高频通道元件及收发信机的测试方法

1、高频通道元件 及收发信机的测试方法湖南省电力公司试验研究院 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 1.53K R2为无感电阻;阻值 100 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”,输出电平“0”dB。选频表输入 阻抗选择“” 。从 84(或 60、70kHZ500kHZ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:221(05. 0 110(R Z p p ×=要求:在 84kHZ 500kHZ的范围内,阻抗值不小于 570(厂家

2、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: R (a (b工作衰耗为当负载阻抗 R 与电源阻抗 R S 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 P max 与经过四端网络后负载 R 上所获得功率 P 2,

3、取 Pmax 与 P 2之比常用对数的 10倍称为工作衰耗,即:max210lgW P b P = 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:1211214(R U R U P M =结合滤波器线路侧负载阻抗 R2所得到的功率为:222U P R =工作衰耗为: 10=g b 211222(10log 10M U P R U P R = 212210U U + 124R R 11222120log10log 20log 10log 44W

4、 U U Rb U U R =+=+21R R1120logU P =, 2220logU P =212110log4W R b P P R =+ 1.电缆侧工作衰耗测试(要求 <1.3dB 试验接线:R1C R2振荡器图中: R1 75无感电阻,模拟高频电缆输出阻抗R2 300无感电阻,模拟线路输入阻抗。 如果线路为单根导线, R2取 400。双分裂导线取 300C 5000pf 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

5、阻抗选择“ 0” ,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 12214log10R R p p b g += (dB 2.线路侧工作衰耗(要求 <1.3dB 试验接线: R2TC图中: R1 300无感电阻 R2 75无感电阻C 5000pf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 12214log 10R R p p b g += 3. 电缆侧输入阻抗 R1 75无感电阻,模拟高频电缆输出阻抗R2 300无感电阻,模拟线路输入阻抗。 如

6、果线路为单根导线, R2取 400。双分裂导线取 300C 5000pf 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。33313414U U U R R I U R U = 343420log, 20logU U P P =34320410P P U U = 3420110P P R R =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

7、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” ,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

8、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 75正 负 10%范围内。4.线路侧的输入阻抗 R1 300无感电阻 R2 75无感电阻C 5000pf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R1T k图中: R1 75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:d

9、K T Z Z Z =751010 20/2( 20/1(×=K P K P K Z 751010 20/2(20/1(×=d P d P Zd线路侧特性阻抗试验接线TC k图中 R1 300无感电阻 C 5000pf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:d K T Z Z Z =3001010 20/2( 20/1(×=K P K P K Z 3001010 20/2(20/1(×=d P d P Zd6.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

10、摇表测绝缘电阻应该 >100M, 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:R1=75 R2=75高频电缆工作衰耗计算公式 12214log10R R p p b g += 2.工作频率下的特性阻抗试验试验接线R1=75高频电缆 K图中: K 为短路开关特性阻抗计算公式:d K T Z Z Z =751010 20/2( 20/1(×=K P K P K Z 751010 20/2(20/1(×=d P d P Zd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

11、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

12、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 75,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:975600log10

13、+=+=u u g p p p (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: 振荡器LFX 912收发信机收信启动电平测试接线图图中:R1=75振荡器输出阻抗选择“ 0” ,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

14、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:975600log10+=+=u u g p p p (dBm 收发信机的收信启动电平一般为 +4+5 dBm 。 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

15、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 3d

16、B 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 600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： Pg = Pu + 10 log 600 Zx 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： b = kl f + 0.9 + ( I M + I N K：线型系数 35kV 线路 110 kV 线路 1.0 × 103 220 kV 线路 0.75 × 103 500 kV 线路