0121采集器光纤通信模式技术规范1109.docx
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0121采集器光纤通信模式技术规范1109
采集器(光纤通信模式)技术规范
1 范围
本技术规范规定了采集器(光纤通信模式)的技术要求、试验项目及要求、检验规则和质量管理要求等。
本规范适用于用电信息采集系统建设中使用光纤通信的采集器等相关设备的制造、检验、使用和验收。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。
GB/T4208—2008外壳防护等级(IP代码)
GB/T15464—1995仪器仪表包装通用技术条件
GB/T17215.211—2006交流电测量设备通用要求试验和试验条件—第11部分:
测量设备
GB/T17215.321交流电测量设备特殊要求第21部分静止式有功电能表(1级和2级)
GB/T17215.322交流电测量设备特殊要求第22部分静止式有功电能表(0.2s级和0.5s级)
GB/T17215.323交流电测量设备特殊要求第21部分静止式无功电能表(2级和3级)
GB/T2829—2002周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)
DL/T614多功能电能表
DL/T645-2007多功能电能表通信规约
DL/T698.1—2009电能信息采集与管理系统第1部分:
总则
Q/GDW129-2005电力负荷管理系统通用技术条件
Q/GDW130-2005电力负荷管理系统数据传输规约
Q/GDW373—2009电力用户用电信息采集系统功能规范
Q/GDW374.2—2009电力用户用电信息采集系统技术规范第三部分:
集中抄表终端技术规范
Q/GDW374.3—2009电力用户用电信息采集系统技术规范第三部分:
通信单元技术规范
Q/GDW375.2—2009电力用户用电信息采集系统型式规范第二部分:
集中器型式规范
Q/GDW375.3—2009电力用户用电信息采集系统型式规范第三部分:
采集器型式规范
Q/GDW376.1—2009电力用户用电信息采集系统通信协议第一部分:
主站与采集终端通信协议
Q/GDW379.3—2009电力用户用电信息采集系统检验技术规范第三部分:
集中抄表终端检验技术规范
3 术语和定义
除下述定义外,Q/GDW373—2009其它部分定义均适用本部分。
3.1采集器(光纤通信模式)acquisitionunitwithopticalfibercommunication
采集器(光纤通信模式)是用于采集多个电能表电能信息,可接入光纤通信网络,与主站交换数据的设备,以下简称为采集器。
3.2手持设备hand-heldunit
手持设备(或称手持抄表终端)是指能够近距离直接与单台电能表、集中器、采集器及计算机设备进行数据交换的设备。
3.3基于以太网方式的无源光网络 EthernetPassiveOpticalNetwork
基于以太网方式的无源光网络英文缩写为EPON,采用点到多点结构、无源光纤传输,在以太网之上提供多种业务,在物理层采用了PON技术,在链路层使用以太网协议,利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。
3.4光网络单元 OpticalNetworkUnit
光网络单元英文缩写为ONU,是EPON无源光网络系统的用户侧设备,通过无源光纤网络与光线路终端(OLT)进行数据传输,ONU可以向相连的用户提供各种宽带业务。
4 技术要求
4.1 环境条件
4.1.1 参比温度及参比湿度
参比温度为23C;参比湿度为40%~60%。
4.1.2 温湿度范围
终端设备正常运行的气候环境条件见表1。
表1 气候环境条件分类
场所类型
级别
空 气 温 度
湿 度
范围
℃
最大变化率a
℃/h
相对湿度b
%
最大绝对湿度
g/m3
遮蔽
C1
-5~+45
0.5
5~95
29
C2
-25~+55
0.5
10~100
户外
C3
-40~+70
1
35
协议特定
CX
a温度变化率取5min时间内平均值。
b相对湿度包括凝露。
4.1.3 大气压力
63.0kPa~108.0kPa(海拔4000m及以下),特殊要求除外。
4.2 机械影响
终端设备应能承受正常运行及常规运输条件下的机械振动和冲击而不造成失效和损坏。
