低壓電力線載波設(shè)備通信性能測(cè)試方法分析

彭琦 喬笑

【摘要】 對(duì)于低壓電力線載波設(shè)備通信性能測(cè)試必要性和測(cè)試方法的研究能夠?yàn)橄嚓P(guān)載波通信企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展提供改進(jìn)的動(dòng)力，同時(shí)也為電力企業(yè)載波通信設(shè)備的選用提供了數(shù)據(jù)支持，對(duì)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

【關(guān)鍵詞】 低壓電力載波 通信性能測(cè)試 測(cè)試方法

以低壓電力線載波為主的電力線載波和短距離（微功率）無(wú)線通信是主要的被應(yīng)用于低壓電能量數(shù)據(jù)采集站的通信方式，而電力線載波通信技術(shù)的工作原理就是以電力線路為通信介質(zhì)，在電力線路中將信息調(diào)制為高頻信號(hào)的形式并在新路中實(shí)現(xiàn)耦合的通信技術(shù)。從廣義上看，窄帶電力線載波通信和寬帶數(shù)據(jù)通信都屬于這種通信技術(shù)的范疇，但前者可被應(yīng)用于高、中、低壓配電網(wǎng)，而后者則是在低壓配電網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

一、低壓電力線載波設(shè)備通信性能測(cè)試內(nèi)容

首先，是電力線載波通信設(shè)備的發(fā)送性能。此性能的測(cè)試關(guān)系著系統(tǒng)信號(hào)傳送的好壞，同時(shí)其也會(huì)產(chǎn)生一定的電磁干擾、電壓串?dāng)_，而對(duì)較敏感的電氣、電子設(shè)備產(chǎn)生影響。頻譜寬度（-20dB）、帶外峰值頻率、帶外峰值電平（亂真信號(hào)）、載波信號(hào)的中心頻率、載波信號(hào)的峰值電平等是電力線載波設(shè)備的發(fā)送性能測(cè)試的主要內(nèi)容。其次，是載波通信設(shè)備抗干擾能力測(cè)試。用電設(shè)備的多樣性是低壓電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用過(guò)程中特點(diǎn)之一，這就使得電力網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)一定程度上受到各用電設(shè)備產(chǎn)生干擾的影響。而噪聲干擾就是載波通信主要面臨的問(wèn)題之一。第三，載波通信設(shè)備接收靈敏度的測(cè)試。這是衡量載波設(shè)備接收性能的重要參考數(shù)據(jù)，相同情況下，載波通信設(shè)備的接收靈敏度和信號(hào)允許的衰減量是呈正相關(guān)的關(guān)系，并且信號(hào)通信傳輸距離會(huì)隨著靈敏度的增高而增長(zhǎng)。因此，對(duì)載波通信設(shè)備接收靈敏度的測(cè)試主要集中對(duì)信號(hào)傳輸?shù)木嚯x及高衰減通道下通信性能的數(shù)據(jù)測(cè)試。第四，中繼功能測(cè)試。某些載波通信設(shè)備具有的中繼功能是信號(hào)中繼實(shí)現(xiàn)的重要保證，所以如果相關(guān)載波通信設(shè)備具備中繼功能，就要對(duì)此進(jìn)行測(cè)試。第五，不同Un下的抄收成功率測(cè)試。這主要是為了驗(yàn)證在工作電源電壓出現(xiàn)變化時(shí)載波通信設(shè)備能否進(jìn)行正常工作的測(cè)試，主要是為了檢測(cè)載波通信設(shè)備是否具備應(yīng)對(duì)電壓在一定范圍內(nèi)變化的能力。

二、低壓電力線載波設(shè)備通信性能的測(cè)試方法

1、載波通信設(shè)備發(fā)送性能測(cè)試方法。示波器和頻譜儀是對(duì)載波通信設(shè)備發(fā)送性能進(jìn)行測(cè)試所用到的主要儀器，其工作原理主要是將被測(cè)載波通信設(shè)備的電源端與頻譜儀中V型人工電源網(wǎng)絡(luò)相連接，載波信號(hào)在V型人工電源網(wǎng)絡(luò)中耦合、濾波和阻波等電路的幫助下實(shí)現(xiàn)了與220V電源的分離，同時(shí)利用同軸電纜將頻譜儀與V型人工電源網(wǎng)絡(luò)的載波信號(hào)端聯(lián)系起來(lái)，就可以對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，還要對(duì)其發(fā)送性能進(jìn)行測(cè)試。

