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1、ICS 27. 140CCS P26INB中华人民共和国能源行业标准NB/T11099-2023水电工程铁磁性钢丝绳在线监测技术规程Technicalcodeforonlinemonitoringsystemofferromagneticsteelwireropeforhydropowerprojects2023-02-06 发布2023-08-06实施国家能源局中华人民共和国能源行业标准水电工程铁磁性钢丝绳在线监测技术规程Technicalcodeforonlinemonitoringsystemofferromagneticsteelwireropeforhydropowerproject
2、sNBT11099-2023主编部门：水电水利规划设计总院批准部门：国家能源局施行日期：2023年08月06日中国水利水电出版社2023北京国家能源局公告2023年第1号根据中华人民共和国标准化法能源标准化管理办法，国家能源局批准高压直流保护测试设备技术规范等168项能源行业标准（附件1）、CodeforDesignofUndergroundSteelBifurcatedPipewithCrescentRibofHydropowerStations等20项能源行业标准外文版（附件2）、防水材料用沥青1项能源行业标准修改通知单（附件3）,现予以发布。附件：L行业标准目录2 .行业标准外文版目录3
3、 .行业标准修改通知单国家能源局2023年2月6日附件:行业标准目录序号标准编号标准名称代替标准采标号批准日期实施日期49NB/TI1099-2023水电工程铁磁性钢丝绳在线监测技术规程2023-02-062023-08-06目次前言II引言III1 范围12规范性引用文件13术语和定义14总则11.1 基本要求I1.2 通信接口25 技术要求25.1 一般要求25.2 系统的功能与特性25.3 系统的基本结构35.4 测点布置原则45.5 钢丝绳最大检测长度55.6 传感器65.7 传感器的选择75.8 使用条件75.9 传感器安装75.10 校验与校准76 评价准则86.1 钢丝绳断丝评价
4、准则86.2 钢丝绳金属横截面积损失评价准则86.3 钢丝绳拉力评价准则9参考文献10图1检测钢丝绳局部损伤、金属横截面积损失的传感器测点布置示意图4图2检测钢丝绳拉力的传感器测点布置示意图5-刖百本文件按照GBT1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责H常管理，由能源行业水电金属结构及启闭机标准化技术委员会(NEATC21)负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送水电水利规划设计总院(地址：北京市西城区六铺炕
5、北小街2号，邮政编码：100120)o本文件起草单位：国能大渡河流域水电开发公司、成都众柴科技有限公司、中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司、中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、国家能源集团青海电力有限公司、中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司、中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司、长江勘测规划设计研究有限责任公司、黄河勘测规划设计研究院有限公司、中水珠江规划勘测设计有限公司、中水淮河规划设计研究有限公司、西安热工研究院有限公司、河海大学、中国水利水电第七工程局有限公司。本文件主要起草人：王安、李林、刘鹏鹏、郑正勤、向升、郑建民、黄发涛、蒋德成