机械振动强度要求:
——频率范围:
10Hz~150Hz;
——位移幅值:
0.075mm(频率≤60Hz);
——加速度幅值:
10m/s2(频率60Hz)。
4.3 工作电源
4.3.1 工作电源
采集器使用单相交流电源。
4.3.2 额定值及允许偏差
工作电源额定电压:
220V,允许偏差-20%~+20%;频率:
50Hz,允许偏差-6%~+2%。
4.3.3 功率消耗
采集器消耗的视在功率应不大于5VA、有功功率应不大于3W。
4.3.4 失电数据和时钟保持
采集器供电电源中断后,应能永久保持数据,时钟至少正常运行5年。
电源恢复时,保存数据不丢失,内部时钟正常运行。
时钟模块应采用硬时钟结构。
在正常使用条件下,时钟误差不大于0.5s/d;电池供电时,36小时后,时钟误差不大于1.5s/d,温度改变影响量不大于0.1s/d·℃,。
模块应带万年历,具有闰年修正功能。
4.4 结构
采集器的外形尺寸、安装尺寸、接线端子、通信接口、铭牌、标志标识应符合附录A要求。
4.5 绝缘性能要求
4.5.1 绝缘电阻
采集器各电气回路对地和各电气回路之间的绝缘电阻要求如表2所示。
表2 绝缘电阻
额定绝缘电压
V
绝缘电阻
MΩ
测试电压
V
正常条件
湿热条件
U≤60
≥10
≥2
250
60<U≤250
≥10
≥2
500
U>250
≥10
≥2
1000
注:
与二次设备及外部回路直接连接的接口回路采用U>250V的要求。
4.5.2 绝缘强度
电源回路、输出回路各自对地和电气隔离的各回路之间,应耐受如表3中规定的50Hz的交流电压,历时1min的绝缘强度试验。
试验时不得出现击穿、闪络现象,泄漏电流应不大于5mA。
表3 试验电压单位:
V
额定绝缘电压
试验电压有效值
额定绝缘电压
试验电压有效值
U≤60
500
125<U≤250
2000
60<U≤125
1500
250<U≤400
2500
注:
输出继电器常开触点间的试验电压不低于1500V;对于交直流双电源供电的终端,交流电源和直流电源间的试验电压不低于2500V。
4.5.3 冲击电压
电源回路、输出回路各自对地和无电气联系的各回路之间,应耐受如表4中规定的冲击电压峰值,正负极性各5次。
试验时应无破坏性放电(击穿跳火、闪络或绝缘击穿)现象。
表4 冲击电压峰值单位:
V
额定绝缘电压
试验电压有效值
额定绝缘电压
试验电压有效值
U≤60
2000
125<U≤250
5000
60<U≤125
5000
250<U≤400
6000
注:
RS-485接口与电源回路间试验电压不低于4000V
4.6 温升
在额定工作条件下,电路和绝缘体不应达到可能影响终端正常工作的温度。
4.7 数据传输信道
4.7.1 通信介质
通信介质采用红外和有线方式。
4.7.2 通信接口
4.7.2.1远程通信接口
为适应接入ONU设备的需要,采集器应标配以太网和RS485接口各1个,使用以太网接口时,RS485接口也可配置为本地抄表接口。
以太网采用RJ45接口,10/100Mbps自适应,接口插拔寿命大于500次。
4.7.2.2本地通信接口
采集器具有至少1路RS485抄表接口,传输速率1200—9600bps可设置,默认值为4800bps。
接口应采用专用RS485芯片,有光电隔离。
A、B两端抗外接220V电压(不影响产生220V电压的外接设备),即A、B两端短时加上220V电压,一旦电压消失后不影响设备的任何功能,且表计连网后485通讯的距离仍满足要求。
其它电气性能应满足DL/T645—2007多功能电能表通信协议4.3要求。
具备1路红外口作为调试维护接口,传输速率:
1200—2400bps可设置,默认值为1200bps。
其它性能应满足DL/T645—2007多功能电能表通信协议4.2要求。
4.7.3通信协议
采集器与主站的通信协议应符合Q/GDW376.1—2009及其补充文件的要求,本地抄表支持DL/T645—2007多功能电能表通信协议和上海地区全电子式单/三相多费率表规约。
4.8 功能要求
4.8.1 功能配置
采集器的功能配置见表7。
表7 采集器的功能配置
序号
项目
采集器
必备
选配
1
数据采集
电能表数据采集
√
状态量采集
√
2
数据管理
和存储
实时和当前数据
√
历史日数据
√
历史月数据
√
重点用户采集
√
电能表运行状况监测
√
3
