配電電纜線路故障定位及在線監(jiān)測系統(tǒng)

技術規(guī)范書

擬制:

總貝I」

1.木“規(guī)范書”明確了某城區(qū)供電企業(yè)10kV配電電纜線路故隙定位及在線監(jiān)測

系統(tǒng)歐I技術規(guī)范。

2.本“技術規(guī)范書”與商務協(xié)議具有同等日勺法律效力。

1.1系統(tǒng)概述

配電線路傳播距離遠，支線多、大部分是架空線和電纜線，環(huán)境和氣候

條件惡劣，外破、設備故障和雷電等自然災害常常導致故障率較高。一旦出現(xiàn)故

障停電，首先給人民群眾生活帶來不便，干擾了企業(yè)日勺正常生產(chǎn)經(jīng)營；另首先給

供電企業(yè)導致較大損失；再者一條線路距離較長，分支又多，呈網(wǎng)狀構造，查找

故障，非常困難，揮霍了大量的人力，物力。

電纜線路故障定位及在線監(jiān)測（控）系統(tǒng)重要用于lOkv電纜系統(tǒng)，可檢測

短路和接地故障并指示出來，可以實時監(jiān)測電纜線路的正常運行狀況和故障發(fā)生

過程。該系統(tǒng)可以協(xié)助電力運行人員實時理解電纜線路上各監(jiān)測點的電流、電纜

頭溫度、電纜頭對地電壓（局部放電）日勺變化狀況，在線路出現(xiàn)短路、接地、過

溫等故障后來給出聲光和短信報警，告知調(diào)度人員進行遠程操作以隔離故障和轉

移供電，告知電力運行人員迅速趕赴現(xiàn)場進行處理。主站SCADA系統(tǒng)除了顯示線

路故障電流途徑和位置，還能顯示線路負荷電流、零序電流、首半波尖峰突變電

流、線路對地電壓（局部放電）的變化狀況并繪制歷史曲線圖，顧客根據(jù)需要還

可以增長開關位置遙信采集、開關遙控、遠程無線抄表和無功賠償柜電容投切等

功能。

故障定位及在線監(jiān)測（控）系統(tǒng)還可以提供瞬時性短路故障、瞬時性和訶歇

性接地故障日勺在線監(jiān)測和預警功能，以及故障后事故分析和總結功能。

1.2總體規(guī)定

1.2.1當電纜線路正常運行時：系統(tǒng)可以及時掌握線路運行狀況，并將線

路負荷電流、零序電流、電纜頭溫度、線路對地電壓（局部放電）等線

路運行信息和開口CT取電電壓、后備電池電壓等設備維護信息處理后發(fā)

送至主站，在主站可以以便地查詢有關實時信息和歷史數(shù)據(jù)％為及時掌

握線路故障前的運行狀態(tài)，保證線路正常運行，防止事故發(fā)生，并為在

線調(diào)整故障檢測參數(shù)提供技術手段。

1.2.2當電纜線路發(fā)生故障時：系統(tǒng)可以及時判斷出短路、過流和接地故

障點，并將動咋信號、短路動作電流、首半波尖峰突變電流、接地動作

電流、線路對地電壓（局部放電，電纜頭溫度等故障信息處理后發(fā)送至

主站，在主站能購以便地查詢有關歷史數(shù)據(jù)和故障信息。為以便快捷查

找故障點，防止了事故深入擴大。

1.2.3故障定位應精確，不應有誤動和拒動。當誤發(fā)或拒發(fā)動作信號時，

可在線調(diào)整數(shù)字故障指示器的故障檢測參數(shù)，并通過主站搜集到的故障

電流歷史曲線來輔助分析判斷故障日勺位置。

1.2.4主站軟件應運行可靠，使用簡樸，維護以便。

1.2.5電纜線路的現(xiàn)場設備采用開口CT取電，運行穩(wěn)定可靠。

4錦江高分箱3LPK-DCUO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器9

LPK2-E數(shù)字故障指示器3

5金剛山賓館高分箱3LPK-DCUO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器9

LPK2-E數(shù)字故障指示器3

6金葉高分箱3LPK-DCUO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器9

LPK2-E數(shù)字故障指示器3

7干部學院高分箱3LPK-DCUO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器9

LPK2-E數(shù)字故障指示器3

8環(huán)境保護高分箱2LPK-DCUO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器6

LPK2-E數(shù)字故障指示器2

9樂達康高分箱3LPK-DCUO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器9

LPK2-E數(shù)字故障指示器3

1.3.2車站線設備配置方案

站號開閉所（分支箱）線路數(shù)量設備名稱數(shù)量

11#開閉所4LPK-DCLO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置2

LPK2-C數(shù)字故障指示器12

LPK2-E數(shù)字故障指示器4

2記錄車站高分箱3LPK-DCLO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器9

LPK2-E數(shù)字故障指示器3

3農(nóng)發(fā)行高分箱3LPK-DCUO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置2

