2024電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范第2部分：技術(shù)要求

2術(shù)要求II目 次前 言 III1范圍 12規(guī)性用件 13通術(shù)語 24自電力感組基本求 24.12量集元 2感元 3據(jù)理元 3信元 35自電力感功要求 3供功要求 3據(jù)集無通要求 3作式求 3程置求 3用源求 36自電力感性要求 4作境 4供性通要求 4磁容能 5候護能 5護級求 5用命求 6械能求 6用源能求 67技參標要求 6場能供傳器 6場能供傳器 7動能供傳器 7差能供傳器 8照能供傳器 8取自電感器 8頻能供傳器 9源能供傳器 108自電力感通接口范 108.1108.2ZigBee 10IIII8.3LoRa 108.4108.5線域網(wǎng) 108.6RFID 108.7線HART 108.8WIA-PA 108.9ISA100 109自電力感可性設(shè)方法 109.110電靠設(shè)計 10件靠設(shè)計 12件靠設(shè)計 12信靠設(shè)計 1210驗般則要求 1210.1概述 1210.2試方的準化 1210.3影因素 12試方的件化 12試結(jié)的理 12試結(jié)受他的影性 1311用驗序注項 1311.1試機構(gòu) 13試準工作 13測系及比設(shè)備選擇 13環(huán)能激的量 1311.5試順序 13每組量中持續(xù)間 13試期的常和故障 13試的新始 14計符和位 14試報和驗件 14參考文獻 15IIIIII《電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范》分為3部分——第1部分：術(shù)語；23PAGEPAGE10電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范第2部分：技術(shù)要求范圍（GB/T156-2007標準電壓GB/T2423.1-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗A：低溫GB/T2423.2-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗B：高溫GB/T2423.4-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Db:交變濕熱(12h+12h循環(huán))GB/T2423.6-1995電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Eb和導(dǎo)則:碰撞GB/T2423.24-2022環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗S:模擬地面上的太陽輻射及太陽輻射試驗和氣候老化試驗導(dǎo)則GB/T3512-2014硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱試驗GB/T4208-2017外殼防護等級(IP代碼)GB/T6587-2012電子測量儀器通用規(guī)范GB/T7665-2005傳感器通用術(shù)語GB/T8897.1-2013原電池第1部分:總則GB/T8897.2-2013原電池第2部分:外形尺寸和電性能要求GB/T10125-2021人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗GB/T16422.3-20143GB/T16422.2-2014塑料實驗室光源暴露試驗方法第2GB/T17626.2-2018GB/T17626.3-2016電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T26790.1-2011工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第1部分:用于過程自動化的WIA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與通信規(guī)范GB/T26790.2-2015工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第2部分:用于工廠自動化的WIA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與通信規(guī)范GB/T26790.3-2015工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第3部分:WIA-PA協(xié)議一致性測試規(guī)范GB/T26790.4-2020工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第4部分:WIA-FA協(xié)議一致性測試規(guī)范GB/T29768-2013信息技術(shù)射頻識別800/900MHz空中接口協(xié)議GB/T29910.3-2013工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