单边带电力线载波技术条件.docx

中华人民共和国国家标准

单边带电力线载波机技术条件         UDC 621.395.6
GB 7255—87
Specification for single sideband 
power-line carrier terminals

国家标准局1987-02-10批准                                1987-11-01实施

    本标准适用于在110kV及以上的超高压电力线上传输信息的单边带电力线载 波机(图1)。这种电力线载波机主要为电力系统调度运行传输电话与非电话业务信 号，一般是电话与非电话信号复用的(图2)，也可以是电话或非电话信号专用的。
    本标准规定了单边带电力线载波机的技术要求、测试方法、检验规则、包 装、运输和贮存要求等，并解释了有关的名词术语。

图1 电力线载波机有关设备示意图

图2 电力线载波机输入输出端示意图

1 名词术语
1.1 载波频率范围
在电力线上传输的载波信号全部频带。
    注：由国家主管部门批准。
1.2 基本载波频带
    在载波频率范围中划分的基本单元，即分配给一条单方向电力线载波通路的 频带。
1.3 标称载波频带
    一条具体的单方向电力线载波通路的频带，它的带宽等于基本载波频带或其 整数倍。
1.4 电话信号有效传输频带
    音频频带中传输电话信号所占用的频带。
1.5 非电话信号有效传输频带
    音频频带中传输电力系统运行所需要的非电话业务信号(包括数据传输、保护 信号及其他信号)所占用的频带，可以包括呼叫通路。
1.6 标称阻抗
    设计输入输出电路所取的阻抗值。
1.7 标称载波功率
    在载波输出端(图2的D点)终接标称阻抗值的电阻负载，设计该设备所取的 满足乱真输出要求的峰值包络功率值。
    注：峰值包络功率是调制包络线最高峰值处载波一周内的平均功率值。
1.8 乱真输出
    在标称载波频带以外，对传输信息无益的功率输出。包括谐波、寄生和互调 等产物，不包括标称载波频带边界上的中频载漏。
1.9 标称传输衰减
    一对载波机以阻抗匹配的无感衰减器连接，工作满足规定的技术要求时允许 的衰减标称值。
2 技术要求
    本章规定的技术要求，以试验室测试为基础。测试条件见3.1条。
2.1 载波机工作条件
2.1.1 大气条件
    环境温度：0～+45℃
    相对湿度：不大于80%(+25℃时)
    大气压力：86～105kPa
    载波机满足规定的技术要求。
2.1.2 直流电源
    直流电源电压标称值，一般为48V。蓄电池一般以正极接地。
    直流电源电压与标值相差-10%～+15%时，载波机满足规定的技术要求。在使 用铅酸电池情况下，直流电源电压与标称值相差+20%时，载波机能够工作。
2.1.3 交流电源
    交流电源电压标称值为220V，失真度不超过5%。
    交流电源电压与标称值相差±10%时，载波机满足规定的技术要求。
2.2 贮存条件
    载波机在运输及贮存过程中，当环境湿度为-25%～+65%时，不允许有任何损 坏。
2.3 载波频率范围
    40～500kHz。
2.4 基本载波频带
    4kHz；用户需要时，可以是2.5kHz。
2.5 标称阻抗和回波损耗
    载波输出端的标称阻抗为75Ω(不平衡式)；用户需要时，可以是150Ω(平衡 式)。在标称载波频带内，发信方向的回波损耗不小于10dB。
    电话及非电话信号的音频输入输出端的标称阻抗为600Ω(平衡式)。有效传输 频带内的回波损耗不小于14dB。
2.6 乱真输出
    乱真输出最高允许电平如图3所示。

