高频通道元件及收发信机的测试方法.docx
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高频通道元件及收发信机的测试方法
高频通道元件
及收发信机的测试方法
湖南省电力公司科学研究院
继电保护所
高频通道元件及收发信机的测试方法
一、高频阻波器
1.试验接线
图中:
R1为去谐电阻;阻值1.5~3KΩ
R2为无感电阻;阻值100Ω
P为选频电平表
2.阻抗特性试验
按上图接线,振荡器输出阻抗选择“0”Ω,输出电平“0”dB。
选频表输入阻抗选择“∞”。
从84(或60、70)kHZ~500kHZ测试若干个点,振荡器每改变一次频率,选频表就测试一次P1、P2值。
然后按下式计算阻抗值。
阻抗计算公式:
要求:
在84kHZ~500kHZ的范围内,阻抗值不小于570Ω(厂家出厂标准)。
补充知识:
1、如果是相相偶合的,那么一个通道需要两相线路用来载波,那么就要两相都装.如果是两通道合用三相(一般B相公用),那么三相都要装。
2、如果是相地偶合,那么一个通道只需要一相线路用来载波,那么就只要一相安装.
3、有的地区为了频率分区,需要全阻塞,那么相关线路(甚至该线路没有高频保护)三相都要装,此时不需结合设备。
二、结合滤波器(常规试验做线路侧和电缆侧的)
*工作衰耗的定义:
(a)(b)
工作衰耗为当负载阻抗R与电源阻抗RS相等并直接相连时,如图所示,负载
R所获得的最大接收功率Pmax与经过四端网络后负载R’上所获得功率P2,取Pmax与P2之比常用对数的10倍称为工作衰耗,即:
对于四端口网络当看进去的输入阻抗与电源阻抗相等即匹配时,输入阻抗上获得的功率最大。
用电压表测量:
因为是测量工作衰耗,所以,结合滤波器的输入阻抗与电阻R1相等。
因此结合滤波器电缆侧输入端的功率为:
结合滤波器线路侧负载阻抗R2所得到的功率为:
工作衰耗为:
㏒
㏒
㏒
,
1.电缆侧工作衰耗测试(要求<1.3dB)
试验接线:
图中:
R175Ω无感电阻,模拟高频电缆输出阻抗
R2300Ω无感电阻,模拟线路输入阻抗。
如果线路为单根导线,R2取400Ω。
双分裂导线取300Ω
C5000pf电容,模拟结合电容器电容(以现场实际电容值为准)
T结合滤波器
在50kHZ~500kHZ之间,选取若干个点测试,振荡器每改变一次频率,选频表就测试一次P1、P2值。
然后计算工作衰耗。
测试时,振荡器输出阻抗选择“0”Ω,输出电平可以为“0”dB(推荐5dB结果更准确),但是在测试中应始终维持不变。
选频表输入阻抗选择无穷大。
选频表所读数值为电压电平。
工作衰耗计算公式:
电压电平
(dB)
2.线路侧工作衰耗(要求<1.3dB)
试验接线:
图中:
R1300Ω无感电阻R275Ω无感电阻
C5000pf电容T结合滤波器
测试方法与电缆侧相同。
工作衰耗计算公式:
电压电平
3.电缆侧输入阻抗
R175Ω无感电阻,模拟高频电缆输出阻抗
R2300Ω无感电阻,模拟线路输入阻抗。
如果线路为单根导线,R2取400Ω。
双分裂导线取300Ω
C5000pf电容,模拟结合电容器电容(以现场实际电容值为准)
T结合滤波器
输入阻抗:
对于一个四端口网络,从输入侧看进去得到的阻抗即为输入阻抗,即P3处阻抗。
在结合滤波器工作频带内,选取两个边频和额定工作频率测试即可,振荡器每改变一次频率,选频表就测试一次P3、P4值。
在测量P4值的时候,应该选用“平衡输入”测量。
测量P3时选用平衡输入或者不平衡输入区别不大。
(注意:
这里选用P4必须选用平衡输入,否则结果会有很大差别。
不平衡输入是一次地、二次地和测试仪器的外壳地短接再可靠接地,以大地作为公共端,平衡输入就像测P4这样,在同一端与P3没有以地做公共端,在有些情况下不允许接地输出,就只能用平衡输入或输出。
不平衡输入输出是用输出端和地构成回路,平衡输入输出是两个输出端构成回路而不是和地)然后计算输入阻抗。
测试时,振荡器输出阻抗选择“0”Ω,输出电平可以为“0”dB(推荐5dB结果更准确),但是在测试中应始终维持不变。
选频表输入阻抗选择无穷大。
也可以多选几个点测,一般只有在某个频带附近能够做到比较好的输入阻抗匹配,不可能在整个频带范围都做到,一般测量值在正负10%范围内就可以。
例如电缆侧测得的输入阻抗应该在75Ω正负10%范围内。
4.线路侧的输入阻抗
R1300Ω无感电阻R275Ω无感电阻
C5000pf电容T结合滤波器
测试方法及计算公式同电缆侧输入阻抗。
5.工作频率下的特性阻抗试验
电缆侧特性阻抗试验接线
图中:
R175Ω无感电阻K短路开关
T结合滤波器
试验时合上短路开关K,测试P1d、P2d,然后将K打开,测试P1k、P2k,最后计算电缆侧的特性阻抗。
本项试验可以只在收发信机工作频率下测试,振荡器和选频表的输入输出阻抗与上相同。
特性阻抗计算公式:
线路侧特性阻抗试验接线
图中R1300Ω无感电阻C5000pf电容
T结合滤波器K短路开关
试验方法与电缆侧相同。
特性阻抗计算公式:
6.结合滤波器内放电器绝缘检查
放电器放电电压应该在1300伏~1600伏。