20：HART規(guī)范第3部分：應(yīng)用層服務(wù)定義GB/T29910.4-2013工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范第4部分:應(yīng)用層協(xié)議規(guī)范GB/T29910.5-2013工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范第5部分:WirelessHART無線通信網(wǎng)絡(luò)及通信行規(guī)GB/T29910.6-2013_工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范第6部分:應(yīng)用層附加服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)范GB/T33905.1—20171GB/T34071—2017QJ/T815.2-1994IEC62734-2014工業(yè)網(wǎng)絡(luò).無線通信網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議.ISA100.11a[Industrialnetworks-Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles-ISA100.11a]IEEE802.1111[IEEEStandardforInformationtechnology-TelecommunicationsandinformationexchangebetweensystemsLocalandmetropolicanareanetworks-Specificrequirements-Part11:WirelessLANMediumAccessControl(MC)andPhysicalLayer(PHY)Specifications]藍牙核心規(guī)范4.0（BluetoothCoreSpecificationversion4.0）ZigBee-2007規(guī)范（ZigBee-2007Specification）LoRaWAN規(guī)范1.0(LoRaWANSpecification1R0)ISO31（所有部分）量和單位（Quantiticsandunits）下列術(shù)語和定義適用于本文件。GB/T33905.1—2017、GBT7665-2005界定的術(shù)語和定義適用于本文件。電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范第1部分：術(shù)語界定的術(shù)語和定義適用于本文件。概述自供電電力傳感器一般由能量收集單元、傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元構(gòu)成，其模型見圖1。能量收集單元能量收集單元通信單元數(shù)據(jù)處理單元傳感單元圖1自供電電力傳感器模型能量收集單元一般由能量轉(zhuǎn)換前端、能量管理電路、儲能單元構(gòu)成，其模型見圖2。能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換能量管理儲能前端單元單元圖2能量收集單元模型——穩(wěn)壓輸出電壓。傳感單元功能參照GB/T33905.1-2017中4.3規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行。數(shù)據(jù)處理單元是自供電電力傳感器進行采樣處理與通信控制的核心，它的主要功能參照GB/T33905.1-2017中4.2規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行.除GB/T33905.1-2017中4.2自供電電力傳感器通信單元的主要功能是將感知數(shù)據(jù)上傳和接收遠程配置命令。a）b）c）在環(huán)境能量激勵處于某一較弱范圍條件下應(yīng)可根據(jù)環(huán)境能量強度進行變周期工作。自供電電力傳感器的數(shù)據(jù)采樣及通信周期應(yīng)可基于無線通信進行遠程配置。含備用電源的自供電電力傳感器，備用電源應(yīng)采用不可充電的原電池，原電池技術(shù)要求參照GB/T8897.1-2013GB/T8897.2-2013a）環(huán)境溫度：-25℃~+45℃（普通型）或-40℃~+45℃（低溫型）b）相對濕度：5%RH~100%RH；550hPa~1060hPa-40℃~+70℃(工業(yè)級)或-40℃~+125℃（擴展工業(yè)級）自供電電力傳感器在冷啟動狀態(tài)下應(yīng)可完成完整的采樣處理通信工作流程。磁場取能自供電傳感器的冷啟動電流或冷啟動磁場強度應(yīng)根據(jù)帶電導(dǎo)線長期運行電流范圍或磁場強度范圍確定，應(yīng)能保證長期連續(xù)供電的要求：用于10kV/35kV場景的環(huán)型/開環(huán)型工頻磁場取能自供電傳感器冷啟動電流宜不大于1A，用于110kV及以上電壓等級場景的環(huán)型/開環(huán)型工頻磁場取能自供電傳感器冷啟動電流宜不大于10A；用于10kV大于100μT電場取能自供電傳感器應(yīng)可在10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500k或1000kV某一個電壓場景下實現(xiàn)冷啟動。