广西电网公司电力科学研究院

2010.7.

目       录

一、电力线载波高频通道组成与各部分作用----------------------- ------------------------------ --------------1

1、组成--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1

2、作用--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2

1） 并联谐振------------------------------------------------------------------------------------------------------------3

2） 匹配------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4

   注意事项------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5

二、四端网络及衰耗、输入阻抗、特性阻抗--------------------------------------------------------------- ------6

1、四端网络--------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----6

2、衰耗--------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----- ----7

1）工作衰减bw-------------------------------------------------------------------------------------------------- -----7

1、相对电平-----------------------------------------------------------------------------------------------------------9

2、功率绝对电平----------------------------------------------------------------------------------------------------10

3、电压绝对电平----------------------------------------------------------------------------------------------------10

4、与的换算--------------------------------------------------------------------------------------------------10

传输衰耗bt-------------------------------------------------------------------------------------------------- -----11

  分流衰耗bdi------------------------------------------------------------------------------------------------ ------13

  回波损耗brt---------------------------------------------------------- -----------------------------  -----------14

  跨越衰耗bc------------------------------------------------------------------------------------------- -  -------15

3、输入阻抗Zr---------------------------------------------------------------------------------------------------- --17

4、特性阻抗Zc------------------------------------------------------------------------------------------------------18

三、高频通道试验----------------------------------------------------------------------------------------------- ---24

3.1检验周期---------------------------------------------------------------------------------------------------- 25

3.2检验内容-----------------------------------------------------------------------------------------------------26

检验方法--------------------------------------------------------------------------------------------------------28

3.1 线路阻波器检验------------------------------------------------------------------------------------------------24

3.2耦合电容器检验------------------------------------------------------------------------------------------------39

3.3结合滤波器检验------------------------------------------------------------------------------------------------39

3.4高频电缆检验---------------------------------------------------------------------------------------------------44

3.5单侧通道测试----------------------------------------------------------------------------------------------------50

3.6、高频通道衰耗和输入阻抗测试---------------------------------------------------------------------------51

