远距离高速电力线宽带通信装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种宽带通信装置，特别是一种基于35kV电压等级线路的远距离高速电力线宽带通信装置，其结构要点在于，其信号发送装置通过耦合装置连接到35kV电压等级的电力线路上，信号接收装置为一种无线接收装置，其输出端与数据处理模块连接。本实用新型专利技术的优点在于，其以有线的方式将信号耦合到电力线上，然后根据高压电力线特性向空间传播无线载波信号，最后以无线的方式来接收无线信号，克服了本领域的技术偏见，成功、有效的将通信距离扩展到8公里以上，实现了一级中继14.5KM的电力线宽带通信。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种宽带通信装置，特别是一种基于35kV电压等级线路的远距离高速电力线宽带通信装置。
技术介绍
利用高压电力线宽带通信技术能够建立电力系统自己的专用数据通道，具有方便、快捷、投入成本低，工程建设简单等突出优势。高压电力线通信只需在高压电力线上的两端安装高压电力线通信设备，这使得了在高压电力线上通信方便可行。在现有技术中， 采用的远距离高速电力线宽带通信装置是将装置的发送端和接收端均与通信的高压电力线有线连接，实行有线发送和有线接收。然而电力线通信最主要的问题是传输线对地的分布电容，特别是35kV线路对地的电容值较大，其对信号的影响起着衰减作用，同时随着距离的增加，分布电容不断增大，衰减增大，在远距离通信中会造成中断，特别是电力通信载波经常使用的1MHZ-30MHZ频段。经过计算，35kV线路上在2公里内基本衰减达到70dB。 因此受高压线路分布电容的影响，难以实现较远距离的通信，现有技术和实践表明以原有的通信装置所实现的通信方法，相邻两台电力通信装置之间能够达到的最远通信距离只有 1.8km，只适用于中压IOkV的配电网络，在35kV电压等级的电力线路上的通信距离更短。这样的通信距离无法满足电力系统通信发展的需求，采用低速载波传输系统可以实现通信， 但其传输速度不能满足电力系统通信工作要求；如果租用运营商的传输通道，又会给安全生产带来极大隐患。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种通信距离远，传输速度快的远距离高速电力线宽带通信装置。本技术是通过以下途径来实现的远距离高速电力线宽带通信装置，其结构要点在于，包括有传输接口、数据处理模块、信号发送装置和信号接收装置，传输接口为终端连接接口，其与数据处理模块连接，数据处理模块的发送端与信号发送装置连接，接收端与信号接收装置连接；信号发送装置通过耦合装置连接到35kV电压等级的电力线路上，信号接收装置为一种无线接收装置，其输出端与数据处理模块连接。数据处理模块发出的信号由信号发送装置以有线的方式发送到35kV电压等级的电力线路上，当电力载波在线路上传输时，信号会在高压电力线电场的作用下向空间传播， 因此线路上高速电力线宽带通信装置中的信号接收装置以无线接收方式接收来自电力线上向空间传播的载波信号，接收的信号经由无线接收装置送到数据处理模块进行处理，再由传输接口发送到计算机终端。在现有技术中，由于电力通信装置都安装在靠近电力线路的地方，传统的本行业
中，长达数十年的时间内，本领域的技术人员都认为近距离的连接采用有线连接能够让信号传播得更好、更远，因此，电力载波通信往往都是采用有线方式将信号耦合到电力线上传输，并以有线的方式接收信号，然而，在35kV电压等级的电力线路上，信号受到高频率通信和线路分布电容衰减的影响，总是无法达到理想的传播距离。本技术的技术人员正是克服了该技术偏见，将电力线通信有线发送有线接收方法改为有线发送无线接收方法，通过大量的实践和研究证明，无线接收能够克服信号在高压电力线上衰减的问题，使高压线路上相邻两电力通信装置之间的通信距离可以达到14. 5km及以上，因为在35kV电压等级的电力线路上传输信号时，载波会在高压电力线的电场作用下向空间传播，衰减小， 传播距离远，因此在高压线路上，有线发送电力载波信号的条件下，无线接收可以大大增加电力通信距离，从而实现远距离高速电力宽带通信。本技术可以进一步具体为信号发送装置包括有依序连接的电力调制模块、电力载波发送模块以及电力载波取样模块，其中，电力调制模块的输入端与数据处理模块连接，电力载波取样模块通过耦合装置连接到35kV电压等级的电力线路上，电力调制模块调制后，由电力载波发送模块进行处理，电力载波取样模块将从电力载波发送模块中取样电力载波，然后将取样的电力载波通过耦合装置加载到35kV电压等级的电力线路上。