摘 要 隨著電力事業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到電力線載波通信技術(shù)中，同時(shí)，電力數(shù)字載波設(shè)備也越來越完善。介紹了電力數(shù)字載波設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，調(diào)制調(diào)解技術(shù)，以及電力載波設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用；闡述了電力數(shù)字載波設(shè)備語音質(zhì)量，允許信噪比，亂真輸出等技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)；分析了電力數(shù)字載波設(shè)備通信工程驗(yàn)收的范圍，設(shè)備安裝的驗(yàn)收以及工程驗(yàn)收的組織與管理。

關(guān)鍵詞 電力數(shù)字載波設(shè)備；檢測(cè)；工程驗(yàn)收

中圖分類號(hào) TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)062-0182-02

作為電力系統(tǒng)中傳遞數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)語音信號(hào)的通信方式，電力線載波由于具有建設(shè)成本低，建設(shè)周期短等優(yōu)勢(shì)，電力線載波無疑是非常重要通信形式之一。其中，數(shù)字化電力載波機(jī)是目前應(yīng)用最廣的電力數(shù)字載波設(shè)備。

1 電力數(shù)字載波設(shè)備技術(shù)概述

1.1 電力數(shù)字載波設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)

電力數(shù)字載波設(shè)備當(dāng)在電力系統(tǒng)載波通道存在各種諸如電暈放電噪聲，脈沖型噪聲等干擾信號(hào)時(shí)，通過糾錯(cuò)編碼措施，將信號(hào)進(jìn)行低錯(cuò)誤率的傳輸；電力數(shù)字載波設(shè)備利用高頻調(diào)制解頻技術(shù)，使得頻率的利用率得到了提高，從而使得在指定的4 kHz，8 kHz等標(biāo)準(zhǔn)頻帶內(nèi)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)穩(wěn)定輸送；電力數(shù)字載波設(shè)備利用了自適應(yīng)均衡技術(shù)，通過定時(shí)，自動(dòng)，預(yù)制，手動(dòng)方式，將電力載波通道由于受到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，天氣原因，隔離開關(guān)以及相鄰電力線載波設(shè)備通道造成的信號(hào)傳輸失真等問題進(jìn)行補(bǔ)償，從而使得信息編碼之間的串?dāng)_降低；電力數(shù)字載波設(shè)備由于采用了數(shù)字復(fù)接技術(shù)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在一定信噪比內(nèi)的多路數(shù)據(jù)，語音，圖象等信號(hào)的傳遞；電力數(shù)字載波設(shè)備通過網(wǎng)管技術(shù)，儲(chǔ)存，記錄以及調(diào)整包括遠(yuǎn)程設(shè)備，本地設(shè)備，載波通信網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備的信號(hào)；電力數(shù)字載波設(shè)備利用高速CPLD，ROM，DSP，A/D，SDRAM，D/A，F(xiàn)PGA等大規(guī)模集成電路器件的硬件，采用先進(jìn)的軟件無線電技術(shù)，從而使得電力數(shù)字載波設(shè)備的可靠性與穩(wěn)定性都得到提高。

1.2 電力數(shù)字載波設(shè)備調(diào)制解調(diào)技術(shù)

電力數(shù)字載波設(shè)備調(diào)制解調(diào)技術(shù)主要包括以下幾種形式：①M(fèi)QAM，多電平正交幅度調(diào)制。通常用來進(jìn)行多電平單載波數(shù)字調(diào)制，具有兩個(gè)正交調(diào)制信號(hào)I以及在半徑為A的園內(nèi)均勻分布呈正方形形式的矢量端點(diǎn)。其調(diào)制信號(hào)為SQAM（t）=mI（t）cos（wct）+mQ（t）sin（wct）；②MPSK，多相位相移鍵控，作為較為廣泛應(yīng)用的數(shù)字調(diào)制形式之一，電力數(shù)字載波設(shè)備的正交調(diào)制信號(hào)相互依存，是MPSK調(diào)制的特征；③TCM，格柵編碼調(diào)制。作為結(jié)合了調(diào)制和編碼技術(shù)的新的調(diào)制技術(shù)，在差錯(cuò)編碼控制時(shí)，編碼的發(fā)送與調(diào)制單獨(dú)進(jìn)行，同時(shí)，在接收時(shí)同樣分開進(jìn)行解碼與解調(diào)。由于TCM將糾錯(cuò)編碼和調(diào)制解碼結(jié)合在一起，因此，進(jìn)行整體設(shè)計(jì)提高了信號(hào)傳遞的效率。實(shí)際工程中，通常采用將QAM和卷積相結(jié)合的調(diào)制技術(shù)；④OFDM，正交頻分復(fù)用。OPDM核心技術(shù)是將預(yù)編碼串行數(shù)據(jù)流通過串聯(lián)或者并聯(lián)的變化，轉(zhuǎn)變成為若干組低速進(jìn)行的數(shù)據(jù)流，同時(shí)對(duì)頻率相同的若干正交子載波調(diào)制，調(diào)制后，這些指標(biāo)信號(hào)經(jīng)過重合疊加被送入信號(hào)通道，從而完成調(diào)制。在整個(gè)符號(hào)周期中，子載波保持了頻譜正交的特征，因此雖然子載波信號(hào)存在重疊，但是接收時(shí)不會(huì)失真。OFDM具有提高信號(hào)傳輸速率，頻帶利用率高的優(yōu)勢(shì)。

