回波衰耗的测量——测量电桥
选频表
P0 P1
高频电缆
75Ω
a 选频表
开路或短路 b
75Ω
a b 选频表
P0 P1
P0 P1
75Ω
75Ω
75Ω
75Ω
校表
测量
回波衰耗不到12dB时的解决办法
1、改善高频通道的匹配程度：

消除通道设备存在的缺陷，例如阻波器、结合滤波器的
损坏。 当载波频率较高时，要防止高频电缆在特定频率处呈现 出低阻抗或高阻抗。 根据耦合电容器（或CVT）的实际容量来调整结合滤波 器内的匹配跳线。 调整结合滤波器内的线路阻抗跳线。
恶劣天气情况下的电晕噪声水平 3 dBm
3 dBm
20 dBm
良好天气情况下的电晕噪声水平
6 dBm
6 dBm
注： • 恶劣天气下的电晕噪声水平的出现时间不会超过总时间的1%。 • 良好天气下的电晕噪声水平的出现时间可能会超过总时间的25%。 • 如果导线的污染很严重，良好天气下的电晕噪声水平最多可能会高10 dB。
220-230KV
270-300KV 380-400KV 500-525KV 765-800KV
-35dBm
-30dBm -25dBm -20…-25dBm -15…-20dBm
-20dBm
-15dBm -10dBm -5…-10dBm 0…-5dBm
信噪比

信噪比 (SNR或S/N) SNR ＝ 有用信号电平 － 噪声电平 (dB) ITU-T对SNR的要求
高频通道频率衰耗特性的测量方法
A站 A B C
阻波器
B站 电力线路
阻波器
A B C
耦合电容 JL JL 结合滤波器
耦合电容 结合滤波器 JL JL
75Ω 75Ω
P0

P1
对于同一条高频通道来说，两个方向的频率衰耗特性是一样的。所以只需要测量一个方向的特 性就可以了。

为提高测试信号的信噪比，应使发信电平尽可能高（取决于电平振荡器的输出功率）。
3 dB 3 dB
20 dB 6 dB
1E-6
正常天气下的电晕噪声电平 (例如 SNR = 45 dB)
6 dB
SNR 无法工作 正常工作
电力线载波通道的规划

一般原则：

应基本了解线路的特性 采用最佳耦合方式 估算线路衰耗和噪声电平 如需要，应进行线路分析

对数字载波来说，在恶劣的天气情况下：
ETL500/ETL600载波机测量到的噪声干扰 波
1. 收信频带内只有导频信号。 2. 收信频带内除了导频信号，还 有远动信号。 3. 收信频带内有严重的噪声干扰。
电晕噪声的参考值
4KHz带宽内电晕噪声的平均水平
电压等级 66-110KV 132-150KV 一般天气 -45dBm -40dBm 恶劣天气 -30dBm -25dBm
覆冰对一条275 kV线路的影响：频率与线路衰耗的关系
0.5
冰温 -5°C
覆冰厚度 = 12.5 mm
dB/km (mode 1)
0.375
0.25
0.125
无冰
0 100 200 300 400 500
kHz
线路覆冰对PLC通道的影响

通道的附加衰耗取决于：

导线的几何结构（导线直径、导线分裂类型等） 载波频率
2. l是线路长度，单位是公里。 3. f是工作频率，单位是KHz。
线路衰耗
高频通道总衰耗的近似计算公式
A总 = A + 7.0N1 + 3.5N2 + 0.9N3 + Ac + At
式中：

(dB)
N1 N2 N3 Ac At
高频桥路数量 中间载波机和无阻波器分支线数量 两端并联载波机数量 高频电缆的衰减 终端衰耗，取5.7 dB
话音：不小于25dB 远动：不小于15dB 远方保护：根据可依赖性指标确定，一般不小于6dB


通道噪声电平的大小与带宽的关系
在一个确定的通信系统中，接收某信号的滤波器的频带越宽，其接 收的噪音电平也越高。频带宽度与噪音电平之间的关系是：
L N△f2 = L N△f1 － 10 lg ( △f 1 / △f 2 )
高频噪声和短暂干扰
噪声类型

强度
持续时间
可以预先规划
连续 电晕 低
连续

短暂 / 脉冲型很难预见高来自高 中 高 高闪电
线路故障 开始： 燃弧： 断路器 隔离刀闸
10 ... 500 ms
2 ... 5 ms 100 ms 5 ... 20 ms 500 ... 5000 ms
天气状态
在良好天气和恶劣天气情况下，不同的电晕水平：

