一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法与流程

1.本发明涉及电子电器产品电磁兼容测试技术领域，特别涉及一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法。


背景技术：

2.继电保护、配网自动化终端、仪表、通信管理机、在线监测、智能终端等装置等含以太网口或串口通信产品在浪涌测试过程中需要连接辅助装置进行实时监控。
3.对于以太网口设备，现有方法一般是采用以太网线直接连接或经过交换机连接监测设备(如厂家自带的计算机后台监控软件或辅助监控装置)进行通信；对于串口设备，现有技术方法一般是采用屏蔽双绞线连接数据可双向互转的转换器(usb转rs-485/422)与监测设备(后台监控计算机进行通信或采用屏蔽双绞线连接辅助下行装置或辅助监控装置)。
4.对通信端口屏蔽线进行试验时，受试产品与地绝缘，浪涌直接施加在它的金属外壳，如果被测设备没有金属外壳时，浪涌则直接施加到被测设备侧的屏蔽电缆上，通信端口的终端即辅助设备端可靠接地。除通信端口外，所有与被测设备连接的端口都通过安全隔离变压器或合适的耦合去耦网络与地隔离。虽然与通信端口连接的辅助设备可靠接地，但是由于高等级浪涌干扰能量巨大，辅助设备极易损坏。现有技术在国家标准《gb/t 17626.5-2019电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》中，对于制造商规定大于10m的双端接地屏蔽线，长度l首选为20m，使用2ω源阻抗的浪涌信号发生器和18μf电容，如图1的试验配置进行干扰测试，该方法并没有对监测设备进一步的隔离，因此对监测设备的破坏力较大。
5.虽然现有技术可满足较低等级浪涌抗扰度测试，实现被测装置与辅助设备的正常连接。但是对于更高等级，为了保证被测设备及辅助设备不受浪涌脉冲冲击损害，只能采用试后复测的方式验证试验结果，无法保证试验结果的真实性、严谨性和有效性。
6.造成上述缺点的具体原因为：1、不同厂家的产品和辅助装置之间进行直连或通过以太网网络经交换机连接，交换机的各个以太网口外壳及机壳相连，不能有效隔离浪涌干扰。且辅助装置大多为便携式电脑或无浪涌保护器的通信裸板，进行浪涌干扰时有很大损坏的风险。2、厂家在研发及测试阶段，产品大多工作在不存在电磁兼容干扰环境下，特别是未考虑测试时对浪涌干扰下的需求，故浪涌干扰时选择的辅助装置抗干扰能力非常薄弱。3、长期以来，浪涌抗扰度条件下对屏蔽通信线的物理接口、传输介质技术存在瓶颈，未实现有效突破。4、没有效解决浪涌抗扰度条件下通信的可靠性、安全性。
7.因此，针对现有技术不足，提供一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法以解决现有技术不足甚为必要。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法。该用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法具有隔离高电压、防电磁
干扰、抗雷击等优点，从而提高通信的可靠性、安全性。
9.本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
10.提供一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法，在被测装置与监测设备之间通过以光纤作为通信介质的隔离通信模块进行信号传输。
11.优选的，上述隔离通信模块通过将所述被测装置的电信号转换成光信号，通过光纤光信号进行传输，然后再将光信号转换成电信号并发送至所述监测设备。
12.优选的，上述隔离通信模块设置有一对连接口和一对光电转换通信模块，将一对连接口对应定义为第一连接口和第二连接口，将一对光电转换通信模块对应定义为第一光电转换通信模块和第二光电转换通信模块。
13.优选的，上述第一连接口与被测装置信号连接，所述第一连接口与所述第一光电转换通信模块连接，所述第一光电转换通信模块与所述第二光电转换通信模块通过光纤信号连接，所述第二光电转换通信模块与所述第二连接口信号连接，所述第二连接口与所述监测设备信号连接。
14.优选的，上述隔离通信模块支持iec61850-mms通信协议、iec60870-5-101通信协议、iec60870-104通信协议或modbus通信协议中的至少一种。
15.优选的，上述连接口为rj45以太网接口或rs485串口中的至少一种。
16.每个所述光电转换通信模块均设置有tx接口和rx接口，所述第一光电转换通信模块的tx接口与所述第二光电转换通信模块的rx接口通过光纤进行通信传输，所述第一光电转换通信模块的rx接口与所述第二光电转换通信模块的tx接口通过光纤进行通信传输。
17.优选的，上述第一连接口通过双端屏蔽以太网线或者rs485通信线与被测装置进行信号传输。
18.优选的，上述第二连接口通过网线与所述监测设备信号连接。
19.被测装置与浪涌测试仪或者浪涌信号发生器连接。
20.优选的，上述监测设备为计算机或交换机。
21.优选的，上述连接口进行防雷保护。
