专利名称：直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置及方法
技术领域：
本发明涉及高压输变电工程电磁兼容技术领域，具体地指一种直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置及方法。
背景技术：
直流输电线路在正常运行时会产生大量音频范围内的谐波电压和谐波电流，通过感性和阻性耦合会在附近音频电话回路中产生杂音，降低通话质量。70年代以来，普遍采用“等效干扰电流”值作为限制直流谐波水平的标准，由于人耳对12 24次特征谐波频率之间的声音最敏感，故我国参考频率取800Hz。等效干扰电流限制标准的制定受以下因素的影响1)通信部门允许的由直流输电线路引起的电话回路中杂音电动势限制值；2)直流输电线路与电话回路的接近情况；3)受影响的电话回路数量和类型；4)受干扰的电话回路沿线的土壤电阻率。同时，对等效干扰电流数值限制过严会导致直流滤波器造价过高。 在高压直流输电技术发展的早期，直流系统对通信系统形成潜在干扰的问题表现得比较严重，这是因为70-80年代世界范围包括我国还广泛使用长途架空明线所组成的主干网络传输音频电话信号，对外界干扰十分敏感，因此在这一时期所制定的直流谐波水平限值比较严格。但是从80年代后期开始电信技术发生了飞跃发展，由光纤通信和数字通信为代表的新一代通信网络以其容量大，抗干扰能力强等优点迅速得到普及，特别以我国的发展最为世界瞩目，在90年代后期基本形成了以光纤为主干网，以数字通信为主的通信网络，架空明线等老一代通信线路已被淘汰，因此现在重新审视直流输电系统对通信系统的影响，研究在早期制定并延续至今的直流谐波水平限值是否适用于当前状况是十分必要的。目前这项研究一般在室外的现场进行，研究成本较高，另外受现场温度、湿度等影响，室外研究的精度也难以得到保证。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置及方法，该装置和方法将实际现场才能开展的直流输电线路谐波对通信线路杂音影响的研究工作集中在实验室完成，降低了研究成本，提闻了研究结果的精度。为实现此目的，本发明所设计的直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置，其特征在于它包括电波暗室、布置在电波暗室内的双绞电话线、铜导线、谐波发生器、电阻R1、电话机和交换器，其中，所述铜导线的两端均与谐波发生器连接，所述电阻Rl串联在铜导线上，所述双绞电话线的一端连接电话机，双绞电话线的另一端连接交换器，所述交换器还连接有设置在电波暗室外的远端电话机，它还包括用于在测试时替换电话机和远端电话机的两个无感电阻，及用于分别测试两个无感电阻等效杂音电动势的两个杂音计。所述铜导线中的一段与双绞电话线中的一段平行。所述铜导线和双绞电话线的平行段长度均为8 12m。所述铜导线和双绞电话线的平行段之间的间距为2(T50cm。
所述电阻Rl的阻值为I欧姆，功率为50W，所述无感电阻的阻值为600欧姆。一种利用上述直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置的测试方法，它包括如下步骤步骤I)操作电话机拨通远端电话机形成一个通话回路；步骤2)将电话机和远端电话机在保持通话的状况下分别用一个无感电阻取代；步骤3)通过谐波发生器在铜导线回路上产生一个谐波电流，所述电阻Rl用于限制谐波电流；步骤4)所述与铜导线平行的一段双绞电话线感应铜导线上产生的杂音电动势； 步骤5)使用杂音计测试两个无感电阻上的等效杂音电动势，然后用电话机和远端电话机替换上述两个无感电阻，并测试此时电话机和远端电话机的通话效果；步骤6)再用两个无感电阻取代电话机和远端电话机，控制谐波发生器产生另一个谐波电流，并通过杂音计测试不同谐波电流干扰下两个无感电阻产生的等效杂音电动势，最后用电话机和远端电话机替换上述两个无感电阻，并测试此时不同谐波电流干扰下电话机和远端电话机的通话效果，即完成了直流输电线路谐波对通信线路杂音影响的测试。所述步骤6)后还包括步骤7):将双绞电话线的两线分开，分开的两线平行布置，分开的两线之间的距离为0. 4^0. 6m，用两个无感电阻取代电话机和远端电话机，在通过杂音计测试此时两个无感电阻产生的等效杂音电动势，再用电话机和远端电话机替换两个无感电阻，并测试此时双绞电话线两线分开后电话机和远端电话机的通话效果。所述步骤2)、步骤6)以及步骤7)中的取代方法是先将电话机和远端电话机在保持通话的状况下分别用一个无感电阻并联在电话机和远端电话机上，然后拔下电话机和远端电话机；所述步骤5)、步骤6)以及步骤7)中的替换方法是先将电话机和远端电话机分别并联在两个无感电阻两端，然后取下无感电阻。所述谐波发生器产生(T5KHZ的谐波，该谐波发生器在铜导线回路上最大能产生IOA的800HZ的谐波电流。本发明通过在电波暗室内设置双绞电话线、铜导线、谐波发生器、电阻R1、电话机、交换器、无感电阻和杂音计，实现了在室内进行直流输电线路谐波对通信线路杂音影响的测试，降低了测试实验的成本，提高了研究结果的精度。另外，本装置和方法可用来验证双导体间互阻抗计算方法的适用性；验证加装屏蔽线的屏蔽效果；考察当前技术水平下电话回路的敏感系数；考察不同电话杂音电动势水平下人的主观感受。