参数设置
和查询
时钟召测和对时
√
终端参数
√
抄表参数
√
其它(限值、预付费等)参数
√
4
事件记录
重要事件记录
√
一般事件记录
√
5
数据传输
与主站通信
√
数据转发(通信转换)
√
6
本地功能
运行状态指示
√
本地维护接口
√
7
终端维护
自检自恢复
√
终端初始化
√
软件远程下载
√
断点续传
√
4.8.2 采集器功能要求
4.8.2.1 数据采集
4.8.2.1.1 采集数据类型
采集器采集计量箱门位置状态信息和各电能表的实时电能示值、日零点冻结电能示值、抄表日零点冻结电能示值。
电能数据保存时应带有时标。
采集的实时或当前数据内容见表8。
表8 实时和当前数据
序号
数据项
数据源
1
当前正向有功电能示值(总、各费率)
电能表
2
当前反向有功电能示值(总、各费率)
电能表
3
三相断相统计数据及最近一次断相记录
电能表
4
终端日历时钟
采集器
5
终端参数状态
采集器
6
终端上行通信状态
采集器
7
终端事件计数器当前值
采集器
8
终端事件标志状态
采集器
9
终端状态量及变位标志
采集器
10
终端集中抄表状态信息
采集器
11
电能表日历时钟
电能表
12
电能表运行状态字及其变位标志
电能表
13
电能表远程控制状态及记录
电能表
14
电能表远程控制操作次数及时间
电能表
15
电能表参数修改次数及时间
电能表
16
电能表预付费信息
电能表
17
门接点信息
采集器
4.8.2.1.2 采集方式
采集器可用下列方式采集电能表的数据:
a)实时采集:
直接采集指定电能表的相应数据项,包括各类电能数据、参数和事件数据。
b)定时自动采集:
根据主站设置的抄表方案自动采集电能表的数据。
c)自动补抄:
对在规定时间内未抄读到数据的电能表应有自动补抄功能。
补抄失败时,生成事件记录,并向主站报告。
4.8.2.2 数据管理和存储
4.8.2.2.1 存储数据类型
采集器应能按要求对采集数据进行分类存储,如日冻结数据、抄表日冻结数据、曲线数据、历史月数据等。
曲线冻结数据密度由主站设置,最小冻结时间间隔为1h,采集数据内容见表9和表10。
表9 历史日数据
序号
数据项
数据源
1
日正向有功电能示值(总、各费率)
电能表
2
日反向有功电能示值(总、各费率)
电能表
3
终端日供电时间、日复位累计次数
采集器
4
终端日控制统计数据
采集器
5
终端与主站日通信流量
采集器
6
抄表日正向有功电能示值(总、各费率)
电能表
7
正向有功总电能示值曲线
电能表
8
反向有功总电能示值曲线
电能表
表10 历史月数据
序号
数据项
数据源
1
月正向有功电能示值(总、各费率)
电能表
2
月反向有功电能示值(总、各费率)
电能表
3
月电压越限统计数据
电能表
4.8.2.2.2 存储要求
采集器存储容量要求不低于32M,能存储不少于64只电能表信息。
采集器应能分类存储下列数据:
每个电能表的31个日零点(次日零点)冻结电能数据,12个月末零点(每月1日零点)冻结电能数据,以及255个重点用户10天的24个整点电能数据。
4.8.2.2.3 电能表运行状况监测
终端监视电能表运行状况,电能表发生参数变更、时钟超差或电能表故障等状况时,按事件记录要求记录发生时间和异常数据。
4.8.2.3 参数设置和查询功能
4.8.2.3.1 时钟召测和对时功能
采集器应有计时单元,计时单元的日计时误差≤±1s/d。
可接收主站或本地手持设备的时钟召测和对时命令。
4.8.2.3.2 终端参数设置和查询
可主站远程查询或手持设备本地设置和查询下列参数:
——采集器档案,如电能表通信地址等;
——采集器通信参数,如主站通讯地址、通信协议、IP地址等。
4.8.2.3.3 抄表参数
可远程或本地设置和查询抄表方案,如采集周期、抄表时间、采集数据项等。
4.8.2.4 事件记录
采集器应能根据设置的事件属性,将事件按重要事件和一般事件分类记录。
事件包括终端参数变更、抄表失败、终端停/上电,电能表时钟超差等,记录的主要事件见表11。
当采集器采用双工传输信道时,采集器应主动向主站发送告警信息;当采用不具有主动上报的远程信道时,采集器在应答主站抄读电能量数据时将请求访问位(ACD)置1,请求主站访问。
采集器应能保存最近500条事件记录。
表11 事件记录
序号
数据项
数据源
1
数据初始化和版本变更记录
采集器
2
参数丢失记录
采集器
3
参数变更记录
采集器
4