22.优选的，上述光电转换通信模块的型号为ns577rs232/485/422串口光纤转换器或者10/100base-tx to 100base-fx fast ethernet converter htb-1100full/half duplex。
23.本发明的一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法,在被测装置与监测设备之间通过以光纤作为通信介质的隔离通信模块进行信号传输。该用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法具有隔离高电压、防电磁干扰、抗雷击等优点，从而提高通信的可靠性、安全性。本发明采用了光纤作为通信介质，从而有效隔离高电压、电磁干扰及抗雷击，保护了监测设备，从而为监测设备对被测装置进行全程监视提供可能。而且本发明使用光纤，从而具有远距离信号传输的优点。
附图说明
24.利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
25.图1为现有技术的浪涌抗扰度标准中用于屏蔽线的试验配置图。
26.图2为本发明的隔离施加方法的连接示意图。
27.图3为对比例的浪涌抗扰度标准中用于屏蔽线的试验配置图。
28.图4为实施例2的隔离施加方法的连接示意图。
29.在图1到4中，包括有：
30.被测装置100、
31.隔离通信模块200、连接口210、光电转换通信模块220、
32.监测设备300、
33.网络分析仪400、
34.浪涌测试仪/浪涌信号发生器500。
具体实施方式
35.结合以下实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
36.实施例1。
37.一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法，如图2所示，在被测装置100与监测设备300之间通过以光纤作为通信介质的隔离通信模块200进行信号传输。
38.隔离通信模块200通过将被测装置100的电信号转换成光信号，通过光纤光信号进行传输，然后再将光信号转换成电信号并发送至监测设备300。
39.需要说明的是，本发明的隔离通信模块200实现了电信号转光信号、光信号转电信号的背靠背转换，在中间链路的通信介质由光纤替代了电缆，从而实现对浪涌干扰的隔离，无惧浪涌干扰，同时还能实现通信信号的保真传输。因为光纤介质具有无限延长的优势，使光信号的传输距离远。
40.隔离通信模块200设置有一对连接口210和一对光电转换通信模块220，将一对连接口210对应定义为第一连接口210和第二连接口210，将一对光电转换通信模块220对应定义为第一光电转换通信模块220和第二光电转换通信模块220。第一连接口210与被测装置100信号连接，第一连接口210与第一光电转换通信模块220连接，第一光电转换通信模块220与第二光电转换通信模块220通过光纤信号连接，第二光电转换通信模块220与第二连接口210信号连接，第二连接口210与监测设备300信号连接。
41.需要说明的是，本发明的连接口210与光电转换通信模块220之间的通过光电转换电路进行光信号现电信号之间的转换，而这种光电转换电路为常规技术，本领域人员可以根据实际情况选择具体光电转换电路，在此不再一一累述。
42.隔离通信模块200支持iec61850-mms通信协议、iec60870-5-101通信协议、iec60870-104通信协议或modbus通信协议中的至少一种。连接口210为rj45以太网接口或rs485串口中的至少一种。
43.需要说明的是，对于继电保护、配网自动化终端、测控设备、测量仪表等含通信功能的产品在站控层通信上一般支持四种通信协议，iec61850-mms通信协议、iec60870-5-101通信协议、iec60870-104通信协议以及modbus通信协议。当本发明的通信协议为iec61850-mms时，连接口210则采用rj45接口；当为iec60870-101/104时，连接口210则采用rs485串口或rj45接口；当为modbus时，连接口210则采用rs485串口接口。
44.本发明隔离通信模块200通过上述四种通信协通过rj45以太网接口或rs485串口，
与被测设备进行通信，按照电磁兼容测试过程中对被测设备监控的需求进行通信连接，从而能评测浪涌干扰对通信端口测试过程中被测装置100的功能是否正常。
45.当连接口210为rj45接口时，能够支持平行线、交叉线自动识别，从而提升隔离通信模块200的通用性。本发明的连接口210的转换效率高，性能稳定，实现多种物理接口的自动识别，降低了接线调试的工作量。
46.当连接口210包括为rj45以太网接口和rs485串口时，本发明的隔离施加方法采用多种通信协议，通信协议能够自适应转换，从而实现了通信数据的透明传输。而且本发明的配合连接口210即插即用，并支持热插拔，从而实现全双工/半双工自动转换通信。在更换试验布置或试验场地时，无需对隔离通信模块200进行二次设置，提高测试效率。
