一种自适应GIS高压带电显示电路的制作方法

本实用新型涉及gis高压带电显示电路技术领域，特别涉及一种自适应gis高压带电显示电路。

背景技术：

应用于gis封闭式组合电气柜内的带电显示装置包括2个部分：一套主机加三只电容型传感器，其中传感器与主机之间多采用有线连接方式；传感器一般由gis封闭式组合电气柜生产厂家出厂前将传感器装入柜内，一般较难识别及测量。

现有生产gis带电显示装置的厂家在进行适配不同电容容值的传感器时，一般采用电位器调节适配，或根据实际电容值调整带电显示装置的内部电路参数。但是存在以下缺点：无法读取电容容值，无法知道传感器使用状态，无法判断传感器接线是否接线良好，长时间运行后，传感器容量若是存在衰减，则容易带来安全隐患；无法实时根据实际应用自适应调节电路，适配不同电容值的传感器，传感器电容值若是存在衰减，则主机可能导致无法正确指示带电状态。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种自适应gis高压带电显示电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种自适应gis高压带电显示电路，包括传感器信号处理电路、rs485通讯电路、led显示电路、mcu电路、传感器容值测量电路、电源电路和按键操作电路，所述mcu电路分别与传感器信号处理电路、rs485通讯电路、led显示电路、传感器容值测量电路、电源电路和按键操作电路电连接。

本实用新型的有益效果在于：

通过设置led显示电路用于显示三相高压带电状态；设置按键操作电路用于系统自检；设置传感器信号处理电路用于三相信号调理放大处理；设置传感器容值测量电路用于检测三相传感器的电容值大小；设置电源电路用于为整套系统供电；设置rs485通讯电路用于远程传输三相高压带电状态、传感器电容容值及状态；当三相高压电容传感器的信号线接入自适应gis带电显示电路时，传感器信号处理电路、传感器容值测量电路分别处理信号，并将处理之后的信息传输至mcu电路中进行数据处理，通过led显示电路显示三相高压带电状态，并可通过rs485通讯电路，将气体绝缘开关设备(即gis)内三相高压带电状态、高压电容传感器容值变化数据等传输至后台，实现在线监测。

附图说明

图1为根据本实用新型的一种自适应gis高压带电显示电路的模块电连接框图；

图2为根据本实用新型的一种自适应gis高压带电显示电路的传感器容值测量电路的电路原理图；

图3为根据本实用新型的一种自适应gis高压带电显示电路的传感器信号处理电路的电路原理图；

图4为根据本实用新型的一种自适应gis高压带电显示电路的led显示电路的电路原理图；

图5为根据本实用新型的一种自适应gis高压带电显示电路的led显示电路的电路原理图；

图6为根据本实用新型的一种自适应gis高压带电显示电路的按键操作电路的电路原理图；

图7为根据本实用新型的一种自适应gis高压带电显示电路的mcu电路的电路原理图；

图8为根据本实用新型的一种自适应gis高压带电显示电路的电源电路的电路原理图；

图9为根据本实用新型的一种自适应gis高压带电显示电路的rs485通讯电路的电路原理图；

标号说明：

1、传感器信号处理电路；2、rs485通讯电路；3、led显示电路；4、mcu电路；5、传感器容值测量电路；6、电源电路；7、按键操作电路。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，本实用新型提供的技术方案：

一种自适应gis高压带电显示电路，包括传感器信号处理电路、rs485通讯电路、led显示电路、mcu电路、传感器容值测量电路、电源电路和按键操作电路，所述mcu电路分别与传感器信号处理电路、rs485通讯电路、led显示电路、传感器容值测量电路、电源电路和按键操作电路电连接。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：

通过设置led显示电路用于显示三相高压带电状态；设置按键操作电路用于系统自检；设置传感器信号处理电路用于三相信号调理放大处理；设置传感器容值测量电路用于检测三相传感器的电容值大小；设置电源电路用于为整套系统供电；设置rs485通讯电路用于远程传输三相高压带电状态、传感器电容容值及状态；当三相高压电容传感器的信号线接入自适应gis带电显示电路时，传感器信号处理电路、传感器容值测量电路分别处理信号，并将处理之后的信息传输至mcu电路中进行数据处理，通过led显示电路显示三相高压带电状态，并可通过rs485通讯电路，将气体绝缘开关设备(即gis)内三相高压带电状态、高压电容传感器容值变化数据等传输至后台，实现在线监测。

进一步的，所述传感器容值测量电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、电容cax1、二极管d1、二极管d2和芯片u1，所述芯片u1的第一引脚接地，所述芯片u1的第二引脚分别与芯片u1的第六引脚、电阻r3的一端和电容cax1的一端电连接，所述电容cax1的另一端接地，所述芯片u1的第三引脚分别与二极管d1的阴极、二极管d2的阳极和电阻r2的一端电连接，所述电阻r2的另一端与mcu电路电连接，所述二极管d1的阳极与二极管d2的阴极电连接且二极管d1的阳极与二极管d2的阴极接地，所述芯片u1的第四引脚与芯片u1的第八引脚电连接且芯片u1的第四引脚和芯片u1的第八引脚均接电源，所述芯片u1的第五引脚与电容c1的一端电连接，所述电容c1的另一端接地，所述芯片u1的第七引脚分别与电阻r1的一端和电阻r3的另一端电连接，所述电阻r1的另一端接电源。

