專利名稱：一種低壓電力線窄帶載波接入阻抗測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試裝置，具體講涉及一種低壓電力線接入阻抗的測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
低壓電力線的接入阻抗特性是影響電力線可靠通信的重要因素之一，低壓電力線載波發(fā)射機(jī)的輸入阻抗與電力線接入阻抗的匹配程度直接影響到載波信號(hào)耦合效率和信號(hào)的傳輸性能。由于低壓電力線是高壓強(qiáng)電網(wǎng)絡(luò)，較復(fù)雜，電力線路接入阻抗直接測(cè)試具有相當(dāng)難度，常規(guī)線路阻抗測(cè)量方法與儀器不能直接測(cè)量帶電電力線路，需要增加高壓隔離等措施，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性；另一方面，采用常規(guī)儀器一般只能測(cè)試出接入阻抗的模值并不能得到它的相位信息，或通過(guò)硬件系統(tǒng)來(lái)計(jì)算接入阻抗得到相位信息，不適于外場(chǎng)帶電測(cè)試。但可靠的電力線通信系統(tǒng)需要充分考慮不斷變化的低壓電力線信道阻抗特性，不僅僅是接入阻抗的模值還有相位信息，而且建立阻抗信道模型需要大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，所以提供一種適用于外場(chǎng)測(cè)試的接入阻抗測(cè)試方法顯得尤為重要。測(cè)試接入阻抗時(shí)，采集的電壓或電流信號(hào)是矢量信號(hào)，通過(guò)矢量運(yùn)算計(jì)算接入阻抗，傳統(tǒng)的交流電壓表和交流電流表只能測(cè)得電壓或電流信號(hào)的有效值，不能滿足所需測(cè)試數(shù)據(jù)的要求，難于實(shí)現(xiàn)大量矢量數(shù)據(jù)的快速準(zhǔn)確運(yùn)算；測(cè)試電路與低壓電力線直接連接，需要考慮電路的安全性。因此不僅需要在對(duì)交流信號(hào)的采集和矢量運(yùn)算而且也需要準(zhǔn)確快速測(cè)試及隔離強(qiáng)電是低壓電力線窄帶載波信道阻抗的重要內(nèi)容。
發(fā)明內(nèi)容為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本實(shí)用新型提供一種低壓電力線窄帶載波接入阻抗測(cè)試裝置，解決電力線載波接入阻抗測(cè)試的難題，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單、方便、安全地測(cè)量電力線接入阻抗。本實(shí)用新型提供的用于低壓電力線窄帶載波接入阻抗的測(cè)試裝置，包括信號(hào)產(chǎn)生裝置、放大器、耦合器、采集卡、電阻和電容；所述裝置包括輸入端和輸出端，所述輸入端分別為低壓電力線火線端和零線端；所述輸出端為采集卡輸出端，所述采集卡輸入端與耦合器輸出端相連；所述低壓電力線火線端與電阻和電容串聯(lián)后的電容相連，所述電阻與所述耦合器輸出端相連；所述低壓電力線零線端與所述耦合器輸出端相連；放大器輸入端與信號(hào)產(chǎn)生裝置輸出端相連，所述信號(hào)產(chǎn)生裝置為直接數(shù)字式頻率合成器；所述放大器輸出端與所述耦合器輸入端相連；所述采集卡采集所述耦合器輸出端的載波電壓信號(hào)瞬時(shí)值；得到所述低壓電力線窄帶載波的接入阻抗所需的所述載波電壓信號(hào)瞬時(shí)值、電阻和電容信息；所述采集卡輸出端與PC機(jī)相連；所述PC機(jī)以圖形方式顯示所述低壓電力線窄帶載波接入阻抗的實(shí)部、虛部、模值以及相位這四個(gè)參數(shù)與頻率的關(guān)系。優(yōu)選的，在所述耦合器輸出端與所述低壓電力線零線端串聯(lián)接入電阻，所述電阻用于校正低壓電力線接線端產(chǎn)生的線長(zhǎng)電阻，防止接入電力線的測(cè)試線長(zhǎng)的電阻影響測(cè)試
結(jié)果;優(yōu)選的，所述采集卡為分辨率為30Hz的帶寬卡；優(yōu)選的，所述裝置為由所述直接數(shù)字式頻率合成器、放大器、耦合器、采集卡、電阻和電容組成的集成裝置，全部集成在一塊電路板上。本實(shí)用新型的有益效果是:1、本實(shí)用新型提供的測(cè)試裝置能夠安全可靠的測(cè)試低壓電力線接入阻抗；2、本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，采用的直接數(shù)字式頻率合成器輸入阻抗低，這樣在輸入阻抗小于I歐姆發(fā)射信號(hào)的信號(hào)電平仍然大于10伏,從而確證測(cè)試的準(zhǔn)確性；3、其中的直接數(shù)字式頻率合成器的輸出阻抗與低壓電力線的接入阻抗的匹配程度高，又保證了傳輸線載波信號(hào)較高的耦合效率和傳輸性能；4、本實(shí)用新型的技術(shù)方案中提供了低壓電力線接入阻抗較寬的測(cè)試頻譜，測(cè)試頻譜范圍可達(dá)30kHz 500kHz ；5、由于采集卡的分辨率帶寬為30Hz，保證了采集信號(hào)的準(zhǔn)確性和低壓電力線路接入阻抗的計(jì)算精度；6、本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，采用的放大器，對(duì)所述直接數(shù)字式頻率合成器的信號(hào)發(fā)射功率放大，從而確保發(fā)射信號(hào)足夠大不至于在傳輸線上衰減；7、本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，采用的耦合器和電容，隔離強(qiáng)電，防止采集卡直接與電力線相連接被燒壞；8、本實(shí)用新型提供的低壓電力線接入阻抗測(cè)試裝置，將所有電路全部集成在電路板上，便于攜帶，適合進(jìn)行室外測(cè)試。