伴隨著社會的發(fā)展和生活理念的進步，新能源的發(fā)展速度和規(guī)模越來越明顯，將其并入到電網(wǎng)之中，對緩解能源危機和推動低碳環(huán)保的發(fā)展有著積極的作用，但是也對電網(wǎng)調(diào)度的管理工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

為此，中國移動同南方電網(wǎng)一道研究探索5G在智能電網(wǎng)的技術(shù)攻關(guān)及應(yīng)用實踐，基于 5G 的智能電網(wǎng)將充分支持分布式新能源、分布式儲能、電動汽車、大功率電動智能機器等各種新型電器進入家庭、商業(yè)建筑、工廠和園區(qū)，為滿足個性化、多樣化、市場化的能源供應(yīng)服務(wù)提供連接的橋梁。

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司楚雄供電局電力調(diào)度控制中心副經(jīng)理 朱曉麗：“為了實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，結(jié)合楚雄州是西電東送的主通道，新型電力系統(tǒng)的示范基地。以及楚雄州幅員遼闊，山地面積廣，配網(wǎng)網(wǎng)架薄弱的特點。云南電網(wǎng)公司楚雄供電局結(jié)合自身痛點難點問題深入研究實踐，與中國移動深度合作，在云南省內(nèi)第1家通過5G切片技術(shù)解決無線公網(wǎng)與電力專網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)防護壁壘，實現(xiàn)了5G無線通信與電力通信網(wǎng)的互聯(lián)互通，并將這一技術(shù)與配網(wǎng)自愈技術(shù)進行結(jié)合，開展了5G自愈技術(shù)的應(yīng)用。”

第1章  概  述（WBST-200地下管線故障點探測儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

WBST-200管線綜合探測儀由一臺發(fā)射機、一臺接收機及附件構(gòu)成，用于地下管線路由的精準定位、埋深測量和長距離的追蹤以及對管線絕緣故障點的測量查找。管線綜合探測儀采用了多線圈電磁技術(shù)，提高了管線定位定深的精度和目標(biāo)管線的識別能力，在管線密集復(fù)雜的區(qū)域也能準確地對目標(biāo)管線進行追蹤和定位。因而管線綜合探測儀在電信、網(wǎng)通、移動、聯(lián)通、鐵通、電力、自來水、煤氣、物探、石化和市政等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

WBST-200管線綜合探測儀提供多種可選附件，從而增加了它們的用途，擴展了它們的應(yīng)用范圍。

使用管線綜合探測儀之前請閱讀本手冊。

第2章  主要功能、特點和技術(shù)指標(biāo)（WBST-200地下管線故障點探測儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

2.1主要功能

1、測定地下管線的路由

2、測定地下管線的埋深

3、多管線的情況下目標(biāo)管線的識別

4、檢測并定位管線絕緣故障點

2.2主要特點

1、采用先進的信號處理技術(shù)、*新的集成電路元器件以達到優(yōu)異的測試性能。

2、測量信號的多種發(fā)送方式:

（1）注入法：用于有注入點的管線。

（2）鉗夾法：用于被測管線有一段外露，便于鉗夾夾鉗的管線。

（3）感應(yīng)法：用于無注入點或無外露的管線。

3、多種測量頻率：有480Hz、7.7KHz、31KHz和61KHz四種有源頻率以及電力線纜的50Hz無源頻率；用戶可以根據(jù)環(huán)境的不同進行選擇（如需要采用特殊測量頻率，請在定貨合同中注明）。

4、提高測試效率的不同的定位模式和功能：

（1）峰值模式：通過測量信號的極大值來確定路由的位置。

（2）谷值模式：通過測量信號的極小值來確定路由的位置。

（3）路由定向：直觀、迅速地指示路由的方向。

（4）絕緣故障查找（FF）: 查找并定位出管線絕緣惡化導(dǎo)致的故障點。

（5）聽診器：通過聽診頭從眾多管線中識別出信號所加載的管線。

5、輔助功能：

（1）接收增益自動調(diào)節(jié)：自動調(diào)節(jié)接收機的增益以使接收機處于優(yōu)化狀態(tài)，免去了手動調(diào)節(jié)的繁瑣。