图1为本发明的结构框图；图2为本发明中增加电话回路敏感系数后的结构框图。其中，I —电波暗室、2—双纟父电话线、3—铜导线、4一谐波发生器、5 —电话机、6—交换器、7—远端电话机、8—无感电阻、9 一杂音计。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明图中I所示的直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置，它包括电波暗室1、布置在电波暗室I内的双绞电话线2、铜导线3、谐波发生器4、电阻R1、电话机5和交换器6，其中，铜导线3的两端均与谐波发生器4连接，所述电阻Rl串联在铜导线3上，双绞电话线2的一端连接电话机5，双绞电话线2的另一端连接交换器6，交换器6还连接有设置在电波暗室I外的远端电话机7，它还包括用于在测试时替换电话机5和远端电话机7的两个无感电阻8，及用于分别测试两个无感电阻8等效杂音电动势的两个杂音计9。上述技术方案中，电波暗室I具有优良的屏蔽效能，可以完全排除外界电磁波干扰，并且通过在墙壁加装吸波材料有效的防止电磁波的反射，从而模拟在开阔场地的电磁波传播过程。上述技术方案中，铜导线3中的一段与双绞电话线2中的一段平行。上述技术方案中，铜导线3和双绞电话线2的平行段长度均为8 12m。上述技术方案中，所述铜导线3和双绞电话线2的平行段之间的间距为2(T50cm。上述技术方案中，电阻Rl的阻值为I欧姆，功率为50W，无感电阻8的阻值为600欧姆。一种利用上述直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置的测试方法，它包括如下步骤步骤I)操作电话机5拨通远端电话机7形成一个通话回路；步骤2)将电话机5和远端电话机7在保持通话的状况下分别用一个无感电阻8取代；步骤3)通过谐波发生器4在铜导线3回路上产生一个谐波电流，电阻Rl用于限制谐波电流；步骤4)所述与铜导线3平行的一段双绞电话线2感应铜导线3上产生的杂音电动势；步骤5)使用杂音计9测试两个无感电阻8上的等效杂音电动势，然后用电话机5和远端电话机7替换上述两个无感电阻8，并测试此时电话机5和远端电话机7的通话效果;步骤6)再用两个无感电阻8取代电话机5和远端电话机7，控制谐波发生器4产生另一个谐波电流，并通过杂音计9测试不同谐波电流干扰下两个无感电阻8产生的等效杂音电动势，最后用电话机5和远端电话机7替换上述两个无感电阻8，并测试此时不同谐波电流干扰下电话机5和远端电话机7的通话效果，即完成了直流输电线路谐波对通信线路杂音影响的测试。上述技术方案中，由于实验现场所架设的模拟线路长度有限，在实际电话回路敏感度很高的情况下无法在电话回路上感应出人耳能感受的杂音电动势，此时可采用以下步骤增加电话回路敏感系数。所述步骤6)后还包括步骤7):将双绞电话线2的两线分开，分开的两线平行布置，分开的两线之间的距离为0. 4^0. 6m，用两个无感电阻8取代电话机5和远端电话机7，在通过杂音计9测试此时两个无感电阻8产生的等效杂音电动势，再用电话机5和远端电话机7替换两个无感电阻8，并测试此时双绞电话线2 两线分开后电话机5和远端电话机7的通话效果，如图2所示。通过上述步骤在使用相对较小的800Hz电流时就可以在电话端感应出较大的杂音电动势，更好的模拟出不同场合下直流输电线路谐波对通信线路杂音的影响。
所述步骤2)、步骤6)以及步骤7)中的取代方法是先将电话机和远端电话机在保持通话的状况下分别用一个无感电阻并联在电话机和远端电话机上，然后拔下电话机和远端电话机；所述步骤5)、步骤6)以及步骤7)中的替换方法是先将电话机和远端电话机分别并联在两个无感电阻两端，然后取下无感电阻。上述技术方案中，谐波发生器4产生(T5KHZ的谐波，谐波发生器4的容量为5千瓦，该谐波发生器4在铜导线3回路上最大能产生IOA的800HZ的谐波电流。上述技术方案中的通话效果测试方法是选择多名被测者使用被干扰电话与远方 电话进行通话，并进行主观通话效果统计，同时对各杂音电动势下的通话进行录音。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置，其特征在于它包括电波暗室(I)、布置在电波暗室(I)内的双绞电话线(2)、铜导线(3)、谐波发生器(4)、电阻R1、电话机(5)和交换器(6)，其中，所述铜导线(3)的两端均与谐波发生器(4)连接，所述电阻Rl串联在铜导线(3)上，所述双绞电话线(2)的一端连接电话机(5)，双绞电话线(2)的另一端连接交换器(6 )，所述交换器(6 )还连接有设置在电波暗室(I)外的远端电话机(7 )，它还包括用于在测试时替换电话机(5)和远端电话机(7)的两个无感电阻(8)，及用于分别测试两个无感电阻(8)等效杂音电动势的两个杂音计(9)。