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1示出了低壓電力線窄帶載波接入阻抗測(cè)試裝置圖。圖2示出了低壓電力線窄帶載波接入阻抗測(cè)試裝置使用圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。參見(jiàn)圖1示出了低壓電力線窄帶載波接入阻抗的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:直接數(shù)字式頻率合成器(DDS, Direct Digital Synthesizer)、放大器、稱合器、電阻R1、電阻R2和電容C ;所述放大器輸入端與直接數(shù)字式頻率合成器輸出端相連，所述放大器輸出端與所述耦合器輸入端相連；所述直接數(shù)字式頻率合成器產(chǎn)生30kHz 500kHz測(cè)試頻帶內(nèi)的連續(xù)發(fā)射信號(hào)后經(jīng)所述放大器進(jìn)行功率放大，所述放大器的輸出信號(hào)作為所述耦合器的輸入信號(hào);電阻R1和電容C串聯(lián)，所述低壓電力線火線端與電容C相連，所述電阻R1與所述耦合器的輸出端相連；所述接入低壓電力線零線端與所述耦合器輸出端之間串接電阻R2,所述電阻R2對(duì)低壓電力線接線端產(chǎn)生的線長(zhǎng)電阻進(jìn)行校正，防止接入電力線的測(cè)試線長(zhǎng)的電阻影響測(cè)試結(jié)果；所述采集卡輸入端與所述耦合器的輸出端相連，采集所述耦合器的輸出端的載波電壓信號(hào)瞬時(shí)值UA、UB，Ua為所述耦合器輸出端與所述低壓電力線火線端之間的電壓，Ub為所述耦合器輸出端與所述低壓電力線零線端之間的電壓；本申請(qǐng)所述低壓電力線窄帶載波接入阻抗測(cè)試裝置基于伏安法(U/I)的原理，通過(guò)所述電阻RU電阻R2、電容C以及載波電壓信號(hào)瞬時(shí)值UA、Ub計(jì)算待測(cè)阻抗，計(jì)算公式如下:
UhmL參見(jiàn)圖2示出了低壓電力線窄帶載波接入阻抗測(cè)試裝置的測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用示意圖，包括PC機(jī)、測(cè)試裝置和電力線；測(cè)試裝置輸入端與低壓電力線火線端和零線端相連，采集卡將采集到的載波電壓信號(hào)瞬時(shí)值UA、Ub輸入到PC機(jī)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和矢量計(jì)算，利用Ub和電阻R2計(jì)算電力線電流I，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件Matlab實(shí)現(xiàn)電壓和電流在復(fù)數(shù)范圍內(nèi)的計(jì)算并以圖形的方式顯示電力線接入阻抗的實(shí)部、虛部、模值以及相位這四個(gè)參數(shù)與頻率的關(guān)系。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種測(cè)試裝置，所述裝置包括輸入端和輸出端，其特征在于，所述輸入端分別為低壓電力線火線端和零線端；所述輸出端為采集卡輸出端，所述采集卡輸入端與I禹合器輸出端相連；所述低壓電力線火線端與電阻和電容串聯(lián)后的電容相連，所述電阻與所述耦合器輸出端相連；所述低壓電力線零線端與所述耦合器輸出端相連；放大器輸入端與信號(hào)產(chǎn)生裝置輸出端相連，所述信號(hào)產(chǎn)生裝置為直接數(shù)字式頻率合成器；所述放大器輸出端與所述耦合器輸入端相連； 所述采集卡采集所述耦合器輸出端的載波電壓信號(hào)瞬時(shí)值；得到所述低壓電力線窄帶載波的接入阻抗所需的所述載波電壓信號(hào)瞬時(shí)值、電阻和電容信息； 所述采集卡輸出端與PC機(jī)相連；所述PC機(jī)以圖形方式顯示所述低壓電力線窄帶載波接入阻抗的實(shí)部、虛部、模值以及相位這四個(gè)參數(shù)與頻率的關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的一種測(cè)試裝置，其特征在于，所述采集卡為分辨率為30Hz的帶寬卡。
3.如權(quán)利要求1所述的一種測(cè)試裝置，其特征在于，所述低壓電力線零線端與所述耦合器輸出端之間串接電阻，所述電阻校正低壓電力線接線端產(chǎn)生的線長(zhǎng)電阻。
4.如權(quán)利要求3所述的一種測(cè)試裝置，其特征在于，所述裝置為由所述直接數(shù)字式頻率合成器、放大器、耦合器、采集卡、電阻和電容組成的集成裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于低壓電力線窄帶載波接入阻抗的測(cè)試裝置，所述裝置包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述輸入端分別為低壓電力線火線端和零線端；所述輸出端為采集卡輸出端，所述采集卡輸入端與耦合器輸出端相連；所述低壓電力線火線端與電阻和電容串聯(lián)后的電容相連，所述電阻與所述耦合器輸出端相連；所述低壓電力線零線端與所述耦合器輸出端相連；放大器輸入端與信號(hào)產(chǎn)生裝置輸出端相連；所述放大器輸出端與所述耦合器輸入端相連。和現(xiàn)有技術(shù)比，采用本申請(qǐng)?zhí)峁┑牡蛪弘娏€窄帶載波接入阻抗的測(cè)試裝置，能夠安全、準(zhǔn)確及快速的測(cè)量低壓電力線窄帶載波接入阻抗。
文檔編號(hào)G01R27/08GK203054091SQ20122064285
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者李建岐, 周洋, 褚廣斌 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司