信号接收装置包括有依序连接的电力解调模块、载波取样模块、无线接收模块以及天线，电力解调模块的输出端与数据处理模块连接。高压电力线上在电场作用下向空间发散的信号经由天线进入无线接收模块，载波取样模块从无线接收模块中提取信号载波，然后送到电力解调模块解调，最后发送到数据处理模块进行分析处理，再传送给终端。数据处理模块采用正交频分复用技术，包括有正交频分复用处理芯片。正交频分多路复用(简称OFDM)技术采用多路窄带正交子载波，同时传输多路数据，每路信号的码元时间较长，可以避免码元间干扰。通过动态选择可用的子载波，该技术可以减少窄带干扰和频率谷点的影响。另外，OFDM技术可以提高电力线网络传输质量，即便是在配电网受到严重干扰的情况下，OFDM也可提供高带宽并且保证带宽传输效率，而且采用适当的纠错技术可以确保可靠的数据传输。在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率，还可以抵制等幅波干扰。但OFDM接收复杂，成本高，对瞬间干扰敏感。高速电力线通信主要采用OFDM技术。本技术中的数据处理模块在发送数据时对信号地址的处理方法如下接收到来自终端的数据包后，首先判断该数据包是否缺省地址，如果缺省地址，则保存数据包或者返回该数据包；如果该数据包含有地址，则判断该地址是否为本机地址，如果是，则将数据包处理并准备传送；本技术中的数据处理模块在接收数据时对信号地址的处理方法如下接收到来自电力线的无线载波信号后，首先判断数据包中的地址是否为本机地址，如果不是，则丢弃数据包；如果数据包中的地址为本机地址，则进行解密处理，并传送给终端。本技术还可以进一步具体为耦合装置或者是一种电感耦合器，或者是一种电容耦合器。根据目前国内的电网构架以及通过大量的现场试验发现，对于地埋电缆采用电感耦合方式取样信号比较理想，对于架空电缆采用电容耦合方式取样信号比较理想。由于本技术的高压线路一般是架空电缆，所以最好选择电容耦合的取样方式。另外，耦合装置还起到了安全隔离作用，对于地埋的高压电缆采用电感耦合器，电感耦合器是耦合在绝缘电缆上，不直接与电力线直接接触，通过感应获得高频信号，同时电感耦合器设有完全接地点。对于架空的高压电缆采用高频电容耦合器，从低压端取信号，电容耦合器装有可靠的接地和避雷技术，安全可靠。综上所述，本技术提供了一种远距离高速电力线宽带通信装置，其基于35kV 电压等级的电力线路，该电力线宽带通信装置安装在电力线路上，以有线的方式将信号耦合到电力线上，然后根据高压电力线特性向空间传播无线载波信号，最后以无线的方式来接收无线信号。本技术的技术人员克服了本领域的技术偏见，采用将电力线作为天线的思想，发送直接使用电力线，接收采用天线的方法收取电力线天线发放的无线信号，成功、有效的将通信距离扩展到8公里以上，实现了一级中继14. 5KM的电力线宽带通信。附图说明图1所示为本技术所述远距离高速电力线宽带通信装置的原理方框示意图；图2所示为本技术所述基于电力线宽带通信装置在电力线上的系统连接示意以下结合附图对本技术做进一步描述。具体实施方式最佳实施例参照附图1，远距离高速电力线宽带通信装置，包括有传输接口、数据处理模块、信号发送装置和信号接收装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．远距离高速电力线宽带通信装置，其特征在于，包括有传输接口、数据处理模块、信号发送装置和信号接收装置，传输接口为终端连接接口，其与数据处理模块连接，数据处理模块的发送端与信号发送装置连接，接收端与信号接收装置连接；电力通信装置的信号发送装置通过耦合装置连接到３５ｋＶ电压等级的电力线路上，信号接收装置为一种无线接收装置，其输出端与数据处理模块连接。

【技术特征摘要】
1.远距离高速电力线宽带通信装置，其特征在于，包括有传输接口、数据处理模块、信号发送装置和信号接收装置，传输接口为终端连接接口，其与数据处理模块连接，数据处理模块的发送端与信号发送装置连接，接收端与信号接收装置连接；电力通信装置的信号发送装置通过耦合装置连接到35kV电压等级的电力线路上，信号接收装置为一种无线接收装置，其输出端与数据处理模块连接。2.根据权利要求1所述的远距离高速电力线宽带通信装置，其特征在于，信号发送装置包括有依序连接的电力调制模块、电力载波发送模块以及电力载波取样模块，其中，电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁智华，王东方，章浦军，林勇，杨仁凑，马忠强，林福，何时秋，涂承谦，蔡冲宇，
申请(专利权)人：福建省电力有限公司宁德电业局，福建省亿力电力网络信息设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：35