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产品描述
一、产品介绍


1.1 概述

配电站房智能网关主机是智慧物联体系“云管边端”架构的边缘设备,具备信息采集、物联代理及边缘计算功能,支撑营、配电及新兴业务。采用硬件平台化、功能软件化、结构模块化、软硬件解耦、通信协议自适配设计,满足高性能并发、大容量存储、多采集对象需求。实现配电站房数据信息的采集、存储、加密、上报以及设备的协议适配、工况自检分析等。该设备集成 NVR 模块、通信模块、网络交换机模块、触控显示屏等。对配电站房内各功能子模块信息存储、信息处理及分析,并通过标准协议传输给配电站房辅助监测平台。当超过预设限值,则根据预先设定的联动逻辑,自动启动智能联动,以将配电站房相关指标参数控制在目标范围之内。可根据实际条件选配 AI 功能模块,通过视频监测设备,实现对配电站房内视频流的人工智能分析,实现如下人工智能分析功能:外物入侵识别、指针仪表识别、
数字仪表识别、开关状态识别等功能,具备数据本地存储功能,告警事件、图片、短视频等能够推送至平台。

1.2 逻辑结构图

配电站房实时数据信息和视频信息通过配电站房智能网关主机边缘层设备传输至 IoT平台和统一视频平台。省公司集中部署的配电房智能辅助监测系统应用平台从 IoT 平台和统一视频平台获取数据,实现对全省配电站房监测数据的实时查看及历史数据调阅,在省公司部署统一的监测系统应用平台。站端监测系统通过站房网关进行站内实时数据的采集上送,站房网关接收站房环境数据信息、设备状态、安防信息、视频监测等监测数据,将监测数据通过 4G(APN)方式上送 IoT 平台,将视频监测信息通过 4G(APN)或有线(APN)方式上送统一视频平台。


1.2 执行标准及规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适

用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改版)适用于本文件。

GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 2 部分:试验方法 试验 A: 低温

GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 2 部分:试验方法 试验 B: 高温

GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验  2 部分:试验方法 试验 C: 恒温湿热方法 GB/T13729 远动终端设备

GB/T 17626.4 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T 17626.9 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验

GB/T 15153.1 远动设备及系统-电源和电磁兼容性

DL/T 634.5 101 远动设备及系统  5-101 部分:传输规约 基本远动任务配套标准 DL/T 634.5 104 远动设备及系统  5-104 部分:传输规约 采用标准传输协议集的 IEC

60870-5-101 网络访问

DL/T 721 配电网自动化系统远方终端

IEC61850-6(DL/T860.6 电力自动化通信网络和系统  6 部分:与智能电子设备有

4



关的变电站内通信配置描述语言

IEC61850-7(DL/T860.7)电力自动化通信网络和系统  7 部分:基本信息通信结构

IEC61850-8(DL/T860.8)电力自动化通信网络和系统  8 部分:特定通信服务映射

IEC61850-10(DL/T860.10)变电站通信网络和系统  10 部分:一致性测试

Q/GDW 1517 电网视频监控系统及接口 SIP-B

YD/T 2576.2 TD-LTE 数字蜂窝移动通信网终端设备测试方法(第一阶段)第二部分无线射频性能测试

ISO/IEC PRF 20922 MQTT(消息队列遥测传输协议)

MODBUS RTU 通信协议

Q/GDW 输变电设备物联网节点设备无线组网协议

Q/GDW 输变电设备物联网微功率无线网通信协议

Q/GDW 输变电设备物联网传感器数据规范

1.3 外观尺寸

外观图

                           壁挂式(428*410.5*112.5mm


结构

采用壁挂式或机架式安装。

结构防护等级满足 IP40 防护等级要求,采用螺钉、卡扣安装。

尺寸:壁挂式 428*410.5*112.5mm,机架式 483*300*178mm

                             壁挂式外形尺寸图

安装说明:
 
