测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104333400 A (43)申请公布日 2015.02.04 C N 1 0 4 3 3 3 4 0 0 A (21)申请号 201410598349.X (22)申请日 2014.10.30 H04B 3/54(2006.01) H04B 3/46(2006.01) (71)申请人国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街86号 申请人国网冀北电力有限公司电力科学研 究院 华北电力科学研究院有限责任公司 (72)发明人田海亭 钟侃 巨汉基 袁瑞铭 李斯琪 庞富宽 魏彤珈 (74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人汤在彦 (。

2、54) 发明名称 测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响 的系统 (57) 摘要 本发明提供一种测试低压电力线载波通信 对漏电保护器影响的系统，包括：信号发生器，用 于产生正弦模拟载波信号；功率放大器，与信号 发生器相连接，用于将正弦模拟载波信号进行功 率放大；耦合器，与功率放大器、漏电保护器相连 接，用于将功率放大后的正弦模拟载波信号进行 耦合，并将耦合后的正弦模拟载波信号注入至被 测的漏电保护器；负载，与漏电保护器相连接；去 耦电路，与漏电保护器相连接，用于将漏电保护器 输出的正弦模拟载波信号进行去耦，并将去耦后 的正弦模拟载波信号注入至示波器；示波器，与 所述的去耦电路相连接，用于显示注。

3、入至示波器 的正弦模拟载波信号的幅值。该系统实现了低压 电力线载波通信与漏电保护器的电磁兼容性的测 试。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104333400 A CN 104333400 A 1/1页 2 1.一种测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的系统，其特征是，所述的系统包 括： 信号发生器，用于产生正弦模拟载波信号； 功率放大器，与所述的信号发生器相连接，用于将所述的正弦模拟载波信号进行功率 放大； 耦合器，与所述的功率放大器、被测。

4、的漏电保护器相连接，用于将功率放大后的正弦模 拟载波信号进行耦合，并将耦合后的正弦模拟载波信号注入至被测的漏电保护器； 负载，与所述的漏电保护器相连接； 去耦电路，与所述的漏电保护器相连接，用于将所述漏电保护器输出的正弦模拟载波 信号进行去耦，并将去耦后的正弦模拟载波信号注入至示波器； 所述的示波器，与所述的去耦电路相连接，用于显示注入至所述示波器的正弦模拟载 波信号的幅值。 2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的系统还包括与所述漏电保护器相连 接的线路阻抗稳定网络LISN。 3.根据权利要求2所述的系统，其特征是，所述的系统还包括与所述的LISN相连接的 变压器。 4.根据权利要求3。

5、所述的系统，其特征是，所述的变压器为隔离变压器。 5.根据权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征是，所述的耦合器为共模耦合器。 6.根据权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征是，所述的耦合器为差模耦合器。 7.根据权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征是，所述的示波器为数字示波器。 8.根据权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征是，所述的负载为电容负载和/或 电阻负载和/或空载。 权 利 要 求 书CN 104333400 A 1/5页 3 测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的系统 技术领域 0001 本发明关于电力系统技术领域，特别是关于载波通信与电力系统的兼容技术，具 体的讲是。

6、一种测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的系统。 背景技术 0002 电力线载波通信是电力系统特有的一种通信方式，其利用电力系统天然的网络资 源实现数据通讯，具有投资少、见效快、与电网建设同步等优点。低压电力线载波通信技术 是以低压配电线(380V/220V电力线)作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特 殊通信方式。目前，低压电力线载波通信技术已成为电力用户用电信息采集系统的主要通 信方式之一。 0003 低压电力线载波通信技术这种通信方式是否会对电力系统的供电可靠性和电能 质量产生影响，是目前各供电公司十分关心的问题。具体的，在用电信息采集系统逐渐投入 运行后，漏电保护器的工作状态是。