由上述描述可知，电容cax1为实际封闭式组合电气柜(即gis，也称为气体绝缘开关设备)内安装的高压电容传感器，为待测电容；当系统通电源时，电容cax1被充电，芯片u1的第二引脚的电压上升，芯片u1被复位，同时内部放电三极管导通，此时a_duanxian为低电平；电容cax1通过电阻r3和内部放电三极管放电，使得芯片u1的第二引脚的电压下降。当芯片u1的第二引脚的电压下降时，触发器又被置位，翻转为高电平，如此a_duanxian可得到一个周期性的方波，其频率为f＝1.44/(r1+2r2)*cax1，mcu电路通过读取a_duanxian的方波频率可推算出此时接入电容cax1的电容值大小。

当电容cax1未接入或者传感器线出现短路、断线等情况时，芯片u1的第三引脚输出为低电平，mcu电路读取到a_duanxian的电平后，可判断传感器的安装状态。

电容c1为u1芯片的旁路电路，保证芯片u1处于稳定工作；电阻r1和电阻r2为电容容值测量匹配电阻，调整电阻r1和电阻r2的阻值可修改电容容值测量范围；二极管d1和二极管d2组成双向稳压管，避免芯片u1的第三引脚的输出方波波形变形导致击穿mcu电路的io口，电阻r2为mcu电路的io口的保护电阻，防止电流过大击穿io口。

传感器容值测量电路可实现两种功能：一、实现传感器容值测量；二、实现传感器断线状态识别。

进一步的，所述传感器信号处理电路包括电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r27、电阻r28、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r36、电阻r37、电容c20、电容c27、电容c28、电容c33、二极管d8、电感lb1、放大器u9a和芯片u7；

所述芯片u7的第一引脚与电阻r22的一端电连接，所述芯片u7的第二引脚与电阻r24的一端电连接，所述芯片u7的第三引脚分别与电容c20的一端、电阻r28的一端和放大器u9a的第二端电连接，所述芯片u7的第四引脚与电阻r25的一端电连接，所述芯片u7的第五引脚与电阻r23的一端电连接，所述芯片u7的第六引脚分别与芯片u7的第七引脚和芯片u7的第八引脚电连接且芯片u7的第六引脚、芯片u7的第七引脚和芯片u7的第八引脚均接地，所述芯片u7的第九引脚和芯片u7的第十引脚均与mcu电路电连接，所述芯片u7的第十六引脚接电源，所述电阻r22的另一端分别与电容c20的另一端、电阻r23的另一端、电阻r24的另一端、电阻r25的另一端、电阻r30的一端、电阻r36的一端和放大器u9a的第一端电连接，所述电阻r36的另一端接地，所述放大器u9a的第三端分别与电阻r37的一端和电容c33的一端电连接，所述电阻r37的另一端与电容c33的另一端电连接且电阻r37的另一端和电容c33的另一端均接地，所述放大器u9a的第四端接地，所述放大器u9a的第八端接电源，所述电阻r30的另一端与电容c28的一端电连接，所述电容c28的另一端与电阻r31的一端电连接，所述电阻r31的另一端与mcu电路电连接，所述电阻r28的另一端与电容c27的一端电连接，所述电容c27的另一端分别与电阻r27的一端和二极管d8的阴极电连接，所述二极管d8的阳极接地，所述电阻r27的另一端通过电感lb1与电阻r32的一端电连接，所述电阻r32的另一端接地。

由上述描述可知，电阻r32为输入保护压敏电阻，防止信号电压过大击穿后端电路，电感lb1为共模电感，分别对信号输入端及大地端串入的共模信号进行滤除，电阻r27和电阻r28为输入限流电阻，防止输入端电流过大击穿放大器u9a的第二端，电容c27为隔直电容，将sign_a中的直流分量去除掉，保证交流分量都能过来到放大器u9a的第二端；电阻r37和电容c33构成rc滤波电路，保证电压平稳；电容c20为滤波电容，保证放大器u9的第一端输出交流正弦波为平稳的波形，电阻r36为对低电阻，保证波形平稳；电阻r30和电阻r31为限流电阻，保证输入到mcu电路的io口的电流不会过大，避免导致击穿io口；电容c28为隔直电容，将正弦波中的直流分量去除；最后输出的波形通过mcu_signa接入到mcu电路，进行adc采样。

