高頻通道輸入阻抗測試——模擬器及阻抗換算表設(shè)計(jì)

程 濤

湖北省黃岡供電公司檢修公司 湖北黃岡 438000

1 高頻通道輸入阻抗技術(shù)參數(shù)要求

1）收發(fā)信機(jī)輸出、輸入阻抗及通道阻抗：75±25Ω；

2）收信靈敏電平：10±1dBm(收信輸入阻抗為標(biāo)稱值時(shí))；

3）收信裕度：12dB ～18dB；

4）通信裕度告警：（收信靈敏電平+5.68dBm）；

5）通道異常告警：（正常收信電平-5dB）。

通過上面的參數(shù)指標(biāo)，可以看到高頻通道的阻抗是判定通道是否合格的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。在實(shí)際工作中，高頻通道的阻抗是校驗(yàn)及處理通道問題的必測數(shù)據(jù)。但是，由于原有設(shè)備的限制及傳統(tǒng)的計(jì)算方法，造成我們?cè)谠摂?shù)據(jù)的測試工程中花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，經(jīng)常是需要反復(fù)多次的測量、計(jì)算，才能確定最后數(shù)據(jù)的正確。使我們對(duì)通道的合格性的判定難度加大，原來的每次測量計(jì)算花費(fèi)近2 個(gè)小時(shí)，大家知道，220KV 線路送電有時(shí)候繼電人員經(jīng)常會(huì)通宵工作，經(jīng)常就是因?yàn)楦哳l通道的對(duì)調(diào)中測試通道阻抗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，而測試計(jì)算又會(huì)消耗大量的時(shí)間造成的。我們希望通過測量計(jì)算方法的改進(jìn)將時(shí)間縮短至半個(gè)小時(shí)以內(nèi)。

我們需要介紹兩個(gè)電平的概念：

（1）功率絕對(duì)電平

（2）電壓絕對(duì)電平

從前面我們看到的上級(jí)部門指定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)中可以看到dB 與dBm 這兩個(gè)單位是都會(huì)用到，在實(shí)際的測量計(jì)算中是經(jīng)常需要進(jìn)行換算，如果通道阻抗是不合格的，那么上面的等式是不成立的，所有的數(shù)據(jù)將全部不正確。

從前面我們看到的技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)中可以看到dB 與dBm 這兩個(gè)單位是都會(huì)用到，在實(shí)際的測量計(jì)算中是經(jīng)常需要進(jìn)行換算，如果通道阻抗不是75Ω 或者不合格的，那么公式的換算出就不是9 dB 關(guān)系，計(jì)算出的數(shù)據(jù)將不準(zhǔn)確。

2 輸入阻抗原理圖及計(jì)算公式

1）在老的計(jì)算方法中，我們需要測取上圖中P1、P2 兩個(gè)數(shù)據(jù)，然后還要通過函數(shù)公式計(jì)算輸入阻抗；

2）在新計(jì)算方法中，我們需要測取上圖中P1、P2 兩個(gè)數(shù)據(jù)，然后還要通過公式：

改進(jìn)新的通道阻抗測試方法，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將函數(shù)公式轉(zhuǎn)化成算術(shù)公式。即△P=P2-P1P2 通道端電平、P1 電阻端電平，轉(zhuǎn)換成對(duì)照表。

P1 測到的是我們串聯(lián)在高頻通道電纜芯線上的標(biāo)準(zhǔn)75Ω電阻兩端的電壓電平，P2 是我們測量的通道上的電壓電平，如果通道阻抗是標(biāo)準(zhǔn)的75Ω 阻抗，那么上面的公式就很簡單，P2-P1=0，那么10 的0 次方為1，很容易得出Z=R1。但是我們?cè)趯?shí)際工作中是不可能使得通道阻抗是標(biāo)準(zhǔn)的75Ω。遇到P2＜P1＜0.5，存在負(fù)數(shù)乘方后再開20 次方，計(jì)算程度會(huì)相當(dāng)繁瑣。

我們希望有一個(gè)新的方法，只需要測取上圖中P1、P2 兩個(gè)數(shù)據(jù)，然后通過計(jì)算△P= P2-P1，由△P 值來確定通道電阻。我們假設(shè)通道阻抗Z 為某一數(shù)值，并用電阻進(jìn)行模擬試驗(yàn)，測取P1 和P2 值，考慮到P2 與P1 的差值直接關(guān)系到最后的阻抗計(jì)算值，沒有其余參數(shù)的影響，那么直接用△P 值來判定最后的阻抗值是可行的。

在具體的實(shí)施階段，我們做了相當(dāng)大的數(shù)據(jù)測量、記錄、計(jì)算、整理、比對(duì)、總結(jié)工作。通過對(duì)通道阻抗的細(xì)微的改變，記錄每次測量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)比，得出以下總結(jié)表： P2 通道端電平、P1 電阻端電平、△P= P2- P1。

換算后各電平差值情況下的電阻計(jì)算對(duì)照表

通過現(xiàn)場對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)的演算、推理，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，摸索新的通道阻抗方法是否復(fù)合要求。同時(shí)對(duì)串聯(lián)電阻的通道模擬器進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)模擬器進(jìn)行制作。

3 模擬器制作

P1 測到的是我們串聯(lián)在高頻通道電纜芯線上的標(biāo)準(zhǔn)75Ω電阻兩端的電壓電平，P2 是我們測量的通道上的電壓電平，如果通道阻抗是標(biāo)準(zhǔn)的75Ω 阻抗，那么上面的公式就很簡單，P2—P1=0，那么10 的0 次方為1，很容易得出Z=R1。但是我們?cè)趯?shí)際工作中是不可能使得通道阻抗是標(biāo)準(zhǔn)的75Ω。遇到P2＜P1＜0.5，存在負(fù)數(shù)乘方后再開20 次方，計(jì)算程度會(huì)相當(dāng)繁瑣。

我們希望有一個(gè)新的方法，只需要測取上圖中P1、P2 兩個(gè)數(shù)據(jù)，然后通過計(jì)算△P= P2- P1，由△P 值來確定通道電阻。我們假設(shè)通道阻抗Z 為某一數(shù)值，并用電阻進(jìn)行模擬試驗(yàn)，測取P1 和P2 值，考慮到P2 與P1 的差值直接關(guān)系到最后的阻抗計(jì)算值，沒有其余參數(shù)的影響，那么直接用△P 值來判定最后的阻抗值是可行的。

△P= P2- P1 中P1 和P2 測量值通過切換按鈕完成。

在具體的實(shí)施階段，我們做了相當(dāng)大的數(shù)據(jù)測量、記錄、計(jì)算、整理、比對(duì)、總結(jié)工作。通過對(duì)通道阻抗的細(xì)微的改變，記錄每次測量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)比，得出以下總結(jié)表P2 通道端電平、P1 電阻端電平、△P= P2- P1。

換算后各電平差值情況下的電阻計(jì)算對(duì)照表。

注：△P= P2- P1 正負(fù)0.1 至2.5 為合格 正負(fù)3 至5為合格

[1]郭耀珠，石光，丁衛(wèi)華，劉巍，吳春紅.帶電線路高頻通道狀態(tài)測試方法研究.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制.2010(24).

[2]陳鵬，蔡金燕，馬少闖，杜敏杰.在線測試模擬通道的隔離設(shè)計(jì)與分析.測控技術(shù)，2012(6).