（2）聲響功能：接收機通過喇叭發(fā)出的音調(diào)變化直觀地反映測量的信號大小。

（3）管線狀態(tài)檢測：發(fā)射機在做注入模式時，首先檢測管線的絕緣電阻，殘余電壓，再將信號施加到目標(biāo)管線上。當(dāng)管線上絕緣電阻較?。ń趯Φ囟搪罚┌l(fā)射機將自動退出該模式，當(dāng)殘余電壓較大時發(fā)射機告警，操作人員應(yīng)立即停止信號的加載，關(guān)閉發(fā)射機。

（4）電池電量檢測：電池電量的實時檢測，當(dāng)電量低到保護值時會發(fā)出報警自動關(guān)機。

（5）節(jié)電功能：發(fā)射機開機30秒左右未按其它鍵、接收機開機操作后，若10分鐘左右未再按其它鍵時，機器會自動關(guān)機，以節(jié)省電池電能。

2.3 技術(shù)指標(biāo)（WBST-200地下管線故障點探測儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

2.3.1發(fā)射機技術(shù)指標(biāo)

2.3.2接收機技術(shù)指標(biāo)

注:正常情況下指所測試的管線在上述測量范圍內(nèi)沒有絕緣故障及其它干擾。

2.3.3 環(huán)境要求

2.3.4 物理特性

組件一（儀表組合）

用戶可以選配組件：

組件二（故障查找支架）

第三章  工作原理（WBST-200地下管線故障點探測儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

3.1探測儀路由查找原理

根據(jù)電磁理論，交變的電流在空間產(chǎn)生一變化的磁場，其關(guān)系滿足安培環(huán)路定律。如果周圍是均勻介質(zhì)，加載交流電流的導(dǎo)體足夠長、直時，在該導(dǎo)體周圍產(chǎn)生一個同軸的交流電磁場，磁場強度的大小正比于電流，反比于到導(dǎo)體的距離。如將一線圈置于這個磁場中，在線圈內(nèi)將感應(yīng)產(chǎn)生一個同頻率的交流電壓，感應(yīng)電壓的大小取決于該線圈在磁場中的位置，當(dāng)磁力線方向與線圈軸向平行時，線圈感應(yīng)的電壓水平分量呈極大，如圖3.1所示;當(dāng)線圈軸向與磁力線方向垂直時，感應(yīng)的電壓水平分量*小，為極小值；如圖3.2所示。探測儀正是利用這一特點實現(xiàn)埋于地下的管線的路由查找。這兩種極大值、極小值的探測方法即對應(yīng)測量路由的峰值、谷值法。

3.2探測儀埋深測量原理

接收機內(nèi)有上下兩個相同的水平放置的線圈，它們之間的距離已知。在路由正上方測量得到的上下傳感線圈的信號強度，按照電磁理論，可以反推算出未知的目標(biāo)管線埋深大小。

假設(shè)接收機內(nèi)兩平行的探測線圈的中心距為L，在路由的正上方檢測到的信號分別為v1、v2，則埋于地下D處的管線理想情況下滿足公式：D=L/（V2/V1-1）

探測儀正是利用這樣的關(guān)系實現(xiàn)直讀法測量管線的埋深。

3.3探測儀絕緣故障查找原理

直埋于地下的管線外層多包以絕緣護套，正常的情況下對地應(yīng)有極高的阻抗，但隨著時間的推移，因種種原因而導(dǎo)致管線的絕緣性能逐步下降，等效的絕緣電阻可降為幾MΩ、幾十KΩ，直至完全對地短路，進一步惡化便可導(dǎo)致管線的斷裂，造成更大的損失。及時地查找出管線的絕緣故障點，是管線維護工作的重要一環(huán)。

采用探測儀的絕緣故障查找功能（FF）便可夠迅速及時地檢測出管線的絕緣故障點。發(fā)射機采用直接注入工作方式，將故障查找的專用信號加至管線上，如圖3-4所示。信號在故障點處通過大地向外泄漏，電位大小則以故障點為中心，球面型徑向地非線性衰減。將與接收機相連的輔助故障查找支架插入地表面，獲取泄漏的信號特性，即可測量出故障點所在方向。按接收機顯示的指示箭頭，通過多次的反復(fù)，*終便可查找出泄漏信號的故障點。