传感器信号处理电路可实现不同电容值的传感器信号放大，实现全类型监测。

进一步的，所述led显示电路包括电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、发光二极管da1、发光二极管db1、发光二极管dc1和发光二极管ds1，所述电阻r15的一端与发光二极管da1的阳极电连接，所述电阻r15的另一端接电源，所述发光二极管da1的阴极与mcu电路电连接，所述电阻r16的一端与发光二极管db1的阳极电连接，所述电阻r16的另一端接电源，所述发光二极管db1的阴极与mcu电路电连接，所述电阻r17的一端与发光二极管dc1的阳极电连接，所述电阻r17的另一端接电源，所述发光二极管dc1的阴极与mcu电路电连接，所述电阻r18的一端与发光二极管ds1的阳极电连接，所述电阻r18的另一端接电源，所述发光二极管ds1的阴极与mcu电路电连接。

进一步的，所述led显示电路还包括数码管ds2、电阻r55、电阻r56、电阻r57、电阻r60、电容c43、电容c44、电容c45和芯片u13，所述芯片u13的第一引脚与电阻r60的一端电连接，所述电阻r60的另一端接电源，所述芯片u7的第二引脚与数码管ds2的第十一引脚电连接，所述芯片u13的第三引脚与数码管ds2的第七引脚电连接，所述芯片u13的第四引脚与数码管ds2的第四引脚电连接，所述芯片u13的第五引脚与数码管ds2的第二引脚电连接，所述芯片u13的第六引脚与数码管ds2的第一引脚电连接，所述芯片u13的第七引脚与数码管ds2的第十引脚电连接，所述芯片u13的第八引脚与数码管ds2的第五引脚电连接，所述芯片u13的第九引脚与数码管ds2的第三引脚电连接，所述芯片u13的第十二引脚和芯片u13的第十五引脚均接地，所述芯片u13的第十三引脚与数码管ds2的第六引脚电连接，所述芯片u13的第十四引脚与数码管ds2的第八引脚电连接，所述芯片u13的第十六引脚与数码管ds2的第九引脚电连接，所述芯片u13的第十八引脚分别与电阻r57的一端和电容c45的一端电连接，所述芯片u13的第十九引脚分别与电阻r56的一端和电容c44的一端电连接，所述芯片u13的第二十引脚分别与电阻r55的一端和电容c43的一端电连接，所述电阻r55的另一端分别与电阻r56的另一端和电阻r57的另一端电连接且电阻r55的另一端、电阻r56的另一端和电阻r57的另一端均接电源，所述电容c43的另一端分别与电容c44的另一端和电容c45的另一端电连接且电容c43的另一端、电容c44的另一端和电容c45的另一端均接地。

由上述描述可知，电阻r60为芯片u13的电源输入保护，电阻r55、电阻r56和电阻r57为芯片u13的第十八引脚、第十九引脚和第二十引脚的上拉电阻，电容c43、电容c44和电容c45为芯片u13的第十八引脚、第十九引脚和第二十引脚的对低电容，保证与mcu电路之间通信稳定；芯片u13的第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚和第九引脚分别对应数码管的8位断选，芯片u13的第十七引脚、第十六引脚、第十四引脚和第十三引脚分别对应数码管的4位位选，通信逻辑及时钟通过芯片u13的第十八引脚、第十九引脚和第二十引脚分别与mcu电路通信形成。

进一步的，所述按键操作电路包括电阻r7、电容c3和开关sw1，所述开关sw1的第一端分别与开关sw1的第三端和电容c3的一端电连接且开关sw1的第一端、开关sw1的第三端和电容c3的一端均接地，所述开关sw1的第二端分别与电阻r7的一端、开关sw1的第四端和电容c3的另一端电连接，所述电阻r7的另一端接电源。

从上述描述可知，电容c3为对低滤波电容，保证开关sw1按下时波形平稳；电阻r7为限流电阻，防止开关sw1按下时，vcc3.3v与gnd之间短路。

进一步的，所述mcu电路包括芯片u4，所述芯片u4的型号为stm32f103rct6。

进一步的，所述电源电路包括电阻r13、电阻r14、电阻r19、电容c12、电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电感l2、电感l1、保险丝f1、芯片u5和芯片u6，所述芯片u5的第一引脚分别与电阻r13的一端、电容c12的一端和电感l2的一端电连接，所述芯片u5的第二引脚分别与电容c12的另一端、电阻r19的一端和电感l1的第一端电连接，所述电阻r19的另一端接地，所述芯片u5的第三引脚与电容c13的一端电连接，所述芯片u5的第四引脚与电容c3的另一端电连接且芯片u5的第四引脚和电容c3的另一端均接地，所述芯片u5的第五引脚与电容c17的一端电连接，所述芯片u5的第六引脚与电容c17的另一端电连接，所述电感l2的另一端通过电感l1分别与保险丝f1的一端和电阻r14的一端电连接，所述电阻r14的另一端与电感l1电连接，所述芯片u6的第一引脚分别与电容c15的一端、电容c14的一端和电容c16的一端电连接且芯片u6的第一引脚、电容c15的一端、电容c14的一端和电容c16的一端均接地，所述芯片u6的第二引脚分别与电容c14的另一端和电容c16的另一端电连接且芯片u6的第二引脚、电容c14的另一端和电容c16的另一端均接电源，所述芯片u6的第三引脚与电容c15的另一端电连接。