LPK2-C數(shù)字故障指示器9

LPK2-E數(shù)字故障指示器3

4筆架山大酒店高分3LPK-DCUO遠程通訊終端1

箱LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器9

LPK2-E數(shù)字故障指示器3

5環(huán)山高分箱4LPK-DCLO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器12

LPK2-E數(shù)字故障指示器4

6天樂府高分箱4LPK-DC10遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器12

LPK2-E數(shù)字故障指示器4

7景園高分箱3LPK-DC10遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器9

LPK2-E數(shù)字故障指示器3

8體育場高分箱4LPK-DCUO遠程通訊終端1

LPK2-PCT取電裝置1

LPK2-C數(shù)字故障指示器12

LPK2-E數(shù)字故障指示器4

1.3.3一期工程設備配置方案

電纜線路故障定位及在線監(jiān)測（控）系統(tǒng)設備配置清單

設備名稱型號數(shù)量

主站軟件(SCADA/FA-WEB)

主站硬件(DELL380MT)

主站短信貓（LPK-CM310）

主站系統(tǒng)UPS不間斷電源（lkVA/2h）LPK-10001套

LPK2-C174只

在線監(jiān)測單元“四遙”數(shù)字故障指示器LPK2-E58只

數(shù)據(jù)采集器LPK-DCU017臺

遠程通訊終端CT取電裝置LPK2-P20套

GPRS通訊STM卡中國移動（包月20M流量）工業(yè)卡17

SMS通訊STM卡中國移動（包年200條短信）工業(yè)卡1

主站靜態(tài)IP或動態(tài)供電企業(yè)服務器對外IP地址或

域名線ADSL1

在供電企業(yè)服務器或ADSL路由

DCU端口號器上開通1

在供電企業(yè)服務器或ADSL路由

WEB端口號器上開通1

備注：

1、1臺電纜型數(shù)據(jù)采集器標配3?30只電纜型“四遙”數(shù)字故障指示器。

2、假如線路平均負荷電流低于30A,須將當?shù)責o線發(fā)射功率設置為lldbmo此時,

當?shù)責o線組網(wǎng)可靠通訊距離（半徑）為30?60米，空曠、沒有無線干擾場所下

可達60?100米。

3、假如線路平均負荷電流高于30A,可將當?shù)責o線發(fā)射功率設置為20db小此時,

當?shù)責o線組網(wǎng)可靠通訊距離（半徑）為60?100米，空曠、沒有無線干擾場所下

可達100-300米。

4、主站硬件根據(jù)在線監(jiān)測（控）點的I詳細數(shù)量進行靈活配置。

1.4原則和規(guī)范

1.4.1除本技術規(guī)范書尤其規(guī)定外，供應商所提供的I設備均按下列原則和規(guī)定

進行設計、制造、檢查和安裝。

1.4.2本技術規(guī)范書是參照如下原則制定日勺，投標的系統(tǒng)和設備符合本技術規(guī)

范日勺規(guī)定，本技術規(guī)范未作規(guī)定的規(guī)定按照下述原則執(zhí)行。

TSO--------國際原則化組織原則

IEC--------國際電子技術委員會原則

TTU-T------國際電信聯(lián)盟原則

TEEE-------美國電氣電子工程師協(xié)會原則

EIA--------電子工業(yè)協(xié)會原則

GB---------中華人民共和國國標

DL---------中華人民共和國電力行業(yè)原則

1.4.3數(shù)字故障指示器符合如下原則規(guī)定：

GB/T11022-1999高壓開關設備和控制設備原則H勺共用技術規(guī)定

GB311-83/683《高壓試驗措施》

GB311.1-1997《高壓輸變電設備的絕緣配合》

GB11022-89《高壓開關設備通用技術條件》

《配電線路故障指示器技術規(guī)范》（2023年）國家電力企業(yè)農(nóng)電部、

科技部

1.4.4線路故障定位及在線監(jiān)測（控）系統(tǒng)符合如下通信原則規(guī)定:

