1 引言
 

　　隨著電子技術的進步和傳感器技術、計算機技術、信息處理技術、現(xiàn)場總線技術等的發(fā)展，高壓開關柜功能智能化已具備技術上的條件。在“10kV高壓開關柜的故障在線檢測，，課題研究中將當今工業(yè)控制領域中廣為流行的現(xiàn)場總線技術應用于其中，使高壓開關柜的故障在線檢測形成了一個分布式的監(jiān)測系統(tǒng)，并使整個系統(tǒng)較以往集中監(jiān)測系統(tǒng)性能增強，功能更為完善。

　　本文主要討論10kV高壓開關柜故障在線檢測系統(tǒng)研制中現(xiàn)場總線的應用情況。

2 現(xiàn)場總線簡介

在以往的變電站監(jiān)測系統(tǒng)中，一般使用BITBUS總線和RS-485總線，但它們在應用中有以下缺陷：

1）BITBUS總線和RS-485總線上只能有一個主節(jié)點，無法構成多主冗余系統(tǒng)，導致系統(tǒng)可靠性較差；
2）數(shù)據通信方式是命令響應式，從節(jié)點只有在收到主節(jié)點的命令后，才能響應，一些重要的信息得不到及時上送，致使系統(tǒng)的靈活性差，實時性差；
3）BITBUS總線和RS-485總線的抗*力及糾錯能力差，不適應在高壓開關柜內的高電磁環(huán)境下運行。

為了克服BITBUS總線和RS-485總線在使用中的缺陷，經過方案比較，本文采用了控制器局域網絡CAN（Controller Area Network）。它是20世紀80年代初研制成功的一種現(xiàn)場總線，其zui初主要是為汽車監(jiān)測、控制系統(tǒng)而設計的。如今，由于其采用差分驅動，可在高噪聲干擾的環(huán)境中使用以及較強的糾錯能力等，加之半導體廠家的產品支持，已形成標準ISO11898規(guī)范。并已被*為zui有前途的現(xiàn)場總線之一。

CAN的通訊協(xié)議建立在標準組織的開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型基礎上，主要工作在數(shù)據鏈路層和物理層，用戶可在其基礎上開發(fā)適應系統(tǒng)實際需要的應用層通信協(xié)議。CAN的信號傳輸采用短幀結構，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個，因而傳輸時間短，受干擾的概率低。當節(jié)點嚴重錯誤時，具有自動關閉的功能，以切斷該節(jié)點與總線的，使總線上的其他節(jié)點及通信不受影響，故具有較強的抗*力。其主要特點有：

CAN可以多主方式工作，網絡上任意節(jié)點均可以在任意時刻主動地向總線上其它節(jié)點發(fā)送信息，這就可以構成多主機系統(tǒng)；
CAN總線上的節(jié)點信息可以分成不同的優(yōu)先級，以滿足不同的實時要求；
CAN采用非破壞性總線仲裁技術，當兩個節(jié)點同時向總線上發(fā)送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據，節(jié)省了總線沖突仲裁時間；
CAN可以點對點、一點對多點及全局廣播幾種方式發(fā)送接收數(shù)據；
CAN的直接通訊距離可達10km（速率5K）；
CAN的通訊速率zui高可達1M（此時通訊距離zui長為40m）；
CAN上的節(jié)點數(shù)實際可達110個；
CAN每幀信息都有CRC校驗及其它檢錯措施，保證了數(shù)據出錯率低；
通訊介質采用雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活，連接方便。

從上述的分析可看出，CAN總線非常適合用音變電所中構成高壓開關柜故障在線檢測系統(tǒng)。

3 故障檢測系統(tǒng)組成

高壓開關柜故障在線檢測系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 高壓開關柜故障在線檢測系統(tǒng)結構圖

圖2 檢測單元硬件電路結構原理圖