[发明专利]一种高压电器的通信接口装置

说明书

技术领域  

本发明涉及一种高压电器的通信接口装置，用于工作在6kV以上高压线路且高压侧带有智能部件的高压电器，作为智能部件与远程设备之间交换数据的现场可更换通信接口。尤其适用于直接连接在高压线路上的高压电能表作为远程通信的接口装置。

背景技术  

随着智能电网技术的发展，高压电器的智能化成为大势所趋。所谓高压电器的智能化，主要特征之一是将以微处理器为核心的智能化组件等弱电部件与一次高压电气机构等强电部件整合成一体。为了避免绝缘问题和降低成本，新型智能化高压电器往往将智能部件置于高压侧，并通过等电位设计等技术，保证了这些智能部件能够在高压侧正常工作。但这些智能部件往往需要与存在较高电压差的外部其他设备或远程系统联网构成完整的系统才能发挥其智能化优势，因此，位于高压侧的智能部件如何与外界通信是一个要解决的问题。

解决高压侧通信问题的一种方案是光纤通信，它较好地解决了绝缘隔离问题，是目前较为普遍采用的方案，但由于光纤布线的局限性，适合本地短距离通信，不适合户外需要远程通信的场合；

另一种方案是无线通信，在高压电器的高压侧内置无线通信模块，通过无线方式与其他子系统通信，它也较好地解决了绝缘隔离问题，但目前大多数无线通信模块都是固定地安装在高压电器内部，无法实现现场不停电更换，这对于需要经常维护的无线通信模块（如基于GPRS的无线通信模块需要更换SIM卡）来说，有着较大的限制；而且无线通信技术更新换代较快，通信技术的升级需要靠电力线路停电来实现，也限制了无线通信技术的应用。

有一种改进的方案是在高压电器内部设置一个固定的微功率无线通信模块，它将数据发送到附近的一个转发设备，转发设备再转换成其他无线制式进行远程无线通信，更换通信方式时只需操作位于低压侧的转发设备；这种方式，附近的转发设备需要另外的工作电源，这种电源解决方案有光伏电池和本地低压交流电源等，这些不稳定的电源解决方案降低了通信系统的可靠性。

还有一种方案是现场可插拔通信模块，通过导电连接件实现高压电器的智能部件向通信模块供电并与之通信。这种方式，由于供电线路和通信线路的连接电极裸露在户外环境中，它与高压电器高压电极之间存在电压差，这个电压差会引起电化学反应，将可能造成电极的腐蚀。

发明内容  

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高压电器的通信接口装置，第一、现场不停电可更换无线通信模块，且供电接口和通信接口无裸露电极；第二、实现高压电器和通信接口之间的可双向供电。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种高压电器的通信接口装置，其特征在于：包括用于固定连接在额定工作电压大于或

等于6kV的高压电器的高压侧的固定部分，还包括作为现场可更换部分的活动部分；活动部分中有第一磁耦合组件，固定部分中有第二磁耦合组件；

第一磁耦合组件包括由金属材料制成的第一等电位屏蔽体，第一等电位屏蔽体中设置有第一通信耦合磁芯和环绕在第一通信耦合磁芯上的第一通信耦合线圈，第一通信耦合线圈的引线端连接有第一调制解调电路；第一调制解调电路还连接有无线转发电路；第一等电位屏蔽体中还设置有第一功率耦合磁芯和环绕在第一功率耦合磁芯上的第一功率耦合线圈；

第二磁耦合组件包括由金属材料制成的第二等电位屏蔽体，第二等电位屏蔽体中设置有第二通信耦合磁芯和环绕在第二通信耦合磁芯上的第二通信耦合线圈，第二通信耦合线圈的引线端连接有用于与所述的高压电器连接的第二调制解调电路；第二等电位屏蔽体中还设置有第二功率耦合磁芯和环绕在第二功率耦合磁芯上的第二功率耦合线圈，第二功率耦合线圈的引线端连接有用于与所述的高压电器连接的第一开关变换电路； 

活动部分可拆卸地与固定部分相连接，第一等电位屏蔽体与第二等电位屏蔽体相接触，第一功率耦合磁芯的磁路开放面与第二功率耦合磁芯的磁路开放面相向对准，第一通信耦合磁芯的磁路开放面与第二通信耦合磁芯的磁路开放面相向对准；

在第一功率耦合磁芯、第一通信耦合磁芯、第二功率耦合磁芯和第二通信耦合磁芯的磁路开放侧分别设置有绝缘体。

第一功率耦合线圈的引线端连接有整流滤波稳压电路；整流滤波稳压电路分别与所述第一调制解调电路和所述无线转发电路连接。

固定部分还包括用于与所述的高压电器连接的整流电路，该整流电路与第二功率耦合线圈的引线端相连接。