技术条件书-标的1：《变电一次设备带电接触式局放检测技术研究》科技项目（设备试制）.docx

标的1：《变电一次设备带电接触式局放检测技术研究》科技项目（设备试制）技术条件书批准：审核：编制：广东电网有限责任公司珠海供电局二〇二三年二月目录1. 总则 32. 项目概况 33. 技术服务目标 54. 设计方案 54.1设备主要组成 54.2主要技术路线 54.1局部放电脉冲信号耦合器 54.3绝缘操作杆 94.4检测装置 105. ★装置（工具）技术指标 115.1环境及机械条件 115.2 装置电源 115.3 通讯方式 115.4 执行标准 115.5产品技术参数 125.6技术特性 126. 可靠性要求 137. 制造工艺要求 138. 交付物与验收 13附表1 ：技术差异表 151. 总则1.1. 本技术条件书为标的1:《变电一次设备带电接触式局放检测技术研究》科技项目（设备试制）采购技术条件书1.2. 本卷所描述的各种功能、性能需求仅供投标方编制投标文件之用投标方可以提出不同的建议方案，但是建议方案必须满足但不限于本标书所阐述的全部技术功能要求1.3. 投标方在投标文件中，对本标书应逐项予以说明和答复，同时根据具体情况提出相关的建议，并附详细资料和说明1.4. 本标书仅描述基本的技术需求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和技术条文，投标方应根据需求目标提供进一步具体的可满足要求的功能和性能指标。

1.5. 投标技术文件要求文字精练、数据准确、表述及图示清晰明确，具有针对性1.6. 招标方将提供必要的配合工作，协助中标方完成该项目的设备试制工作1.7. 本项目中标方应参与《变电一次设备带电接触式局放检测技术研究》科技项目（设备试制）的全过程，包括配合项目的最终验收1.8. 投标人必须仔细阅读招标文件的全部条款，并作出明确响应投标文件中带“★”号的条款及要求，投标方必须满足，若有一项不满足将可能导致废标2. 项目概况本项目为《变电一次设备带电接触式局放检测技术研究》科技项目（设备试制）（项目编码：030400KK52210065）设备试制采购项目2.1项目背景一是电网规模不断壮大，致设备绝对数不断增加，而南方电网公司用工策略已由“零增长”向“负增长”转变，同时社会的发展对供电质量和供电可靠性的要求越来越高，如不研究通过技术手段提高生产工作效率，人力资源将无法支撑设备的日常预试、检修和维护等各项生产工作二是依据规程，设备检修与试验以定期为主，状态为辅，然而设备供应商以追求利润最大化为目标，致设备质量良莠不齐，定期检修有可能造成设备过检修或欠检修三是停电困难，停电开展设备预试，既增加了操作及电网运行风险，又降低供电可靠性和供电量。

四是《南方电网公司数字化转型生产域行动计划（2020年版）》，明确提出加快生产域数字化转型，推广先进监测技术应用，实现设备运行状态智能感知、典型缺陷智能预警等创新管理制定为项目的研究提供了支撑因此，有必要开展带电设备局部放电检测技术研究，实现不停电状态下开展设备健康度辨识与判断，提高设备预试和生产运维工作效率，进一步提升设备、电网运行安全性和供电可靠性2.2研究必要性 近年来，因变压器套管、互感器等设备的绝缘缺陷、隐患引起的设备事故事件多发，严重影响供电可靠性持续提升的工作要求目前，传统的停电预防性试验无法及时发现变压器套管、互感器等设备的隐患以及突发性的缺陷，而户外敞开式布置变电站线圈类设备存在带电接触式局放检测技术空白针对以上问题，结合南方电网公司系统内对供电可靠性要求的不断提高以及南方电网生产域数字化转型行动计划的需求，本项目将基于高性能计算技术、物联通讯技术，结合定向与极性相结合局放新型检测方式，开展变电一次设备带电接触式局放检测技术研究，研制变电一次设备带电接触式局放检测装置拟解决变压器套管、互感器等设备定期停电预试带来的供电可靠性与系统可靠性降低、设备隐患未能及时发现、员工劳动强度大而工作效率低等现实问题，实现运行中变电一次线圈类设备健康度的透视化与及时有效掌控，构建变电设备数字化绝缘检测策略，助力数字电网的发展。