电能表参数变更
采集器
5
电能表时间超差
采集器
6
电能表故障信息
采集器
7
终端停/上电事件
采集器
8
消息认证错误记录
采集器
9
终端故障记录
采集器
10
电能表示度下降
采集器
11
485抄表失败
采集器
12
电能表运行状态字变位
电能表
13
计量箱门打开
采集器
4.8.2.5 本地功能
4.8.2.5.1 本地状态指示
应有电源、工作状态、通信状态等指示。
4.8.2.5.2 本地维护接口
提供本地红外维护接口,支持手持设备设置参数和现场抄读电能量数据,并有权限和密码管理等安全措施,防止非授权人员操作。
维护口通信协议应符合Q/GDW376.1—2009及其补充文件的要求。
4.8.2.6 终端维护
4.8.2.6.1 自检和异常记录
采集器可自动进行自检,发现设备(包括通信)异常应有事件记录和告警功能。
4.8.2.6.2 初始化
终端接收到主站下发的初始化命令后,分别对硬件、参数区、数据区进行初始化,参数区置为缺省值,数据区清零。
4.8.2.6.3 远程软件升级
采集器支持主站对采集器进行远程在线软件下载升级,并支持断点续传方式。
4.9 采集数据可靠性
4.9.1 采集数据准确度
采集器采集电能表的数据时,电能表累计电能量读数E应与电能表示值E0一致。
4.9.2 数据采集成功率
采集器和一定数量的电能表组成一个数据采集网络。
在试验条件下以0.5h的采集周期自动定时采集各电能表数据,运行时间7d,统计采集器采集电能表数据的成功率应满足表12的规定。
表12 试验条件下数据采集成功率指标
采集器下行信道类型
采集成功率%
有线
99
4.10 电磁兼容性要求
采集器应能承受传导的和辐射的电磁骚扰以及静电放电的影响,设备无损坏,并能正常工作。
电磁兼容试验项目包括:
电压暂降和短时中断、工频磁场抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度、静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、阻尼振荡波抗扰度、浪涌抗扰度。
试验具体要求见Q/GDW379.3—2009相关条款规定。
试验等级和要求见表13。
表13 电磁兼容试验的主要参数
试验项目
等级
试验值
试验回路
工频磁场抗扰度
400A/m
整机
射频辐射电磁场抗扰度
3/4
10V/m(80MHz~1000MHz)
30V/m(1.4GHz~2GHz)
整机
射频场感应的传导骚扰抗扰度
3
10V(非调制)
电源端和保护接地端
静电放电抗扰度
4
8kV,直接和间接
外壳
电快速瞬变脉冲群抗扰度
1.0kV(耦合)
通信线脉冲信号输入线
3
1.0kV
状态信号输入回路
4
4.0kV
电源回路
阻尼振荡波抗扰度
2
1.0kV(共模)
状态信号输入回路RS485接口
4
2.5kV(共模)
1.25kV(差模)
电源回路
浪涌抗扰度
2
1.0kV(共模)
状态信号输入回路
4
4.0kV(共模)
2.0kV(差模)
电源回路
4.11 连续通电稳定性
采集器在正常工作状态连续通电72h,在72h期间每8h进行抽测,其功能和性能应满足相关要求。
4.12 可靠性指标
采集器的平均无故障工作时间(MTBF)不低于7.6×104h。
4.13 包装要求
应符合GB/T15464—1995可靠包装要求。
5型式要求
5.1分类
采集器类型标识代码分类见表14。
表14采集器类型标识代码分类说明
DC
X
X
2
X
-XXXX
采集器分类
上行通信信道
I/O配置/下行通信信道
温度级别
产品代号
DC-低压采集器
W-230MHz专网
G-无线G网
C-无线C网
J-微功率无线
Z-电力线载波
L-有线网络
P-公共交换电话网
E-以太网
T-其它
下行通信信道:
J-微功率无线
Z-电力线载波
L-有线网络
1~9-1~9路电能表接口
A~W-10~32路电能表接口
1-C1
2-C2
3-C3
4-CX
由不大于8位的英文字母和数字组成。
英文字母可由生产企业名称拼音简称表示,数字代表产品设计序号
5.2外形结构
5.2.1采集器外形
同一类型的采集器外形结构在外形尺寸、安装尺寸、接线端子、通信接口、铭牌、标志标识上应达到统一。
5.2.2外壳及其防护性能
5.2.2.1机械强度
采集器的机箱外壳应有足够的强度,外物撞击造成的变形不应影响其正常工作。
5.2.2.2阻燃性能