从上述描述可知，电源输入为ac220v，保险丝f1，用于电源输入过流保护；电阻r14为压敏电阻，起到稳压作用，防止输入电压过大击穿电源电路；电感l1和电感l2，用于滤波电源中的共模串扰，电容c12为安规电容，保证输入电源波形稳定；电阻r13和电阻r19分别为对地安规y电容，提高电源电路emc效果；芯片u5为ac-dc电源模块，将ac220v转为5v电压，电容c17为芯片u5的匹配电容；电容c11和电容c15为5v电源的滤波电容，保证5v电源波形平稳；芯片u6为ldo芯片，将5v电压转换为3.3v，其中电容c14和电容c16为3.3v电源的滤波电容，保证3.3v电源波形平稳。

进一步的，所述rs485通讯电路包括电阻r26、电阻r29、电阻r33、电阻r34、电阻r35、电容c23、电容c24、电容c25、电容c26、电容c29、电容c30、电容c31、电容c32、二极管d7、二极管d9、稳压管vp1和芯片u8；

所述芯片u8的第一引脚分别与电容c24的一端和电容c23的一端电连接，所述芯片u8的第二引脚分别与电容c24的另一端和电容c23的另一端电连接，所述芯片u8的第三引脚接地，所述芯片u8的第四引脚与电阻r29的一端电连接，所述电阻r29的另一端与mcu电路电连接，所述芯片u8的第五引脚分别与芯片u8的第六引脚和电阻r33的一端电连接，所述电阻r33的另一端接电源，所述芯片u8的第七引脚通过电阻r35与mcu电路电连接，所述芯片u8的第八引脚与电容c31的一端和电容c32的一端电连接，所述芯片u8的第九引脚分别与芯片u8的第十引脚、电容c32的另一端和电容c31的另一端电连接且芯片u8的第九引脚、芯片u8的第十引脚、电容c32的另一端和电容c31的另一端均接地，所述芯片u8的第十一引脚分别与电容c29的一端和电容c30的一端电连接，所述芯片u8的第十二引脚分别与电容c29的另一端、电容c30的另一端、电容c26的一端、电容c25的一端和芯片u8的第十九引脚电连接，所述芯片u8的第十三引脚分别与电阻r26的一端和芯片u8的第十八引脚电连接，所述芯片u8的第十四引脚与芯片u8的第十六引脚电连接且芯片u8的第十四引脚和芯片u8的第十六引脚均接地，所述芯片u8的第十五引脚分别与芯片u8的第十七引脚和电阻r34的一端电连接，所述芯片u8的第二十引脚分别与电容c25的另一端和电容c26的另一端电连接且芯片u8的第二十引脚、电容c25的另一端和电容c26的另一端均接地，所述电阻r34的另一端分别与二极管d9的阴极和稳压管vp1德一端电连接，所述电阻r26的另一端分别与二极管d7的阴极和稳压管vp1的另一端电连接，所述二极管d7的阳极和二极管d9的阳极均接地。

从上述描述可知，芯片u8为隔离型rs485芯片，电容c23、电容c24、电容c31和电容c32为芯片u8输入端电源端口的对地滤波电容；电容c25、电容c26、电容c29和电容c30为芯片u8输出端电源端口的对地滤波电容；电阻r29和电阻r35分别为通讯口rct6_rx5和rct6_tx5的限流电阻，防止芯片u8与mcu电路之间的通讯电流过大，导致通讯异常；电阻r35为pe的上拉电阻，提供驱动能力；电阻r26和电阻r34分别为输出端rs485a和rs485b的保护电阻，防止与外部485对接时电流过大击穿芯片u8，二极管d7和二极管d9分别为输出端rs485a和rs485b的保护tvs管，防止与外部485对接时电压过大击穿芯片u8；稳压管vp1保证输出端rs485a和rs485b压差不会过大。

请参照图1至图9，本实用新型的实施例一为：

请参照图1，一种自适应gis高压带电显示电路，包括传感器信号处理电路1、rs485通讯电路2、led显示电路3、mcu电路4、传感器容值测量电路5、电源电路6和按键操作电路7，所述mcu电路4分别与传感器信号处理电路1、rs485通讯电路2、led显示电路3、传感器容值测量电路5、电源电路6和按键操作电路7电连接。

请参照图2，所述传感器容值测量电路5包括电阻r1(电阻值为22mω)、电阻r2(电阻值为300ω)、电阻r3(电阻值为13mω)、电容c1(电容值为10nf)、电容cax1(电容值为1pf-200pf)、二极管d1(型号为1n4148)、二极管d2(型号为1n4148)和芯片u1(型号为ne555dr)，所述芯片u1的第一引脚接地，所述芯片u1的第二引脚分别与芯片u1的第六引脚、电阻r3的一端和电容cax1的一端电连接，所述电容cax1的另一端接地，所述芯片u1的第三引脚分别与二极管d1的阴极、二极管d2的阳极和电阻r2的一端电连接，所述电阻r2的另一端与mcu电路4电连接，所述二极管d1的阳极与二极管d2的阴极电连接且二极管d1的阳极与二极管d2的阴极接地，所述芯片u1的第四引脚与芯片u1的第八引脚电连接且芯片u1的第四引脚和芯片u1的第八引脚均接电源，所述芯片u1的第五引脚与电容c1的一端电连接，所述电容c1的另一端接地，所述芯片u1的第七引脚分别与电阻r1的一端和电阻r3的另一端电连接，所述电阻r1的另一端接电源。

