【团体标准】 GIS微水密度在线监测系统技术规范

4系统构成基本构成GIS微水密度在线监测系统应由下列部分构成：a)传感器：用于测量SF?气体的微水含量和密度，温度及压力，应具备高灵敏度、高精度和良好的抗干扰能力。b)数据采集单元：应采集传感器信号并转换为数字信号。c)数据处理单元：应采集数据进行分析、处理和存储。d)通信模块：应支持有线或无线通信，将数据传输至监控终端。e)监控终端：应显示监测数据、报警信息和历史数据查询。工作原理?监测器与SF?气体气室连接，主IED为监测器供电和通信转接，传感器采集高压开关中SF?气体的温度、压力、湿度等模拟信号通过?RS485?或光纤等方式传输至后台用户界面提供实时数据采集显示、数据远传、故障报警传输、后台数据显示与分析。5技术要求环境条件5.1.1系统应在下列环境条件下正常工作:a)环境温度：-40°C～+45°Cb)工作温度：-40°C～+85°Cc)相对湿度：5%～95%。d)大气压力：80kPa～110kPa。外观要求5.2.1外观应无明显瑕疵、划痕、掉漆、锈蚀等现象。。5.2.2器件连接处应紧密，活动部件应动作灵活。性能要求5.3.1测量范围微水含量0～2000ppm，露点范围-80℃～＋20℃时，露点温度测量精度应优于±1℃；微水含量1000～2000ppm时，露点温度测量精度应优于±8%FS。密度测量精度应优于±3%FS。5.3.2测量精度微水含量0～1000ppm时，测量精度应优于±5%FS。密度测量精度应优于±3%FS。5.3.3温度指标测温范围宜为-40℃～＋125℃。温度测量精度应优于±1℃。5.3.4稳定性24小时内微水含量测量值的标准偏差应小于±2%FS。密度测量值标准偏差应小于±0.2%FS。5.3.5抗干扰能力在GB/T17626规定的电磁干扰下，测量误差不应超过测量精度要求。5.3.6响应时间从传感器检测到变化到监控终端显示更新数据的时间应小于1分钟。环境适应性5.4.1低温装置应承受GB/T2423.1规定的低温实验。5.4.2高温装置应承受GB/T2423.2规定的高温实验。5.4.3恒定湿热装置应承受GB/T2423.3规定的恒定湿热实验。5.4.4温度变化装置应承受GB/T2423.22规定的温度变化实验。报警门阀5.5.1微水含量报警门限非灭弧气室报警门限应为300μL/L，可根据实际运行要求调整；灭弧气室报警门限应为500μL/L，可根据实际运行要求调整。5.5.2密度报警门限一级报警门限应为0.45MPa，可根据不同厂家和不同气室设置。二级报警门限应为0.40MPa，可根据不同厂家和不同气室设置。安全性电气安全应符合GB/T11022的规定。监测系统装置外壳防护应符合GB/T4208的规定，外壳防护等级，户外不应低于IP65；户内不应低于IP54。数据存储与传输5.7.1数据存储时，本地应至少存储3个月的历史数据，数据存储时间间隔不应大于5分钟，应支持通用数据库格式。5.7.2数据传输应支持RS485、以太网等有线和4G、5G、Wi-Fi等无线通信，无线通信应符合GB/T22239的安全加密规定。绝缘性能5.8.1绝缘电阻应符合下列规定：a)在正常试验大气条件下，独立电路与外露的可导电部分之间，以及独立电路之间，绝缘电阻应符合表1的规定。表1正常试验条件下绝缘电阻要求额定绝缘电压Ur绝缘电阻要求Ur≤60V用250V兆欧表测量，不小于5MΩ250V>Ur>60V用500V兆欧表测量，不小于5MΩb)在温度+(40±2)℃，相对湿度(93±3)%恒定湿热条件下，独立电路与外露的可导电部分之间，以及独立电路之间，绝缘电阻应符合表2的规定。表2恒定湿热条件下绝缘电阻额定绝缘电压Ur绝缘电阻Ur<60V≥1MΩ(用250V兆欧表测量)250V>Ur>60V≥1MΩ(用500V兆欧表测量)注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路绝缘电阻采用250V>Ur>60V的要求电磁兼容5.9.1静电放电抗扰度试验试验应符合GB/T17626.2的严酷等级4级的规定。5.9.2射频电磁场辐射抗扰度试验应符合GB/T17626.3的严酷等级3级的规定。5.9.3电快速瞬变脉冲群抗扰度试验应符合GB/T17626.4的严酷等级4级的规定。5.9.4浪涌(冲击)抗扰度试验应符合GB/T17626.5的严酷等级4级的规定。5.9.5射频场感应的传导骚扰抗扰度试验应符合GB/T17626.6的严酷等级3级的规定。5.9.6工频磁场抗扰度试验应符合GB/T17626.8的严酷等级5级的规定。