6、、郭金婷、李自冲、郑胜义、尹显清、崔家仲、杜俊玮、韩一峰、夏云秋、赵成、韦晨阳、王启行、王可、毛明令、张祖林、冯梦雪、刘良、余阳、孔剑、李太江、周伟、俞文捷、王媛媛、宁望望、梅燕、刘志亮、肖朔、陈明瀚。引言为适应水电工程铁磁性钢丝绳在线监测需要，规范水电工程铁磁性钢丝绳在线监测系统技术要求，根据国家能源局综合司关于下达2018年能源领域行业标准制（修）订计划及英文版翻译出版计划的通知（国能综通科技（2018）100号）的要求，经深入调查研究，认真总结实践经验，参考国内外相关标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本文件。IIl水电工程铁磁性钢丝绳在线监测技术规程1 范围本文件规定了水电工程铁磁性钢
7、丝绳局部损伤、金属横截面积损失和拉力的在线监测方法及评价准则。本文件适用于水电工程采用铁磁性钢丝绳的固定卷扬式启闭机、移动式启闭机、升船机、桥式起重机、清污机、拦漂排等设备的钢丝绳在线监测。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5972起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1局部损伤IOCaIflaw钢丝绳表面或内部非连续性的损伤，例如断丝、蚀坑、磨损或其他局部物理状态的退化等缺陷。
8、3.2基准值Criterionvalueofquality电磁和恒定磁通检测仪在钢丝绳无瑕疵、无损伤区域的测试值。3.3钢丝绳金属横截面积损失率lossrateofmetalliccross-sectionalarea钢丝绳质量缺损区域横截面积损失量与钢丝绳无瑕疵、无损伤区域横截面积的比值。4 总则4.1 基本要求4.1.1铁磁性钢丝绳在线监测系统应具备对钢丝绳断丝、磨损和拉力等状态参数进行数据采集、存储、分析和管理的功能，并以数据、图形、表格和文字等形式进行显示和描述，应能反映钢丝绳状态的变化趋势，及时对钢丝绳异常状态进行预警、报警和辅助诊断。4.1.2铁磁性钢丝绳在线监测系统应具有自诊断及
9、自恢复等基本功能。4.1.3当钢丝绳出现断丝数超标、金属横截面积损失率超标或拉力值异常时，在线监测系统应发出报警信号和生成钢丝绳性能评价报告。4.2通信接口铁磁性钢丝绳在线监测系统应根据电站运行管理要求和被监测设备类型，预留下列通信接口：a) 现地控制与远方控制的数据通信接口。b) 输出至起重机械安全监控管理系统的数据通信接口。c) 荷载限制、高度控制和库水位监测等安全控制装置数据输入的通信接口。5技术要求1. 1一般要求铁磁性钢丝绳在线监测系统应根据地理位置和使用环境条件选用传感器单元和数据采集单元，上位机宜布置在室内。5. 2系统的功能与特性6. 2.1数据采集钢丝绳断丝、磨损和拉力等状态
10、参数应从布置在被检测钢丝绳上的传感器直接采集，其他运行参数可从相关资料或设备获取。数据采集单元应具有数据采集、处理和传输功能。7. 2.2数据存储和管理铁磁性钢丝绳在线监测系统数据存储和管理应符合下列规定：a) 数据服务器存储的数据应满足系统状态分析需要，至少存储36个月的监测数据，完整记录并保存设备出现异常前后15min的采样数据。b) 数据库应提供自动备份、手动备份和增量备份数据的功能。c) 应具备自动检索功能，用户可通过输入检索运行参数快速获得满足条件的数据。d) 应具有历史数据回放功能。应具备数据下载功能，可根据数据检索条件下载相关数据。f) 应有自动管理、检查、清理和维护数据库功能，
11、实时监测硬盘容量信息。当剩余容量低于设定值时，应自动发出警告信息，并对超过存储时限的数据进行清理。g) 数据库应具备多级权限认证功能，只有授权用户才能访问权限范围内的数据。5.2.3 报警铁磁性钢丝绳在线监测系统应能提供报警功能，报警阈值应根据设备技术特性和运行参数确定，报警逻辑和报警阈值应能通过软件组态设置。出现报警时，系统应显示分级报警界面。5.2.4 辅助诊断铁磁性钢丝绳在线监测系统应能对设备的常见故障或异常现象进行辅助诊断，并能通过历史数据趋势进行分析、评价，提供辅助诊断结论。5. 2.5系统自诊断及自恢复铁磁性钢丝绳在线监测系统自诊断及自恢复功能应满足下列要求：a) 应能对系统内的硬