0.1g；1g5℃1000Lux；200Lux3m/s；1.5m/s-15dBm；80dBmb）3.3V5V12V或自供電電力傳感器的自供電單元支持的峰值供電電流應(yīng)不小于30mA。GB/T17626.2——20185GB/T17626.3—20163應(yīng)能承受GB/T2423.2試驗Bb中嚴酷等級為：溫度+70℃或溫度+85℃、持續(xù)時間72h的高溫試驗。在試驗期間及試驗后，自供電電力傳感器能正常工作。GB/T2423.1試驗Ab25℃或-40℃或-55℃72hGB/T2423.4應(yīng)能承受GB/T10125中溫度為+35℃±2℃、溶液Ph=3.1~3.3、試驗周期72h的乙酸鹽霧試驗，或者溫度為+50℃±2℃，溶液Ph=3.1~3.3，氯化銅溶液濃度：0.26g/L±0.02g/L，試驗周期24h的銅加速乙酸鹽霧試驗。在試驗期間及試驗后，自供電電力傳感器能正常工作。應(yīng)滿足GB/T16422.3、GB/T16422.2、GB/T2423.24、GB/T3512中規(guī)定的熒光紫外老化、氙燈老化、熱老化試驗要求。對于工業(yè)級應(yīng)用的自供電電力傳感器，應(yīng)滿足GB4208中規(guī)定的IP67等級要求。168h2%GB/T2423.616ms；10009.8m/s2GB/T6587-20122QJ/T815.2的對于含備用電源的自供電電力傳感器，應(yīng)滿足如下要求：a）備用電源30d的荷電保持能力不應(yīng)低于99.5%；對于工業(yè)級應(yīng)用的自供電電力傳感器備用電源+55℃±5℃高溫環(huán)境下持續(xù)供電時間應(yīng)不低于+25℃±5℃常溫環(huán)境下供電時間的90%；對于工業(yè)級應(yīng)用的自供電電力傳感器備用電源-40℃±5℃低溫環(huán)境下持續(xù)供電時間應(yīng)不低于+25℃±5℃常溫環(huán)境下供電時間的60%。自供電電力傳感器應(yīng)根據(jù)其具體自供電類型進行自供電技術(shù)參數(shù)標注。應(yīng)標注磁場取能自供電傳感器的主體結(jié)構(gòu)為環(huán)型、開環(huán)型或平面型。a）b）應(yīng)標注磁場取能自供電傳感器在冷啟動磁場激勵條件下的工作周期。應(yīng)標注環(huán)形/應(yīng)標注磁場取能自供電傳感器在定周期工作磁場激勵下限條件下，可設(shè)置的定周期工作參數(shù)范圍。應(yīng)根據(jù)7.1.3中規(guī)定的工作電流或磁場頻率，標注耐沖擊的電流或磁場強度。應(yīng)根據(jù)與高壓帶電導(dǎo)體的連接方式，標注電場取能自供電傳感器為環(huán)型、開環(huán)型或平面型。應(yīng)根據(jù)GB/T156-2007中對于設(shè)備標稱電壓的規(guī)定，標注電場取能自供電傳感器適應(yīng)的工作電壓等級，以及冷啟動時間。應(yīng)根據(jù)7.2.3中規(guī)定的工作電壓等級，分別標注電場取能自供電傳感器定周期模式可配置的工作周期范圍。應(yīng)標注電場取能自供電傳感器耐沖擊的最高電壓等級，耐沖擊電壓應(yīng)滿足GB/T156-2007中對于設(shè)備標稱電壓對應(yīng)的設(shè)備最高電壓規(guī)定。應(yīng)提供振動取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)圖，并標注結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸。應(yīng)標注振動取能自供電傳感器工作所需的環(huán)境振動頻率范圍。應(yīng)分別標注7.3.2中振動取能頻率范圍下限與上限條件下，振動取能自供電傳感器冷啟動所需的最小振動加速度和冷啟動時間。應(yīng)分別標注7.3.3中振動取能頻率范圍下限與上限冷啟動條件下，振動取能自供電傳感器工作周期。應(yīng)分別標注7.3.2中振動取能頻率范圍下限與上限條件下，振動取能自供電傳感器定周期工作所需振動激勵加速度范圍。應(yīng)分別標注7.3.2中振動取能頻率范圍下限與上限的定周期工作振動激勵下限條件下，振動取能自供電傳感器工作周期可配置范圍。應(yīng)分別標注振動取能自供電傳感器耐沖擊的振動頻率和振動加速度。應(yīng)提供溫差取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)圖，并標注結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸。應(yīng)以冷端溫度為+25℃，標注溫差取能自供電傳感器冷啟動的溫差值。應(yīng)標注溫差取能自供電傳感器冷啟動條件下的工作周期。應(yīng)以冷端溫度為+25℃，標注溫差取能自供電傳感器定周期工作所需溫差激勵范圍。