CN212008202U - 一种sf6密度微水监测器的隔离保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种SF₆密度微水监测器的隔离保护装置，所述隔离保护包括内部隔离保护和外部隔离保护，所述外部隔离保护包括外部电源隔离保护和外部通讯隔离保护，所述内部隔离保护包括内部电源隔离保护和内部通讯隔离保护，所述外部电源隔离保护是将监测器主板供电端与主站后台提供的电源隔离，所述外部通讯隔离保护是将监测器主板MCU与主站后台之间的RS485通讯信号隔离，所述内部电源隔离保护是将监测器主板的供电端与监测器传感器电源隔离，所述内部通讯隔离保护是将监测器主板与监测器内的传感器之间的TTL电平通讯信号隔离。本实用新型经过这四种隔离保护，使监测器即使在复杂环境下也能正常运行，提供监测的可靠性和稳定性。

Description

一种SF6密度微水监测器的隔离保护装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统输变电领域，具体地说，涉及一种电力系统中监测绝缘高压电气设备GIS腔体内SF₆气体密度和微水含量的监测器的隔离保护。

背景技术

传统的密度微水监测设备电路，使用普通电源芯片和RS485芯片与MCU直连。由于设备主要应用在变电站复杂环境下，过长的电源线和通讯线路很容易受到环境的干扰，产生感应电压或脉冲干扰，从而导致电源芯片或RS485芯片被干扰，严重的甚至会损坏主板核心器件，所以监测器的外部供电和对外通讯线路要通过隔离保护起来。

另外，密度微水监测器使用时安装于GIS腔体外壳上，而监测器内部传感器模块更靠近高压电源，GIS腔体内的高压点容易产生干扰，尤其在高压开关闭合的瞬间会形成很强的电磁干扰，形成的感应电压会对监测器内部的传感器模块产生干扰，严重时会损坏传感器，进而损坏监测器主板上的其他线路。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种SF₆密度微水监测器的隔离保护装置，为了防止监测器主板系统被干扰损坏，把传感器和主板之间的供电和通讯部分同时隔离，可以起到对主板系统的很好的防护。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种SF₆密度微水监测器的隔离保护装置，所述隔离保护包括内部隔离保护和外部隔离保护，所述外部隔离保护包括外部电源隔离保护和外部通讯隔离保护，所述内部隔离保护包括内部电源隔离保护和内部通讯隔离保护，所述外部电源隔离保护是将监测器主板供电端与主站后台提供的电源隔离，所述外部通讯隔离保护是将监测器主板MCU与主站后台之间的RS485通讯信号隔离，所述内部电源隔离保护是将监测器主板的供电端与监测器内的传感器电源隔离，所述内部通讯隔离保护是将监测器主板与监测器内的传感器之间的TTL电平通讯信号隔离。

所述外部电源隔离保护包括电源隔离模块Ⅰ，所述电源隔离模块Ⅰ为24VDC电压输入，5VDC输出，输入端与主站后台提供的24VDC电源连接，输出端与监测器主板的供电端连接，为监测器主板提供工作电源。

所述外部通讯隔离保护包括光电耦合器和RS485芯片，所述光电耦合器将监测器主板MCU串口输入和输出的TTL电平信号隔离后，连接到RS485芯片，所述RS485芯片是将光电耦合器隔离后的输入和输出信号转换为RS485信号，与主站后台的RS485信号连接实现通讯。

所述内部电源隔离保护包括电源隔离模块Ⅱ，所述电源隔离模块Ⅱ与监测器主板的 5VDC电源输入端连接，输出5VDC到监测器内部的传感器电源输入端，为传感器提供工作电源。

所述内部通讯隔离保护，包括光电耦合器，所述光电耦合器一端连接传感器的通讯接口，另一端与监测器主板的MCU连接，将监测器主板MCU串口的输出TTL电平信号与传感器串口输入端隔离，监测器主板MCU串口的输入TTL电平信号与传感器串口输出端隔离。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型所提供的SF₆密度微水监测器的隔离保护装置，采用外部电源隔离保护设计，能够在变电站复杂环境中，有效防止因电源线过长感应到的干扰信号进入监测器主板影响到监测器的正常运行；采用外部通讯隔离保护设计，能够保证RS485通讯线上的干扰信号不会进入监测器主板影响MCU的正常运行甚至损坏MCU；采用内部电源隔离保护设计，能有效防止传感器端因GIS开关动作导致的电磁干扰信号通过电源线路串入到主板内部；采用内部通讯隔离保护设计，防止传感器端因GIS开关动作产生的强电磁干扰沿信号线进入到主板内部影响MCU的正常运行甚至损坏MCU。