2.3研究内容包括（1）开展可带电操作的局部放电脉冲电流信号耦合器的研究；开展基于胶浸纤维技术的局放脉冲电流耦合器设计方案研究，设计该传感器的结构成品需满足安全性、低成本、高灵敏度的要求，实现局部放电的pC值采样2）开展高精度脉冲方向耦合器的研究；基于高灵敏传感技术、高性能PCB罗氏线圈及MEMS等技术，按照无源化、无接触、误差自补偿原则，研制变电一次设备脉冲方向耦合器3）开展分布式检测装置无线组网方式及高精度同步技术的研究；应用分多址技术、双向伪码测距、FPGA+DSP 基带等技术研制耦合器间及与检测装置无线通信同步系统，实现检测数据的高精度同步采集与无线传输4）开展两种耦合器配套的低功耗高采样率采集器的研制；开展信号的预调理回路、数据采样、处理及存储模块的设计；开展采集器放置在高压侧的等电位及屏蔽研究；通过无线通讯及同步模块，基于IEEE1588协议与位于地电位带电局放检测装置实现自动组网，实现与带电局放检测装置的高精度时间同步5）开展带电局放检测装置及检测数据分析与诊断软件系统研究；装置硬件设计采用积木式模块化结构，软件采用一体化设计思想，基于支持容器技术的操作系统，搭载检测数据分析与诊断软件，实现变电一次设备局放检测数据采集和就地控制。

检测数据分析与诊断软件系统基于极性鉴别法、PRPD图谱、D-S证据组合技术及机器学习分析技术建立专家库，对干扰及无效信号进行分析滤除，确保检测数据的有效性、准确性，实现电力设备绝缘智能诊断2.4采购内容依据招标方提供的技术条件书，试制：局部放电脉冲信号耦合器4台；高精度脉冲方向耦合器4台；绝缘操作杆6支；检测装置2台3. 技术服务目标3.1 本项目主要技术服务内容包括以下2个方面：（1） (1)★根据招标方提供的设备试制技术要求，试制：局部放电脉冲信号耦合器4台、高精度脉冲方向耦合器4台、绝缘操作杆6支、检测装置2台（工程样机）2)★根据招标方的具体要求，负责完成设备的现场安装和调试4. 设计方案4.1设备主要组成所试制的变电一次设备带电接触式局放检测主要由局部放电脉冲信号耦合器、高精度脉冲方向耦合器、绝缘操作杆、检测装置主机和诊断软件组成4.2主要技术路线4.1局部放电脉冲信号耦合器局部放电耦合器的局放电脉冲采集主要通过罗氏线圈采集，主要通过罗氏线圈将局放的电流信号转换成电压信号完成数据采集，原理如下：假设一根无限长载流导线垂直穿过罗氏线圈中心，导线电流为I线圈内径为a，外径为b，板厚为h，导线的磁导率为μ。

如图1所示根据 Biot-Savart 定律，x 处的磁感应强度： B=μ(I/(2𝜋x)) 图1 罗氏线圈模型每匝产生的磁通量：根据楞次定律，N 匝线圈感应出的电压：M为互感系数，由此可知，罗氏线圈的输出是一个电压，它与测量的电流呈微分关系为了感测局放信号，罗氏线圈尽量采用结构简单，便于挂接与架空线上的开口互感器形式，并且其采样电路、嵌入式处理器、无线数据通信模块等与其构成一体，局部放电脉冲信号耦合器如图2所示图2 局部放电脉冲信号耦合器局放放电脉冲信号耦合器硬件设计：（1） 32位嵌入式处理器（国产化）及运行指示灯；（2） 采集信号带宽5MHz~10MHz；（3） 具有对局放脉冲信号定性和定量的处理能力；（4） 具备LORA无线通信接口；（5） 具有北斗卫星授时模块接口，授时精度10ns；（6） 具有10M/s速率的光纤接口；（7） 具有开口罗氏线圈，便于挂接于架空线路；（8） 耦合器采用可充电电池供电（5V）和USB充电接口；（9） 耦合器外形不超过150X150X150mm(不包括罗氏线圈)，总质量不超过1000克；（10） 长时间工作电压：252kV。