请参照图3，所述传感器信号处理电路1包括电阻r22(电阻值为2kω)、电阻r23(电阻值为5.1kω)、电阻r24(电阻值为10kω)、电阻r25(电阻值为56kω)、电阻r27(电阻值为1kω)、电阻r28(电阻值为10kω)、电阻r30(电阻值为1kω)、电阻r31(电阻值为1kω)、电阻r32(电阻值为180kω)、电阻r36(电阻值为100kω)、电阻r37(电阻值为10kω)、电容c20(电容值为100nf)、电容c21(电容值为100nf)、电容c22(电容值为100nf)、电容c27(电容值为470nf)、电容c28、电容c33(电容值为100nf)、二极管d8(型号为smbj6.8ca)、电感lb1(电感值为9.8mh-27mh)、放大器u9a(型号为mcp6002)和芯片u7(型号为hef4052)；

所述芯片u7的第一引脚与电阻r22的一端电连接，所述芯片u7的第二引脚与电阻r24的一端电连接，所述芯片u7的第三引脚分别与电容c20的一端、电阻r28的一端和放大器u9a的第二端电连接，所述芯片u7的第四引脚与电阻r25的一端电连接，所述芯片u7的第五引脚与电阻r23的一端电连接，所述芯片u7的第六引脚分别与芯片u7的第七引脚和芯片u7的第八引脚电连接且芯片u7的第六引脚、芯片u7的第七引脚和芯片u7的第八引脚均接地，所述芯片u7的第九引脚和芯片u7的第十引脚均与mcu电路4电连接，所述芯片u7的第十六引脚接电源，所述电阻r22的另一端分别与电容c20的另一端、电阻r23的另一端、电阻r24的另一端、电阻r25的另一端、电阻r30的一端、电阻r36的一端和放大器u9a的第一端电连接，所述电阻r36的另一端接地，所述放大器u9a的第三端分别与电阻r37的一端和电容c33的一端电连接，所述电阻r37的另一端与电容c33的另一端电连接且电阻r37的另一端和电容c33的另一端均接地，所述放大器u9a的第四端接地，所述放大器u9a的第八端接电源，所述电阻r30的另一端与电容c28的一端电连接，所述电容c28的另一端与电阻r31的一端电连接，所述电阻r31的另一端与mcu电路4电连接，所述电阻r28的另一端与电容c27的一端电连接，所述电容c27的另一端分别与电阻r27的一端和二极管d8的阴极电连接，所述二极管d8的阳极接地，所述电阻r27的另一端通过电感lb1与电阻r32的一端电连接，所述电阻r32的另一端接地。

请参照图4，所述led显示电路3包括电阻r15(电阻值为3kω)、电阻r16(电阻值为3kω)、电阻r17(电阻值为3kω)、电阻r18(电阻值为3kω)、发光二极管da1、发光二极管db1、发光二极管dc1和发光二极管ds1，所述电阻r15的一端与发光二极管da1的阳极电连接，所述电阻r15的另一端接电源，所述发光二极管da1的阴极与mcu电路4电连接，所述电阻r16的一端与发光二极管db1的阳极电连接，所述电阻r16的另一端接电源，所述发光二极管db1的阴极与mcu电路4电连接，所述电阻r17的一端与发光二极管dc1的阳极电连接，所述电阻r17的另一端接电源，所述发光二极管dc1的阴极与mcu电路4电连接，所述电阻r18的一端与发光二极管ds1的阳极电连接，所述电阻r18的另一端接电源，所述发光二极管ds1的阴极与mcu电路4电连接。

请参照图5，所述led显示电路3还包括数码管ds2(型号为3631ar)、电阻r55(电阻值为10kω)、电阻r56(电阻值为10kω)、电阻r57(电阻值为10kω)、电阻r60、电容c43(电容值为100pf)、电容c44(电容值为100pf)、电容c45(电容值为100pf)和芯片u13(型号为tm1620)，所述芯片u13的第一引脚与电阻r60的一端电连接，所述电阻r60的另一端接电源，所述芯片u7的第二引脚与数码管ds2的第十一引脚电连接，所述芯片u13的第三引脚与数码管ds2的第七引脚电连接，所述芯片u13的第四引脚与数码管ds2的第四引脚电连接，所述芯片u13的第五引脚与数码管ds2的第二引脚电连接，所述芯片u13的第六引脚与数码管ds2的第一引脚电连接，所述芯片u13的第七引脚与数码管ds2的第十引脚电连接，所述芯片u13的第八引脚与数码管ds2的第五引脚电连接，所述芯片u13的第九引脚与数码管ds2的第三引脚电连接，所述芯片u13的第十二引脚和芯片u13的第十五引脚均接地，所述芯片u13的第十三引脚与数码管ds2的第六引脚电连接，所述芯片u13的第十四引脚与数码管ds2的第八引脚电连接，所述芯片u13的第十六引脚与数码管ds2的第九引脚电连接，所述芯片u13的第十八引脚分别与电阻r57的一端和电容c45的一端电连接，所述芯片u13的第十九引脚分别与电阻r56的一端和电容c44的一端电连接，所述芯片u13的第二十引脚分别与电阻r55的一端和电容c43的一端电连接，所述电阻r55的另一端分别与电阻r56的另一端和电阻r57的另一端电连接且电阻r55的另一端、电阻r56的另一端和电阻r57的另一端均接电源，所述电容c43的另一端分别与电容c44的另一端和电容c45的另一端电连接且电容c43的另一端、电容c44的另一端和电容c45的另一端均接地。

