CN108377032B - 一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，该装置依次分层设置有光‑光转换装置层、网‑网转换装置层、控制电缆隔离装置层和电源层，其中，光‑光转换装置层两端对称设置有光航插接头用以连接高压装置的铠装光缆和远程控制***的光缆；网‑网转换装置层两端对称设置有网口用以连接高压装置的铠装高压绝缘网线和远程控制***的网线；控制电缆隔离装置层两端对称设置有电航插接头用以连接高压装置的铠装高压绝缘电缆和远程控制***的电缆，以此方式将高压装置的高压绝缘线缆和远程控制***的低压绝缘线缆成功集成化，将高压绝缘线缆所带高压电进行隔离，以实现高压绝缘线缆与远程控制***低压绝缘线缆的安全对接，保障远程控制***的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于高压电力***领域，具体涉及一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置。
背景技术
随着电力***的发展，电力***的电压、电流等级不断提高，随之而来的人员安全风险也在增加。为此在远离电力***的地方构建远程控制***，通过网线、光缆、控制电缆等实现远程控制高压装置，可以大幅降低人员安全风险。
现有电力***的高压装置仅考虑对电源开关控制***的控制电缆使用断路器进行隔离保护，对网线和光缆仅使用金属铠装保护，首先，长距离的铠装线缆造价十分昂贵，其次铠装线缆的使用存在较大的安全隐患，这是由于电力***中的高压设备长期工作在高压大电流的环境中，产生的电磁干扰和电容效应都非常明显，金属铠装的网线或光缆所传导的大电流会对远程控制***造成信号干扰，影响信息传输的准确性，严重时甚至会造成误控制，更严重的是当底层高压设备发生短路等大故障时高压电可能会通过制作线缆传导到远程控制***，导致控制设备烧毁或失控发出错误的命令对高压设备造成二次伤害，同时也会对远程控制设备操作人员的人身安全产生威胁。
同时，随着现有的电力***中高压装置和远程控制设备越来越多，使用的各种高压绝缘线缆和低压绝缘线缆也相应增多，出于更好的隔离高压装置的高压绝缘线缆的高压大电流或者大电压的影响同时也为了便于管理高压绝缘线缆和低压绝缘线缆的需求，迫切的需要一种能集成所有线缆、节省高压绝缘线缆的使用并能隔离高压绝缘线缆的高压电的装置。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，其通过分层设置光-光转换装置层、网-网转换装置层、控制电缆隔离装置层和装置整体的绝缘工装，将高压绝缘线缆所带高压电进行隔离，以实现高压绝缘线缆与远程控制***低压绝缘线缆的安全对接，保障远程控制***的可靠性。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，所述远程控制设备抗干扰隔离保护置设置在高压装置附近，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置一端设置有高压绝缘线缆用以连接高压装置，另一端设置有低压绝缘线缆用以连接远程控制***，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置依次分层设置有光-光转换装置层、网-网转换装置层、控制电缆隔离装置层和电源层，所述光-光转换装置层两端对称设置有光航插接头，分别用以连接高压装置的铠装光缆和远程控制***的光缆；所述网-网转换装置层两端对称设置有网口，分别用以连接高压装置的铠装高压绝缘网线和远程控制***的网线；所述控制电缆隔离装置层两端对称设置有电航插接头，分别用以连接高压装置的铠装高压绝缘电缆和远程控制***的电缆。
作为本发明的进一步优选，所述网-网转换装置层一端的网口用于连接所述高压装置的铠装高压绝缘网线和所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘网线，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘网线设置有网-光转换器，所述网-光转换器另一端设置有网-网转换装置层内部的光缆跳线，所述网-网转换装置层内部的光缆跳线的另一端设置有光-网转换器，所述光-网转换器另一端连接网-网转换装置层内部的网线，所述网-网转换装置层内部的网线通过所述网-网转换装置层另一端的网口连接远程控制***的网线；所述网-光转换器通过隔离变压器连接220V电源，所述光-网转换器直接连接220V电源。
作为本发明的进一步优选，所述网-光转换器和所述光-网转换器的距离大于10cm。
作为本发明的进一步优选，所述光-光转换装置层一端的光航插接口用于连接高压装置的铠装光缆和远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线通过所述光-光转换装置层另一端的光航插接口连接远程控制***的光缆。
作为本发明的进一步优选，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线的长度大于10cm。
