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FLD型架空远传型故障指示器
设备简介
在配电网系统中，线路分支多，运行情况较复杂，发生短路或者接地故障时，难以及时确定故障区段的准确位置，给巡检维修带来了很大的困难。FLD型架空远传型故障指示器是一种安装在配电线路中的，用于检测和指示线路发生短路、接地故障的装置，当线路发生故障时及时将故障信息通过上行通道（2G/3G/4G）上传给主站，准确定位故障位置，大大缩短了查找故障区段的时间，为尽快恢复正常供电提供了很大的帮助。本故障指示器对永久性故障恢复供电后及时复位，对瞬时性故障按设定的时间延时复位。根据接地故障判断方式，该远传型故障指示器可分为FLD型架空暂态特征型远传故障指示器和FLD型架空外施信号型远传故障指示器。
系统组成架构
1、系统结构
图1 系统结构
2、设备组成
FLD型架空远传型故障指示器是由FLD-XVW-A型采集单元和FLD-DVW-C型汇集单元两个部分组成。
采集单元：安装在架空线路上，主要功能是将检测到的接地、短路及线路运行工况等信息通过短距离无线射频模块传输到汇集单元。采集单元三只为一组，利用专用安装工具，可直接带电安装和拆卸。
汇集单元：安装在采集单元附近的电杆上，用于接收采集单元监测到的线路故障信息及线路运行工况数据，并通过上行通道（2G/3G/4G）将状态信息和数据上传到主站。汇集单元采用太阳能板为主供电源，可充电电池作为后备电源。在晴朗的白天，太阳能电池板为其提供充足电量，同时对后备电池充电；在夜晚和阴天时，由后备电池进行供电。
技术参数及功能特点
1、采集单元技术参数及功能特点
表1 采集单元技术参数
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参数类型 |
技术指标 |
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环境温度/相对湿度 |
-40℃～70℃、10%～100% |
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适用电压等级 |
6-35kV |
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适用负荷电流 |
0～630A |
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可识别的短路故障报警电流最短持续时间 |
20～40ms |
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翻牌动作次数 |
≥3000次 |
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持续闪光时间 |
≥5000小时 |
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静态功耗 |
≤40μA |
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定时复归时间误差 |
≤±1%（1～48h可设，单位：min） |
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适用导线直径 |
8～41mm（绝缘线、裸导线） |
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防护等级 |
IP68 |
表2 采集单元功能特点
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功 能 |
描 述 |
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故障识别 |
具有识别短路、接地故障的功能 |
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负荷监测 |
监测线路负荷电流功能（电流精度：0～100A，≤±3A；100～630A， ≤±3%） |
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故障指示 |
翻牌显示和发光显示 |
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故障复位 |
永久性故障恢复供电后及时复位，瞬时性故障按设定的时间延时复位 |
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线路取电 |
当线路运行电流≥20A时，采集单元可自行取电满足自身运行要求 |
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防误报警 |
负荷波动、大负荷投切、变压器空载合闸涌流、线路突合负载涌流、负荷非突变波动、非故障相重合涌流等情况不会发生误报警动作 |
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自检功能 |
具备电池电压检测及低电压报警功能 |
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带电装卸 |
可带电安装和摘卸，装卸过程不发生误报警 |
2、汇集单元技术参数及功能特点
表3 汇集单元技术参数
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参数类型 |
技术指标 |
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环境温度/相对湿度 |
-40℃～70℃、10%～100% |
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供电方式 |
太阳能电池板为主供电源，可充电蓄电池为备用电源 |
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太阳能电池板电源参数 |
18W/18V（可按用户要求配置） |
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蓄电池规格 |
10Ah（可按用户要求配置） |
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静态功耗 |
≤0.6W |
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上行通信方式 |
2G/3G/4G,串口 |
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下行通信方式 |
433MHz无线射频通信 |
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管理容量 |
支持3组（每组3只）采集单元接入 |
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防护等级 |
IP55 |
表4 汇集单元功能特点
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功 能 |
描 述 |
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数据接收 |
接收采集单元检测到的线路电流、电场数据及故障状态信息 |
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数据上传 |
通过上行通道（2G/3G/4G）将采集单元检测到的线路数据及故障状态信息上传到主站 |
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备用电源 |
当太阳能电池板供电模块不能供电时，后备蓄电池会自动衔接对汇集单元进行供电，保证汇集单元正常运行 |
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远程维护 |
支持远程参数配置和在线升级 |
故障检测原理
1、短路故障检测原理
采集单元持续监测线路上的负荷电流，当线路上的负荷电流出现异常波动并符合短路故障特征时，采集单元判定发生了短路故障，就地翻牌、闪灯，并将故障信息上报到汇集单元，汇集单元通过上行通道将故障信息上传至主站。短路故障判断自适应负荷电流大小，判断条件如下：
（1）线路正常运行（有电流）超过60秒钟（可设定）；
（2）线路中出现120A以上（可设定）的突变电流且持续0.02s～3s；
（3）3秒钟内线路处于停电（无电流）状态。
满足以上三个条件，采集单元检测判断该线路发生短路故障（同时判断其故障性质为永久性或瞬时性短路故障）。
2、接地故障检测原理
2.1FLD型架空暂态特征型远传故障指示器接地故障检测原理
故障指示器通过检测由接地故障形成的容性电流和电场变化的情况进行故障判断，检测到接地故障后，就地翻牌、闪灯报警, 并将故障信息上报到汇集单元，汇集单元通过上行通道将故障信息上传至主站。接地故障判断条件如下：
（1）线路正常运行（有电流）超过60秒钟（可设定）；
（2）容性电流ΔΙ≥30A（可设定）持续时间40ms；
（3）同时容性电场ΔU下降30%（可设定），持续时间30s。
满足以上三个条件，故障指示器判断该线路发生接地故障。
2.1FLD型架空外施信号型远传故障指示器接地故障检测原理
当配电线路发生接地故障时，安装在线路上的外施信号发生装置（不对称电流源）检测到接地特征后，自动向故障线路连续注入特征工频电流信号，安装在相应线路上的采集单元检测到该特征信号后即判断该线路发生接地故障，进行翻牌和闪灯报警动作，并将接地故障信息上报给汇集单元，汇集单元通过上行通道将故障信息上传至主站。
图1 特征序列波形（可设置）
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