1）DL5003-91《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設計技術規(guī)程》

2)DL5002-91《地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化設計技術規(guī)程》

3)DL/T635-1997《縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

4)DL/T789-2023《縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)實用化規(guī)定及驗收》

5)DL/T814-2023《配網(wǎng)自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

6)DL/T721-2023《配網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端》

7）《農(nóng)網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)建設技術指導意見（試行）》（2023年）國

家電力企業(yè)農(nóng)電部［農(nóng)電2023-32號］

8）《國家電網(wǎng)企業(yè)縣城電網(wǎng)建設與改造技術導則》（2023年）國家電

力企業(yè)農(nóng)電部、科技部

9）《配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設計導則》中國電機工程學會都市供電專業(yè)

委員會

10）《10千伏配網(wǎng)自動化發(fā)展規(guī)劃要點》國電企、也發(fā)輸電運行部

11）《遠動設備及系統(tǒng)-傳播規(guī)約：第101篇基本遠動任務配套原則》

（IEC60870-5-101規(guī)約）

12）《遠動設備及系統(tǒng)-傳播規(guī)約：第104篇采用原則傳播文獻集的

1EC60870-5-101網(wǎng)絡訪問》（IEC60870-5T04規(guī)約）

13）《配電線路故障指示器技術規(guī)范》（2023年）國家電力企業(yè)農(nóng)電部、

科技部

1.5工作原理

系統(tǒng)應采用如下原理工作，當線路發(fā)生故障時，線路中會流過穩(wěn)態(tài)和暫

態(tài)故障電流并且線路電壓會發(fā)生變化，根據(jù)這些暫態(tài)現(xiàn)象可以判斷該位置的

線路與否發(fā)生故障。

1.5.1永久性相間短路故障檢測判據(jù)

線路發(fā)生相間永久性短路時，相稱于兩個電源直接短接，變電站和故障

點連接H勺回路上會流過很大的電流，同步變電所H勺繼電保護裝置會按照速

斷、過流定值啟動保護，使得線路跳閘斷電。

永久性短路故障采用自適應負荷電流的過流突變判據(jù)時，應有4個條件:

(1)線路正常運行(有電流，或有電壓)超過30秒鐘

(2)線路中出現(xiàn)100A以上的突變電流，或者超過設定出勺短路故障檢測參

數(shù)(原則日勺速斷、過流定值)

(3)大電流持續(xù)時間不超過10秒鐘，B[J0.02s^AT^10S,△'「為電流突

變時間

(4)10秒鐘后線路處在停電(無流、無壓)狀態(tài)

以上四個條件同步滿足，數(shù)字故障指示器判斷該位置的線路后出現(xiàn)永久

性或瞬時性短路故障。

1.5.2單相接地故障檢測判據(jù)

對于三相電纜線路，重要通過監(jiān)測穩(wěn)態(tài)零序電流大小來檢測單相接地故

障，同步通過“捕捉”暫態(tài)零序突變電流的大小來輔助判斷單相接地故障。

三相電纜接地故障判據(jù)為：

（1）零序電流速斷或過流啟動（兩段式）：0?60A/0?9.99S（在線可設）；

出廠默認參數(shù)為速斷10A/500ms、過流5A/1S。

（2）暫態(tài)零序電流增量啟動：0?100A/0.01?3ms（在線可設），當?shù)夭?/p>

指示，只上報接地故障電流。出廠默認參數(shù)為零序暫態(tài)電流增量為30A。

同步，安裝在單相上的電纜型數(shù)字故障指示器還提供基于首平波原理H勺單

相接地故障判據(jù)，其前提是規(guī)定從電纜頭表面引電壓感應導線到數(shù)字故障指示

器上，指示器提供電壓引線接口。其單相接地判據(jù)如下：

（1）電纜線路正常運行（有電流，或有電壓）超過30秒鐘

（2）線路中有忽然增大的雜散電容放電電流，并超過設定H勺接地故障檢測

參數(shù)（接地電流增量定值）

（3）接地電纜出線接地相電壓減少，并超過設定的接地故障檢測參數(shù)（線

路對地電壓下降比例、對地電壓下降延時）

（4）接地電纜線路仍然處在供電（有電流）狀態(tài)