作为本发明的进一步优选，所述控制电缆隔离装置层一端的电航插接口用于连接高压装置的铠装高压绝缘电缆和远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘电缆，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘电缆的另一端设置有高压继电器，所述高压继电器的另一端连接远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的电缆，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的电缆通过所述控制电缆隔离装置层另一端的电航插接口连接远程控制***的电缆。
作为本发明的进一步优选，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置设置了高压绝缘工装，即用绝缘板对光-光转换装置层、网-网转换装置层、控制电缆隔离装置层和220V电源层进行分层工装并在空间上保持一定的距离以实现高压绝缘要求。
作为本发明的进一步优选，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置还设置有第一光-网转换装置层，所述第一光-网转换装置层的两端分别设置有光航插接口和网口，光航插接口用以连接高压装置的铠装光缆和远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线，远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线另一端设置有第二光-网转换器，第二光-网转换器的电源由电源层提供，第二光-网转换器的另一端设置有网线，通过第二光-网转换装置层另一端的网口与远程控制***的网线连接。
作为本发明的进一步优选，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置还设置有第一网-光转换装置层，该第一网-光转换装置层设置有网口和光航插接口，网口用于连接高压装置的铠装高压绝缘网线和远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘网线，远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘网线的另一端设置有第二网-光转换器，该第二网-光转换器的电源由电源层提供且与电源层之间设置有隔离变压器，且第二网-光转换器另一端设置有光缆跳线用于通过光航插接口与远程控制***的光缆连接。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的远程控制设备抗干扰隔离保护装置，通过分层设置光-光转换装置层、网-网转换装置层、控制电缆隔离装置层和整个装置的绝缘工装，将高压装置的高压绝缘线缆和远程控制***的低压绝缘线缆成功集成化，便于管理的同时也减少了长距离昂贵线缆的使用。
本发明的远程控制设备抗干扰隔离保护装置，通过分层设置光-光转换装置层、网-网转换装置层、控制电缆隔离装置层和装置整体的绝缘工装，将高压绝缘线缆所带高压电进行隔离，以实现高压绝缘线缆与远程控制***低压绝缘线缆的安全对接，保障远程控制***的可靠性，消除了高压装置的高压电可能对远程低压控制设备造成的信号干扰，保证网络通信、光缆通信以及电控信号的可靠性。
本发明的远程控制设备抗干扰隔离保护装置，防止高压装置发生短路等故障时高压电可能会通过高压绝缘线缆传导到远程低压控制***，防止远程控制设备烧毁失控造成二次损害或对远程控制设备操作人员造成人身安全威胁。
附图说明
图1是本发明技术方案的实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置***示意图；
图2是本发明技术方案的实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置的隔离接口示意图；
图3是本发明技术方案的实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置的光-光转换装置层结构示意图；
图4是本发明技术方案的实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置的网-网转换装置层结构示意图；
图5是本发明技术方案的实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置的控制电缆隔离装置层结构示意图；
图6是本发明技术方案的实施例的远程控制***的底层电路板的电压干扰曲线示意图；
在所有附图中，同样的附图标记用来表示相同的元件或结构，具体为：1-高压绝缘线缆、101-铠装光缆、102-铠装高压绝缘网线、103-铠装高压绝缘电缆、2-高压装置、3-控制隔离保护柜、4-底层空间、5-远程控制***、6-低压绝缘线缆、601-光缆、602-网线、603-电缆、7-光-光转换装置层、8-网-网转换装置层、9-控制电缆隔离装置层、10-电源层、11-网光转换器、12-光网转换器、13-隔离变压器、14-光缆跳线、15-电源、16-高压继电器、17-环氧板、18-光航插接口、19-网口、20-电航插接口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