图3 标称载波频带以外的乱真输出最高允许电平

    B—基本载波频带(4kHz、2.5kHz)；—标称载波频带；
—乱真输出 电平；—标称载波功率电平
    注：①标尺用于标称载波功率小于或等于40W的载波机。
        ②—标尺用于标称载波功率大于40W的载波机。
2.7 各种信号的载波电平
    电话、呼叫、导频、远动等各种信号的载波电平，一般按IEC663(1980)《单 边带电力线载波系统的设计》4.5.3条叙述的方法计算(见附录A)。
2.8 频率准确度
    载波机的载频实际值与标称值相差不应超过±20Hz。
    一对载波机发信端至收信端的音频信号频率偏差不应大于2Hz。
2.9 标称载波功率
    载波机标称载波功率及电平，采用以下系列值：
    5W/+37dBm，20W/+43dBm,100W/+50dBm。
2.10 标称传输衰减
    一般在35～45dB范围内选取。
2.11 选择性
    标称收信频带以外的干扰信号的衰减应满足下表要求：
2.12 电话信号有效传输频带
    电话信号有效传输频带一般采用以下三种：
    300～3400Hz
    300～2400Hz
    300～2000Hz
    在图2的A、A′点测得的，相对于800Hz的四线通路总衰减随频率变化的 允许限值如图4a、b、c所示。
    载波机内可配置适当的均衡器，通过调整达到要求。

图4 一对不用压扩器的电力线载波机
四线通路总衰减随频率变化的允许限值

2.13 电话信号电平
    四线端相对电平(图2的A、A′点)：
    发信：-14dBr
    收信：+4dBr
    或通路总衰减为0dBr时：
    发信：-3.5dBr
    收信：-3.5dBr
    二线端相对电平(图2的E点)：
    发信：0dBr
    收信：-7dBr
2.14 群时延失真
    在图2的B、B′点(或在电话通路用作数据传输的情况下，图2的A、′ 点)测得的群时延失真允许限值如图5a、b所示。

图5 在图2的B、B′点(或在电话通路用作数据传输的情况下，
在图2的A、A′点)测得的群时延真允许限值

2.15 自动增益控制特性
    载波信号的收信电平在自动增益控制范围内变化30dB时，音频信号输出电平 的变化不应大于1dB。
2.16 通路幅度特性
    一对不用压扩器和限幅器的电力线载波机，在图2的A、A′点测试电话通 路的总衰减，当输入电平在-10～0dBm0之间变化时，与0dBm0点的总衰减的偏 差不应超过±0.3dB，测试频率800Hz。
2.17 限幅作用
    电话通路的限幅器的限幅作用，在不用压扩器情况下，应于输入信号电平为-3 ～0dBm0时开始。当输入信号电平提高到+15dBm0时，载波信号输出电平不应超 过+3dBm0。输入信号应为正弦波，其频率位于300Hz和电话通路上限频率之间。
2.18 固有噪声
    在一对不用压扩器的电力线载波机的电话输出端(图2的A′点)测得的电话 加权噪声计电平不应超过-60dBm0p。测试时两机间不送任何信号。
2.19 近端及远端串音
    在一对不用压扩器的电力线载波机中，由一个或几个非电话信号引起的近端 及远端串音不应使电话通路的电话加权噪声计功率增加-60dBm0p以上。
2.20 串音衰减
    一对多路载波机中，各电话通路之间的串音衰减不应小于60dB。
2.21 电话通路非线性失真系数
    一对不用限幅器，用压扩器的载波机，在电话通路信号的频率为400Hz、电 平为0dBm0时，电话通路非线性失真系数不应大于5%。
2.22 呼叫脉冲畸变
    脉冲式呼叫信号，在速率10次/s，脉冲断续比60/40时，一对载波机的呼叫 通路的脉冲畸变，不应超过5ms。
2.23 呼叫信号的输入和输出
    呼叫通路在发信端(图2的C点)应通过没有电位的接点工作，在收信端(图2 的C′点)应提供没有电位的接点。
2.24 电源端子耐压
    直流电源端子对地绝缘时，电源端子并联对地应能承受直流500V电压1min 而不损坏。
    直流电源端子对地不绝缘时，非接地端子对地应能承受1000V1.2/50μs的冲 击电压而不损坏。
    交流电源端子并联对地应能承受工频2000V有效值电压1min而不损坏。
2.25 载波端子耐压
    载波输入输出端对地不绝缘时，非接地端子对地应能承受3000V1.2/50μs 的冲击电压而不损坏。
    载波输入输出端对地绝缘时，两个端子并联对地应能承受工频2000V有效值 电压1min而不损坏。
2.26 音频、呼叫及告警电路端子耐压
    音频、呼叫及告警电路不接地时，各端子并联对地应承受直流500V电压 1min而不损坏。
3 测试方法
3.1 测试条件
3.1.1 大气条件
    环境温度：+15～+35℃
    相对湿度：45%～75%
    大气压力：86～106kPa
3.1.2 载波机条件
    a.测试一对载波机时，两机间以足够功率容量的可变衰减器连接，衰减器的阻 抗与载波机的标称阻抗匹配，衰减值等于标称传输衰减值。
    b.调整好各点电平，音频输入输出端终接标称阻抗值电阻。
    c.除另有说明外，均不用限幅器及压扩器。