第四章  操作簡介（WBST-200地下管線故障點探測儀有著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量）

4.1 發(fā)射機操作簡介

發(fā)射機的面板圖：

發(fā)射機采用了高性能微處理器進行控制，漢字顯示界面，操作直觀方便。具有輸出信號強度記憶保持，注入方式下實時監(jiān)測輸出電流大小功能。每次按鍵將點亮背光，8秒后自動熄滅，以節(jié)省電池能量。

4.1.1 按鍵功能說明

4.1.2 顯示屏功能說明

發(fā)射機正常工作時的界面如圖所示，這是注入模式測量下的典型畫面。

其中：

：當(dāng)前電池狀態(tài)，中填柵格分五種圖示表示。一旦檢測到電池電壓低于保護值時即告警并自動關(guān)機。

480Hz： 對應(yīng)當(dāng)前的頻率選擇，如想修改發(fā)射信號的頻率，必須首先退出發(fā)射狀態(tài)?？赡艿念l率選擇取決于信號發(fā)射模式，請參見技術(shù)指標(biāo)一節(jié)。

10%：為信號輸出的強度。通過鍵可以增大或減小調(diào)節(jié)。范圍從0%至100%。

6mA：對于注入模式，界面上還顯示了當(dāng)前發(fā)射到管線中的電流大小，如圖示的6mA。這一值會因管線傳輸過程中逐漸減小，和遠端接收機的電流測量值可能相差較大。

：  動畫的發(fā)射圖符動態(tài)地表現(xiàn)了運行狀況。

4.1.3發(fā)射機的基本使用方法

發(fā)射機有四種工作模式：注入、感應(yīng)、鉗夾和故障查找。根據(jù)測試地點的實際情況和目的選擇其中之一。一般的管線路由查找和埋深測量時，可能的情況下優(yōu)選注入法，但它必須要能將發(fā)射機的金屬線夾（紅色）直接連接到管線上去，例如夾到通信線纜的出線端子、金屬管道連接的螺栓等。鉗夾法的效率居中，但也必須測試管線要有一段暴露在外，如檢查井、人井或進出入房間的管道，鉗夾能夾住管線的地方。*后的方法是感應(yīng)法，在管線可能經(jīng)過的上方，打開發(fā)射天線，和接收機配合，反復(fù)幾次調(diào)整，*終確定一個*佳的方位，使得發(fā)射的效率*大。而故障查找模式主要用于查找并定位出管線絕緣惡化導(dǎo)致的故障點。

按下發(fā)射機鍵后，首先儀器對電池電量測量，由于發(fā)射機滿功率工作時耗電較大，事先的檢查給操作人員提供了預(yù)算可能工作的時間。

頻率的選擇依模式而不同，可參見技術(shù)指標(biāo)一節(jié)。頻率的改變只能在信號未發(fā)射的準備狀態(tài)進行，換言之，在信號發(fā)射已啟動后想改變成其它的頻率，則先要按鍵退出發(fā)射后才能再做改動。

四種工作模式下發(fā)射機都分別設(shè)定了一個基本的發(fā)射強度值，分別為10%，80%，50%和10%。無論在準備狀態(tài)或發(fā)射進行中都可以根據(jù)實際情況通過 >發(fā)射機默認的工作模式是注入法，通過鍵來增大、減小調(diào)節(jié)輸出信號的強度。

信號的發(fā)射只有在按下鍵后才有功率向外輸出。在這之前的一切準備工作都是可靠的，例如注入法下固定接地插針，將紅色信號輸出夾夾住出線端子等工作，一旦信號發(fā)射后，由于輸出電壓可能高達上百伏，這時再去調(diào)整發(fā)射機的接線狀況就有可能很危險了，切記再次按下 ?式是注入法，通過鍵，確定已退出發(fā)射狀態(tài)后再進行！