请参照图6，所述按键操作电路7包括电阻r7(电阻值为1kω)、电容c3(电容值为0.1μf)和开关sw1(型号为sw-dpst)，所述开关sw1的第一端分别与开关sw1的第三端和电容c3的一端电连接且开关sw1的第一端、开关sw1的第三端和电容c3的一端均接地，所述开关sw1的第二端分别与电阻r7的一端、开关sw1的第四端和电容c3的另一端电连接，所述电阻r7的另一端接电源。

请参照图7，所述mcu电路4包括芯片u4，所述芯片u4的型号为stm32f103rct6。

所述mcu电路4包括电阻r11(电阻值为10mω)、电阻r12(电阻值为10kω)、电容c4(电容值为100nf)、电容c6(电容值为22pf)、电容c7(电容值为100nf)、电容c8(电容值为22pf)、电容c9(电容值为100nf)、电容10(电容值为100nf)、电容c11(电容值为100nf)、电容c18(电容值为100nf)、晶振xt1(频率为8mhz)和接插件j1，其各元器件的具体连接关系请参照图7。

请参照图8，所述电源电路6包括电阻r13、电阻r14(电阻值为561kω)、电阻r19、电容c12、电容c13(电容值为470μf)、电容c14(电容值为10μf)、电容c15(电容值为1μf)、电容c16(电容值为0.1f)、电容c17(电容值为10μf)、电感l2(电感值为0.3mh)、电感l1(电感值为9.8mh-10mh)、保险丝f1、芯片u5(型号为ls05-15b05ss)和芯片u6(型号为lm1086-3.3)，所述芯片u5的第一引脚分别与电阻r13的一端、电容c12的一端和电感l2的一端电连接，所述芯片u5的第二引脚分别与电容c12的另一端、电阻r19的一端和电感l1的第一端电连接，所述电阻r19的另一端接地，所述芯片u5的第三引脚与电容c13的一端电连接，所述芯片u5的第四引脚与电容c3的另一端电连接且芯片u5的第四引脚和电容c3的另一端均接地，所述芯片u5的第五引脚与电容c17的一端电连接，所述芯片u5的第六引脚与电容c17的另一端电连接，所述电感l2的另一端通过电感l1分别与保险丝f1的一端和电阻r14的一端电连接，所述电阻r14的另一端与电感l1电连接，所述芯片u6的第一引脚分别与电容c15的一端、电容c14的一端和电容c16的一端电连接且芯片u6的第一引脚、电容c15的一端、电容c14的一端和电容c16的一端均接地，所述芯片u6的第二引脚分别与电容c14的另一端和电容c16的另一端电连接且芯片u6的第二引脚、电容c14的另一端和电容c16的另一端均接电源，所述芯片u6的第三引脚与电容c15的另一端电连接。

请参照图9，所述rs485通讯电路2包括电阻r26(电阻值为100ω)、电阻r29(电阻值为1kω)、电阻r33(电阻值为1kω)、电阻r34(电阻值为100ω)、电阻r35(电阻值为1kω)、电容c23(电容值为0.1μf)、电容c24(电容值为10μf)、电容c25(电容值为0.1μf)、电容c26(电容值为0.01μf)、电容c29(电容值为0.1μf)、电容c30(电容值为10μf)、电容c31(电容值为0.1μf)、电容c32(电容值为0.01μf)、二极管d7(型号为smbj6.8a)、二极管d9(型号为smbj6.8a)、稳压管vp1(型号为p6smb6.8ca)和芯片u8(型号为adm2587)；

