[发明专利]一种智慧型变电站汇聚节点抗干扰装置

说明书

本发明涉及一种智慧型变电站汇聚节点抗干扰装置，属于智慧型变电站无线网络设备领域，该装置具有良好的综合防护性能，铁氧体磁环能够进一步滤除和吸收空间瞬态电磁场和暂态地电位升耦合到通信线缆上瞬态共模传导干扰信号；穿心电容滤波器滤除经通信线缆传输到汇聚节点端口处的瞬态共模传导干扰信号，铁氧体磁环与汇聚节点端口中的穿心电容滤波器组成一个LC低通滤波电路，LC低通滤波电路能够滤除和吸收智慧型变电站中空间瞬态电磁场和暂态地电位升耦合到通信线缆上的特定频率的瞬态共模干扰信号，保证智慧型变电站无线网络通信设备之间的数据传输更加准确、安全，提高智慧型变电站汇聚节点设备的可靠性。

技术领域

本发明涉及智慧型变电站无线网络设备领域，特别是涉及一种智慧型变电站汇聚节点抗干扰装置。

背景技术

智慧型变电站内的电磁环境复杂多变，GIS(gas insulated substation，气体绝缘变电站)变电站开关操作引起的VFTO(very fasttransientovervoltage，快速瞬态过电压)和变电站周边暂态电磁场剧烈变化，其特点是在时域内脉冲上升、下降时间短，幅度大，在频域内频谱含量丰富，在变电站空间域内作用范围大。变电站拥有的核心设备多，变电站中的变压器、GIS开关、母线、杆塔等金属设备在无线电波传播中会形成较强的镜面反射和散射，从而产生很多强度较大的多径分量，电波传播特性复杂。

一方面，智慧型变电站由开关操作产生的强烈的瞬态空间电磁场与汇聚节点的通信线耦合产生瞬态感应电压和感应电流；另一方面，智慧型变电站开关操作产生的冲击电流入地形成暂态地电位升高，暂态地电位升高会与无线网络通信设备的线缆耦合形成瞬态传导骚扰。由瞬态空间电磁场和地电位升耦合到汇聚节点通信线缆上的瞬态干扰会传输到汇聚节点设备端口，进而侵入内部，这使得汇聚节点设备会受到电磁干扰，影响通信质量，造成误码、丢包等现象，严重时会导致整个无线传感网络的不能正常可靠的运行。汇聚节点作为整个无线传感网络的中枢设备，一方面需要与智能传感单元通过无线或有线的方式进行通信，将智能传感单元采集的信息进行接收和汇总；另一方面需要把汇聚完成的信息通过有线的方式上传至接入节点。它可靠正常的工作对于整个无线传感网络的通信起着至关重要的作用。

调研发现，智慧型变电站中汇聚节点的使用数量和类型非常多，而汇聚节点的通信电缆却是直接曝露在复杂的空间电磁场下，一方面，现有滤波装置只能滤除二次设备处的差模干扰信号，而不能对共模干扰信号进行抑制；另一方面现有技术中并没有针对抑制智慧型变电站瞬态空间电磁场和地电位升耦合到汇聚节点通信线缆上的瞬态干扰的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种智慧型变电站汇聚节点抗干扰装置，以三级抗干扰防护之间的相互配合来抑制智慧型变电站中强烈的空间瞬态电磁场和暂态地电位升对汇聚节点线缆的瞬态共模干扰，该装置既可以保证汇聚节点线缆完成正常信号的传输，又可以将变电站内复杂的空间瞬态电磁场和地电位升耦合到通信线上的共模干扰信号进行滤除和吸收，从而保证了设备之间的正常、安全的通信，提高了智慧型变电站汇聚节点设备的可靠性。为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种智慧型变电站汇聚节点抗干扰装置，所述装置适用于智慧型变电站无线物联网中的汇聚节点设备，所述装置包括：通信线缆、铁氧体磁环和含穿心电容滤波器的汇聚节点端口；

所述含穿心电容滤波器的汇聚节点端口作为汇聚节点的信号接收端口通过通信线缆与汇聚节点前级通信设备的信号发送端口连接，所述通信线缆用于将汇聚节点前级通信设备发送的信息传输至汇聚节点；

所述汇聚节点端口中的穿心电容滤波器用于将智慧型变电站内空间瞬态电磁场和地电位升耦合到汇聚节点通信线缆上的高频共模干扰引入公共地，延缓瞬态传导共模干扰的上升沿；

所述铁氧体磁环套设在靠近汇聚节点一端的通信线缆上；，所述铁氧体磁环用于滤除变电站内空间瞬态电磁场和暂态地电位升耦合到汇聚节点通信线缆上的传导共模干扰，并吸收线缆上的共模干扰的能量；