本实用新型经过这四种隔离保护，在保证监测器正常工作的前提下，完全隔绝了监测器主板受外部干扰信号的影响，使监测器即使在复杂环境下也能正常运行，提高了监测的可靠性和稳定性，实现监测器实时在线监控的连续性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型所提供的带有隔离保护装置的监测器整体结构组成框图；

图2为外部电源隔离保护设计示意图；

图3为外部通讯隔离保护设计示意图；

图4为内部电源隔离保护设计示意图；

图5为内部通讯隔离保护设计示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

图1所示，本实用新型所公开的密度微水监测器整体结构组成框图，主站后台到监测器距离大约100-300米距离，需要布置电源线和RS485线且走线环境复杂，容易感应到干扰信号，监测器安装于GIS腔体外壳上，而传感器靠近GIS腔体内部，GIS腔体内部电磁场复杂，特别是GIS动作瞬间产生强电磁干扰，容易造成监测器损坏。因此，在主站后台与监测器主板之间设置外部电源隔离保护和外部通讯隔离保护。

图2是外部电源隔离保护设计示意图，由于主站后台提供的24VDC电源经过变电站复杂环境可能会感应到干扰信号，通过设置电源隔离模块Ⅰ会阻止干扰信号进入监测器主板，从而保证主板正常运行。电源隔离模块Ⅰ将主站后台提供的24VDC输入电压变为 5VDC输出到监测器主板的供电端，为监测器主板提供工作电源。

图3是外部通讯隔离保护设计示意图，由于监测器主板与主站后台通讯通过RS485线缆连接，经过变电站复杂环境可能会感应到干扰信号，通过在主站后台与监测器主板之间设置RS485芯片和光电耦合器进行通讯信号隔离，阻止干扰信号进入监测器主板，从而保证主板正常运行。

图4是内部电源隔离保护设计示意图，监测器传感器附近的GIS腔体是强电磁干扰环境，为避免电磁干扰影响到监测器主板的正常运行，在监测器主板与监测器内的传感器之间设置电源隔离模块Ⅱ，电源隔离模块Ⅱ与监测器主板的5VDC电源输入端连接，输出5VDC到监测器内部的传感器电源输入端，为传感器提供工作电源，保证监测器主板正常运行。

图5是内部通讯隔离保护设计示意图，在监测器主板串口与监测器内的传感器之间增加了光电耦合器进行隔离。GIS腔体内的强电磁干扰经过光耦隔离器件会阻止干扰信号进入主板，从而保证监测器主板正常运行。

光电耦合器在实际使用时，通常外围带有电阻、电容等保护元器件。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (1)

1.一种SF₆密度微水监测器的隔离保护装置，其特征在于，所述隔离保护包括内部隔离保护和外部隔离保护，所述外部隔离保护包括外部电源隔离保护和外部通讯隔离保护，所述内部隔离保护包括内部电源隔离保护和内部通讯隔离保护，所述外部电源隔离保护是将监测器主板供电端与主站后台提供的电源隔离，所述外部通讯隔离保护是将监测器主板MCU与主站后台之间的RS485通讯信号隔离，所述内部电源隔离保护是将监测器主板的供电端与监测器传感器电源隔离，所述内部通讯隔离保护是将监测器主板与监测器内的传感器之间的TTL电平通讯信号隔离；具体的：

所述外部电源隔离保护包括电源隔离模块Ⅰ，所述电源隔离模块Ⅰ为24VDC电压输入，5VDC输出，输入端与主站后台提供的24VDC电源连接，输出端与监测器主板的供电端连接，为监测器主板提供工作电源；

所述外部通讯隔离保护包括光电耦合器和RS485芯片，所述光电耦合器将监测器主板MCU串口输入和输出的TTL电平信号隔离后，连接到RS485芯片，所述RS485芯片是将光电耦合器隔离后的输入和输出信号转换为RS485信号，与主站后台的RS485信号连接实现通讯；

所述内部电源隔离保护包括电源隔离模块Ⅱ，所述电源隔离模块Ⅱ与监测器主板的5VDC电源输入端连接，输出5VDC到监测器内部的传感器电源输入端，为传感器提供工作电源；

所述内部通讯隔离保护，包括光电耦合器，所述光电耦合器一端连接传感器的通讯接口，另一端与监测器主板的MCU连接，将监测器主板MCU串口的输出TTL电平信号与传感器串口输入端隔离，监测器主板MCU串口的输入TTL电平信号与传感器串口输出端隔离。

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