以上四個條件同步滿足時，數(shù)字故障指示器判斷該位置背面有單相接地故

障。

1.5.3過流

宙擊、外破、線路瞬時故障等原因，導致線路瞬時過流跳閘，但又恢復

正常供電,沒有導致永久短路。其故障判據(jù)與永久性故障判據(jù)一致。瞬時性

故障動作后來，可以通過主站系統(tǒng)遙控復歸，不必等到24小時后來才定期

復歸。

1.5.4瞬時性接地故障查找

對于單相電纜，通過數(shù)字故障指示器捕捉并積極上報瞬時性接地和訶歇

性接地故障的首半波接地尖峰突變電流、電纜頭對地電壓（需安裝電壓引

線），以便人工參與分析、判斷故障位置，及時排除隱患。

對于三相電纜，通過數(shù)字故障指示器捕捉并積極上報瞬時性接地和間歇

性接地故障的智態(tài)零序電流，以便人工參與分析、判斷故障位置，及時排除

隱患。

1.5.5電纜頭局部放電監(jiān)測

電纜型“四遙”數(shù)字故障指示器帶電壓引線接口，根據(jù)需要可以引出電壓

線，并固定到電纜頭上，可以實現(xiàn)如下三個功能：

1、實時檢測電纜頭與否帶電，并測出電纜頭對地電壓值的大?。?/p>

2、肩動首半波的接地故障判據(jù)，判斷接地故障；

3、通過實時采集和觀測電纜頭對地電壓的變化趨勢，可以判斷電纜頭與

否有絕緣破壞和局部放電現(xiàn)象。

1.5.6電纜頭溫度監(jiān)測【可選功能】

采用高性能的溫度探頭等電位安裝以監(jiān)測電纜頭表面向溫度。溫度探頭由

溫度傳感器芯片、圓筒形金屬殼體和內(nèi)部填充物構成，殼體內(nèi)部填充物為絕緣

性高和導熱性好的石英粉，殼體表面使用環(huán)氧樹脂固封。溫度探頭安裝在數(shù)字

故障指示器區(qū)I頂部灌膠面上，并由灌膠固定。溫度探頭的裸露部分套在導熱金

屬板匕數(shù)字故障指示器安裝導線或電纜頭上時，導線會直接壓住金屬導熱板

」二，導線溫度通過金屬導熱板直接傳導給溫度探頭。溫度探頭產(chǎn)生的電流信號

通過信號檢測電路,直接傳到低功耗單片機進行A/D采樣，最終計算出溫度值。

為了測電纜頭的溫度，電纜型“四遙”數(shù)字故障指示器還可以引出帶高溫

屏蔽線的溫度探頭，用高溫扎帶將溫度探頭捆扎在電纜頭上即可。

溫度傳感器芯片的測溫范圍為-55?150℃,測溫精度為±1℃。電纜二遙

數(shù)字故障指示器每1?5分鐘測量一次溫度并積極上報，或被電纜二遙數(shù)據(jù)采

集器【GPRS通信終端】巡檢。

1.5.7電纜設備開關位置監(jiān)測【可選功能】

在開關上增長行程開關、電磁式靠近開關或者反射型紅外光靠近開關，把

輔助接點引出，接入電纜一遙或二遙DTU【GPRS通信終端】即可。帶遙信采集

功能的單臺DTU最大可接入32路開關遙信量，有16路、24路、32路三種選

擇。電纜一遙或二遙DTU通過RS485通信總線擴展可以接入更多的開關遙信量

輸入。

1.6主站系統(tǒng)

主站系統(tǒng)重要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制SCADA、饋線自動化FA、故障定位FLS、