是否處于發(fā)射狀態(tài)，液晶屏上的運行圖符直觀形象地表現(xiàn)了這點。

發(fā)射機在大功率發(fā)射時（如感應(yīng)模式下），電池電量注意不要耗到*后的一個柵格，那時雖然還能工作且沒到自動關(guān)機狀態(tài)，但發(fā)射的功率已不穩(wěn)定，接收機的測量誤差較大。

4.1.4發(fā)射機的配件

1、信號輸出線

在注入模式下，通過輸出線將發(fā)射機信號直接加載到目標(biāo)管線上。紅色夾接被測管線，黑色夾接地。

2、接地棒

接地棒用來接地，提供信號回路。

3、鉗夾

對多條同向管線進行識別時，特別是管道里的管線用原有方式很難識別，鉗夾是一種比較好的方法，可以直接套住目標(biāo)管線進行加載信號。

4、故障查找支架（選配件）

專用的故障查找支架連接接收機可查找出管線絕緣惡化導(dǎo)致的故障點。

4.2 接收機操作簡介

接收機面板圖：

注：接收機同樣用了高性能微處理器進行控制，漢字結(jié)合圖符的顯示界面使操作方便直觀。

4.2.1 按鍵功能說明

4.2.2 顯示屏功能說明

路由測量（峰值）時顯示屏狀況如下：

路由測量（谷值）時顯示屏狀況如下：

其中：

99：信號相對增益值，從1至99，手動調(diào)節(jié)時，按鍵可以修改此值。

A：路由測量自動優(yōu)化狀態(tài)，按鍵后進入手動調(diào)節(jié)測量狀態(tài)，顯示。

路由：當(dāng)前為路由測量狀態(tài)，按鍵可轉(zhuǎn)入測量埋深。

：峰值測量模式，在路由正上方時測量值*大。如再次按下鍵則轉(zhuǎn)入谷值測量狀態(tài)，圖符切換為。

：谷值測量狀態(tài)，在路由正上方時測量值*小。

480Hz：表明當(dāng)前測量模式下的工作頻率，按鍵可切換，切換順序為：480Hz、7.7KHz、31KHz、61KHz和50Hz。

：為信號的棒圖，長度和相對百分比值一致。

3618：四位數(shù)值表明路由信號的實測強度。

45%：在當(dāng)前增益下的信號相對大小，用百分比值表示。

：定向指示，表明管線在測試者的右（或，管線在測試者的左）側(cè)，提高查找路由的效率。

注意：當(dāng)信號太弱或離管線距離較遠時，定向指示左右不定，所指方向此時無意義。

：表示當(dāng)前電池狀態(tài)，柵格分五種狀態(tài)表示。一旦檢測到電池電壓低于保護值時即告警并自動關(guān)機。

埋深測量時顯示屏狀況如下：

其中：

s:100cm：埋深測量的統(tǒng)計平均值，它將平滑干擾導(dǎo)致的測量波動，更加接近真實的埋深值。

99： 表示為當(dāng)前所測埋深值，按下路由鍵后返回峰值測量狀態(tài)。

12mA：為電流測量（CM）的顯示值，表明下方管線中流經(jīng)的信號電流大小。

480Hz：工作頻率。

3280： 當(dāng)前管線路由值。

：  當(dāng)前電池狀態(tài)。

故障查找時顯示屏狀況如下：

其中：

66：信號相對增益值；從1至99，手動調(diào)節(jié)時，按鍵可以修改此值。

A：路由測量自動優(yōu)化狀態(tài)，按鍵后進入手動調(diào)節(jié)測量狀態(tài)，顯示。

3210：當(dāng)前管線故障點泄漏信號大小。

51%：在當(dāng)前增益下的信號相對大小，用百分比值表示。

：表示故障測試狀態(tài)。

：表示故障點在故障查找支架綠桿的前方（或，表示故障點在故障查找支架紅桿的后方）。

4.2.3 接收機的基本使用方法

接收機的主要功能是路由的查找和管線埋深的測量及目標(biāo)管線的識別和管線絕緣故障點的檢測。通過發(fā)射機發(fā)射的信號在測試點處的二次輻射，接收機的傳感線圈從周圍的噪聲中識別出該信號，按照前面介紹的電磁理論，判斷出埋在下方的管線位置，進而測量出埋置的深度。由于外界環(huán)境狀況的復(fù)雜多變，甚至完全捉摸不定，這給地下管線探測帶來了一定的難度。WBST-200型管線探測儀提供了一系列的輔助功能和配件，如路由定向、故障查找專用支架、聲響提示、聽診器等，更有效地實現(xiàn)管線探測定位。