作為常用的數(shù)字通信系統(tǒng)調(diào)解技術(shù)，多電平正交振幅調(diào)制的抗噪聲能力強(qiáng)，帶寬利用率高，尤其是M超過8時(shí)，其優(yōu)越性高于多相位相移鍵控調(diào)制，然而接收端相位，頻譜要求嚴(yán)格，電路復(fù)雜；在8 kHz，16 kHz，32 kHz等頻帶比較寬的調(diào)解系統(tǒng)中，選擇正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)。隨著電力數(shù)字載波標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，正交頻分復(fù)用調(diào)制方式已經(jīng)不限制在4 kHz，應(yīng)用越來越廣泛。

目前，實(shí)際工程應(yīng)用中，基于限制8 kHz或者4 kHz，因此，通常選擇QAM和卷積碼相結(jié)合的格柵編碼調(diào)制技術(shù)。

1.3 電力數(shù)字載波設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

目前電力載波通道頻帶窄，干擾多，對(duì)于信號(hào)可靠性要求越來越高，電力數(shù)字載波設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)得到在以下方面得到了廣泛應(yīng)用。①電力數(shù)字載波語音編碼壓縮技術(shù)的應(yīng)用。利用電力數(shù)字將語音信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，這樣就能夠使得信號(hào)的存儲(chǔ)空間以及信號(hào)傳輸?shù)谋忍芈式档?。?duì)數(shù)字化的語音信號(hào)進(jìn)行編碼技術(shù)處理。由于電力數(shù)字載波設(shè)備不通過語言編碼技術(shù)，就不能實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)和多路語音的傳輸，因此，電力數(shù)字載波設(shè)備中實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)和語音傳輸?shù)年P(guān)鍵是語言編碼的壓縮?；旌暇幋a，波形編碼以及參數(shù)編碼是語言編碼壓縮技術(shù)常用的方式。②電力數(shù)字載波設(shè)備的自適應(yīng)均衡技術(shù)的應(yīng)用。由于電路線路結(jié)構(gòu)，相鄰頻段的設(shè)備運(yùn)行情況，電力線路中開關(guān)，以及外界天氣都對(duì)電力載波通道的傳輸造成影響，事實(shí)上，作為變參數(shù)通道，電力載波通道之間存在編碼串?dāng)_的問題，因此，需要在載波通道接受時(shí)進(jìn)行幅度補(bǔ)償，通過均衡技術(shù)避免編碼之間的干擾。時(shí)頻均衡和頻域均衡是均衡技術(shù)常用的方式。時(shí)頻均衡基于時(shí)間響應(yīng)，在系統(tǒng)內(nèi)造成沖激響應(yīng)，從而使無碼干擾條件得到滿足；頻域均衡主要是對(duì)群延時(shí)性以及幅頻特征進(jìn)行矯正。③電力數(shù)字載波設(shè)備差錯(cuò)控制編碼技術(shù)的應(yīng)用。電力載波通道中存在著由于電暈放電造成的白色噪聲干擾以及由于雷電，開關(guān)操作等突發(fā)脈沖引起的干擾噪聲。這樣就會(huì)造成電力載波通道中無碼率增加，因此，必須進(jìn)行糾錯(cuò)編碼技術(shù)處理。差錯(cuò)控制核心技術(shù)為對(duì)于傳送數(shù)據(jù)序列的發(fā)送端，根據(jù)相應(yīng)的部門規(guī)律增加多余的編碼，將不相關(guān)的數(shù)據(jù)序列改變成相關(guān)數(shù)據(jù)序列。這樣當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，編碼器能夠?qū)﹀e(cuò)誤進(jìn)行自行糾正。④電力數(shù)字載波設(shè)備回波抵消技術(shù)。數(shù)字載波通道中采用自適應(yīng)噪聲的對(duì)消技術(shù)，對(duì)回波進(jìn)行抵消。通過回波抵消，對(duì)發(fā)端，收端，遠(yuǎn)端返送的回聲干擾等進(jìn)行有效的消除，從而使得頻帶的利用率提高。