47.每个光电转换通信模块220均设置有tx接口和rx接口，第一光电转换通信模块220的tx接口与第二光电转换通信模块220的rx接口通过光纤进行通信传输，第一光电转换通信模块220的rx接口与第二光电转换通信模块220的tx接口通过光纤进行通信传输。本发明的光电转换通信模块220的型号为ns577rs232/485/422串口光纤转换器或者10/100base-tx to 100base-fx fast ethernet converter htb-1100full/half duplex。本实施例的光电转换通信模块220具体为ns577 rs232/485/422串口光纤转换器。
48.第一连接口210通过双端屏蔽以太网线或者rs485通信线与被测装置100进行信号传输；第二连接口210通过网线与监测设备300信号连接。
49.被测装置100与浪涌测试仪500或者浪涌信号发生器500连接。监测设备300为计算机或交换机。
50.需要说明的是，本发明的监控设备作用是监测被测装置100的运行情况，读取被测设备中的数据。而且浪涌测试仪500或者浪涌信号发生器500用来对被测装置100施加干扰信号。
51.本发明的连接口210进行防雷保护，具体的防雷保护可以为接地或者其他防雷措施，本发明通过对连接口210进行防雷保护，从而更好地隔离浪涌干扰。
52.该用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法具有隔离高电压、防电磁干扰、抗雷击等优点，从而提高通信的可靠性、安全性。本发明采用了光纤作为通信介质，从而有效隔离高电压、电磁干扰及抗雷击，保护了监测设备300，从而为监测设备300对被测装置100进行全程监视提供可能。而且本发明使用光纤，从而具有远距离信号传输的优点。本发明的隔离通信模块200仅设置有一对连接口210和一对光电转换通信模块220，从而体积小巧，使用方便灵活，本发明的隔离施加方法还突破传统的电介质通信，实现通信传输的电气隔离。
53.对比例1。
54.对以太网交换机进行浪涌试验时，通信接口为rj45以太网接口，通信协议为iec 61850，依据国家标准《gb/t 14598.26-2015量度继电器和保护装置第26部分：电磁兼容要求》，被试装置和监测设备300(也称为辅助装置，具体为另一台交换机)按照现有技术进行连接，如图2。
55.在图2中，通过网络分析仪400经光纤通道向受试装置发送数据包，被试装置将接收的数据包经以太网线传输给监测设备，监测设备300将数据包经光纤通道传回网络分析仪400进行比较，发现监视数据传输过程中的丢包情况。对被测装置100以太网端口进行浪涌试验时，通信出现中断的现象，经检查监测设备300以太网端口损坏。
56.在本对比例中，浪涌干扰的传导途径为发生器输出端(图中未示出)
→
被试装置金属外壳
→
以太网线屏蔽层
→
监测设备300金属外壳
→
大地。浪涌脉冲电流在流经以太网线的屏蔽层时，由于屏蔽层和芯线之间的互感耦合，在以太网线的芯线上感应出一个较高的瞬态脉冲电压，导致了监测设备300以太网端口的损坏。实施例2。
57.基于如实施例1的一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法，对以太网交换机进行浪涌试验时，通信接口为rj45以太网接口，通信协议为iec 61850，依据国家标准《gb/t 14598.26-2015量度继电器和保护装置第26部分：电磁兼容要求》。
58.本实施例的连接口210为rj45以太网接口，通信协议为iec61850，同时监测设备300数据包经光纤通道传回网络分析仪400进行比较，如图3所示。
59.本实施例经光介质隔离后，可靠保护了监测设备300，并顺利完成了浪涌干扰试验。
60.实施例4。
61.基于如实施例1的一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法在三遥型馈线终端装置中的应用，该三遥型馈线终端装置具备三相电流、三相电压、频率、功率等数据测量功能。
62.本实施例的连接口210为rs485串口接口，通信协议为modbus规约，依据国家标准《dl/t 721-2013配电自动化远方终端》，在进行浪涌干扰中串口通信测试时，要求试验过程中通过监测设备300，具体为计算机后台软件监视三相电流、三相电压、频率、功率等数据。
63.本实施例实现了被测装置100试验过程中的全程监视，无需试验后复检。
64.实施例5。
65.基于如实施例1的一种用于屏蔽通信线浪涌测试的隔离施加方法在综合测控通信单元中的应用，该综合测控通信单元具备三相电流、三相电压、频率、功率等数据测量功能，并具备遥控、遥信等功能。
66.本实施例的连接口210为rs485串口接口和rj45以太网接口，通信协议为iec60870-101和iec60870-104，依据国家标准《gb/t13729-2019远动终端设备》，在进行浪涌干扰中串口通信及以太网口通信测试时，要求试验过程中通过监测设备300，具体为计算机后台软件监视三相电流、三相电压、频率、功率等数据，并监视遥信变位信息。
67.本实施例实现了被测装置100试验过程中的全程监视，无需试验后复检。
68.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。