图1是本发明一个实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置***示意图，图2是本发明实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置的隔离接口示意图。
如图1所示，本实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置3的一端通过高压绝缘线缆1与高压装置2相连接，远程控制设备抗干扰隔离保护装置3的另一端通过低压绝缘线缆6与远程控制***5相连接，远程控制设备抗干扰隔离保护装置3呈柜体结构，其柜内分层依次设置有光-光转换装置层7、网-网转换装置层8、控制电缆隔离装置层9和电源层10。如图2所示，该远程控制设备抗干扰隔离保护装置3柜体的两个对立面(其中远程控制设备抗干扰隔离保护装置3柜门可以设置在这两个对立面的中间，而柜门的上下设置有顶板和底板，柜门对立面则为该装置的背板，柜门的设置方式可以按照需求进行调整不一定局限于此方式)对称设置有图示的隔离接口板用以连接高压装置2和远程控制***5，其中隔离接口板的板体优选为环氧板17，其对应柜内分层从上至下依次设置有相应的插接口，例如本实施例中从上之下依次设置光航插接口18、网口19和电航插接口20，依次对应远程控制设备抗干扰隔离保护装置3的光-光转换装置层7、网-网转换装置层8和控制电缆隔离装置层9。当然，图2仅为示意图，插口的数量和排列方式可以依据需要进行调整并不仅限于图示数量。
优选地，远程控制设备抗干扰隔离保护装置3被设置在高压装置2附近的底层空间4内，以减少高压绝缘线缆1的使用，而连接远程控制***5的低压绝缘线缆6距离长但由于其造价低，从而大大减少了整个***的成本。
图3是本发明实施例的远程控制设备抗干绕隔离保护装置的光-光转换装置层示意图。如图3所示，该远程控制设备抗干扰隔离保护装置3的光-光转换装置层7的两端分别设置有光航插接口18，光-光转换装置层7的一端的光航插接口18将高压装置2的铠装光缆101和远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的光缆跳线14相互连接，光-光转换装置层7的另一端的光航插接口18将远程控制***5的光缆601和远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的光缆跳线14相互连接。这样的设置使得铠装光缆101在进入远程控制设备抗干扰隔离保护装置3柜体后去除了铠装，由于光缆跳线14其传导的是光信号并不会受到高压大电流的影响，远程控制设备抗干扰隔离保护装置3外部的铠装光缆即使受到高压大电流的影响也不会传导到距离较远的远程控制***5，也就不会存在高压装置2的机壳和远程控制***5的机壳连接而导致的电磁干扰和安全隐患，从而消除了铠装光缆101高压电的影响，保障远程控制***5的可靠性。
图4是本发明技术方案的实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置的网-网转换装置层示意图。如图4所示，该远程控制设备抗干扰隔离保护装置3的网-网转换装置层8的两端分别设置有网口19，网-网转换装置层8的一端的网口19将高压装置2的铠装高压绝缘网线102和远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的铠装高压绝缘网线102相互连接，远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的铠装高压绝缘网线102的另一端连接有网-光转换器11，且网-光转换器11另一端设置有长度大于10cm的光缆跳线14，网-光转换器11将来自铠装高压绝缘网线102的电信号转换为光信号传输给光缆跳线14或者将光缆跳线14的光信号转换为电信号传输给铠装高压绝缘网线102，同时光缆跳线14的另一端连接光-网转换器12，光-网转换器12将光缆跳线14的光信号转换为电信号传输给远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的网线602或者将远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的网线602的电信号转换为光信号传输给光缆跳线14。网-网转换装置层8的另一端的网口19将远程控制***5的网线602和远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的网线602相互连接。基于铠装高压绝缘网线102内部传输的是电信号容易受到高压大电流的干扰的原因，铠装高压绝缘网线102在进入远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部后仍然需要保持铠装来屏蔽高压电的影响，通过网-光转换器11将铠装高压绝缘网线102的电信号转换为光信号，对于非光缆跳线14来说，其1cm的长度就可以防止被1kv的高压击穿，而10cm的长度就可以被10kv的高压击穿，因此，合适设置网-光转换器11和光-网转换器12间距就可以隔离高压装置2的高压电对远程控制***5的影响，保证远程控制***5的可靠性。网-光转换器11和光-网转换器12需要远程控制设备抗干扰隔离保护装置3的220V电源对其进行供电，而网-光转换器11连接有铠装高压绝缘网线102，为减少高压对保护装置3的220V电源的影响，网-光转换器11和电源之间需要加上隔离变压器13实现远程控制***5彻底的高压隔离。