一、高频通道组成与各部分作用

1、组成：

1-输电线路  2-线路阻波器  3-耦合电容器  4-结合滤波器  5-高频电缆  6-避雷器 

7-接地刀闸  8-电力线载波机或继电保护收发信机   9-保护

图1  相地耦合载波通道构成示意图

图1  相相耦合载波通道构成示意图

2、作用：

1）功能：传送继电保护信息及其它信息。

2）各部分作用：

1输电线路：

将高频信号从线路一端传送至另一端。

相地耦合： A相：高闭、载波；B相：方向高频（相差高频）；C相：远切、载波。

相相耦合： A相与B相: 高闭  C相：远切、载波。 

2线路阻波器：

L-C组成并联谐振回路（单频、宽频等）

a)高频信号呈很大的阻抗，使高频信号被在所保护的输电线路之内传输。

b)工频电流：呈很小的阻抗，使其畅通无阻。

3耦合电容器：

a)工频电流：呈很大的阻抗，防止其侵入高频收发信机。

b)高频信号：呈很小的阻抗。

c)与结合滤波器共同组成带通或高通滤波器，只允许此通带频率之内的高频信号通过。

4结合滤波器：

a)与耦合电容器组成带通或高通滤波器。

b)起阻抗匹配作用，减小高频信号的衰耗。

电力架空线的特性阻抗为400Ω或300Ω（双导线）；

高频电缆的特性阻抗为75Ω或100Ω。

c)使电力线载波机或高频收发信机与高压线路隔离。

概念：    

1、并联谐振：                      

当时，推导出：  ，则

2、匹配：使负载得到最大功率。

，

当时， 

注意事项： 1、耦合电容器、结合滤波器与刀闸的连接：

2、在结合滤波器上工作时，必须将刀闸合上。

3、耦合电容器下端绝对不能悬空，否则，高压电将危及人身安全。

5高频电缆：

连接电力线载波机或收发信机与结合滤波器。

6保护间隙（辅助设备）：

    保护电力线载波机或收发信机和高频电缆免受过电压的袭击。

7接地刀闸（辅助设备）：

    在调整或检修电力线载波机收发信机和结合滤波器时，将它接地，以保护人身安全。

二、四端网络及衰耗、输入阻抗、特性阻抗

1、四端网络：

       一对输入端和一对输出端的电气网络。

分类：

1）有源和无源：

有源：网络内有电源。

无源：网络内无电源。

2）线性与非线性：

      线性：阻抗不随电流和电压而变。

    非线性：阻抗随电流和电压而变。

    线路阻波器、结合滤波器、电力电缆、电力架空线均可看成是无源线性四端网络。

2、衰耗：

1）工作衰减bw：

1定义：

    当负载阻抗R与电源阻抗R0相等并直接相连时，负载阻抗R所得最大接受功率（Pmax）与经过四端网络后负载阻抗R上所得功率（P2）取Pmax与P2之比常用对数的10倍称为工作衰减。

                           （dB）

2测量：

a)电压表法：

              （dB）

当时，   （dB）

b)电平表法：

               （dB）

当时，   （dB）

概念：

1、相对电平：

   一点功率（电压）P1（U1）与另一点功率（电压）P2（U2）之比常用对数的10（20）倍，即

                （dB）；   （dB）

2、功率绝对电平：

               （dBm），

3、电压绝对电平：

               （dB），

4、与的换算：

              ， Z-被测品的阻抗。

              Z=600Ω时，     （dBm）

              Z=400Ω时，    （dBm）

              Z=300Ω时，    （dBm）

              Z=150Ω时，    （dBm）

Z=100Ω时，    （dBm）

              Z=75Ω时，    （dBm）

                 dB（分贝）— 法定计量单位。

2）传输衰耗bt:

1定义：

    当信号接入四端网络后输入端与输出端的相对电平。

                       （dB）

其中：Pi-输入功率；

      Po-输出功率。

2测量：

a)电压表法：

       （w），    （w）

           （dB）

b)电平表法：

         （dB）

当时，      （dB）

3)分流衰耗bdi：

1定义：

是某一回路在无分支回路时和有分支回路Rb时，二者在负载上所得功率之比常用对数的10倍，即              

2测量：

a) 电压表法：

             (dB)

b) 电平表法：

    (dB)

4)回波损耗brt:

1定义:

    内阻为Z0的电源和阻抗为Z的负载相连,在连接点将产生电压和电流的反射,由此产生的衰耗,称之为回波损耗。

   (dB)

     brt的大小可表示阻抗匹配程度，其越大，阻抗匹配越好。当Z0=Z时，。

2测量:

见“结合滤波器的检验”。

5）跨越衰耗bc：

1定义：

    是指相邻通道之间的衰耗，其大小等于相邻通道间的相对电平值。

2测量:

近端：

                     (dB)

远端：

   (dB)

                       (dB)

3 输入阻抗Zr：

①定义：

    由四端网络输入端看进去的阻抗。

② 测量；

a)电压表法：

                       （Ω）

b)电平表法：

                （Ω）

4、特性阻抗Zc：

定义：

    当四端网络所接的负载阻抗选择得能等于输入阻抗，从而实现最大的功率输出的阻抗匹配时的输入阻抗，是一个只决定于四端网络的特定的定值，这个特殊的输入阻抗称为四端网络特性阻抗。