遠程瀏覽WEB、與其他系統(tǒng)（GIS等）接口功能。

功能規(guī)定

?數(shù)據(jù)采集

?數(shù)據(jù)處理（包括計算量的處理）

?控制和調(diào)整（可選）

?事件次序記錄（SOE）及報警處理

?系統(tǒng)時鐘和時鐘同步（可選）

?網(wǎng)絡拓撲和動態(tài)著色

?歷史曲線

?故障信息實時檢測和故障定位

?故障指示器n勺動作信號糾錯和補漏

?無人值班短信告知

?權限管理

?通道監(jiān)視與記錄

?運行狀況NEB瀏賢（可詵）

?故障告知和故障信息WEB瀏覽（可選）

?運行數(shù)據(jù)和故障信息通過WEB歷史查詢（可選）

?向GIS系統(tǒng)轉發(fā)“二遙”實時數(shù)據(jù)（可選）

?接受并執(zhí)行GIS系統(tǒng)下發(fā)的遙控、遙調(diào)命令（可選）

重要性能

.1主站系統(tǒng)容量

?數(shù)字量10000

?模擬量10000

累加量10000

遙控量1000

虛擬量10000

轉發(fā)量10000

?監(jiān)測（控）點數(shù)量254

.2主站系統(tǒng)可靠性

?遙測合格率＞98%

?遙信精確率＞99%

?遙控對口勺率＞99.99%

?遙調(diào)對口勺率＞99.99%

.3主站系統(tǒng)實時性（GPRS通訊方式）

?遙信量變化傳送W5秒

?遙測量變化傳送＜1?5分鐘

?遙控命令響應時間＜10秒

?故障定位響應時間W5分鐘

?事故推畫面時間W3秒

?調(diào)用畫面響應時間＜2秒

?畫面自動刷新周期W5秒

1.7數(shù)據(jù)采集器

重要用于10kV配電線路，通過短距離無線跳頻通訊方式，實時采集附近60

米范圍內(nèi)安裝的3?30只數(shù)字故障指示器的運行數(shù)據(jù)和故障信息（、負荷電流、

短路動作電流、首半波尖峰突變電流、接地動作電流、短路故障動作標志、接地

故障動作標志、穩(wěn)態(tài)零序電流、暫態(tài)零序電流等）、電纜頭對地電壓（局部放電）

以及數(shù)據(jù)采集器自身的運行狀態(tài)（開口CT取電電壓、電池電壓等），然后將打

包數(shù)據(jù)通過GPRS通訊方式發(fā)送到遠程主站系統(tǒng)進行分析和處理“

不帶開關遙控的電纜型數(shù)據(jù)采集器LPK-DCUO基本配置：4OVA開口CT取電

裝置；10Ah/3.7V鋰電池；超低功耗GPRS和雙向無線調(diào)頻通訊模塊；管理周圍

60米范圍內(nèi)3?30只LPK2-C（帶電纜頭測溫功能的型號為LPK2-TC）、LPK2-E

電纜型“四遙”數(shù)字故障指示器,相稱于同步實現(xiàn)多達10條電纜線路H勺故障定

位和實時在線監(jiān)測功能。

功能規(guī)定

?體積小，重量輕，帶電裝卸

?功耗低，采用開口CT取電，帶后備電池，停電后來RF和GPRS

可在線7天

?通過無線跳頻或GPRS通信方式可在線設置參數(shù)

?遙控數(shù)字故障指示器復歸

?防死機和少維護設計

?對上采用GPRS通信方式和原則101通信協(xié)議

?對下采用無線跳頻通信方式，帶CRC校驗和數(shù)據(jù)加密的跳頻協(xié)議

?可提供帶開關位置遙信采集和開關遙控功能的數(shù)據(jù)采集器

1.7.2重要性能

?電源：標配40VA開口CT取電裝置

?電池：標配10Ah/3.7V鋰電池

?整機靜態(tài)平均功耗：V55mA/3.6V

?整機動態(tài)平均功耗：V80mA/3.6V（RF和GPRS每分鐘發(fā)送一次

數(shù)據(jù)時）

?遙測：負荷電流精度為±2*（100A額定電流時）或者±2A（電

流不不不大于20A時）；零序電流精度為±2%（50A額定電流時）

或者±1A（電流不不不大于10A時）；電纜頭對地電壓線性度優(yōu)

于±5%；測溫精度為±1℃（-55?150℃）。

?遙控（可選）：4路3A/30VDC繼電器空接點輸出，AC2KV光電隔

離,帶DC24V可控遙控電源和開關操作電源

?遙信（可選）：6路1?15mA/30VDC開關位置輔助接點輸入，AC2KV

光電隔離，帶DC24V可控遙信電源

?遙調(diào)：遠程設置1?30只數(shù)字故隙和數(shù)據(jù)采集器自身的參數(shù)

?通信頻率（短距離無線）：420?440MHz（出廠設定434M基頻，

每個基頻有64個獨立調(diào)頻信道，自動跳頻），40kbps通信速率

（雙向），30-100米通信距離可調(diào)（灌膠后來、雙向通信，

lldbm，）

?帶數(shù)字故障指示器數(shù)量：3?30只

?重量：V5kg（不帶開關遙信和遙控），25kg（帶開關遙信和遙

控）

?尺寸（高X寬X厚）：150nunX110niniX60m（LPK-DCU0）

?設計壽命：8年以上（電池除外）

?環(huán)境溫度：-25℃?70℃

?環(huán)境濕度：5?95%

?防護等級：IP55

?EMC等級