7、否会受到影响直接关系到低压电力线载波通信方式的推 广以及用电信息采集系统的建设。从电网侧来讲，漏电保护器直接关系到电力用户用电质 量，在用电信息采集系统逐渐投入运行以后，曾发生过智能电能表的载波通信导致居民漏 电保护器发生跳闸的现象。这些问题的发生对低压电力线载波通信方式的推广和用电信息 采集系统的建设造成了很大的影响。 0004 因此，如何根据低压电力线载波通信技术以及漏电保护器的工作原理和技术特 征，对低压电力线载波通信对漏电保护器的影响进行测试，是本领域亟待解决的技术难题。 发明内容 0005 为了克服现有技术中存在的上述技术问题，通过分析载波通信技术以及漏电保护 器的工作原理和技术特征。

8、，结合现场调研和实验室验证试验，本发明提供了一种测试低压 电力线载波通信对漏电保护器影响的系统，通过信号发生器模拟正弦模拟载波信号，对被 测的漏电保护器进行测试，实现了低压电力线载波通信与漏电保护器的电磁兼容性的测 试，后续可通过对比示波器与信号发生器各自的载波通信信号，进而对引发的上述问题的 机理进行分析。 0006 本发明的目的是，提供一种测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的系统， 包括：信号发生器，用于产生正弦模拟载波信号；功率放大器，与所述的信号发生器相连 接，用于将所述的正弦模拟载波信号进行功率放大；耦合器，与所述的功率放大器、被测的 漏电保护器相连接，用于将功率放大后的正弦模拟。

9、载波信号进行耦合，并将耦合后的正弦 模拟载波信号注入至被测的漏电保护器；负载，与所述的漏电保护器相连接；去耦电路，与 所述的漏电保护器相连接，用于将所述漏电保护器输出的正弦模拟载波信号进行去耦，并 将去耦后的正弦模拟载波信号注入至示波器；所述的示波器，与所述的去耦电路相连接，用 于显示注入至所述示波器的正弦模拟载波信号的幅值。 0007 优选的，所述的系统还包括与所述漏电保护器相连接的线路阻抗稳定网络LISN。 说 明 书CN 104333400 A 2/5页 4 0008 优选的，所述的系统还包括与所述的LISN相连接的变压器。 0009 优选的，所述的变压器为隔离变压器。 0010 优选的。

10、，所述的耦合器为共模耦合器。 0011 优选的，所述的耦合器为差模耦合器。 0012 优选的，所述的示波器为数字示波器。 0013 优选的，所述的负载为电容负载和/或电阻负载和/或空载。 0014 本发明的有益效果在于，通过分析载波通信技术以及漏电保护器的工作原理和技 术特征，结合现场调研和实验室验证试验，提供了一种测试低压电力线载波通信对漏电保 护器影响的系统，通过信号发生器模拟正弦模拟载波信号，对被测的漏电保护器进行测试， 实现了低压电力线载波通信与漏电保护器的电磁兼容性的测试，后续可通过对比示波器与 信号发生器各自的载波通信信号，进而对引发的上述问题的机理进行分析，为低压电力线 载波通信。

11、方式的推广以及用电信息采集系统的建设提供了数据支持。 0015 为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。 附图说明 0016 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0017 图1为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的 系统的实施方式一的结构框图； 0018 图2为本发明实施例提供的。

12、一种测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的 系统中的实施方式二的结构框图； 0019 图3为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的 系统中的实施方式三的结构框图； 0020 图4为本发明提供的低压电力线载波对漏电保护器影响共模注入测试的电路图； 0021 图5为本发明提供的低压电力线载波对漏电保护器影响差模注入测试的电路图。 具体实施方式 0022 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，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。

13、的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 0023 现有技术中，低压电力线载波通信技术这种通信方式是否会对电力系统的供电可 靠性和电能质量产生影响，是目前各供电公司十分关心的问题。具体的，在用电信息采集系 统逐渐投入运行后，漏电保护器的工作状态是否会受到影响直接关系到低压电力线载波通 信方式的推广以及用电信息采集系统的建设。 0024 针对上述问题，本发明通过分析低压电力线载波通信技术以及漏电保护器的工作 说 明 书CN 104333400 A 3/5页 5 原理和技术特征，提出了一种对低压电力线载波通信对漏电保护器的影响进行测试的系 统。 0025 图1为本发明实施例提供的一种测试低压电。

