浅析采集器的采集成功率

2015-02-11张璐

通信电源技术 2015年5期

张璐

（国网吴忠供电公司，宁夏青铜峡 751600）

近年来，随着用电信息采集的深化应用和推进，电力系统改变了以往的电力营销流程、人工抄表、计算发行电费等工作方式。其中建立全面的用电信息采集系统需要建设系统主站、传输信道、采集设备（采集器等）以及电子式电能表（即智能电表）。采集器在整个采集过程中起着承上启下的作用，十分重要。

1 目前用电信息采集中采集器存在的问题

用电信息采集的建设减少了电力营销工作中抄表的环节，但增加了一定数量的设备，主要包括集中器、专变终端、采集器及载波模块等。其中采集器＋485通信线是城区采集的一种重要方式，而采集器就是其中一个重要环节。

1.1 采集器简介

用电信息采集器的接线分强电和弱电部分，其中弱电部分RS－485线为A、B两芯，由于A、B线材相同，以下RS－485线泛指RS－485线的A线、B线。

1.2 用电信息采集器存在的问题

青铜峡市城区安装低压采集终端数量就达到了867台，其中采集器512台，所采集电表数量达到了6100余块。但由于运行不稳定，采集成功率达不到要求，按照《用电信息采集系统运行维护管理办法》要求采集成功率达到98%以上，但目前仅能达到90.6%。

1.3 采集器现状

针对青铜峡采集器安装情况，统计调查了安装采集器的13个小区，以便查找问题。经过调查统计，青铜峡的13个小区中，光明小区、金岸一品和宏远小区采集率均在95%以下，其中金岸一品小区未采集表308块，金岸一品小区采集器的采集成功率仅为59.84%。可针对这一典型，分析制定对策。

2 采集器采集成功率低的原因

造成采集成功率较低的原因较多，本文主要从设备情况、材料情况、采集方法等方面进行分析。

2.1 采集器相关设备情况

用电信息采集相关设备主要是智能电表和采集器。智能电能表在使用前首先在厂家要进行测试，然后分配到电力系统也需要再次进行设备测试，尤其是其中的通信端口，必须是测试合格后方可使用［2］。采集器经过测试合格后才能使用，其中比较重要的参数是采集器RS－485端口电压为直流2～6 V。经过调查未发现有端口电压超标的现象。

2.2 相关材料分析

采集器相关材料主要是RS－485通信线。RS－485线质量必须合格，不得出现断线等异常现象，且安装必须符合要求。如果RS－485线质量差、断线会使采集器与电表无法通信、无法采集，金岸一品小区RS－485线现场检查均未发现有这种情况。该小区现场安装的RS－485线均为铜芯线，通信不受影响。

2.3 RS－485通信线分析

RS－485线虚接有三种情况，一种散股、一种压线皮子、一种线头太短未压紧。经现场调查，RS－485线为两芯软铜线，接线时由于RS－485线头散股、太短未压好或接线头的线皮未清理干净造成虚接致使电表未采集，造成采集成功率下降。RS－485线短路也会使RS－485线电压工作不正常，采集器与大部分电表无法通信，无法采集。

综上所述，RS－485通信线虚接和短路是造成采集器采集成功率不高的主要原因。

3 采集器RS－485通信线虚接和短路的对策

之前调查金岸一品小区，统计后由于RS－485通信线虚接和短路造成303块电能表采集失败，影响采集成功率。下面分别针对其虚接和短路制定对策。

3.1 针对RS－485通信线虚接的对策

各种通信线的接线有多种方式，目前比较实用的有两种：一种是制作并应用单股RS－485线，原来的多股线改为单股，避免虚接情况发生；另一种是RS－485线头加金属压管，多股线压接为单股，通过在RS－485线头加装小金属压管，套在RS－485线头并钳压使其多股并为单股，尺寸合适才可以使线皮不穿入压管，避免压线皮子和多股线头散开造成虚接。第二种对策显然比较适合于这种小型通信线接线，单股线比较容易折断影响采集。

3.2 针对RS－485通信线短路的对策

针对RS－485通信线短路也有两种对策：一种是在RS－485线头加护套，通过在RS－485线头加装护套，避免线头散开造成短路。另一种是制作并应用防短路专用RS－485线，制作防短路RS－485线时，在RS－485线两芯中间加绝缘层，避免短路情况发生。第一种是比较经济实用的，在现有线路基础上即可解决问题。

可将两个对策合并，使多股线头并为单股，可引用变电站高供高计电表端子接线成功经验，在RS－485线头加装压接护套管，避免RS－485线散股造成虚接，同时避免线头散开造成短路。从理论上来看，这是最有效且最经济的措施。

4 RS－485通信线压接护套管措施

实施这种防护，需要分别确定RS－485通信线压接护套管的组成部分，即其中压接管和护套的材料和尺寸，并确保其适合现场使用。

4.1 RS－485通信线压接护套管部分参数

金属压管材料选择和RS－485线芯材料一致为紫铜材料（不会对传输信号有影响），对RS－485线头金属压管的尺寸进行选择。

RS－485端口螺丝到RS－485外端口的长度及端口深度进行测量可得出，金属压管长度在6～10 mm之间。为了便于RS－485线头穿过护套，压接管护套内径1～1.5 mm。为了便于RS－485线头穿入护套，借鉴“魏德米勒”线鼻子规格尺寸，要求：倾斜度45度（误差范围为±3度）；同时为了便于区分，将RS－485线头护套颜色设定为与RS－485线两芯颜色相同，目前有红色、黑色、蓝色、黄色。参数取中间值并考虑一定误差确定为：护套长度6±0.1 mm，护套内直径2.5±0.05 mm，护套外直径3.5±0.05 mm。

4.2 RS－485通信线压接护套管措施实施效果

根据确定的RS－485通信线压接护套管的各项参数，制作和购买相应的设备则可以杜绝通信线的异常。浙江地区加工厂较多，在“乐清市红升绝缘端头厂”按照RS－485通信线压接护套管的相应参数制作RS－485线头专用压接护套管。将RS－485线压接护套管在金岸一品小区RS－485短路和虚接点试用，均未出现短路和虚接的情况，基本杜绝了RS－485通信线短路和虚接的情况发生，采集成功率也达到了98.56%。这一措施已在吴忠、青铜峡地区进行了推广使用，采集器的采集成功率上升最快，超过其他采集模式，效果显著。

5 采集器与其他采集模式的对比及应用前景

目前应用的采集模式主要有三种：采集器RS－485线采集、窄带电力线载波采集及微功率无线采集。其中采集器通过RS－485线采集电能表，与目前常用的窄带载波和微功率无线采集模式有着本质的区别。

5.1 采集器模式与其他采集模式的对比

窄带载波模式是最早出现的采集模式，存在采集成功率较低，对电力线路质量要求高，采集速度慢以及抗干扰能力差的明显缺点［3］。其优点是采集调试简便，安装简易，不用额外敷设通信线。微功率无线模式绕开了电力线，直接采用微功率无线传输采集数据，通过表计模块内置天线与集中器传输数据，避免了载波模式的不足，但仍然存在采集速度慢的缺点，同时存在采集用户数量小，天气影响微功率通讯的问题。

采集器＋485通信线则完全解决了上述问题，唯一不足是安装较为繁琐，需要敷设通信线，但显著提升了通信速度和可靠性，避免天气等影响。