5.9.7脉冲磁场抗扰度试验应符合GB/T17626.9的严酷等级5级的规定。5.9.8阻尼振荡磁场抗扰度试验应符合GB/T17626.10的严酷等级5级的规定。5.9.9电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验应承受GB/T17626.11规定的电压暂降和短时中断为60%额定电压，持续时间10个周期的电压暂降和短时中断干扰的规定。机械性能5.10.1振动(正弦)试验应符合GB/T11287规定的严酷等级为1级的振动响应，振动耐久试验。5.10.2冲击试验应符合GB/T14537规定的严酷等级为1级的冲击响应。5.10.3碰撞试验应符合GB/T14537规定的严酷等级为1级的碰撞试验。连续运行性能装置持续运行72小时，试验期间数据测量、传输及显示等功能应符合技术文件的规定。密封性微水密度变送器在承受产品技术文件规定的压力上限值范围内SF?气体压力时年泄漏率小于0.3%。湿度试验应符合GB/T2423.3的规定。6系统功能一般功能功能应满足下列要求：a)实时监测：能够实时采集和展示GIS设备的运行数据，b)状态评估：通过对数据进行分析，评估设备的健康状态，预测可能的故障或异常，并提供维护建议c)故障诊断：实时监测设备状态，自动识别并诊断潜在故障，提供故障报告和解决方案；d)维护管理：跟踪设备的维护记录，自动生成维护计划，提醒相关人员进行维护操作；e)历史数据分析：记录设备的历史数据，通过分析历史趋势来预测设备的寿命和维护需求；f)优化控制：基于实时数据和预测分析，优化设备的运行参数，提高系统的整体性能和可靠性；g)用户界面：提供友好的用户界面，便于操作人员查看数据、生成报告和管理设备；h)安全性：确保数据的安全性和系统的稳定性，防止潜在的网络攻击和数据泄漏。一般检测状态系统应实时显示下列检测状态，且状态信息清晰、无延迟：a)气体状态监测：SF?气体压力、密度、温度和微水；b)设备状态监测：传感器、通信模块、数据处理单元的运行状态。7试验方法外观按照5.2各项要求进行检查，检查结果应形成书面记录。基本功能测试按照现场配置方案组成在线监测系统，工作电压为额定值，整装置可实现温度、微水、密度、压力的测量、采集、显示及上传，并可实现数据存储、查询、参数设置、曲线绘制等各种功能，每项功能测试应重复3次，均需合格。测量精度试验微水含量测量精度试验：使用标准微水含量气体（已知浓度）对传感器进行标定和校准。在不同浓度范围内（如0～200ppm、200～500ppm、500～1000ppm、1000～2000ppm）进行多次测量，计算测量值与标准值之间的相对误差。相对误差应满足5.3.1节的要求密度测量精度试验使用已知密度的SF?气体对传感器进行标定和校准。在不同密度范围内（0.5～2kg/m3、2～4kg/m3、4～6kg/m3等）进行多次测量，计算测量值与标准值之间的相对误差。相对误差应满足5.3.2节的要求。密封性实验将微水密度变送器气室密封，内部充产品技术文件规定的压力上限值的额定压力的SF?气体，采用包扎法检漏，静置24小时后，用高精度SF?检测仪检查无泄漏。稳定性试验将系统置于稳定的工作环境中，连续运行24小时。每隔1小时记录一次微水含量和密度的测量值。计算测量值的标准偏差，应满足5.3.4节的要求。抗干扰能力试验按照GB/T17626系列标准规定的电磁干扰环境进行试验。在干扰环境下对系统进行微水含量和密度测量，测量误差应满足5.3.5节的要求。响应时间试验使用快速变化的微水含量或密度气体对传感器进行测试。记录从传感器检测到变化到监控终端显示更新数据的时间，应满足5.3.6节的要求。环境适应性试验7.9.1低温性能试验应按GB/T2423.1的规定执行。7.9.2高温性能试验应按GB/T2423.2的规定执行。7.9.3恒定湿热试验应按GB/T2423.3的规定执行。7.9.4温度变化实验应按GB/T2423.22的规定执行。湿度试验按照GB/T2423.3的规定，在相对湿度95%（无凝露）的环境下对系统进行试验，检查系统是否正常工作。数据存储与传输试验7.11.1数据存储试验向系统中输入大量数据，检查系统是否能够正确存储数据。查询历史数据，检查数据的完整性和准确性。7.11.2数据传输试验：使用有线和无线通信方式进行数据传输试验，检查数据传输的稳定性和准确性。检查数据传输的加密功能是否有效。绝缘性能试验7.12.1绝缘电阻试验绝缘电阻试验应按GB/T7261的规定执行。7.12.2介电强度试验介质强度试验按照GB/T7261-2016的要求进行。7.12.3冲击电压试验冲击电压试验按照GB/T7261-2016的要求进行。