2、載波通信設(shè)備抗干擾能力測(cè)試方法。低壓電力網(wǎng)絡(luò)中的噪音干擾經(jīng)不可避免地影響到載波通信設(shè)備中集中器和采集器的正常工作，在這里筆者利用疊加白噪聲的方式對(duì)載波通信設(shè)備中集中器和采集器的抗干擾能力進(jìn)行了測(cè)試。將干擾源疊加于被測(cè)載波設(shè)備的接收端是這類抗干擾能力測(cè)試常用的方法[2]。而這種疊加的干擾源測(cè)試的方法主要可分為三類，一是用示波器測(cè)量由信號(hào)發(fā)送器所產(chǎn)生的高斯白噪聲幅值，載波設(shè)備的抗干擾能力越強(qiáng)在測(cè)試中高斯白噪聲的幅值就會(huì)越大；二是通過(guò)對(duì)被測(cè)載波通信設(shè)備在噪聲仿真器仿真的低壓電力線路背景噪聲中通信性能表現(xiàn)的測(cè)試，來(lái)得出載波通信設(shè)備對(duì)噪聲的抗干擾能力；三是利用家庭用電設(shè)備產(chǎn)生的噪聲對(duì)載波通信設(shè)備的抗干擾性能進(jìn)行測(cè)試。

3、載波通信設(shè)備接收靈敏度測(cè)試方法。這種方法首先要將被測(cè)載波通信設(shè)備的信號(hào)通過(guò)載波分離器實(shí)現(xiàn)與供電電源的分離，然后再利用程控衰減器使被測(cè)載波通信設(shè)備和與其進(jìn)行通信的載波設(shè)備相連接，并使前者成為載波信號(hào)接收方，使后者成為載波信號(hào)發(fā)送方。然后利用程控衰減器的調(diào)節(jié)作用將前后兩者之間的載波信號(hào)調(diào)整到前者剛好能成功接收位置，并用k記為程控衰減器的衰減量，用X記為頻譜儀測(cè)量的信號(hào)幅度，所以被測(cè)載波通信設(shè)備接收靈敏度C的計(jì)算就為C=X / k。

4、中繼功能測(cè)試方法。這種方法首先要將被測(cè)載波通信設(shè)備的信號(hào)通過(guò)載波分離器實(shí)現(xiàn)與供電電源的分離和耦合，然后通過(guò)程控衰減器衰減量的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)分離出的載波信號(hào)的調(diào)節(jié)，從而使相鄰的被測(cè)載波通信設(shè)備的通信能夠剛好進(jìn)行，而不相鄰的則不能實(shí)現(xiàn)直接通信。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被測(cè)載波通信設(shè)備中繼功能的測(cè)試。

5、不同Un下的抄收成功率測(cè)試方法。相關(guān)人員可以將載波通信設(shè)備的工作電源電壓的變化利用調(diào)壓器得以實(shí)現(xiàn)。1.2Un、0.8Un、和0.7Un三種狀態(tài)下檢驗(yàn)載波通信設(shè)備能否進(jìn)行正常通信。

6、功耗測(cè)試方法。是否在載波信號(hào)發(fā)送時(shí)進(jìn)行功耗的測(cè)量就是功耗測(cè)試中動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的區(qū)別。在這個(gè)過(guò)程中電參量測(cè)量模塊是主要的測(cè)量工具，其可利用電磁感應(yīng)的原理實(shí)現(xiàn)對(duì)載波設(shè)備的電流采集，并可利用電參量測(cè)量模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)載波通信設(shè)備的電壓采集，在此基礎(chǔ)上就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)載波設(shè)備功耗的測(cè)試。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]曹敏，李波，畢志周等. 低壓電力線載波通信性能測(cè)試方法研究[J]. 電測(cè)與儀表，2012，10：46-51.

[2]鄧桂平，李帆，夏水斌. 低壓電力線載波通信的性能測(cè)試研究[J]. 湖北電力，2010，03：8-9.