2.根据权利要求1所述的直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置，其特征在于所述铜导线(3)中的一段与双绞电话线(2)中的一段平行。
3.根据权利要求2所述的直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置，其特征在于所述铜导线(3)和双绞电话线(2)的平行段长度均为8 12m。
4.根据权利要求2或3所述的直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置，其特征在于所述铜导线(3)和双绞电话线(2)的平行段之间的间距为2(T50cm。
5.根据权利要求1所述的直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置，其特征在于所述电阻Rl的阻值为I欧姆，功率为50W，所述无感电阻(8)的阻值为600欧姆。
6.一种利用权利要求1所述的直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置的测试方法，其特征在于，它包括如下步骤 步骤I)操作电话机(5)拨通远端电话机(7)形成一个通话回路； 步骤2)将电话机(5)和远端电话机(7)在保持通话的状况下分别用一个无感电阻(8)取代； 步骤3)通过谐波发生器(4)在铜导线(3)回路上产生一个谐波电流，所述电阻Rl用于限制谐波电流； 步骤4)所述与铜导线(3)平行的一段双绞电话线(2)感应铜导线(3)上产生的杂音电动势； 步骤5)使用杂音计(9)测试两个无感电阻(8)上的等效杂音电动势，然后用电话机(5)和远端电话机(7)替换上述两个无感电阻(8)，并测试此时电话机(5)和远端电话机(7)的通话效果； 步骤6)再用两个无感电阻(8)取代电话机(5)和远端电话机(7)，控制谐波发生器(4)产生另一个谐波电流，并通过杂音计(9)测试不同谐波电流干扰下两个无感电阻(8)产生的等效杂音电动势，最后用电话机(5)和远端电话机(7)替换上述两个无感电阻(8)，并测试此时不同谐波电流干扰下电话机(5)和远端电话机(7)的通话效果，即完成了直流输电线路谐波对通信线路杂音影响的测试。
7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于所述步骤6)后还包括步骤7):将双绞电话线(2)的两线分开，分开的两线平行布置，分开的两线之间的距离为O. Γ0. 6m，用两个无感电阻(8 )取代电话机(5 )和远端电话机(7 )，在通过杂音计(9 )测试此时两个无感电阻(8)产生的等效杂音电动势，再用电话机(5)和远端电话机(7)替换两个无感电阻(8)，并测试此时双绞电话线(2 )两线分开后电话机(5 )和远端电话机(7 )的通话效果。
8.根据权利要求6或7所述的测试方法，其特征在于所述步骤2)、步骤6)以及步骤7)中的取代方法是先将电话机和远端电话机在保持通话的状况下分别用一个无感电阻并联在电话机和远端电话机上，然后拔下电话机和远端电话机；所述步骤5)、步骤6)以及步骤7)中的替换方法是先将电话机和远端电话机分别并联在两个无感电阻两端，然后取下无感电阻。
9.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于所述谐波发生器(4)产生(Γ5ΚΗΖ的谐波，该谐波发生器(4)在铜导线(3)回路上最大能产生IOA的800HZ的谐波电流。
全文摘要
本发明所设计的一种直流输电线路谐波对通信线路杂音影响测试装置，它包括电波暗室、布置在电波暗室内的双绞电话线、铜导线、谐波发生器、电阻R1、电话机和交换器，铜导线的两端均与谐波发生器连接，电阻R1串联在铜导线上，双绞电话线的一端连接电话机，双绞电话线的另一端连接交换器，交换器还连接有设置在电波暗室外的远端电话机，它还包括用于在测试时替换电话机和远端电话机的两个无感电阻，及用于分别测试两个无感电阻等效杂音电动势的两个杂音计。本发明实现了在室内进行直流输电线路谐波对通信线路杂音影响的测试，降低了测试实验的成本，提高了研究结果的精度。
文档编号H04B17/00GK103023532SQ20121056316
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者干喆渊, 邬雄, 周兵, 李妮, 倪园, 陈豫朝, 裴春明, 万浩 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司