CN203054091U - 一种低压电力线窄带载波接入阻抗测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于低压电力线窄带载波接入阻抗的测试装置，所述装置包括两个输入端和一个输出端，所述输入端分别为低压电力线火线端和零线端；所述输出端为采集卡输出端，所述采集卡输入端与耦合器输出端相连；所述低压电力线火线端与电阻和电容串联后的电容相连，所述电阻与所述耦合器输出端相连；所述低压电力线零线端与所述耦合器输出端相连；放大器输入端与信号产生装置输出端相连；所述放大器输出端与所述耦合器输入端相连。和现有技术比，采用本申请提供的低压电力线窄带载波接入阻抗的测试装置，能够安全、准确及快速的测量低压电力线窄带载波接入阻抗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试装置，具体讲涉及一种低压电力线接入阻抗的测试装置。
背景技术
低压电力线的接入阻抗特性是影响电力线可靠通信的重要因素之一，低压电力线载波发射机的输入阻抗与电力线接入阻抗的匹配程度直接影响到载波信号耦合效率和信号的传输性能。由于低压电力线是高压强电网络，较复杂，电力线路接入阻抗直接测试具有相当难度，常规线路阻抗测量方法与仪器不能直接测量带电电力线路，需要增加高压隔离等措施，影响测量的准确性；另一方面，采用常规仪器一般只能测试出接入阻抗的模值并不能得到它的相位信息，或通过硬件系统来计算接入阻抗得到相位信息，不适于外场带电测试。但可靠的电力线通信系统需要充分考虑不断变化的低压电力线信道阻抗特性，不仅仅是接入阻抗的模值还有相位信息，而且建立阻抗信道模型需要大量现场数据，所以提供一种适用于外场测试的接入阻抗测试方法显得尤为重要。
测试接入阻抗时，采集的电压或电流信号是矢量信号，通过矢量运算计算接入阻抗，传统的交流电压表和交流电流表只能测得电压或电流信号的有效值，不能满足所需测试数据的要求，难于实现大量矢量数据的快速准确运算；测试电路与低压电力线直接连接，需要考虑电路的安全性。因此不仅需要在对交流信号的采集和矢量运算而且也需要准确快速测试及隔离强电是低压电力线窄带载波信道阻抗的重要内容。
发明内容
为了满足现有技术的需要，本实用新型提供一种低压电力线窄带载波接入阻抗测试装置，解决电力线载波接入阻抗测试的难题，实现了简单、方便、安全地测量电力线接入阻抗。
本实用新型提供的用于低压电力线窄带载波接入阻抗的测试装置，包括信号产生装置、放大器、耦合器、采集卡、电阻和电容；
所述装置包括输入端和输出端，所述输入端分别为低压电力线火线端和零线端；所述输出端为采集卡输出端，所述采集卡输入端与耦合器输出端相连；所述低压电力线火线端与电阻和电容串联后的电容相连，所述电阻与所述耦合器输出端相连；所述低压电力线零线端与所述耦合器输出端相连；放大器输入端与信号产生装置输出端相连，所述信号产生装置为直接数字式频率合成器；所述放大器输出端与所述耦合器输入端相连；
所述采集卡采集所述耦合器输出端的载波电压信号瞬时值；得到所述低压电力线窄带载波的接入阻抗所需的所述载波电压信号瞬时值、电阻和电容信息；
所述采集卡输出端与PC机相连；所述PC机以图形方式显示所述低压电力线窄带载波接入阻抗的实部、虚部、模值以及相位这四个参数与频率的关系。
优选的，在所述耦合器输出端与所述低压电力线零线端串联接入电阻，所述电阻用于校正低压电力线接线端产生的线长电阻，防止接入电力线的测试线长的电阻影响测试结果；
优选的，所述采集卡为分辨率为30Hz的带宽卡；
优选的，所述装置为由所述直接数字式频率合成器、放大器、耦合器、采集卡、电阻和电容组成的集成装置，全部集成在一块电路板上。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型提供的测试装置能够安全可靠的测试低压电力线接入阻抗；
2、本实用新型的技术方案中，采用的直接数字式频率合成器输入阻抗低，这样在输入阻抗小于1欧姆发射信号的信号电平仍然大于10伏，从而确证测试的准确性；
3、其中的直接数字式频率合成器的输出阻抗与低压电力线的接入阻抗的匹配程度高，又保证了传输线载波信号较高的耦合效率和传输性能；
4、本实用新型的技术方案中提供了低压电力线接入阻抗较宽的测试频谱，测试频谱范围可达30kHz~500kHz；
5、由于采集卡的分辨率带宽为30Hz，保证了采集信号的准确性和低压电力线路接入阻抗的计算精度；
6、本实用新型的技术方案中，采用的放大器，对所述直接数字式频率合成器的信号发射功率放大，从而确保发射信号足够大不至于在传输线上衰减；
7、本实用新型的技术方案中，采用的耦合器和电容，隔离强电，防止采集卡直接与电力线相连接被烧坏；