4.2.3.1查找路由

接收機開機后即進入路由測量模式。默認的是峰值測量模式，按鍵可在峰值或谷值模式下切換。峰值測量的精度遠遠高于谷值法，因此，在一般的路由定位工作中都應(yīng)該使用峰值響應(yīng)。但谷值法測量時信號的變化率大，即偏離路由正上方時明顯地可觀察到信號的顯著變化，它常用來驗證峰值響應(yīng)，或進行管線的快速跟蹤。

接收機的頻率選擇是被動的，它必須和發(fā)射機的信號頻率保持一致。

在路由測量時，聲音的音調(diào)變化直觀地反映了接近路由的情況，這給探測人員減輕了直盯屏幕產(chǎn)生的疲勞。峰值測量時，越接近路由上方，信號越大，聲音越尖銳越急促；反之，越低沉越緩慢。環(huán)境嘈雜時可通過鍵，進入音量調(diào)節(jié)菜單，改變喇叭的聲響強度。

接收到的信號大小由顯示屏的左下角無量綱的表示，它既與發(fā)射信號的強度有關(guān)，又取決于離管線的遠近。接收機的自動增益優(yōu)化調(diào)節(jié)，隨著接收到的信號調(diào)節(jié)放大增益倍數(shù)，同時控制*后的信號模數(shù)轉(zhuǎn)換處于信噪比*佳的區(qū)域。屏幕的左上角表明放大增益值，中間區(qū)域的百分比值則表明該增益下的信號相對大小。當(dāng)需要使增益固定而觀察信號大小的變化特性時，按鍵可人為修改放大倍數(shù)，同時也使增益調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換為手動方式。

谷值測量模式下，考慮到在路由上方信號變化率大，為了能較清楚地觀察到信號的變化，進入此模式下既改為手動增益調(diào)節(jié)。測試中有可能當(dāng)偏離路由，信號又較大時，相對值有可能達到99%，進入飽和狀態(tài)，或者信號相對百分比過小，這時都需要通過鍵修改放大倍數(shù)，使相對值回到適當(dāng)?shù)姆秶?/span>

峰值測量模式下，接收機提供了定向功能。中間的箭頭提示測試人員應(yīng)該探測的方向，向左移或向右移。離管線太遠、發(fā)射信號較小、環(huán)境噪聲太大，都會影響定向功能的準確性，表現(xiàn)的就是箭頭指向左右反復(fù)不定。定向指示有效的判斷方法是：箭頭指向不變，手持接收機旋轉(zhuǎn)180度后指示方向相應(yīng)反轉(zhuǎn)。

4.2.3.2埋深測量

埋深測量是在路由的正上方，接收機垂直且貼近地面，在路由信號值穩(wěn)定時按下鍵，進入管線埋深測量。約十秒后屏幕顯示直讀法測量的埋深值，以厘米表示。

測得結(jié)果有時無法判斷它是否準確，一個技巧的方法是，回到路由狀態(tài)，將接收機垂直提升約20厘米，再次測量埋深，如果結(jié)果也相應(yīng)增大20厘米左右，則測量是可信的。

但由于測量環(huán)境存在較大干擾的情況居多，測量的埋深可能有所波動，甚至超過設(shè)計技術(shù)指標(biāo)，進入埋深測量后測量連續(xù)進行，每次既顯示當(dāng)前測量值，同時又對已測得數(shù)值作統(tǒng)計平均，顯示的平均值將更接近于實際的埋深。

埋深測量時要保證接收機的狀態(tài)不能改變，如果發(fā)生狀態(tài)改變，如此時發(fā)射機的信號強度發(fā)生了變化，或接收機位置偏移、抬高了，都將導(dǎo)致測量的埋深值不真實，這時應(yīng)重新回到路由狀態(tài)，待路由值穩(wěn)定后再測量埋深。