14、力线载波通信对漏电保护器影响的 系统的实施方式一的结构框图，由图1可知，该系统具体包括： 0026 信号发生器100，用于产生正弦模拟载波信号； 0027 功率放大器200，与所述的信号发生器100相连接，用于将所述的正弦模拟载波信 号进行功率放大； 0028 耦合器300，与所述的功率放大器200、被测的漏电保护器400相连接，用于将功率 放大后的正弦模拟载波信号进行耦合，并将耦合后的正弦模拟载波信号注入至被测的漏电 保护器400； 0029 负载500，与所述的漏电保护器400相连接； 0030 去耦电路600，与所述的漏电保护器400相连接，用于将所述漏电保护器输出的正 弦模拟载波信号进。

15、行去耦，并将去耦后的正弦模拟载波信号注入至示波器； 0031 所述的示波器700，与所述的去耦电路相连接，用于显示注入至所述示波器的正弦 模拟载波信号的幅值。 0032 也即，本发明提供的测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的系统中，首先 由信号发生器产生正弦模拟载波信号，通过功率放大器放大后，经过耦合器耦合后注入到 受试设备即漏电保护器中。通过去耦电路，利用示波器观察实际注入到漏电保护器的载波 信号，观察漏电保护器受影响的情况。 0033 图2为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的 系统中的实施方式二的结构框图，由图2可知，在实施方式二中，该系统还包括与所述漏电 。

16、保护器相连接的线路阻抗稳定网络LISN800。LISN(线路阻抗稳定网络，Line Impedance Stabilization Network)是电力系统中电磁兼容测试中的一项重要辅助设备。它可以隔离 电网干扰，提供稳定的测试阻抗。 0034 图3为本发明实施例提供的一种测试低压电力线载波通信对漏电保护器影响的 系统中的实施方式三的结构框图，由图3可知，在实施方式三中，该系统还包括与所述的 LISN相连接的变压器900。在具体的实施方式中，变压器可以为隔离变压器。隔离变压器 和LISN可以保证供给被测的漏电保护器的电源是纯净的。 0035 图4为本发明提供的低压电力线载波对漏电保护器影响共。

17、模注入测试的电路图， 由图4可知，该具体的实施例是载波信号共模注入情况下测试，耦合器为共模CND耦合器。 在漏电保护器火线出线端连接对地耦合电容，以验证漏电保护器对高频对地漏电流的敏感 程度。测试连接电路图4所示。 0036 在该具体的实施例中，信号发生器的型号为安捷伦81150A，用于产生频率范围为 50k500kHz，电平最大为1V的正弦模拟载波信号； 0037 功率放大器的型号为CBA1G-018：18W；100kHz至1GHz，用于将信号发生器输出模 拟载波信号放大； 0038 共模CDN的衰减值很小，最大不超过15dB，用于将经功率放大器输出的模拟载波 信号注入到漏电保护器输入端； 。

18、0039 隔离变压器的型号为NDK-3000，变比为1：1，主要作用是将漏电保护器测试系统 说 明 书CN 104333400 A 4/5页 6 和电网隔离开； 0040 LISN的型号为NNB5，在电网与受试设备之间加入的网络，该网络一方面能够保证 供给漏电保护器的电源是纯净的，另一方面在一定的频率范围内提供一个稳定的线路阻 抗； 0041 数字示波器的型号为安捷伦DS07104B，用于显示去耦电路输出的载波信号的幅 值。此信号为注入到漏电保护器实际大小的高频载波信号，后续通过与信号发生器输出的 信号幅值作比较，判断CDN的耦合系数。 0042 调整火线对地耦合电容取值，选取10nF、0.1。