图6

3.1.3 测试仪表
    测试仪表应经国家二级计量单位检定合格。
3.2 回波损耗测试
    测试电路见图6，载波机不送任何信号。
    回波损耗反射桥N端接标称值标准电阻，X端开路，电平表指示电平设为 P1。
    X端接被测点，电平表指示电平设为P2。注意送入被测点的信号电平应约为 该点的标称电平。
    P1—P2(dB)即测试频率的回波损耗。在传输频带内的各频率点均应满足 2.5条要求。
3.3 乱真输出测试
    在图2的发信音频部分送入1kHz和3kHz音频信号，使每个信号的载波输出 电平比标称载波功率电平低6dB，除这两个信号外，载波机不送其他信号。
    用选频电平表选出标称载波频带以外的互调产物，应满足2.6条要求。
    注：①如其他频率产生的乱真输出电平更高，应改用该频率测试。
        ②测试时选频电平表应不过负荷。
3.4 频率准确度测试
    用计数式频率计测量发信、收信载频频率和800Hz测试信号的输入输出频 率，均应满足2.8条要求。
3.5 通路总衰减频率特性测试
    在一端机的图2A点送入0dBm0测试信号，用电平表在另一端机的图2A′ 点测量，在电话信号有效传输频带内依次测出各频率点电平值，各频率点的总衰 减与800Hz总衰减的差值应满足图4要求。
3.6 群时延失真测试
    用群时延失真仪在图2的B、B′点(或A、A′点)测通路的群时延失真， 测试电平为0dBm0。各频率点的群时延与其中最小时延的差值，应满足图5要 求。
3.7 自动增益控制特性测试
    在一端机的图2A点送入800Hz、0dBm0信号，用电平表在另一端机的图 2A′点测输出电平，当载波信号的收信电平在自动增益控制范围内变化30dB 时，电平表的指示变化应满足2.15条要求。
3.8 通路幅度特性测试
    测试电路见图7。

