载波模块通讯性能测试大纲.docx

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载波模块通讯性能测试大纲

载波模块通讯性能测试大纲

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前言..............................................................................................d

1范围............................................................................................0

2规范性引用文件...................................................................................0

3通用测试条件.....................................................................................0

3.1气候..........................................................................................0

3.2电源..........................................................................................1

3.3测试设备......................................................................................1

3.3.1净化电源..................................................................................1

3.3.2噪声信号发生器............................................................................1

3.3.3可调载波负载..............................................................................1

3.3.4可调载波衰减器............................................................................1

3.3.5频谱分析仪................................................................................1

3.3.6信号耦合装置..............................................................................2

3.3.7数字示波器................................................................................2

3.3.8测试工装..................................................................................2

4检测方法及合格判断标准...........................................................................2

4.1载波频率......................................................................................2

4.2通信性能测试..................................................................................2

4.2.1载波信号输出功率测试......................................................................2

4.2.2载波最大输出信号电平测试和带外干扰电平测试................................................4

4.2.3载波信号频带测试和频率漂移测试............................................................4

4.2.4接收灵敏度测试............................................................................4

4.2.5抗噪声干扰能力测试........................................................................6

4.2.6抗阻抗变化能力测试........................................................................7

4.2.7在不同载波负载下的功率消耗测试............................................................8

4.2.8载波通信成功率...........................................................................10

4.3气候影响试验下载波通信性能测试...............................................................11

4.3.1高温试验下载波通信性能测试...............................................................11

4.3.2低温试验下载波通信测试...................................................................12

4.3.3湿热试验下载波通信测试...................................................................13

4.4电源影响下的载波通信测试.....................................................................14

4.4.1电源断相试验下载波通信测试...............................................................14

4.4.2电源电压变化试验下载波通信测试...........................................................14

4.4.3电源电压缓升缓降试验下载波通信测试.......................................................14

4.5载波通信的连续通电稳定性试验.................................................................15

4.6组网中继功能测试.............................................................................16

4.7测试环境组网路由中继测试.....................................................................16

4.8测试环境点对点通讯能力对比测试...............................................................16

4.9抄表稳定性...................................................................................17

附录（测试记录表格）................................................................................17

前言

随着电力线载波通信技术的发展，各种载波通信系统、载波模块在威胜集团有限公司的单相电子式载波表、三相电子式载波表、载波多功能表、低压集抄采集器和低压集抄集中器中得到广泛的应用，针对公司内部开发部的通讯、组网、中继、路由等测试，特制定本标准。

本标准在制定过程中，参考了青岛东软电脑技术有限公司、青岛鼎信技术有限公司的相关技术资料、国家电网公司企业标准：

电力用户电信息采集系统技术规范第三部分：

通信单元技术规范、相关的电力行业标准以及国家标准。

本标准规定了各个厂家载波芯片的产品在开发阶段对载波通信性能的检测方法及标准，产品除满足该标准外，还应满足《DL/T698.31-2008电能采集终端通用要求》、《DL/T698.35-2008低压集抄终端特殊要求》和其他相关标准。

本标准由范围、规范性引用文件、参考标准、载波通信系统的特性、通用测试条件、检测方法及技术要求和附录组成。

1范围

本标准规定载波芯片的产品在开发阶段、中试阶段、以及生产阶段对载波通信性能的检测方法及标准，产品除满足该标准外，还应满足《DL/T698.31-2008电能采集终端通用要求》、《DL/T698.35-2008低压集抄终端特殊要求》、GB/T5169.11电工电子产品着火危险试验试验方法成品的灼热丝试验方法和导则、DL/T790.31—2001采用配电线载波的配电自动化第3部分：

配电线载波信号传输要求第1篇：

频带和输出电平、DL/T698.31—200×电能信息采集与管理系统第3—1部分电能信息采集终端技术规范—通用要求和其他相关标准。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。

DL/T698.31-2008电能采集终端通用要求

DL/T698.35-2008低压集抄终端特殊要求

GB/T5169.11电工电子产品着火危险试验试验方法成品的灼热丝试验方法和导则

DL/T790.31—2001采用配电线载波的配电自动化第3部分：

配电线载波信号传输要求第1篇：

频带和输出电平

DL/T698.31—200×电能信息采集与管理系统第3—1部分电能信息采集终端技术规范—通用要求

3通用测试条件

3.1气候

除非另有规定，各项试验均在以下气候条件下进行，即

——温度：

+15～+35℃；

——相对湿度：

25%～75%；

——大气压力：

86～108kPa。

在每一项目的试验期间，气候条件应相对稳定。

3.2电源

试验时电源条件为：

——频率：

50Hz，允许偏差-2%～+1%；

——电压：

220V，允许偏差±5%。

3.3测试设备

测量仪表的准确度应优于被测参数准确度的1/3以上。

3.3.1净化电源

电压：

220V、3×220/380V（可调范围±15%），频率：

50Hz（可调范围±0.5Hz），电流：

3×（5～100）A，电压、电流波形失真度不超过0.5%。

杂波干扰幅度小于-100dBm.