8、本实用新型提供的低压电力线接入阻抗测试装置，将所有电路全部集成在电路板上，便于携带，适合进行室外测试。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1示出了低压电力线窄带载波接入阻抗测试装置图。
图2示出了低压电力线窄带载波接入阻抗测试装置使用图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1示出了低压电力线窄带载波接入阻抗的测试装置的结构示意图，包括：直接数字式频率合成器（DDS，Direct Digital Synthesizer）、放大器、耦合器、电阻R1、电阻R2和电容C；
所述放大器输入端与直接数字式频率合成器输出端相连，所述放大器输出端与所述耦合器输入端相连；所述直接数字式频率合成器产生30kHz~500kHz测试频带内的连续发射信号后经所述放大器进行功率放大，所述放大器的输出信号作为所述耦合器的输入信号；
电阻R1和电容C串联，所述低压电力线火线端与电容C相连，所述电阻R1与所述耦合器的输出端相连；所述接入低压电力线零线端与所述耦合器输出端之间串接电阻R2，所述电阻R2对低压电力线接线端产生的线长电阻进行校正，防止接入电力线的测试线长的电阻影响测试结果；
所述采集卡输入端与所述耦合器的输出端相连，采集所述耦合器的输出端的载波电压信号瞬时值UA、UB，UA为所述耦合器输出端与所述低压电力线火线端之间的电压，UB为所述耦合器输出端与所述低压电力线零线端之间的电压；
本申请所述低压电力线窄带载波接入阻抗测试装置基于伏安法（U/I）的原理，通过所述电阻R1、电阻R2、电容C以及载波电压信号瞬时值UA、UB计算待测阻抗，计算公式如下：
参见图2示出了低压电力线窄带载波接入阻抗测试装置的测量系统应用示意图，包括PC机、测试装置和电力线；
测试装置输入端与低压电力线火线端和零线端相连，采集卡将采集到的载波电压信号瞬时值UA、UB输入到PC机进行模数转换和矢量计算，利用UB和电阻R2计算电力线电流I，通过计算机软件Matlab实现电压和电流在复数范围内的计算并以图形的方式显示电力线接入阻抗的实部、虚部、模值以及相位这四个参数与频率的关系。
最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (4)
1.一种测试装置，所述装置包括输入端和输出端，其特征在于，所述输入端分别为低压电力线火线端和零线端；所述输出端为采集卡输出端，所述采集卡输入端与耦合器输出端相连；所述低压电力线火线端与电阻和电容串联后的电容相连，所述电阻与所述耦合器输出端相连；所述低压电力线零线端与所述耦合器输出端相连；放大器输入端与信号产生装置输出端相连，所述信号产生装置为直接数字式频率合成器；所述放大器输出端与所述耦合器输入端相连；
所述采集卡采集所述耦合器输出端的载波电压信号瞬时值；得到所述低压电力线窄带载波的接入阻抗所需的所述载波电压信号瞬时值、电阻和电容信息；
所述采集卡输出端与PC机相连；所述PC机以图形方式显示所述低压电力线窄带载波接入阻抗的实部、虚部、模值以及相位这四个参数与频率的关系。
2.如权利要求1所述的一种测试装置，其特征在于，所述采集卡为分辨率为30Hz的带宽卡。
3.如权利要求1所述的一种测试装置，其特征在于，所述低压电力线零线端与所述耦合器输出端之间串接电阻，所述电阻校正低压电力线接线端产生的线长电阻。
4.如权利要求3所述的一种测试装置，其特征在于，所述装置为由所述直接数字式频率合成器、放大器、耦合器、采集卡、电阻和电容组成的集成装置。
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|---|---|---|---|---|
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| CN111610370A (zh) * | 2019-05-23 | 2020-09-01 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种10kV线路阻抗检测装置 |
| CN114520674A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-05-20 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种低压线路载波通信信号输入阻抗特性测试方法 |
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