刀闸和断路器动作产生的噪声

刀闸动作时间较长，所以其影响远大于断路器动作的影响。
绝缘子的间隙放电通常是对电力线载波通信影响最大的一种噪声， 其特点是强度大、持续时间长，一般出现在新线路上，一旦产生， 不会自动消失。

绝缘子瓷瓶放电、绝缘子间隙放电等产生的噪声



雷电等自然因素产生的噪声
……
受干扰的信号可能会引起保护装置误动或拒动。


高频通道回波衰耗特性的测量方法
A 站 A阻波器 B C
耦合电容 JL JL 结合滤波器
B站 电力线路
阻波器
A B C
耦合电容 结合滤波器 JL JL
平衡变量器
平衡变量器
75O 回损测试电桥

如果线路较短，例如短于100公里，测量时，对侧应终接75Ω电阻。
应保证测试侧的发信频带内的回波衰耗不小于12dB。如不能满足，应采用其他措 施来应对。
频率 [kHz]
模块化结合滤波器
样例： MCD80
线路衰耗
线路部分衰耗的近似计算公式
A Kl f
式中：
(dB)
1. K是与线路电压等级有关的衰减系数，其经验值是：

35 KV 110 KV 220 KV
约0.012 约0.0087 约0.0065
线
由于是早期的经验值，所以缺少更高电压等级的数值。公式未考虑 路导线情况和大地导电率、线路换位等影响。
发信侧振荡器用0Ω（或最小阻抗）不平衡输出，信号在75Ω电阻上有6dB衰耗。所以，为便于 计算，振荡器电平可以选择+6、+16、+26dBu……

收信侧选频表在75Ω电阻上用高阻跨测。 振荡器和选频表应同时显示dBu。
高频衰耗与故障距离的关系
一条两次换位的线路：附加衰耗与故障距离的关系
dB
38 36 34 32 30 28 26
结合滤波器 电力线载波机 结合滤波器
CC/CVT
电力线载波机
传输数据、电话和保护信号
变电站的出线
电力线载波的耦合设备
线路刀闸
母线
CC- 耦合电容器
Coupling Capacitor
— 专用于电力线载波通信。 — 与结合滤波器组成一个高通滤波器。 — 推荐使用的电容量值： 35KV： 3500 pF、5000 pF

应考虑使信噪比 > 30 dB

对模拟载波来说，在恶劣的天气情况下：

应使话音、数据的信噪比 > 20 dB

应使远方保护在发生单相故障时的信噪比 > 10 dB
高频通道的回波衰耗

IEC标准对线路（高频通道）回波衰耗的要求是不小于
12dB 回波衰耗的表达公式：


Ar = 20 lg│(Z1+Z2)/(Z1-Z2)│ （dB） Z1：载波机输出阻抗 Z2：线路输入阻抗
－ 用分线盒将两种不同的信号分别接出到继电保护装置和通信设备
－ 一般用在高压和超高压线路上
线路阻波器
线路阻波器的阻抗
等效电路
1000 阻塞阻抗：电阻分量 800 600 400 200 0 0 50 100 150 200 250 300 L1 C, L, R = 阻波器的强流线圈 = 频率调谐元件 额定值 调谐元件 C R L 避雷器 L1
110KV：
220KV： 330KV：
10000 pF
5000 pF、10000 pF 5000 pF、7500 pF
500KV：
5000 pF、7500 pF
CVT- 电容式压变
Capacitive Voltage Transformer
电容式电压互感器：简称电容式压变
－ 用于继电保护的二次测量回路：从中间抽头引出 － 用于电力线载波通信的信号耦合回路：从下桩头引出
覆冰温度
覆冰厚度 覆冰段的长度
F = 150 kHz 覆冰段的长度 覆冰温度 覆冰厚度 附加衰耗
最小
10 km 0°C 5 mm 1 dB
最大
150 km -15°C 15 mm 31 dB
载波机收信回路的动态 范围必需达到 31 dB
电力系统的噪声干扰

电晕噪声

与电压等级、线路长度、导线情况 (粗细、光洁度、脏污、分裂数) 、天气情况、海拔高度等因素有关。




例如MCD80可以选择240欧姆或320欧姆跳线。
回波衰耗不到12dB时的解决办法
2、通过增加适配器来改善高频通道的回波衰 耗：

在通道条件很差，即回波衰耗很小，又无法改变的条件下 ，可以采用在载波机高频输出端串联适配器的办法来改善 通道特性。 增加适配器后，可以改善通道回波衰耗的值是适配器值的 2倍。
高频通道的回波衰耗