2 電力數(shù)字載波設(shè)備檢測(cè)

由于國(guó)內(nèi)外對(duì)電力數(shù)字載波設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)尚不十分完善，因此，基于電力數(shù)字載波設(shè)備的的特征，從語音質(zhì)量，允許信噪比，亂真輸出評(píng)價(jià)等方面對(duì)電力數(shù)字載波設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。

2.1 電力數(shù)字載波設(shè)備的語音質(zhì)量

電力數(shù)字載波設(shè)備中系統(tǒng)輸出的語音質(zhì)量是衡量通信系統(tǒng)優(yōu)劣性能的重要指標(biāo)之一。在電力系統(tǒng)中，電力數(shù)字載波設(shè)備能夠進(jìn)行調(diào)度，維護(hù)等傳輸電話，進(jìn)行遠(yuǎn)方信號(hào)，符合控制等信號(hào)的通信，因此，語音質(zhì)量無疑是至關(guān)重要的。對(duì)于通信系統(tǒng)中語音質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要有清晰度，自然度以及可懂度等指標(biāo)。通過主觀評(píng)估以及客觀評(píng)估的方式，對(duì)通信系統(tǒng)的語音質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。

根據(jù)我國(guó)國(guó)標(biāo)GB/T7255-1998單邊帶電力線載波機(jī)語音質(zhì)量考核方式對(duì)傳統(tǒng)高壓電力載波系統(tǒng)語音質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，傳統(tǒng)的電力線載波機(jī)語音評(píng)價(jià)技術(shù)由于評(píng)價(jià)指標(biāo)為頻帶在300 Hz-3400 Hz以及300 Hz-2000 Hz的幅頻內(nèi)，因此不適用于電力數(shù)字載波設(shè)備語音質(zhì)量的評(píng)價(jià)。電力數(shù)字載波設(shè)備采用的是TCM和QAM相結(jié)合的方式，通過壓縮不同速度的語音，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)多級(jí)的數(shù)字進(jìn)行濾波，通過回波抵消以及DSP技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，從而使得系統(tǒng)的可靠性得到了非常大的提升，目前，電力數(shù)字載波設(shè)備語音質(zhì)量的評(píng)價(jià)通過人語自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。

2.2 電力數(shù)字載波設(shè)備的允許信噪比

實(shí)際應(yīng)用的電力數(shù)字載波設(shè)備基本都實(shí)現(xiàn)了多路復(fù)用傳輸，而系統(tǒng)通道中一旦存在線路噪聲大的問題，那么電力數(shù)字載波設(shè)備的正常工作將受到影響，甚至僅僅進(jìn)行單路信號(hào)的傳輸，從而使得的電力數(shù)字載波設(shè)備的資源利用率不高。因此，必須進(jìn)行明確在數(shù)據(jù)傳輸獨(dú)立和比特差一定時(shí)，電力數(shù)字載波設(shè)備接收機(jī)實(shí)際接收頻帶的噪聲干擾電平和規(guī)定的平均功率電平的最小值，也就是允許信噪比。

檢測(cè)允許信噪比時(shí)通過高斯白噪聲進(jìn)行測(cè)試。檢測(cè)允許信噪比時(shí)如果噪聲信號(hào)輸出電平不能使得電力數(shù)字載波設(shè)備產(chǎn)生無碼，則采用阻抗橋法，把信號(hào)直接耦合到載波設(shè)備。我國(guó)國(guó)標(biāo)中規(guī)定，載波設(shè)備中電話通路以及遠(yuǎn)動(dòng)通路中的允許信噪比是26 dB與16 dB，因此，為了使得載波設(shè)備信號(hào)傳遞的可靠性得到保障，將電力數(shù)字載波設(shè)備的最小信噪比控制在21 dB-26 dB范圍內(nèi)，從而確保電力數(shù)字載波設(shè)備輸出端信號(hào)信噪比得到提高。