图5是本发明实施例的远程控制设备抗干扰隔离保护装置的控制电缆隔离装置层示意图。如图5所示，该远程控制设备抗干扰隔离保护装置3的控制电缆隔离装置层9的两端分别设置有电航插接口20，控制电缆隔离装置层9一端的电航插接口20将高压装置2的铠装高压绝缘电缆103和远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的铠装高压绝缘电缆103相互连接，远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的铠装高压绝缘电缆103的另一端设置有高压继电器16，高压继电器16的另一端设置有远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的电缆603，控制电缆隔离装置层9的另一端的电航插接口20将远程控制***5的电缆603和远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的电缆603相互连接。电缆隔离装置层9的核心器件就是高压继电器16，该高压继电器16的电源由远程控制设备抗干扰隔离保护装置3的电源15提供，远程控制***5的开关闭合后，通过电缆603使得高压继电器16的线圈通电产生吸力吸合高压继电器16上物理隔离的干触点，通过铠装高压绝缘电缆103使得高压装置2的开关上电从而启动高压装置2，同样的，远程控制***5的开关断开后，通过电缆603使得高压继电器16的线圈掉电失去吸力断开高压继电器16上物理隔离的干触点接触来关闭高压装置2。由于继电器内的干触点与电缆603之间存在足够的物理隔离距离，隔离了来自高压装置2的高压电对远程控制***5的影响，保障远程控制***5的可靠性。
作为本发明的一个优选的实施例，在上述装置的基础上，该远程控制设备抗干扰隔离保护装置3上会外接来自多个高压装置2的高压绝缘线缆1和远程控制***5的低压绝缘线缆6，会要用到多个网-光转换器11、光-网转换器12和高压继电器16，且这些器件都是与高压装置2直接电接触的，为了保证远程控制设备抗干扰隔离保护装置3的安全，在远程控制设备抗干扰隔离保护装置3上整体设计了高压绝缘工装，用绝缘板对光-光转换装置层7、网-网转换装置层8、控制电缆隔离装置层9和电源层10进行分层工装，并在空间上保持一定的距离以实现高压绝缘要求，保证了网-光转换器11、光-网转换器12和高压继电器16与远程控制设备抗干扰隔离保护装置3外壳的绝缘要求，从而进一步保障了远程控制设备5的可靠性。具体的空间尺寸和绝缘板的材料要求可依照底层设备的电压等级和经济可承受范围来设计，通常绝缘板采用一般的材料，在空间上保持一定的距离即可实现高压绝缘要求。图6是本发明技术方案的实施例的远程控制***的底层电路板的电压干扰曲线示意图。如图6所示，分别对比了加装远程控制设备抗干扰隔离保护装置3和不加装该装置直接通过高压绝缘线缆连接的远程控制***5底层电路板的电压干扰情况，不加装该装置的远程控制***5底层电路板的电压呈现较大的波动，而加装远程控制设备抗干扰隔离保护装置3远程控制***5底层电路板的电压非常平稳，表明加装远程控制设备抗干扰隔离保护装置3后高压装置2的高压电压或者大电流对远程控制***5干扰大幅减小甚至可忽略不计，充分说明远程控制设备抗干扰隔离保护装置3能够隔离来自高压装置2高压电的耦合干扰，使得远程控制设备各电路板内同的信号不受高压设备串进来的耦合。
作为本发明的一个优选的实施例，在上述装置的基础上，按照高压装置2和远程控制***5线缆设计的需要，该远程控制设备抗干扰隔离保护装置3还可以增加光-网转换装置层、网-光转换装置层，其中光-网转换装置层的两端分别设置有光航插接口和网口，光航插接口将高压装置2的铠装光缆和远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的光缆跳线相互连接，远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的光缆跳线另一端连接有光-网转换器，光-网转换器的另一端连接有网线，该网线通过光-网转换装置层的另一端的网口与远程控制***5的网线连接；网-光转换装置层设置网口和光航插接口，网口将高压装置2的铠装高压绝缘网线和远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的铠装高压绝缘网线相互连接，远程控制设备抗干扰隔离保护装置3内部的铠装高压绝缘网线的另一端连接有网-光转换器，且网-光转换器11另一端连接有长度大于10cm的光缆跳线，该光缆跳线另一端通过光航插接口与远程控制***5的光缆连接，网-光转换装置层的网-光转换器与电源之间需要隔离变压器来进行隔离。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，其设置在高压装置附近，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置一端设置有高压绝缘线缆用以连接所述高压装置，另一端设置有低压绝缘线缆用以连接远程控制***，其特征在于，