 图7

    衰减器1置于0dB，衰减器2置于10dB，在一端机的图2A点送入800Hz、 0dBm0信号，用电平表测量输出电平。
    将衰减器1的衰减值增加到10dB，改变衰减器2的衰减值，使电平表指示不 变，衰减器1的变化量与衰减器2的变化量的差值，应满足2.16条要求。
3.9 限幅作用测试
    投入限幅器，在图2的A点送入800Hz、0dBm0信号，停送其他任何信 号，用均方根值检波电平表在图2的D点测量载波输出电平，当输入电平增加 +15dBm0时，载波输出电平的增加应满足2.17条要求。
3.10 固有噪声测试
    两机间不送任何信号，用噪声计在图2的A′点测试电话加权噪声计电平， 应满足2.18条要求。
3.11 近端及远端串音测试
    两机间按不用压扩器的情况送入呼叫和非电话信号，用噪声计在图2的A′ 点测试电话通路因近端和远端串音引起的电话加权噪声计电平的增加，应满足 2.19条要求。
3.12 串音衰减测试
    一对多路载波机，不送任何信号，在一端机的一条电话通路的图2A点送入 800Hz、0dBm0信号，用噪声计在另一端机的另一条电话通路的图2A′点测试 因串音引起的电话加权噪声计功率的增加，不应超过-60dBm0p。
3.13 电话通路非线性失真系数测试
    投入压扩器，在一端机的图2A点送入400Hz、0dBm0信号，用失真仪在另 一端机的图2A′点测试电话通路非线性失真系数，应满足2.21条要求。
3.14 耐压试验
    耐压试验参照GB 311.2～311.6—83《高电压试验技术》进行。
3.15 环境试验
    试验室温度一般以0.7～1℃/min的速率升高或降低。
3.15.1 低温试验
    在25±2℃条件下，保温2h，经调整，测试各项指标应满足本标准技术要求。
    将试验室温度降低到0℃，保温8h，测试各项指标应满足本标准技术要求。
3.15.2 高温试验
    将试验室温度升高到+45℃，保温8h，测试各项指标应满足本标准技术要求。
3.15.3 贮存试验
    a.将试验室温度降低到-25℃，保温8h，再恢复到+25℃保温24h，经调整， 测试各项指标应满足本标准技术要求。
    b.将试验室温度升高到+65℃，保温8h，再恢复到+25℃保温24h，经调 整，测试各项指标应满足本标准技术要求。
3.16 运输试验
    电力线载波机按规定包装好后置于运输车上，不应重叠，载波机总重量约占 运输车自重三分之一。在三级公路上以20～30km/h的速度运行，运行距离不得 少于200km。
    经运输试验后，包装箱不应有较大变形和损坏；载波机不应有明显变形、松 脱、涂覆层剥落和机械损伤；经调整，测试各项指标应满足本标准技术要求。
4 检验规则
4.1 新研制的电力线载波机，应进行第3章所规定的各项试验。
4.2 定型生产的电力线载波机原则上每年进行一次环境试验，生产有连续性可两 年进行一次环境试验。电力线载波机进行重大设计、工艺改进后，应作整机或部 件环境试验。
附 录 A
电平信号的电平分配
(补 充 件)
    本附录提出了电力线载波机中各种信号的电平分配方法，是等效采用IEC 663(1980)《单边带电力线载波系统的设计》中有关规定制定的。
A.1 电平分配原则
    a.机内各种信号的输出电压的总和等于峰值包络功率相应的电压值；
    b.话音限幅器的限幅电平等于测试信号标称电平；
    c.各通路的线路噪声功率与通路噪声带宽成正比；
    d.呼叫及远动等各种非电话信号都采用移频键控调制；
    e.各通路的信号噪声比裕度相等；
    f.考虑压扩器对电话通路的改善作用；
    g.以50Bd移频键控通路为计算电平分配的参考通路。
    本方法不适用于在电力系统发生故障时发送的远方保护信号。
A.2 参考通路电平计算式

式中 ——参考通路的信号电平，dBm；
     ——载波机输出峰值包络功率电平，dBm；
     ——参考通路的噪声带宽，Hz；
     ——传输速率为i的远动通路数量；
     ——传输速率为i的远动通路噪声带宽，Hz；
     ——呼叫通路的噪声带宽，Hz；
     ——部分抑制载(导频)通路的噪声带宽，Hz；
     ——电话通路的噪声带宽，Hz；

式中 ——电话通路的最小信噪比，dB；
     ——非电话通路的最小信噪比，dB；
     ——压扩器的改善增益，dB。
    注：10expn=10n。
A.3 各种信号的输出电平
    传输速率为i的远动信号
    呼叫信号
    部分抑制载频(导频)信号
    电话测试信号
A.4 功率分配典型值举例

    A=10(不用压扩器，=0)
    A=1(用压扩器，=10)
    各通路电平值如下：

__________________

    附加说明：
    本标准由中华人民共和国水利电力部和中华人民共和国电子工业部提出。
    本标准由水利电力部南京自动化研究所归口。
    本标准由水利电力部南京自动化研究所和电子工业部南京有线电厂负责起。
    本标准主要起草人陈道远、黄绪熙、徐大伟、方朝彦、李顺、俞听烨。