2.3 電力數(shù)字載波設(shè)備的亂真輸出

在電力載波設(shè)備的信號(hào)輸出與質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，電力數(shù)字設(shè)備的亂真輸出是非常重要的指標(biāo)。當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻帶之外一個(gè)或者幾個(gè)頻率進(jìn)行功率輸出時(shí)，如果頻率相同，那么信號(hào)就按照原始頻率進(jìn)行輸出，但是實(shí)際中由于線路中存在著各種干擾，因此輸出是非線性的，出現(xiàn)了不同頻率之間的相互組合，從而造成了通信信號(hào)傳輸?shù)氖д妗Ｊ聦?shí)上，作為電力數(shù)字載波設(shè)備整體評(píng)價(jià)的指標(biāo)，亂真輸出也是對(duì)設(shè)備調(diào)制解調(diào)，線路濾波等性能的綜合反映。如果電力載波設(shè)備的亂真輸出不合格，那么就會(huì)造成信號(hào)還原質(zhì)量差，從而影響設(shè)備的運(yùn)行，造成非常大的損失。

對(duì)電力數(shù)字載波設(shè)備的亂真輸出進(jìn)行檢驗(yàn)，通常通過在功率放大處將信號(hào)處理部分?jǐn)嚅_，而將兩個(gè)等幅正弦信號(hào)加在功率放大部分之前，在載波輸出端進(jìn)行亂真輸出的檢測(cè)；或者，對(duì)載波標(biāo)準(zhǔn)頻帶之外直接通過頻譜分析儀進(jìn)行亂真信號(hào)的檢測(cè)。目前由于電力數(shù)字載波設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，因此，大部分電力數(shù)字載波機(jī)的亂真輸出測(cè)試通過第一種方式進(jìn)行；然而，通過直接通過頻譜分析儀進(jìn)行亂真信號(hào)的檢測(cè)更能對(duì)設(shè)備實(shí)際工作情況進(jìn)行反映，因此，這種方法更加準(zhǔn)確，是今后電力數(shù)字載波設(shè)備亂真輸出檢測(cè)方法的發(fā)展方向。

3 電力數(shù)字載波設(shè)備通信工程驗(yàn)收

3.1 電力數(shù)字載波通信工程驗(yàn)收范圍

隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展，電力建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，工程建設(shè)任務(wù)日益加重，因此，對(duì)電力工程驗(yàn)收的要求也越來越高。當(dāng)前，我國(guó)電力行業(yè)載波通信工程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還不十分完善，基于國(guó)家電網(wǎng)對(duì)高壓數(shù)字電力線載波通信工程評(píng)估的規(guī)定，電力數(shù)字載波通信工程驗(yàn)收主要包括驗(yàn)收工程質(zhì)量是不是達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)范的要求；電力數(shù)字載波設(shè)備安裝，電路設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)能否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范的要求；施工部門提交的資料，配件，文件等是否完全及達(dá)到要求；設(shè)計(jì)規(guī)定的儀表等是不是齊全。系統(tǒng)完整的驗(yàn)收一套電力數(shù)字載波通信工程，對(duì)于線路工程施工，線路的隱蔽工程施工等需要進(jìn)行隨時(shí)驗(yàn)收，隱蔽工程需要進(jìn)行記錄和拍照；對(duì)于其他工程施工則可以采用竣工驗(yàn)收的方式。

3.2 電力數(shù)字載波通信設(shè)備安裝工程驗(yàn)收

對(duì)于電力數(shù)字載波通信設(shè)備安裝工程的驗(yàn)收，包括了隨工驗(yàn)收，預(yù)驗(yàn)收以及竣工驗(yàn)收。對(duì)設(shè)備進(jìn)行開箱檢驗(yàn)，檢查設(shè)備的安裝質(zhì)量，測(cè)試單機(jī)的技術(shù)指標(biāo)都在隨工驗(yàn)收階段；檢查電力數(shù)字載波通信系統(tǒng)的功能，測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)工程的文件進(jìn)行檢查則都屬于預(yù)驗(yàn)收階段；竣工驗(yàn)收則涵蓋了抽查電力載波通信設(shè)備安裝工程的功能，復(fù)核抽測(cè)重要指標(biāo)，移交工程的文件。