所述芯片u8的第一引脚分别与电容c24的一端和电容c23的一端电连接，所述芯片u8的第二引脚分别与电容c24的另一端和电容c23的另一端电连接，所述芯片u8的第三引脚接地，所述芯片u8的第四引脚与电阻r29的一端电连接，所述电阻r29的另一端与mcu电路4电连接，所述芯片u8的第五引脚分别与芯片u8的第六引脚和电阻r33的一端电连接，所述电阻r33的另一端接电源，所述芯片u8的第七引脚通过电阻r35与mcu电路4电连接，所述芯片u8的第八引脚与电容c31的一端和电容c32的一端电连接，所述芯片u8的第九引脚分别与芯片u8的第十引脚、电容c32的另一端和电容c31的另一端电连接且芯片u8的第九引脚、芯片u8的第十引脚、电容c32的另一端和电容c31的另一端均接地，所述芯片u8的第十一引脚分别与电容c29的一端和电容c30的一端电连接，所述芯片u8的第十二引脚分别与电容c29的另一端、电容c30的另一端、电容c26的一端、电容c25的一端和芯片u8的第十九引脚电连接，所述芯片u8的第十三引脚分别与电阻r26的一端和芯片u8的第十八引脚电连接，所述芯片u8的第十四引脚与芯片u8的第十六引脚电连接且芯片u8的第十四引脚和芯片u8的第十六引脚均接地，所述芯片u8的第十五引脚分别与芯片u8的第十七引脚和电阻r34的一端电连接，所述芯片u8的第二十引脚分别与电容c25的另一端和电容c26的另一端电连接且芯片u8的第二十引脚、电容c25的另一端和电容c26的另一端均接地，所述电阻r34的另一端分别与二极管d9的阴极和稳压管vp1德一端电连接，所述电阻r26的另一端分别与二极管d7的阴极和稳压管vp1的另一端电连接，所述二极管d7的阳极和二极管d9的阳极均接地。

上述的自适应gis高压带电显示电路的工作原理为：

电容cax1为实际封闭式组合电气柜(即gis，也称为气体绝缘开关设备)内安装的高压电容传感器，为待测电容；当系统通电源时，电容cax1被充电，芯片u1的第二引脚的电压上升，芯片u1被复位，同时内部放电三极管导通，此时a_duanxian为低电平；电容cax1通过电阻r3和内部放电三极管放电，使得芯片u1的第二引脚的电压下降。当芯片u1的第二引脚的电压下降时，触发器又被置位，翻转为高电平，如此a_duanxian可得到一个周期性的方波，其频率为f＝1.44/(r1+2r2)*cax1，mcu电路通过读取a_duanxian的方波频率可推算出此时接入电容cax1的电容值大小。

当电容cax1未接入或者传感器线出现短路、断线等情况时，芯片u1的第三引脚输出为低电平，mcu电路读取到a_duanxian的电平后，可判断传感器的安装状态。

电容c1为u1芯片的旁路电路，保证芯片u1处于稳定工作；电阻r1和电阻r2为电容容值测量匹配电阻，调整电阻r1和电阻r2的阻值可修改电容容值测量范围；二极管d1和二极管d2组成双向稳压管，避免芯片u1的第三引脚的输出方波波形变形导致击穿mcu电路的io口，电阻r2为mcu电路的io口的保护电阻，防止电流过大击穿io口。

传感器容值测量电路可实现两种功能：一、实现传感器容值测量；二、实现传感器断线状态识别。

电阻r32为输入保护压敏电阻，防止信号电压过大击穿后端电路，电感lb1为共模电感，分别对信号输入端及大地端串入的共模信号进行滤除，电阻r27和电阻r28为输入限流电阻，防止输入端电流过大击穿放大器u9a的第二端，电容c27为隔直电容，将sign_a中的直流分量去除掉，保证交流分量都能过来到放大器u9a的第二端；电阻r37和电容c33构成rc滤波电路，保证电压平稳；

芯片u7为一颗4通道开关芯片，4052_1a和4052_1b分别与芯片u4的第三引脚和第二引脚相连；当4052_1a＝0、4052_1b＝0时，芯片u7的第三引脚与第一引脚导通；当4052_1a＝0、4052_1b＝1时，芯片u7的第三引脚与第五引脚导通；当4052_1a＝1、4052_1b＝0时，芯片u7的第三引脚与第二引脚导通；当4052_1a＝1、4052_1b＝1时，芯片u7的第三引脚与第四引脚导通；由此可实现放大器u9a种不同电阻值的切换；

当4052_1a＝0、4052_1b＝0时，放大器u9a的第一引脚电压放大倍数＝1+r22/10k＝1.2；

当4052_1a＝0、4052_1b＝1时，放大器u9a的第一引脚电压放大倍数＝1+r23/10k＝1.51；

当4052_1a＝1、4052_1b＝0时，放大器u9a的第一引脚电压放大倍数＝1+r22/10k＝2；

当4052_1a＝1、4052_1b＝1时，放大器u9a的第一引脚电压放大倍数＝1+r22/10k＝6.6；

通过不同电阻切换，可实现电压不同放大倍数的放大，实现各种信号测量；

电容c20为滤波电容，保证放大器u9a的第一端输出交流正弦波为平稳的波形，电阻r36为对低电阻，保证波形平稳；电阻r30和电阻r31为限流电阻，保证输入到mcu电路的io口的电流不会过大，避免导致击穿io口；电容c28为隔直电容，将正弦波中的直流分量去除；最后输出的波形通过mcu_signa接入到芯片u4的第十引脚，进行adc采样。