19、uF、0.2uF、0.33uF、0.5uF、1uF、10uF， 发现当对地耦合电容CL选取大于等于0.33uF时，无论是否有高频干扰信号注入，漏保空开 都会直接跳闸。对地耦合电容CL小于等于0.05uF时，无论是否有高频干扰信号注入，漏保 空开都没有动作。 0043 在阻性负载条件下，设置工频回路电流为15A，对地耦合电容CL选取0.2uF后，在 注入频率为250kHz，功率为1W的高频干扰信号10s后，漏电保护器发生跳闸。当撤除高频 干扰信号后，漏电保护器未发生跳闸，证明在适当的对地耦合电容条件下，漏电保护器会受 到高频信号的干扰，引起误判跳闸。 0044 图5为本发明提供的低压电力线载波对。

20、漏电保护器影响差模注入测试的电路图， 由图5可知，该具体的实施例是载波信号差模注入情况下测试，耦合器为差模CND耦合器。 在负载为空载、电容负载、电感负载三种情况下，分别注入信号为100kHz500kHz的单频 信号，注入功率从1mW10W，三种情况下漏电保护器均未发生跳闸现象，说明单纯载波频 段的电磁干扰不是引起漏电保护器跳闸的主要原因。 0045 在该具体的实施例中，信号发生器的型号为安捷伦81150A，用于产生频率范围为 50k500kHz，电平最大为1V的正弦模拟载波信号； 0046 功率放大器的型号为CBA1G-018：18W；100kHz至1GHz，用于将信号发生器输出模 拟载波信。

21、号放大； 0047 差模CDN的衰减值很小，最大不超过15dB，用于将经功率放大器输出的模拟载波 信号注入到漏电保护器输入端； 0048 隔离变压器的型号为NDK-3000，变比为1：1，主要作用是将漏电保护器测试系统 和电网隔离开； 0049 LISN的型号为NNB5，在电网与受试设备之间加入的网络，该网络一方面能够保证 供给漏电保护器的电源是纯净的，另一方面在一定的频率范围内提供一个稳定的线路阻 抗； 0050 数字示波器的型号为安捷伦DS07104B，用于显示去耦电路输出的载波信号的幅 值。此信号为注入到漏电保护器实际大小的高频载波信号，后续通过与信号发生器输出的 信号幅值作比较，判断C。

22、DN的耦合系数。 0051 综上所述，通过分析载波通信技术以及漏电保护器的工作原理和技术特征，结合 现场调研和实验室验证试验，本发明提供了一种测试低压电力线载波通信对漏电保护器影 响的系统，通过信号发生器模拟正弦模拟载波信号，对被测的漏电保护器进行测试，实现了 低压电力线载波通信与漏电保护器的电磁兼容性的测试，后续可通过对比示波器与信号发 生器各自的载波通信信号，进而对引发的上述问题的机理进行分析，为低压电力线载波通 说 明 书CN 104333400 A 5/5页 7 信方式的推广以及用电信息采集系统的建设提供了数据支持。 0052 本发明的欲保护点： 0053 1、低压电力线载波通信信号对。

23、漏电保护器影响测试系统，具备共模和差模诸如方 式下的测试能力； 0054 2、具备对电容负载、空载和阻性负载的模拟能力； 0055 3、具备多种载波通信信号的模拟能力。 0056 本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种功能是通过硬件还是软 件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的 应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保 护的范围。 0057 本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例 的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内 容不应理解为对本发明的限制。 说 明 书CN 104333400 A 1/5页 8 图1 说 明 书 附 图CN 104333400 A 2/5页 9 图2 说 明 书 附 图CN 104333400 A 3/5页 10 图3 说 明 书 附 图CN 104333400 A 10 4/5页 11 图4 说 明 书 附 图CN 104333400 A 11 5/5页 12 图5 说 明 书 附 图CN 104333400 A 12 。