應(yīng)標注7.4.4中定周期工作溫差激勵下限條件下，溫差取能自供電傳感器定周期工作模式可配置的周期范圍。應(yīng)提供光照取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)圖，并標注結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸。應(yīng)標注光照取能自供電傳感器的取能光照類型為太陽光、照明光等類型。應(yīng)標注光照取能自供電傳感器冷啟動所需光照強度。應(yīng)標注光照取能自供電傳感器冷啟動條件下的工作周期。應(yīng)標注光照取能自供電傳感器定周期工作所需光照強度范圍。應(yīng)標注7.5.5中規(guī)定光照強度下限下，光照取能自供電傳感器定周期模式工作可配置的周期范圍。應(yīng)標注風(fēng)取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)形態(tài)為風(fēng)致轉(zhuǎn)動型或風(fēng)致振動型。應(yīng)提供風(fēng)取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)圖，并標注結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸。應(yīng)標注風(fēng)取能自供電傳感器的取能風(fēng)向為定向、全向或某一方向角。對于全向或某一方向角風(fēng)取能自供電傳感器應(yīng)在傳感器本體顯著位置標注輸出功率最小和最應(yīng)標注風(fēng)取能自供電傳感器在冷啟動條件下的工作周期。應(yīng)標注7.6.6中規(guī)定定周期工作所需最小風(fēng)速下，風(fēng)取能自供電傳感器定周期模式可配置的工作周期范圍。應(yīng)標注風(fēng)取能自供電傳感器耐沖擊的最大風(fēng)速。應(yīng)標注射頻取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)形態(tài)為取能天線獨立式或取能天線集成式。對于取能天線獨立式的射頻取能自供電傳感器應(yīng)分別標注取能電線和傳感器本體的結(jié)構(gòu)邊緣應(yīng)標注射頻取能自供電傳感器的取能頻點。應(yīng)根據(jù)7.7.3中規(guī)定的取能頻點，分別標注冷啟動所需射頻強度。應(yīng)根據(jù)7.7.3中規(guī)定的取能頻點，分別標注冷啟動條件下的工作周期。應(yīng)根據(jù)7.7.3中規(guī)定的取能頻點，分別標注射頻取能自供電傳感器定周期工作所需的環(huán)境射頻激勵范圍。應(yīng)標注7.7.6中規(guī)定的定周期工作環(huán)境射頻激勵下限條件下，射頻取能自供電傳感器定周期模式可配置的工作周期范圍。應(yīng)標注多源取能自供電傳感器整體結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸應(yīng)標注多源取能自供電傳感器的取能能量源類型。7.17.27.37.47.57.67.7通則自供電電力傳感器宜采用且不限于以下無線通信接口ZigBee支持ZigBee接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合ZigBee-2007規(guī)范的要求LoRa支持LoRa接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合LoRaWAN規(guī)范1.0或其后續(xù)版本的要求。藍牙支持藍牙接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合藍牙核心規(guī)范4.0或其后續(xù)版本的要求支持無線局域網(wǎng)（WLAN）接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合IEEE802.11的要求。RFID支持RFID接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T29768的要求。HART支持無線HART接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T29910.3-GB/T29910.6的要求。WIA-PA支持WIA-PA接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T26790（所有部分）的要求。ISA100支持ISA100接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合IEC62734的要求。概述自供電電力傳感器由硬件和軟件構(gòu)成，完成的自供電電力傳感器可靠性設(shè)計包括供電可靠性設(shè)計、硬件可靠性設(shè)計、軟件可靠性設(shè)計和通信可靠性設(shè)計。自供電電力傳感器的供電可靠性設(shè)計主要指能量收集單元的供電可靠性設(shè)計EcsErangeTre的最小監(jiān)測周期tminTcTbackEcsErange、Tretmin、Tc、Tb