  1. 使用 4  M5 膨胀螺钉将下图所示壁挂板固定在墙上。
 
  1. 将壁挂主机挂在安装板上。

                           壁挂板尺寸图
 
  1. 拧开两侧手拧螺钉,打开壁挂主机上盖,将右侧面的手拧螺钉安装在红圈处,起到对上盖的临时限位作用,方便现场人员进行接线操作。

                    限位螺钉位置示意图


面板信息:

前面板:具有电源、运行、故障、通信等指示灯。

①Led 指示灯,RUN、FAU、LINK、ACT

后背板:

②接地螺丝 ③AC220V 电源线接口 ④以太网口,GBE 千兆口,FE 百兆口 ⑤TF 卡接口,标准 6 针 SIM 卡接口 ⑥USB1,USB2,USB3.0,Micro USB 接口 ⑦HDMI 高清多媒体接口 ⑧

通信接口,8  RS485 接口,2  RS-485/232 可切换接口,8 路报警输入,8 路控制输出接口 ⑨蓝牙,CDMA/GSM/WCDMA/LTE 4G 全频 5dbi 吸盘天线, ⑩无线 LoRa2.4G,LoRa470M 升级,复位按钮。

接口说明:

③AC220V 接线口 交流 220V 接口。

以太网口 GBE 口为外网接口,FE 口为本地网络接口。

USB 接口 主要用于接入鼠标、键盘设备。

HDMI 高清多媒体接口 用于接入显示设备。

                             壁挂式底部接口图

接口局部放大视图一(上)/接口局部放大视图二(下)



二、性能参数


2.1 技术指标
XZ-8240F配电站房智能网关主机技术参数
  工作电源:AC220V±20%,工作频率:50Hz
  装置电源中断后,应保证保存各项设置值和历史记录不少于1年,当电源恢复正常后保存数据不丢失,内部时钟正常运行
 