传感器信号处理电路可实现不同电容值的传感器信号放大，实现全类型监测。

led显示电路有4个led灯，lde_a、lde_b、lde_c、lde_dy分别与芯片u4的第四十二引脚、第四十一引脚、第四十引脚和第三十九引脚相连。其中lde_dy为电源指示灯，当电源通电时，lde_dy＝0，vcc3.3v经过电阻r18与发光二极管ds1形成通路，点亮led灯，表示系统处于带电状态。

当mcu_signa检测到的adc采样值超过程序内部设定值阈值后(50mv)，则lde_a＝0，vcc3.3v经过电阻r15与发光二极管da1形成通路，表示高压系统a相母排带电；

当mcu_signb检测到的adc采样值超过程序内部设定值阈值后(50mv)，则lde_b＝0，vcc3.3v经过电阻r16与发光二极管db1形成通路，表示高压系统b相母排带电；

当mcu_signc检测到的adc采样值超过程序内部设定值阈值后(50mv)，则lde_c＝0，vcc3.3v经过电阻r17与发光二极管dc1形成通路，表示高压系统c相母排带电；

此电路为三相adc采样mcu_signa、mcu_signb、mcu_signc的adc值显示电路；

电阻r60为芯片u13的电源输入保护，电阻r55、电阻r56和电阻r57为芯片u13的第十八引脚、第十九引脚和第二十引脚的上拉电阻，电容c43、电容c44和电容c45为芯片u13的第十八引脚、第十九引脚和第二十引脚的对低电容，保证与芯片u4之间通信稳定；芯片u13的第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚和第九引脚分别对应数码管的8位断选，芯片u13的第十七引脚、第十六引脚、第十四引脚和第十三引脚分别对应数码管的4位位选，通信逻辑及时钟通过芯片u13的第十八引脚、第十九引脚和第二十引脚分别与芯片u4的第二十引脚、二十一引脚和第二十四引脚通信形成。

电容c3为对低滤波电容，保证开关sw1按下时波形平稳；电阻r7为限流电阻，防止开关sw1按下时，vcc3.3v与gnd之间短路；正常开关sw1未按下时，test＝3.3v，为高电平；正常开关sw1按下时，test＝0v，为低电平，芯片u4的第四十四引脚检测到低电平后，可实现对系统的自检，lde_a＝0、lde_b＝0、lde_c＝0，检验系统程序是否工作，及三相指示灯是否正常显示。

芯片u4为主控mcu，用于整个系统程序运行。其中电容c4、电容c7、电容c9、电容c11和电容c18为电源vcc对gnd的滤波电容，用于保护mcu电路工作稳定；电容c6、电容c8、晶振xt1和电阻r11组成芯片u4的晶振电路，用于mcu电路起振；电阻r12和电容c11组成芯片u4的复位电路。

电源输入为ac220v，保险丝f1，用于电源输入过流保护；电阻r14为压敏电阻，起到稳压作用，防止输入电压过大击穿电源电路；电感l1和电感l2，用于滤波电源中的共模串扰，电容c12为安规电容，保证输入电源波形稳定；电阻r13和电阻r19分别为对地安规y电容，提高电源电路emc效果；芯片u5为ac-dc电源模块，将ac220v转为5v电压，电容c17为芯片u5的匹配电容；电容c11和电容c15为5v电源的滤波电容，保证5v电源波形平稳；芯片u6为ldo芯片，将5v电压转换为3.3v，其中电容c14和电容c16为3.3v电源的滤波电容，保证3.3v电源波形平稳。

芯片u8为隔离型rs485芯片，电容c23、电容c24、电容c31和电容c32为芯片u8输入端电源端口的对地滤波电容；电容c25、电容c26、电容c29和电容c30为芯片u8输出端电源端口的对地滤波电容；电阻r29和电阻r35分别为通讯口rct6_rx5和rct6_tx5的限流电阻，防止芯片u8与芯片u4之间的通讯电流过大，导致通讯异常；电阻r35为pe的上拉电阻，提供驱动能力；电阻r26和电阻r34分别为输出端rs485a和rs485b的保护电阻，防止与外部485对接时电流过大击穿芯片u8，二极管d7和二极管d9分别为输出端rs485a和rs485b的保护tvs管，防止与外部485对接时电压过大击穿芯片u8；稳压管vp1保证输出端rs485a和rs485b压差不会过大。

综上所述，本实用新型提供的一种自适应gis高压带电显示电路，通过设置led显示电路用于显示三相高压带电状态；设置按键操作电路用于系统自检；设置传感器信号处理电路用于三相信号调理放大处理；设置传感器容值测量电路用于检测三相传感器的电容值大小；设置电源电路用于为整套系统供电；设置rs485通讯电路用于远程传输三相高压带电状态、传感器电容容值及状态；当三相高压电容传感器的信号线接入自适应gis带电显示电路时，传感器信号处理电路、传感器容值测量电路分别处理信号，并将处理之后的信息传输至mcu电路中进行数据处理，通过led显示电路显示三相高压带电状态，并可通过rs485通讯电路，将气体绝缘开关设备(即gis)内三相高压带电状态、高压电容传感器容值变化数据等传输至后台，实现在线监测。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。