電力數(shù)字載波通信設(shè)備安裝工程竣工驗(yàn)收的文件包括竣工圖紙，包括通道設(shè)備在內(nèi)的設(shè)備圖紙，載波電力接入情況表，載波設(shè)備接口設(shè)備參數(shù)設(shè)置記錄表；對(duì)于遠(yuǎn)動(dòng)電路，應(yīng)該將電路作為工程驗(yàn)收的單位，驗(yàn)收通道工程以及載波通信設(shè)備安裝工程；驗(yàn)收電力載波設(shè)備安裝實(shí)際電力系統(tǒng)圖，實(shí)際平面圖以及隨工程檢測(cè)的各種記錄。

包括電源設(shè)備，通信設(shè)備在內(nèi)的設(shè)備接地應(yīng)該符合國(guó)家有關(guān)防雷以及過電壓安全的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 的規(guī)定，而對(duì)于新建設(shè)的電力通信站通過聯(lián)合接地裝置進(jìn)行接地。各種接地連接應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，接地體要與接地引線通過焊接的方式進(jìn)行固定，同時(shí)，在焊縫處必須進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)。

3.3 電力數(shù)字載波通信工程驗(yàn)收組織及管理

國(guó)家相關(guān)部門根據(jù)國(guó)家以及電力行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)規(guī)范書等對(duì)電力數(shù)字載波通信工程進(jìn)行驗(yàn)收。電力數(shù)字載波通信工程驗(yàn)收的主要內(nèi)容包括：國(guó)家相關(guān)主管部門對(duì)電力數(shù)字載波通信工程的設(shè)計(jì)實(shí)施情況進(jìn)行批準(zhǔn)和審查；對(duì)工程的質(zhì)量和工程的進(jìn)度進(jìn)行審查；將電力數(shù)字載波通信工程的文件進(jìn)行歸檔；進(jìn)程通信工程驗(yàn)收結(jié)論，同時(shí)對(duì)遺留下的問題進(jìn)行處理解決。

對(duì)于單項(xiàng)載波通信工程驗(yàn)收，采用隨工驗(yàn)收的方式，當(dāng)施工材料與設(shè)備運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，根據(jù)電力通信施工工程順序檢查驗(yàn)收工程的質(zhì)量，進(jìn)度以及文件。單項(xiàng)載波通信工程應(yīng)該滿足基本完成了設(shè)備安裝與調(diào)試，同時(shí)測(cè)試結(jié)果達(dá)到規(guī)定要求，工程配套的設(shè)施能夠正常使用，基本整理完成工程文件；當(dāng)工程建設(shè)試運(yùn)行結(jié)束之后，將工程遺留問題進(jìn)行處理，整理完成工程文件進(jìn)行系統(tǒng)性技術(shù)指標(biāo)的復(fù)核。電路在工程竣工驗(yàn)收完成后，可以進(jìn)行

運(yùn)行。

對(duì)于電網(wǎng)載波通信工程的驗(yàn)收管理，在電網(wǎng)系統(tǒng)啟動(dòng)調(diào)試期間，工程建設(shè)方解決新建的載波通信工程問題；通信系統(tǒng)運(yùn)行前，工程建設(shè)方將儀表，設(shè)備等各種資料進(jìn)行移交。電網(wǎng)正式運(yùn)行時(shí)，電力數(shù)字載波通信系統(tǒng)也正式工作；電網(wǎng)工程正式竣工后，運(yùn)行單位負(fù)責(zé)電力數(shù)字載波設(shè)備以及各種配備的設(shè)備的管理，維護(hù)，處理故障等，建設(shè)方對(duì)故障處理起到協(xié)調(diào)配合工作。

4 結(jié)束語

隨著我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的新技術(shù)諸如語音壓縮技術(shù)，網(wǎng)格編碼技術(shù)等越來越多的被應(yīng)用到電力載波通信中。而我國(guó)電力載波通信的檢驗(yàn)與工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)還有待于完善。電力數(shù)字載波設(shè)備越來越多的應(yīng)用到了電網(wǎng)通信中，因此，加強(qiáng)電力數(shù)字載波設(shè)備的檢測(cè)與工程驗(yàn)收無疑對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展有著非常重要的作用和意義。

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