短电缆与架空混合中低压电力载波通道衰减测试方法

摘要

本发明涉及短电缆与架空混合中低压电力载波通道衰减测试方法，在变电站出口待测短电缆与架空混合线路连接处的架空导线上安装一体化电容耦合器，通过高频电缆连接至第一测试仪表，该测试仪表通过一根数据线连接至后台处理机；在该输电线路另一侧变电站出口电缆外皮上安装卡接式电感耦合器，通过另一高频电缆连接至第二测试仪表，测试信号通过电缆屏蔽层与架空导线组成的相线与大地间构成通信回路；启动该测试装置开始电力线载波通道衰减测量。本发明所提出的短电缆与架空混合中低压电力载波通道衰减测试方法，实现了对配电网短电缆与架空混合中低压线路通道衰减的测试，为配电网电力线载波通道设计提供依据，为电网安全运行提供技术支撑。

说明书

技术领域

本发明涉及配电网电力线载波通道衰减的测试，特别是一种短电缆与架空混合中 低压电力线载波通道衰减测试方法。

背景技术

电力线载波通信技术是一种利用中、低压配电网作为通信介质，实现数据、话音、 图像等综合业务传输的通信技术，不仅可以作为解决宽带接入“最后1km”的有效手段，而且 可以为电力负荷监控、远程抄表、配用电自动化、需求侧管理、企业内部网络、智能家庭以及 数字化社区提供高速数据传输平台。

电力线是设计用来输送电能的，因而并不具备通信链路的必要条件，所呈现的是 一种高噪声、强衰减、负荷变化剧烈、阻抗变化大、频率响应不平坦等恶劣性能。要实现可靠 的电力线高速数据传输，必须解决以下问题：

(1)尽可能消除电气设备、控制设备、空中无线电等噪声对传输可靠性的影响；

(2)努力阻止线路、各种电气设备、阻抗波动、阻抗不匹配以及容性负载引起的信号衰 落；

(3)最大限度减缓电力线分支以及网络不均衡引起的多径衰落对传输可靠性的影响。

而对于电缆与架空混合配电线路电力载波通道，若其纯电缆线路太短，对载波功 率信号感应不利，无法保证大部分能量感应到线路上，不能保证通信质量，危及电网安全运 行。按照我们的工程测试经验表明：长度小于100m电缆与架空混合线路衰减极大，信号不能 正常传送。而在实际工程中又经常遇到这种情况，因此需采取适当技术措施予以解决。

发明内容

本发明的目的在于提供短电缆与架空混合中低压电力载波通道衰减测试方法，通 过在配电站出口待测短电缆与架空混合线路连接处安装一体化电容耦合器办法，以克服现 有技术中存在缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：短电缆与架空混合中低压电力载波通道 衰减测试方法，提供一待测短电缆与架空混合线路，按照如下步骤实现：

S1：在所述线路一侧变电站出口处的架空导线上安装一体化电容耦合器；所述一体化 电容耦合器通过一高频电缆连接至第一测试仪表；所述第一测试仪表通过一数据线连接至 后台处理机；在所述线路另一侧变电站出口处的电缆外皮上安装卡接式电感耦合器，所述 卡接式电感耦合器通过另一高频电缆连接至第二测试仪表，测试信号通过电缆屏蔽层与架 空导线组成的相线与大地间构成通信回路；

S2：所述第一测试仪表、所述第二测试仪表以及所述后台处理机均连接至交流220V电 源；

S3：启动所述第一测试仪表以及所述第二测试仪表，对所述线路中电力线通道衰减进 行测试，并每隔TkHz自动记录和保存一组采集的衰减值。

在本发明一实施例中，所述待测短电缆与架空混合线路为10kV以及10kV以下电压 等级的中低压配电线路，该线路两端为电力电缆，且其中一端长度为小于100m的短电缆线 路，中间为架空线路。

在本发明一实施例中，所述待测短电缆与架空混合线路连接处的架空导线上安装 一体化电容耦合器，在另一端电缆外皮上安装卡接式电感耦合器。

在本发明一实施例中，所述待测短电缆与架空混合线路连接处的架空导线由A、B、 C三相组成，所述一体化电容耦合器安装于A、B、C三相中任意一相。

在本发明一实施例中，所述短电缆屏蔽层两端接地，所述短电缆屏蔽层中间不能 直接接地；若所述短电缆中间有电缆头时，所述短电缆屏蔽层中间通过电感接地，以防止测 试信号由电缆中间的接地点直接入地。

在本发明一实施例中，所述第一测试仪表以及所述第二测试仪表为一对测试信号 接收机/发送机，所述第一测试仪表以及所述后台处理机与所述第二测试仪表安装地点能 互换安装。