1）开路阻抗

1定义：

当输出开路时，由四端网络输入端看进去的输入阻抗。

2测量：

a)电压表法：

                           （Ω）

b)电平表法：

                     （Ω）

2）短路阻抗：

1定义：

    当输出短路时，由四端网络输入端看进去的输入阻抗。

2测量：

a)电压表法：  

                             （Ω）

b)电平表法：

                       （Ω）

3）特性阻抗：

a)电压表法：

                           （Ω）

b)电平表法：

                （Ω）

三、高频通道试验

1、检验周期：

高频通道加工设备应每3年进行一次全部检验； 1年中进行一次部分检验。

2、检验内容：

带Δ为部分检验时所做的项目。

3.1 线路阻波器：

Δ1）外部检查；

2）绝缘检查；

Δ3）阻抗特性检验。

3.2耦合电容器：

Δ1）绝缘及耐压试验；

Δ2）电容量测定；

  3）介损试验。

3.3 结合滤波器：

Δ1）外部检查；

Δ2）绝缘检查；

Δ3）避雷器检查；

Δ4）工作衰减特性检验和输入阻抗特性；

Δ5）回波损耗特性brt=f(f) 检验。

3.4、高频电缆：

Δ1）外观检查；

Δ2）绝缘检查；

Δ3）输入阻抗测量；

4）特性阻抗测量；

Δ5）工作衰减测量。

3、检验方法：

3.1线路阻波器检验：

3.1.1  开箱检查

应验收到货的线路阻波器与所提供的技术资料是否齐全及与供货合同的一致性。

3.1.2阻波器外部检查

a.包装箱外表有无破损与碰撞痕迹；

b.检查阻波器的强流线圈和调谐元件的状态是否完好，它们之间的相互联接是否正确；

c.强流线圈应无擦伤和碰撞痕迹，焊点有无虚焊，强流线圈是否干净；构架是否坚固； 

d.检查调谐元件、避雷器的紧固情况；调谐元件与强流线圈连接线是否接触良好；

e.螺丝是否拧紧；

f.避雷器固定是否牢靠；

g.清除灰尘和污物。

3.1.3．绝缘检查：

a.  用2500V摇表测调谐元件（电容）的绝缘电阻，

要求：大于100MΩ。

摇测1分钟，代替耐压试验。绝缘电阻应无大的变化。

b.  避雷器绝缘及放电电压检查

c.  用2500伏摇表测试绝缘电阻，绝缘电阻应大于100 MΩ。

d.带有串联间隙的金属氧化物避雷器，工频放电应试验五次；每次间隔不少于30秒，五次放电电压平均值应不超过避雷器合格证的上下限值；第一次放电电压与后四次的试验结果相差较大，则该次数据无效，应补做一次（避雷器放电电压值见下表）

试验接线:

3.2阻塞性能测试方法

3.2.1  阻塞性能检查

3.2.2 阻波器在按装前必须进行阻塞性能试验。

3.2.3  阻塞性能测试可做阻塞电阻、阻塞阻抗及分流损耗的测量（其中的任一种）。

3.2.4  阻塞电阻与阻塞阻抗的试验方法有电桥法、比较法和电压表法。制造厂采用电桥法，用户采用电压表法。

3.2.5阻塞性能安装前与在线测试；

a.安装前的验收测试完毕应做好测试资料的存档工作；

b.阻波器吊装后和运行期间，例行检查或异常时的分析测试。可以在不拆下阻波器的条件下进行在线测试。

c.吊装前测试应将阻波器置于离地及四周物体不小于1米远的位置；

d.测试引线尽可能地短，减少测试引线的影响； 

e.阻波器与周围金属物或金属材料之间至少应隔开一个直径的距离。

3.2.6阻波器在线测试

    a. 在线测试时，测试线尽可能地短，一般不应大于15米，应采用单芯带屏蔽的电缆； 

b. 二根测试引线应尽量分开，避免测试线引起的误差。

c.测量时可不解开阻波器与线路的连接线，但应将阻波器与线路的连接点可靠接地。

d.测试时振荡器输出内阻选平衡方式，选频电平表带宽选择1.7kHz，输入内阻选高阻。 

接地位置会给测试结果带来误差；测试仪表外壳地必须与接地线可靠连接。

3.2.7 阻抗特性检验：

①振荡器输出阻抗置于OΩ档，输出电平 10dB，； f：工作频带内。

②电平表置于高阻档，p3、p1采用不平衡档测量。

a)电压表法：

                                  （Ω）

b)电平表法：

                         （Ω）

                要求要求单频阻波器的电阻分量在阻塞频带内应大于800Ω

3.2 耦合电容器检验：

    由高压试验人员进行试验，应掌握下列数据：

1）电容量；不应超过厂家标称的10%。

2）介损：20º C时，不大于0.4%, 如超出1~1.5%，应退出运行。

3）绝缘电阻：在干燥情况下，不低于1000MΩ。

3.3 结合滤波器检验：

1）外部检查：

①各元件(电感器、电容器、变量器)是否完整，连接是否正确；

②螺丝是否拧紧，焊点是否可靠；

③外壳不应有渗水、漏水现象，不应生锈；

④避雷器固定应牢固。

2）绝缘检查：

①电感及一、二次相联；

②接地点断开；

③电容器短接；

    用1000V摇表测量线圈对地（外壳）绝缘电阻，应大于100MΩ；

解开电感及一、二次线圈连接线，用1000V摇表测一、二次线圈之间的绝缘电阻，应大于

100MΩ。

    在绝缘电阻合格后，进行1000V交流1分钟耐压试验（或用2500V摇表代替）。

3）避雷器检查：

    可用2500V摇表进行测试。放电时，电压表指示值不再上升。

要求：交流放电电压在厂家要求值（Y5CB-1：1800--2500V）之间。

4）工作衰耗特性检验和输入阻抗特性：

①E=10dB，输出阻抗置于OΩ档；f：工作频带内。

②电平表置于高阻档，p2采用平衡档测量；p3、p4、p1采用不平衡档测量。

                                     (dB)

要求：单频: 不大于1.3 dB；

              宽频：不大于2.0 dB。

                                       （Ω）

要求：单频: 误差不大于；

      宽频：误差不大于。

5）回波损耗特性brt=f(f) 检验：

振荡器、电平表、回波损耗桥方法

测量：

①E=10dB，输出阻抗置于OΩ；f：工作频带内。

②K断开时，电平值为p1；K合上时，电平值为p2。

                   brt=p1-p2   (dB)

             要求：单频：不小于20 dB；

          宽频：不小于12 dB。

误差；±1dB

3.4高频电缆检验：

1）外观检查：

①铅包及铠装是否良好；

②铜芯有无损伤；

③连接处是否牢固可靠。

2）绝缘检查：

    用1000V摇表测高频电缆芯与屏蔽层之间的绝缘电阻，应大于100MΩ；绝缘电阻合格后，

再进行2000V、1分钟的交流耐压试验。

3）输入阻抗测量：

①E=10dB，输出阻抗置于OΩ；f:f0 。

②电平表置于高阻档，p2采用平衡档测量；p3、p1采用不平衡档测量。

    （Ω）

要求：误差不大于。

4）特性阻抗测量：

①E=10dB，输出阻抗置于OΩ档；f:f0 。

②电平表置于高阻档，p2采用平衡档测量；p3、p1采用不平衡档测量。

③K合上，测得短路阻抗：

      （Ω）

④K断开，测得开路阻抗：

                                    （Ω）

特性阻抗：

  （Ω）

要求：误差不大于。

5）工作衰耗测量：

①E=10dB，输出阻抗置于OΩ；f:f0 。

②电平表置于高阻档，p1、p3、p4采用不平衡档测量。

bw=p1-p4-20lg2 =p1-p4-6   (dB)

  高频电缆在载波频率范围内的工作衰减(dB/km)

工作      频率

衰减     kHz)

   (dB)

3.5 单侧通道测试：

1）工作衰耗bw和输入阻抗：

①E=10dB，输出阻抗置于OΩ档；f：工作频带内。

②电平表置于高阻档，p1、p3、p4采用不平衡档测量；p2采用平衡档测量。

                                    (dB)

                                                     （Ω）

要求：为高频电缆和结合滤波器工作衰减之和。

3.6 高频通道总衰耗和输入阻抗测试：

1）工作衰减bw和输入阻抗：

①E=25dB，输出阻抗置于OΩ；f:f0 。

②电平表置于高阻档，p1、p3、p4采用不平衡档测量；p2采用平衡档测量。

    (dB)

                                                      （Ω）

2）传输衰耗bt:

1电平表置于高阻档，p1采用不平衡档测量；p2采用平衡档测量。

               (dB)

（V） ，（V），  

         要求：两侧差别不大于3dB。下载本文