4.2.3.3故障查找（FF）

將故障查找支架輸出信號線的航空插頭應(yīng)可靠地插入接收機聽診器插座。通過面板的鍵進入菜單功能，由鍵選擇故障查找模式。確定后接收機轉(zhuǎn)入故障查找，屏幕顯示為圖4-8。

測量的前進過程中手持的故障查找支架的綠（Green）桿在前，紅桿（Red）則在后。只有當(dāng)支架的兩針可靠地插入泥土中讀取的值才為有效。如指示的故障方向箭頭穩(wěn)定不變時即表明故障點所在的方向，如上圖示，即表明故障點在測試人員行進的前方，反之如是朝下的箭頭，表明故障點在紅桿的一側(cè)，即行走的反方向上；通過箭頭的方向的改變點即可判斷出絕緣故障點的發(fā)生地。

對測量過程中如檢測到的信號值較小，增益也已*大，但方向箭頭上下不確定地跳變，不能準確地判斷出故障點時其原因可能是：

·發(fā)射機的輸出信號調(diào)得較小；

.測量點距故障點太遠；

·故障泄漏不明顯，其對地絕緣電阻可能大于幾兆歐以上。

如要回到常規(guī)的路由測量模式，必須先打開菜單設(shè)定選項，在“故障查找”功能下選擇“退出”方可。

4.2.4 接收機的配件

1．故障查找支架（含專用連接線）

當(dāng)管線的絕緣性能下降，等效的絕緣電阻降低甚至完全對地短路時，采用探測儀的絕緣故障查找功能（FF）便可夠迅速及時地查找出管線的絕緣故障點。

2．聽診器

對于多根管線，用常規(guī)的路由測量方式無法判斷目標(biāo)管線時，可采用聽診方式查找出目標(biāo)管線。

電網(wǎng)建設(shè)為何需要5G，楚雄州幅員遼闊，山地面積占70%，配網(wǎng)網(wǎng)架薄弱等問題嚴重，導(dǎo)致故障頻發(fā)，搶修難度大、停電時間長，老百姓用電體驗差。

為研究5G通信技術(shù)低延時、高可靠的信息傳輸特性在電力通信中的應(yīng)用，云南電網(wǎng)聯(lián)合云南移動在楚雄開展5G通信技術(shù)應(yīng)用場景攻關(guān)，進行基于5G配電自動化主站集中式自愈功能試點應(yīng)用。

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司楚雄供電局電力調(diào)度控制中心副經(jīng)理 朱曉麗：“什么是 5G自愈呢，簡單來說，就是停電零感知、故障精定位、信息快傳遞?；?/span> 5G的自愈項目已在楚雄祿豐市的10kV線路上成功應(yīng)用后。截至目前，楚雄供電局已建成289條自愈線路，年平均停電時間由13.72小時降低至了3.27小時，實現(xiàn)了增供電量2600多萬千瓦時。在缺電的大背景下，大大減少了棄風(fēng)棄光棄水，確保了清潔能源消納，產(chǎn)生了良好的環(huán)境效益，同時也節(jié)約了大量的人力物力，在建設(shè)初期就產(chǎn)生了近億元的經(jīng)濟效益。”

基于5G通信技術(shù)低延時、高可靠的信息傳輸特性，進行的主站集中式自愈應(yīng)用研究，采用中國移動5G物聯(lián)網(wǎng)卡實現(xiàn)配電終端與配電自動化主站的雙向通信，根據(jù)實時采集的配電網(wǎng)運行信息及故障信號，由主站自動研判故障形態(tài)，遠程控制開關(guān)分合，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行方式優(yōu)化、故障快速隔離與供電恢復(fù)。提高了供電可靠性和配電運維效能，提升了配電自動化實用化水平。

5G智能電網(wǎng)將幫助電網(wǎng)業(yè)務(wù)的高度信息化、自動化、互動化、透明化，支撐電網(wǎng)達成自動化水平提高，信息采集能力增強的目標(biāo)。

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