 
  在外部电源丢失时,应配备后备电源进行应急供电,时间不小于10分钟,并将告警视频(球机一台以上)及告警记录上传至主站
 
 
  采用壁挂式安装,IP40
  包含功能模块有:4G通讯模块、触摸显示模块、网络交换模块、NVR模块、备用电池模块、主控模块、输入输出模块等
 
  装置CPU为ARM架构,国产工业级芯片,八核处理器及以上,主频不小于2.4GHz
 
  存储容量可选配,支持6TB,并保证装置相关数据可循环存储不小于30天
 
  装置应具备6路RS-485,2路RS232/RS485可选通道,串
数据采集及监 最高波特率支持19200bps
具备3路USB 接口
测模块 具备视频接口输出HDMI,  可接入1080P液晶,实现传感和控制设备的运行查看、参数配置、视频查看与回放等功能
  具备10寸工业触摸电容屏,分辨率不低于1024*768,实现传感和控制设备的运行查看、参数配置、视频查看与回放等功能
  装置具备 LoRa 无线通信硬件接口,470MHz 采用输变电设备物联网节点设备无线组网协议,2.4GHz 采用输变电设备物联网微功率无线网通信协议
  装置组网方式支持:有线/无线4G/APN 专网,具备双4G接口
  装置应具备8路 POE以太网口,用于IP 摄像头的接入,6路 WAN  接口(接口速率支持100M/1000Mbit/s 自 适应),用于其他网络设备的接入
  DC12V 输出端口10路(每路12V 2A)和 DC48V 输出端口至少2路(每路48V     2A),用于给外部终端设备提供电源
  8路继电器控制输出接口用于风机、照明、水泵等各种开关量设备输出控制
  16 路无源报警输入接口用于烟雾、水浸、红外检测等各种
开关量告警信号的接入
  操 作 界 面 :web/ 本 地 GUI , 网 络 协 议 : IPv4 、 IPv6 、HTTP、UPnP、 NTP、 PPPoE、DNS、FTP、ONVIF 等,视频接入:≥8 路
  网络带宽:接入≥40M 存储≥40M 转发≥20M,IPC 分辨率 : ≥6M/5M/4M/3M/1080P/720P , 视 频输 出 : 支持VGA,多路回放:≥4 路
视频存储 存储方式:支持硬盘、网络,备份方式:支持硬盘、USB 存储 设 备 , 视 频 压 缩 标 准 : Smart H.265/SmartH.264/H.265/H.264/MPEG4/MJPEG,硬盘管理:≥1 个内置 STAT3.0,接口支持 0-8T,网络接口:≥1 个百兆以太网接口
  可接受控制信息,实现摄像头的联动控制,接口协议:ONVIF,GB28181、RTSP、RTMP、SIP-B 协议认证和加密
  ARM 架构,NPU 神经网络处理单元或内置 GPU 处理单元,算力不小于 6Tops
AI功能 人工智能分析功能,安全帽佩戴识别、区域范围识别、人员倒地识别、外物入侵识别
可增加:人员工作服着装识别、指针仪表识别、数字仪表识别、开关状态识别
  装置接入互联网大区要满足国网互联网部统一安防要求,运行安全交互网关客户端 SDK,并通过安全交互网关验证;装置要通过省电科院接入测试(满足国网互联网部关于智慧物联体系安全防护的要求)
通信协议 远程通信:应支持 DL/T 634.5 104 、MQTT 、Q/GDW1517.1-2014 电网视频监测系统及接口(SIP-B)等协议,网络层 IP 协议宜支持 IPv4 和 IPv6 协议
  本地通信:应支持 DL/T 634.5 104、MQTT、Modbus、GB28181或 RTSP 或站端 NVR 的 SDK、ONVIF、NTP 等协议,网络层 IP 协
议宜支持 IPv4 和 IPv6 协议,IEC61850(DL/T 860)接口用于对接其他平台
  具备 MQTT 通信功能,通过 MQTT 通信协议实现采集数据的对上转发和接收对下遥控指令
  具备 SIP-B 通信功能,通过 SIP-B 接口协议与可视化平台通信,实现视频相关信令的交互
  Linux 内核操作系统
环境监控、视频监控、数据记录、录像回放、系统配置、环境数据信息采集、存储、安全智能 TF 认证数据加密、上报、设备协议适配、设备运行工况监测、巡检计划拟定、监测参数配置等功能
  液晶屏显示本系统的界面展示,全场景数据展示,实时数据采集与展示,并能实现数据按类别分组展示,报警日志产生时间记录和报警结束时间记录及报警次数记录等相关信息,
系统及软件 手动控制功能和联动控制功能,可以手动和联动控制灯光、风机、水泵、门禁等相关设备,具备报警阈值设置,安全值设置等相关功能,远程运维、升级和调试,本地历史数据存储,数据存储空间可根据需求自由拓展,可保存长时间终端数据,声光报警和联动声光报警,报警信息推送,流媒体处理,通过与
现场视频设备通信,实现多路视频数据的转发、分发,支持多数据源,通过 RTSP 流实现实时预览和录像点播,数据本地存储,接入参数配置,通过 XML 文件实现自动配置设备相关参数,接收、解析、执行主站下发的诸如“联动策略、巡检策略”等标准格式指令的能力,并根据策略上传指令执行结果,VPN 功能,可远程登陆网关、NVR 的 WEB网页进行参数配置和视频浏览
系统及软件 系统设备管理,支持进程管理、内存管理、文件系统、虚拟化,支持本地/远程查询网关设备硬件信息,包括设备名称,硬件版本信息,设备通信接口信息,MAC 地址,内存信息,存储信息,支持本地/远程查询网关设备软件信息,包括操作系统(内核)、容器、APP 信息,设备状态,设备启动时间,设备当前时间,设置和查询网关告警门限,包括 CPU占用率、内存占用率、存储占用率等,系统异常信息上报,异常信息至少包括网关 CPU 占用率越限、内存占用率越限、内部存储空间不足、网关复位等,网络配置的修改和查询,监测通信网络状态,状态异常时主动尝试恢复
  系统日志管理,日志应包括系统日志(用于监测设备的运行状态)、操作日志(用于记录用户所执行的所有操作记录)和安全日志(记录用户登陆、注销等活动),日志记录不可修改和删除,支持采用循环记录方式自动定期清理过期日志,查询日志的详细内容,查看备份的日志时不能影响当前的日志记录,日志导出功能,通过主站远程召测日志功能,日志存储时间至少为 6 个月