拆开放电器与一次侧端子的连线,用1000伏摇表测绝缘电阻应该>100MΩ,2500伏摇表会击穿。
三、高频电缆试验
1.工作频率下的工作衰耗
试验接线:
工作衰耗计算公式
2.工作频率下的特性阻抗试验
试验接线
图中:
K为短路开关
特性阻抗计算公式:
四、高频收发信机的测试
1.简述
专用高频收发信机一般为单频制。
即发信和收信为同一频率信号,且能够自发自收。
线路对端的收发信机与本侧收发信机型号、频率完全相同。
因此,本侧的收发信机除能够自发自收外,也能够接收对端的信号。
发信部分包括:
晶体振荡、前置放大、功率放大、输出滤波等
收信部分包括:
收信滤波、混频、变频、放大、检波、收信输出等
对于LFX—912型收发信机,测试项目不多,对于有些收发信机,则需要测试较多项目,如许昌继电器厂生产的SF—600型收发信机,还要测试收信带宽、混频变频输出等一些项目。
现在只以LFX—912为例,叙述它的测试项目和方法。
2.测试项目和方法
发信输出电平测试:
收发信机的输出就是指高频信号的输出。
输出信号的单位用“dB”或“dBm”
即:
电压电平或功率电平。
收发信机高频信号输出端子为装置背面的“38”和“40”号端子。
“38”为高频电缆的“芯”,“40”为高频电缆的“地(即屏蔽层)”。
测试输出电平时,用选频电平表的“∞”档,测试档位要放的大些(防止撞表针),测试线加在“38”和“40”上,也可以将测试线插在装置前面的测试插孔上。
如果没有接入通道,则要将收发信机背面的插头选择在“本机—负载”上。
选频表频率选在收发信机的工作频率上。
然后启动发信。
读选频表的指针读数。
所读的选频表读数为电压电平。
高频收发信机的输出阻抗为75Ω,因此,若要将所读的电压电平换算为功率电平,则应按下列公式换算:
(dBm)
式中:
Pu:
电压电平Pg:
功率电平
对于与RCS—901A组屏的LFX—912收发信机,在测试发信电平时(未接入通道,选择“本机—负载”),应短接发信机背面“10”和“12”端子,使发信机发信。
收信灵敏电平测试:
收信灵敏电平也称为收信启动电平。
即能使收信回路正常工作的最小电平,称为收信启动电平。
正确的测试方法按下图接线:
LFX—912收发信机收信启动电平测试接线图
图中:
R1=75Ω
振荡器输出阻抗选择“0”Ω,选频表输入阻抗选择“∞”振荡器及选频表的频率均选择为收发信机的工作频率。
由于收发信机具有远方启动功能,因此,测试启动电平时,应设法将远方启动功能解除。
对于LFX—912收发信机,应将收发信机背面端子“10”上的连线摘掉。
然后逐步增加振荡器的输出电平,监视收发信机面板上“收信启动”灯,灯亮时,读选频电平表的指示读数,该读数即是收发信机的“收信启动”电平(电压电平)。
按下面的公式换算为功率电平:
(dBm)
收发信机的收信启动电平一般为+4~+5dBm。
3.通道两侧对试
(1)通道总衰耗测试:
收发信机背后选择插头放置“本机—通道”,选频电平表测试线接背后端子“38、40”,或接装置前面的测试插孔“本机—通道”。
选频表输入阻抗选择“∞”。
两侧轮流发信,记录本侧的发信电平和接收电平(对侧)。
并询问对侧的发信电平和接收电平,然后计算高频通道总衰耗。
计算公式为:
b=本侧发信电平-对侧收信电平
或b=对侧发信电平-本侧收信电平
(2)3dB告警整定:
根据接收电平,在收信插件上整定衰耗器。
一般的要求,收信回路的输入电平不宜过高,只要满足收信回路的需要就可以。
这也是为了延长装置的使用寿命。
按华北地区的要求和习惯,收信入口电平一般在20dBm左右。
如果收信电平过高,可以在收信插件上加入衰耗器使收信回路的输入电平在20dBm左右。
加入衰耗器后,再次检查收信时插件面板上的收信指使灯。
按照指示灯所指示的电平数值整定3dB告警。
收信插件板上的整定插头整定在相应的位置上。
(以上所述,说明书上叙述的很详细)
五、电压电平与功率电平换算
测试绝对电平:
以600Ω电阻上消耗1毫瓦的功率定为零电平。
测试时,选频表置无穷大档,表头指示即为电压电平。
若要换算为功率电平,则要根据被测点的阻抗大小计算,计算公式为:
式中:
Zx为被测点的阻抗
六.通道对调
通道对调时主要要测通道的传输衰耗,即本侧发信对侧测收信电平和对侧发信本侧测收信电平。
计算本侧发信电平和对侧收信电平的差值即传输衰耗。
其与估算值的误差应该在正负3dB内。
超出应该检查是否存在问题。
相地耦合方式的通道总传输衰耗的估算经验公式:
K:
线型系数
35kV线路
110kV线路
220kV线路
500kV线路
f:
高频保护的工作频率(kHz)
l:
输电线路的实际长度(km)
IM、IN:
两端分别铺设的高频电缆长度(km)
β:
高频电缆的每公里衰耗,SVY-75-7型的公里衰耗计算可采用50~200kHz为0.38N(3.3dB),200~500kHz为0.5N(4.343dB).(1N=8.686dB)。
干扰电平的测量,两端均不发信,用选平表的宽频档测量,测得的是频带范围内各次波的均方根值
。
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