非金属外壳应符合GB/T5169.11的阻燃要求。
5.2.2.3外壳防护性能
终端外壳的防护性能应符合GB/T4208规定的IP51级要求,即防尘和防滴水。
5.2.3接线端子
——采集器对外的连接线应经过接线端子,接线端子及其绝缘部件可以组成端子排。
强电端子和弱电端子分开排列,具备有效的绝缘隔离。
电压出线端子的结构应与截面为1.5~2.5mm2的引出线配合。
其它弱电出线端子的结构应与截面为0.5~1.5mm2的引出线配合。
——端子排的最小电气间隙和爬电距离应符合本部分4.8的要求。
——端子排的阻燃性能应符合GB/T5169.11的阻燃要求。
5.2.4接线图和标识
采集器应在端子盖内侧刻印接线端子、辅助接线端子等接线图,接线图清晰、永久不脱落。
5.2.5加封印
采集器外壳、翻盖、端子座应能加封印。
5.2.6金属部分的防腐蚀
在正常运行条件下可能受到腐蚀或能生锈的金属部分,应有防锈、防腐的涂层或镀层。
5.2.7接地端子
金属的外壳和端子盖板以及采集器正常工作中可能被接触的金属部分,应连接到独立的保护接地端子上。
接地端子应有清楚的接地符号。
接地端子的截面积应不小于20mm2。
非金属外壳的终端如果需要接地,接地端子应能与4mm2导线良好配合接触。
5.2.8电气间隙和爬电距离
裸露的带电部分对地和对其它带电部分之间,以及出线端子螺钉对金属盖板之间应具有表14规定的最小电气间隙和爬电距离。
对于工作在海拔高度2000m以上的终端的电气间隙应按GB/T16935.1的规定进行修正。
表14 最小电气间隙和爬电距离
额定电压
V
电气间隙
mm
爬电距离
mm
U≤25
1
1.5
25<U≤60
2
2
60<U≤250
3
4
250<U≤380
4
5
5.2.9外形及安装尺寸
采集器外形尺寸为160mm×112mm×71mm,外形及安装尺寸详见附录A。
5.3材料及工艺要求
5.3.1线路板及元器件
——线路板须用耐氧化、耐腐蚀的A级双面敷铜环氧树脂板,并具有采集器生产厂家的标识。
——线路板表面应清洗干净,不得有明显的污渍和焊迹。
并经绝缘、防腐处理。
——采集器内所有元器件均能防锈蚀、防氧化,紧固点牢靠。
——电子元器件(除电源器件外)宜使用贴片元件,使用表面贴装工艺生产。
——线路板焊接采用回流焊和波峰焊工艺。
——采集器内部端钮螺钉、引线之间以及线路板之间应保持足够的间隙和安全距离。
——电源变压器等较重的器件不宜直接焊接在线路板上,确有必要直接焊接的,应具有相应措施保证在实际使用条件下的正常使用。
5.3.2采集器底座
——采用嵌入式或延伸型底座。
——底座应使用绝缘、阻燃、抗紫外线的环保材料制成。
——底座应耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度,上紧螺丝后不应有变形现象。
——采用嵌入式挂钩。
5.3.3采集器上盖
——上盖应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成。
——上盖应耐腐蚀、抗老化、有足够的硬度,上紧螺丝后,不应有变形现象。
——上盖的透明窗口(包括整个上盖为全透明的)应采用透明度好、防紫外线的聚碳酸酯(PC)材料(不应使用再生料),透明窗口与上盖应无缝紧密结合。
——上盖上按钮的材料和颜色应与表盖颜色一致。
5.3.4端子座及接线端子
——端子座应使用绝缘、阻燃、防紫外线的环保材料制成,要求有足够的绝缘性能和机械强度。
——电压端子应组装在端子座中,端子应采用H59铜或更好的材料钝化、镀铬或镀镍制成。
——端子座接线端钮的孔径应能容纳至少18mm长去掉绝缘的导线,和螺钉的配合应能确保牢固固定最小2.5mm2的导线,固定方式应确保充分和持久的接触,以免松动和过度发热。
在加封后应不能触及接线端子。
端子座的表内端子部分采用嵌入式双螺钉旋紧。
——电压端子螺丝应使用防锈且导电性能好的一字、十字通用型螺丝。
——辅助端子的接线柱在受到向内的10N的接线压力时,接线柱不内缩。
——采集器端子座与采集器底座之间应有密封垫带,密封良好。
——端子座内接线端子号应刻印,不磨损。
5.3.5封印、表壳螺丝及封印螺丝
——采集器外壳螺丝及封印螺丝应采用HPb59-1
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- 0121 采集 光纤通信 模式 技术规范 1109