局放放电脉冲信号耦合器软件设计要求：（1） 采集局放脉冲信号，完成定性处理和定量数字化存储通过罗氏线圈对高频局放电流信号转换，32位嵌入式处理器完成数字化处理，实现局放信号的判断与存储2） 北斗卫星授时模块完成系统时钟同步，并为采集数据定义时标，便于后续数据分析3） Lora通信模块完成耦合器与局放分析仪完成数据通信，主要传送局放的定性和定量数据4.2高精度脉冲方向耦合器 高精度脉冲方向耦合器主要是判断哪台设备产生的局放信号，该研究可以通过硬件或软件处理方法完成要通过罗氏线圈的采样判断脉冲电力方向，硬件方法可以通过高速逻辑比较器完成脉冲信号的先后比较，由于电波传送速度是每秒30万公里，所以10ns传送0.3米，为了准确判断脉冲电流方向，必须用两个罗氏线圈并且相距大于0.3米（时基分辨率为10ns）；软件方法是高精度脉冲方向耦合器通过无线通信模块LORA，采集两个局放放电脉冲信号耦合器的带有时标的局放脉冲数字化信号，通过相同时标信号比较判断，判定局放脉冲信号的方向，确定发生局部放电的设备高精度脉冲方向耦合器硬件软件设计要求：（1）32为嵌入式处理器（国产化），操作系统系统采用LINUX操作系统（2）10M/S光纤接口（3）LORA无线通信模块接口（4）北斗卫星授时模块接口（5）人机对话采用：6.4”LCD液晶显示器，电阻式触摸屏（6）采用5V可充电电池供电，具有USB充电接口,也可以采用交流220V供电。

7）机箱采用标准4U便携机箱，总质量不超过5KG高精度脉冲方向耦合器运行结构如图3所示图3 高精度脉冲方向耦合器运行结构图4.3绝缘操作杆绝缘操作杆应满足国家标准GB 13398-2008《带电作业用空心绝缘管、泡沫填充绝缘管和实心绝缘棒》绝缘操作杆结构如图4所示，顶端为螺杆结构，与局部放电脉冲信号耦合器底部通过螺纹连接，连接可靠、简捷、方便；底端套缩硅橡胶护套，护套表面防滑处理；绝缘操作杆采用多节伸缩设计；杆体表面防潮处理绝缘操作杆设计要求如下：（1） 操作长度：≥6m；（2） 杆体材质：胶浸纤维；（3） 密度：≥1.75g/cm3；（4） 吸水率：＜0.15%；（5） 介质损耗因数：＜0.4%；（6） 抗弯强度：≥5000N/m；（7） 耐压强度：300mm长度短时工频耐压不小于100kV；（8） 重量：＜2kg图4 绝缘操作杆结构图4.4检测装置检测装置原理示意图如图 5 所示 图5 检测装置原理示意图该项目采用便携式检测装置，只需将局部放电检测仪通过WiFi与局部放电脉冲采集器连接，就可以对设备进行局部放电检测，然后再通过WiFi连接到PC端，实现检测数据的上传、存储、显示与分析。

局部放电检测方法应采用脉冲电流法，实现全真局放pC值检测检测装置由检测装置具体参数和技术要求：（1）供电方式：蓄电池，续航时间12h；（2）操作系统：基于ARM微处理器的高速嵌入式硬件平台；（3）防护等级：IP68；（4）与采集器的连接方式：WiFi（5）通道：3通道同步采样；（6）传输方式：WiFi；（6）信号检测灵敏度：-80dB；（7）局部放电灵敏度：5pC；（8）外形尺寸：300*160*450；（9）重量：≤20kg5. ★装置（工具）技术指标5.1环境及机械条件正常工作温度 -25℃～+55℃；相对湿度≤。