电磁兼容性试验7.13.1静电放电抗扰度试验静电放电抗扰度试验按照GB/T17626.2的要求进行。7.13.2射频电磁场辐射抗扰度试验射频电磁场辐射抗扰度试验按照GB/T17626.3的要求进行。7.13.3电快速瞬变脉冲群抗扰度试验电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按照GB/T17626.4的要求进行。7.13.4浪涌（冲击）抗扰度试验浪涌（冲击）抗扰度试验按照GB/T17626.5的要求进行。7.13.5射频场感应的传导骚扰抗扰度试验射频场感应的传导骚扰抗扰度试验按照GB/T17626.6的要求进行。7.13.6工频磁场抗扰度试验工频磁场抗扰度试验按照GB/T17626.8的要求进行。7.13.7脉冲磁场抗扰度试验脉冲磁场抗扰度试验按照GB/T17626.9的要求进行。7.13.8阻尼振荡磁场抗扰度试验阻尼振荡磁场抗扰度试验按照GB/T17626.10的要求进行。7.13.9电压暂降、短时中断抗扰度试验电压暂降、短时中断抗扰度试验按照GB/T17626.11的要求进行。振动冲击试验7.14.1振动试验振动响应，振动耐久实验按照GB/T11287中规定的严酷等级为1级的试验方法进行。7.14.2冲击试验冲击响应，冲击耐久实验按照GB/T14537中规定的严酷等级为1级的试验方法进行。7.14.3碰撞试验碰撞试验按照GB/T14537中规定的严酷等级为1级的试验方法进行。连续通电试验组成在线监测系统后，工作电压为额定值、施加响应信号时，在线监测装置需工作在有效测量范围，进行72h(常温)的连续通电试验，要求72h期间，装置各项功能正常，测量数据稳定无明显波动。外壳防护试验按照GB/T4208规定和方法，将装置按照外壳防护等级IP65（户外），IP54（户内）的要求进行试验。试验结束后，装置各项功能正常，测量数据稳定无明显波动。8检验规则检验分类装置检验分为出厂检验、型式试验、现场检验3种。型式试验、出厂检验、按表3项目进行检验。表3检验项目序号检验项目试验依据试验办法型式检验出厂检验现场项目1外观5.27.1●●●2一般功能6.17.2●●●3微水含量测量精度5.3.17.3●●○4密度测量精度5.3.27.4●○○5密封性实验5.127.5●●○6稳定性5.3.47.6●●○7抗干扰能力5.3.57.7●○○8响应时间5.3.67.8●○○9环境适应性5.47.9●○○10湿度5.137.10●○○11数据存储与传输5.77.11●●○12绝缘性能5.87.12●●●13电磁兼容性5.97.13●○○14振动冲击试验5.107.14●○○15外壳防护试验5.67.16●○○●表示需检验项目○表示可检测可不检测型式试验型式试验应送交，具有资质的检测单位，完成检验，检验项目按表3中规定的检验项目逐个进行，并出具型式试验报告。当出现以下情况之一时，应进行型式试验:a)新产品定型，投运前b)连续批量生产的装置每四年一次c)正式投产后，如设计、工艺材料、元器件有较大改动，可能影响产品性能时d)产品停产一年以上又恢复生产时e)出厂试验结果与型式试验有较大差异时f)国家技术监督机构或受其委托的技术检验部门提出型式试验要求时g)合同规定进行型式试验时出厂检验每台装置出厂前,必须由质量部在正常条件下进行出厂试验,检验项目按照表3中规定的检验项目逐个进行,全部检验合格后,附有合格证及检验证记录方可允许出厂。现场检验现场检验，根据应用需求增补检验项目。9标志、包装、运输与贮存标志9.1.1每台产品应有明晰的铭牌，并应包括下列内容：a)装置型号；b)产品名称；c)制造商名称及商标；d)额定参数；e)出厂日期及编号。9.1.2装箱上应有下列标记a)发货厂名、产品名称、型号b)包装箱外形及毛重c)包装箱外面书写“向上”“易碎”“防潮”“精密仪器小心轻放”“不可倒置”等字样d)包装箱外面应设置包装储运图示标志，包装储运图示标志的名称、图形符号、尺寸、颜色及应用方法应符合GB/T191的要求。包装9.2.1产品包装前检查应满足下列要求：a)产品的合格证书和产品说明书、附件、备品、备件齐全；b)产品外观无损伤；c)产品表面无灰尘。9.2.2产品应有内包装和外包装，包装应有防尘、防雨、防水、防潮、防震等措施。运输产品应适用于陆运、空运、水(海)运，运输装卸应按包装箱上的标准进行操作。贮存包装好的装置应贮存在环境温度为（-25～+45）℃、湿度不大于85%的库房内，室内应无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体，不受灰尘雨雪的侵蚀。