12、件及软件进行自诊断，出现故障时，应自动报警。b) 应具有自恢复功能和自启动功能。c) 应具有失电保护功能。5.2.6评价报告铁磁性钢丝绳在线监测系统应能提供评价报告，报告应反映设备运行参数的数值和变化趋势，应对运行参数提出初步评价，并附有相关图形和图表。报告宜采用WPS、Word、Excel等兼容的文件格式。报告应包含设备信息、监测信息、趋势图、评价信息、预警及报警记录等内容。5.3系统的基本结构5.3.1铁磁性钢丝绳在线监测系统的组成铁磁性钢丝绳在线监测系统宜采用分布式开放系统结构，由传感器、数据采集单元、传输设备和上位机组成。5.3.2传感器铁磁性钢丝绳在线监测系统传感器可采用交流电磁传感
13、器、恒定磁通传感器、漏磁传感器和剩磁传感器。5.3.3数据采集单元铁磁性钢丝绳在线监测系统数据采集单元应由数据采集装置、相关软件和传感器供电电源等组成。5.3.4 传输设备铁磁性钢丝绳在线监测系统数据采集单元与上位机之间的数据传输可采用有线或无线通信的网络设备联接。5.3.5 上位机铁磁性钢丝绳在线监测系统的上位机应由数据服务器、显示器、屏柜、网络服务器、网络安全装置、通信接口和操作台等组成。5. 4测点布置原则5.1.1 检测钢丝绳局部损伤、金属横截面积损失的传感器测点布置示意图见图1,并应满足下列要求：a) 传感器应根据被检测设备钢丝绳缠绕方式、受力特点、机构特点、结构空间和现场条件等因素
14、布置。b) 传感器宜布置在定滑轮组最外侧轮的钢丝绳或卷筒钢丝绳缠绕端。c) 双联卷筒钢丝绳传感器测点应对称布置。d) 传感器应通过较接的方式连接在专用支架上，且专用支架宜固定在设备机架上。传感器应能随钢丝绳偏角变化随动。e) 传感器不应与机架或其他设施干涉。1标引序号说明：1_一卷筒2传感器3定滑轮组4平衡滑轮5一一动滑轮组6钢丝绳图1检测钢丝绳局部损伤、金属横截面积损失的传感器测点布置示意图5. 4.2检测钢丝绳拉力的传感器测点布置示意图见图2,并应满足下列要求：a） 传感器应根据被检测设备钢丝绳缠绕方式、受力特点、机构特点、结构空间和现场条件等因素布b） 传感器与钢丝绳之间应固定牢固，应布
15、置在钢丝绳与其缠绕结构或连接结构相对静止的位置处。c） 双联卷筒钢丝绳的传感器测点应对称布置。标引序号说明：1一一卷筒2一一定滑轮组3一一平衡滑轮4传感器5一一动滑轮组6钢丝绳图2检测钢丝绳拉力的传感器测点布置示意图5.5 钢丝绳最大检测长度.1传感器布置在定滑轮组最外侧轮的钢丝绳上时，钢丝绳最大检测长度应按公式（1）计算：1.=2hl（1）式中：1.钢丝绳最大检测长度，单位为米（m）;k-一系数，单联卷筒取1,双联卷筒取2;n定滑轮数量：1扬程，单位为米（m）。5.5.2传感器布置在卷筒钢丝绳缠绕端时，钢丝绳最大检测长度应按公式（2）计算:1.=kml式中：1.一一钢丝绳最大检测长度，单位为
16、米(m);k系数，单联卷筒取1,双联卷筒取2;m滑轮组倍率；J扬程，单位为米(m)。5.6传感器5. 6.1交流电磁传感器的性能指标应符合下列规定：a) 激励频率不应小于50kHzob) 激励电流不应小于250mAoc) 钢丝绳金属横截面积损失率允许误差不应大于1%。d) 断丝数量误差不应大于1。e) 损伤点定位准确率不应小于95%。f) 测量重复性不应小于95%。g) 防护等级不应低于IP54。5.6.2 恒定磁通传感器的性能指标应符合下列规定：a) 钢丝绳金属横截面积损失率允许误差不应大于1%。b) 断丝数量误差不应大于1。c) 损伤点定位准确率不应小于95%。d) 测量重复性不应小于95
17、%。e) 防护等级不应低于IP54。5.6.3 漏磁传感器的性能指标应符合下列规定：a) 工作电压应为24V0.5Vb) 采集角度应为360。c) 单个传感器感应单元数量不应小于8个。d) 采样频率不应小于IkHz。e) 断税数量误差不应大于1。f) 损伤点定位准确率不应小于95%。g) 测量重复性不应小于95%。h) 防护等级不应低于IP545. 6.4磁弹波应力传感器的性能指标应符合下列规定：a) 激励频率不应小于50kHz。b) 激励电流不应小于250mA。c) 准确度不应小于95%。d) 测量重复性不应小于95%。e) 非线性度不应大于2%FS。f) 防护等级不应低于IP54。5.7
