系统所采集的熔断电流作为传感器设备状态检修的参考。总之，从实用性和经济性考虑，相对于改造网络结构、增加电力设备、加强巡检强度等手段而言，配电线路传感器在线监测系统作为一种成本低、见效快、稳定性高、组网灵活的简易型配电自动化系统，更适合于在城市郊区和农村配网进行全面建设，从而有效地提高配网的供电可靠性。

猜你喜欢台区配电电缆海底电缆——将世界连接起来趣味(数学)(2019年12期)2019-04-1310kV及以下配电线路运行维护电子制作(2018年18期)2018-11-14配电自动化技术在配电系统中的应用分析通信电源技术(2018年5期)2018-08-23降低台区实时线损整治工作方法电子制作(2017年2期)2017-05-17高温超导电缆中国科技信息(2016年6期)2016-08-31高温超导电缆中国科技信息(2015年23期)2015-11-07配电终端对配电系统可靠性的DSRATU分析法电测与仪表(2015年24期)2015-04-09三合一集中器作为台区线损考核表计的探讨电测与仪表(2014年16期)2014-04-22多功能低压台区识别设备的研制电测与仪表(2014年13期)2014-04-04提升台区线损正确可算率的措施与实践电力需求侧管理(2014年6期)2014-03-20