2.2 性能指标
电气性能
功耗
整机功耗:≤25VA
绝缘性能
按 GB/T 13729 中的有关规定执行。
a)
绝缘电阻≥20MΩ。
b)
介质强度电源>60V:各回路对地 2kV;电源≤60V:各回路对地 0.5kV;
c)
冲击电压电源>60V:各回路对地 5kV;电源≤60V:各回路对地 1kV。
湿热试验
按 GB/T 13729 中的有关规定执行。
温度 40℃、相对湿度 93%、试验周期 2d(48h),试验结束前 2h 在试验箱内进行绝缘
电阻测试,各各导电回路对外露非带电导电部位及外壳之间的绝缘电阻值不应小于
1.5MΩ。
环境适应性
高温性能
设备进行高温实验(严酷等级:温度+70℃,持续时间 2h),在试验期间及试验后,装
置通信、运行正常。
低温性能
设备进行高温实验(严酷等级:温度-20℃,持续时间 2h),在试验期间及试验后,装
置通信、运行正常。
电磁兼容性
电压突降和中断
按 GB/T 15153.1 中的有关规定执行。在电压突降 ΔU 为 100%,电压中断为 0.5s
的条件下应能正常工作。
静电放电抗扰度
设备按 GB/T 15153.1 的规定和方法进行静电放电试验(严酷等级:3 级;试验点为:
整个装置人体可触及的部位),空气放电和接触放电/间接放电,在施加干扰的情况下,装
置通讯、运行正常。
电快速瞬变脉冲群抗扰度
设备按 GB/T 17626.4 和 GB/T 15153.1 的规定和方法进行电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
(严酷等级:3 级;试验点为:装置的电源和通信端口),在施加干扰的情况下,装置通
讯、运行正常。
阻尼振挡磁场抗扰度
设备按 GB/T 15153.1 的规定和方法进行阻尼振挡磁场抗扰度试验(严酷等级:4 级),
在施加干扰的情况下,装置通讯、运行正常。
射频电磁场辐射抗扰度
设备按 GB/T 15153.1 的规定和方法进行射频电磁场辐射试验(严酷等级:3 级),在施
加干扰的情况下,装置通讯、运行正常。
浪涌(冲击)抗扰度
设备按 GB/T 15153.1 的规定和方法进行浪涌(冲击)抗扰度试验(严酷等级:3 级;试
验点为:装置的电源和通信端口),在施加干扰的情况下,装置通讯、运行正常。
工频磁场抗扰度
设备按 GB/T 15153.1 的规定和方法进行工频磁场抗扰度试验(严酷等级:4 级),在施
加干扰的情况下,装置通讯、运行正常。
阻尼振荡磁场抗扰度
设备按 GB/T 15153.1 的规定和方法进行阻尼振荡磁场抗扰度实验(严酷等级:4 级),
在施加干扰的情况下,装置通讯、运行正常。
发射功率和发射信号质量
网关设备 UE 最大输出功率 23dBm±2.7dB,最大功率回退和发射信号质量满足 YD/T2576.2
标准规定要求。
频谱外辐射
设备额外的频谱辐射掩膜满足标准模板要求,占用带宽低于规定的信道带宽。
机械振动性能
设备按振动频率范围:2Hz~9Hz,位移幅值:7mm;频率范围 9Hz~200Hz,加速度幅值:
20m/s²;频率范围 200Hz~500Hz,加速度幅值:15m/s²;每一次扫频循环时间:6min;每一
轴线方向的扫频循环数:10 次,在试验期间及试验后,装置通信、运行正常。
连续通电的稳定性
设备完成调试后,在出厂前进行不少于 72h 连续稳定的通电试验,交流电压为额定
值,设备的各项功能、性能指标满足相关要求。
网关对时
a)
应具备 NTP 校时功能,也能通过报文与主站对时。
b)
守时精度误差应小于 2.0 秒/24 小时。
可靠性
设备本体平均无故障工作时间(MTBF)应不低于 20000h。