18、传感器的选择应根据被检钢丝绳直径选择传感器规格、型号，传感器类型宜满足下列要求：a) 钢丝绳缩径、磨损量的监测，宜采用交流电磁传感器或恒定磁通传感器：b) 钢丝绳断丝的监测，宜采用漏磁传感器。c) 钢丝绳拉力的监测，宜采用磁弹波应力传感器。5.8 使用条件在线监测系统使用条件宜符合下列规定：a) 传感器的使用环境温度范围宜为-20+60C。b) 数据采集单元的使用环境温度范围宜为-20C+60eCoc) 上位机的使用环境温度范围宜为0C40C。d) 传感器使用场地的尘埃值尘埃粒度大于0.5Pm的个数应小于18000粒/L,必要时宜考虑防尘措施，防止施工期粉尘对传感器的污染。5.9 传感器安装传
19、感器安装应满足以下要求：a) 安装前应对传感器进行灵敏度校验。b) 安装前应去除钢丝绳表面附着的杂物，并应保证钢丝绳出入传感器的顺畅运行。c) 安装时宜保证传感器的内孔与钢丝绳外圆间隙均匀。d) 电磁传感器安装前，宜对钢丝绳进行退磁处理。e) 布置在卷筒钢丝绳缠绕端的传感器应能随钢丝绳沿卷筒轴向灵活移动。5.10 校验与校准5.10.1 校验钢丝绳在线监测系统出厂前应完成校验，并符合下列规定：a) 校验应通过专用试样进行，断丝试样应采用与实际规格一致的钢丝绳；金属横截面积损失试样宜采用等截面积的圆钢或钢条束；拉力试样应采用带浇筑头的同型号同规格钢丝绳。b) 断丝试样的钢丝绳外层断口长度宜分别为
20、L5mm、3mm、6mm、12mm、25mm、50mm制备，断口间距宜为76Omm,断口距绳端宜为120Omm。试样应制备不少于5处缺陷，每处缺陷位置的断口金属横截面积不应小于钢丝绳公称截面积的1乐且断丝数量不少于2根。c) 金属横截面积损失试样采用圆钢时，应在圆钢表面制备人工缺陷，且人工缺陷的深度宜按横截面积损失所对应的直径等值减小量的2%、3%,4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%计算，且沿轴向长度宜为25mm。试样应制备不少于5处不同缺陷，圆钢长度不宜小于100omm。d) 金属横截面积损失试样采用钢条束时，钢条束总横截面积应与被测钢丝绳横截面积一致，且钢条束长度不宜小于100om
21、m。e) 拉力校验试验应在拉力机上进行。f) 试验台架长度不应小于200Ommog) 校验重复性试验不应少于10次，并对在线监测系统的响应变化、灵敏度、复零电位和增益调节功能进行评价.h) 应编制校验报告。5.10.2 校准钢丝绳在线监测系统的校准应在安装现场进行，并符合下列规定：a) 应在设备空载条件下，选择钢丝绳无瑕疵、无损伤的区域，确定校准基准值。b) 应在运行工况进行测试，校准重复性试验不应少于5次，设定运行基准值。c) 应编制校准报告。6评价准则6.1 钢丝绳断丝评价准则6. 1.1对于固定卷扬式启闭机、移动式启闭机、升船机、桥式起重机和清污机，当监测到的钢丝绳断丝数达到GB/T59
22、72可见断丝报废基准时，应发出报警信号。7. 1.2对于拦漂排等其他类型设备的钢丝绳，可根据设备重要性、钢丝绳结构、钢丝绳直径和运行工况等因素，断丝报警数量参照GB/T5972执行。8. 2钢丝绳金属横截面积损失评价准则钢丝绳金属横截面积损失换算成直径等值减小量值，当监测到的等值减小量值达到GB/T5972直径等值减小的报废基准时，应发出报警信号。6. 3钢丝绳拉力评价准则钢丝绳在线监测系统检测的钢丝绳拉力值，其预警和报警的限值应符合下列规定：a) 预警的限值宜以设计额定荷载的90%为预警的限值。当监测拉力值达到限值时，在线监测系统应发出预警信号。b) 报警的限值宜以设计额定荷载的110%为报警的限值。当监测拉力值达到限值时，在线监测系统应发出报警信号。参考文献1GBT21837铁磁性钢丝绳电磁检测方法2GBT26832无损检测仪器钢丝绳电磁检测仪技术条件3JJF1001通用计量术语及定义4NBT10609水电工程拦漂排设计规范