所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置呈柜体结构，其柜内依次分层设置有光-光转换装置层、网-网转换装置层、控制电缆隔离装置层和电源层，柜体的两个对立面对称设置有隔离接口板，用以连接高压装置和远程控制***，其对应柜内分层从上至下依次设置有相应的插接口，包括光航插接口、网口和电航插接口，其中，所述光-光转换装置层两端对称设置有所述光航插接口，分别用以连接高压装置的铠装光缆和远程控制***的光缆；所述网-网转换装置层两端对称设置有所述网口，分别用以连接高压装置的铠装高压绝缘网线和远程控制***的网线；所述控制电缆隔离装置层两端对称设置有所述电航插接口，分别用以连接高压装置的铠装高压绝缘电缆和远程控制***的电缆，所述控制电缆隔离装置层两端的电航插接口之间通过所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘电缆、高压继电器和所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的电缆连接，以此方式实现将高压绝缘线缆所带高压电进行隔离，以实现高压绝缘线缆与远程控制***低压绝缘线缆的安全对接，保障远程控制***的可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，其中，所述网-网转换装置层一端的网口用于连接所述高压装置的铠装高压绝缘网线和所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘网线，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘网线另一端设置有网-光转换器，所述网-光转换器另一端设置有网-网转换装置层内部的光缆跳线，所述网-网转换装置层内部的光缆跳线的另一端设置有光-网转换器，所述光-网转换器另一端连接网-网转换装置层内部的网线，所述网-网转换装置层内部的网线通过所述网-网转换装置层另一端的网口连接远程控制***的网线。
3.根据权利要求2所述的一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，其中，所述网-光转换器和所述光-网转换器的距离大于10cm。
4.根据权利要求1所述的一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，其中，所述光-光转换装置层一端的光航插接口用于连接高压装置的铠装光缆和远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线通过所述光-光转换装置层另一端的光航插接口连接远程控制***的光缆。
5.根据权利要求4所述的一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，其中所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线的长度大于10cm。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，其中，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置设置了高压绝缘工装，即用绝缘板对光-光转换装置层、网-网转换装置层、控制电缆隔离装置层和电源层进行分层工装并在空间上保持一定的距离以实现高压绝缘要求。
7.根据权利要求6所述的一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，其中，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置还设置有第一光-网转换装置层，所述第一光-网转换装置层的两端分别设置有光航插接口和网口，光航插接口用以连接高压装置的铠装光缆和远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线，远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的光缆跳线另一端设置有第二光-网转换器，第二光-网转换器的电源由电源层提供，第二光-网转换器的另一端设置有网线，通过第二光-网转换装置层的该另一端的网口与远程控制***的网线连接。
8.根据权利要求7所述的一种远程控制设备抗干扰隔离保护装置，其中，所述远程控制设备抗干扰隔离保护装置还设置有第一网-光转换装置层，该第一网-光转换装置层设置有网口和光航插接口，网口用于连接高压装置的铠装高压绝缘网线和远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘网线，远程控制设备抗干扰隔离保护装置内部的铠装高压绝缘网线的另一端设置有第二网-光转换器，所述第二网-光转换器的电源由电源层提供且与电源之间设置有隔离变压器，且第二网-光转换器另一端设置有光缆跳线用于通过光航插接口与远程控制***的光缆连接。
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