在本发明一实施例中，所述测第一试仪表为一台电平选频表，所述第二测试仪表 为一台电平振荡器，所述电平选频表以及所述电平振荡器均能够接收或发送20kHz~500kHz 信号；所述后台处理机为一台高性能PC处理器。

在本发明一实施例中，所述高频电缆阻抗为75欧姆的同轴电缆。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的短电缆与架空混合 中低压电力载波通道衰减测试方法，通过在待测短电缆与架空混合线路连接处的架空导线 上安装一体化电容耦合器，克服了传统方法中将卡接式电感耦合器直接卡接于短电缆外皮 上而不能将测试信号有效地耦合至待测配电线路，导致接收端测试信号不能正常检测的不 足，此方法有效地改善了中低压配电线路通信信号的传输质量，满足配电网自动控制信号 的传输要求，确保电网运行的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明中中低压电力载波通道衰减测试系统连接示意图。

图2为本发明一实施例中待测中低压线路组成示意图。

图3为本发明一实施例中未改进中低压电力载波通道衰减测试系统连接示意图。

图4为本发明一实施例中按发明方法连接与未改进连接方式衰减测试结果比较 图。

图5为本发明一实施例中一体化电容耦合器及卡接式电感耦合器与中低压线路连 接示意图。

【标号说明】：1-一体化电容耦合器；21-75欧姆高频电缆；22-75欧姆高频电缆；3- 测试信号发送机；4-后台处理机；5-卡接式电感耦合器；6-测试信号接收机；7-RS232数据连 接线。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供一种短电缆与架空混合中低压电力载波通道衰减测试方法，如图1所 示，按照如下步骤：

S1：在变电站1出口待测短电缆与架空混合线路连接处安装一体化电容耦合器1，该一 体化电容耦合器1通过一高频电缆21连接至第一测试仪表3，第一测试仪表3通过一根数据 线7连接至后台处理机4；在该输电线路另一侧变电站2出口电缆2外皮上安装卡接式电感耦 合器5，通过另一高频电缆22连接至第二测试仪表6，测试信号通过电缆屏蔽层与架空导线 组成的相线与大地间构成通信回路；

S2：第一测试仪表3、第二测试仪表6及后台处理机4均连接至交流220V电源；

S3：启动测试装置，对线路中电力线通道衰减进行测试，并每隔TkHz自动记录和保存一 组采集的衰减值。

进一步的，在本实施例中，待测短电缆与架空混合线路为10kV的配电线路，具体组 成如图2所示，该线路两端头为电力电缆，变电站1出口电缆长度为12m(小于100m短电缆线 路)，中间为架空线路，长度为4km，另一变电站2出口段电缆长度为500m。

进一步的，在本实施例中，短电缆与架空混合线路连接处安装的设备为一体化电 容耦合器，在另一端电缆外皮上安装的设备为卡接式电感耦合器，其连接示意如图5所示。

进一步的，在本实施例中，如图5所示，短电缆屏蔽层两端接地，中间不能直接接 地，中间有电缆头时通过电感接地，防止测试信号由电缆中间的接地点直接入地。

进一步的，在本实施例中，第一测试仪表3和第二测试仪表6为一对测试信号接收 机/发送机，第一测试仪表3以及后台处理机4与第二测试仪表6安装地点可以互换。

进一步的，在本实施例中，第一测试仪表3为一台NR5111A型电平选频表，第二测试 仪表6为一台NR5111B型电平综合振荡器，这两台仪表能够接收或发送20~500kHz信号；后台 处理机4为一台高性能笔记本电脑，用于记录、储存测试数据和生成图表。

进一步的，在本实施例中，高频电缆21以及22阻抗为75欧姆的同轴电缆。

为了验证本发明效果，在本实施例中，按照图3的连接方式对未改进中低压电力载 波通道衰减测试系统进行连接，在变电站出口短电缆外皮处安装卡接式电感耦合器，按照 与图1连接方式相同方法进行测试，两种连接方式测试结果比较见图4，图4中实线为按照图 3连接方式（未改进）所获取的测试值，虚线为按照图1连接方式所获取的测试值，也即采用 本发明所提供的连接方式，从图4中可以明确地看出，按照本发明连接方式的衰减值比传统 未改进连接方式优越了10~20dB，从而确保了信号的正常接收。

为了进一步验证本发明的效果，对信号接收情况进行测试。将图1和图3中第一测 试仪表以及第二测试仪表更换为一专用报文发送/接收机，用以测试丢包率的情况，具体结 果见表1和表2。从表1可以看出，采用本发明提供的连接方式，报文正确率为100%，而采用传 统未改进连接方式，其报文正确率仅为80%左右，明显存在缺陷。

表1本发明连接方式丢包率测试记录

表2传统未改进连接方式丢包率测试记录

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未 超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。