3.3.2噪声信号发生器

有色背景噪声、窄带噪声、与工频同步的周期性脉冲噪声、与工频异步的周期性脉冲噪声、异步脉冲噪声。

脉冲噪声幅值：

41.6～3000mV，可以进行任意设置；脉冲宽度：

5ns～200ms，可调；重复频率：

1mHz～150MHz，可调。

参考仪器：

Agilent33220A。

3.3.3可调载波负载

包括阻性、感性、容性等线性负载和非线性负载，且各种特性负载可任意投切，负载阻值可以分别在0.1～100Ω范围内可调。

3.3.4可调载波衰减器

衰减频率5kHz～500kHz，衰减幅度-90dB～0dB可调。

3.3.5频谱分析仪

频率范围3k～3GHz。

参考仪器：

Agilent公司的N9010A、E4402B。

3.3.6信号耦合装置

通带频率5kHz～500kHz；

3.3.7数字示波器

推荐使用高端示波器，频率范围DC～200MHz，双通道。

3.3.8测试工装

表1测试工装列表

设备名称规格/型号/配置备注

抄控器PRO16（V3.1）

串口线232交叉线、直通线公司自制

个人电脑/掌上电脑WINDOWSXP/振中

4检测方法及合格判断标准

4.1载波频率载波频率载波频率载波频率在DL/T698-1999标准规定的V型人工电源网络下，测得被测单、三相载波表所发出的载波通信信号频率。

合格判断标准：

载波中心频率偏差在设计技术要求的范围内。

4.2通信性能测试

4.2.1载波信号输出功率测试

测试目的：

考察载波通信设备的抗阻抗变化能力。

4.2.1.1测试载波设备输出功率环境框图

图4.2.1.1测试载波设备输出功率环境框图

4.2.1.2测试方法

对于不同的载波通信设备，分别按照图4.2.1.1所示的方法接好电路，调调整可载波负载的阻抗，对于电表和采集器通过抄控器发命令，让电表或采集器发出信号，集中器可以设置成自动发命令方式，然后从示波器或频谱仪上读出当前载波负载下所发出的信号强度；通过这种方法可以得出不同的载波负载下，载波通信设备所输出的功率，根据测得的一组数据描绘出功率输出曲线。

4.2.1.3参考数据表格

表2不同阻抗下载波输出功率

4.2.1.4合格判断标准

达到模块设计的技术要求，并满足国家标准。

4.2.2载波最大输出信号电平测试和带外干扰电平测试

测试目的：

考察载波通信设备的最大输出信号电平和带外干扰电平,要求满足DL/T698标准的要求。

测试方法：

请参见DL/T698中关于该项试验的测试方法。

合格判断标准：

基波最大信号电平不大于134dBuV。

4.2.3载波信号频带测试和频率漂移测试

测试目的：

考察载波通信设备的最大输出信号带宽和频率漂移,要求满足DL/T698标准的要求。

测试方法：

请参见DL/T698中关于该项试验的测试方法。

合格判断标准：

基波信号频带误差不大于50kHz。

4.2.4接收灵敏度测试

测试目的：

检验载波通信设备的接收灵敏度。

4.2.4.1测试单、三相载波表接收灵敏度环境框图

图4.2.5.1测试单、三相载波表接收灵敏度环境框图

4.2.4.2测试采集器接收灵敏度环境框图

图4.2.5.2测试采集器接收灵敏度环境框图

4.2.4.3测试集中器接收灵敏度环境框图

图4.2.5.3测试集中器接收灵敏度环境框图净

4.2.4.4测试方法

对于不同的载波通信设备，分别按照图4.2.5.1、图4.2.5.2和图4.2.5.3所示的方法接好电路，调整可调衰减器的衰减值，找出能够通信的临界衰减值，再根据测量抄控器或集中器所发出的信号强度，减去可调衰减器的衰减倍数，即为被测设备的接收灵敏度。

4.2.4.5合格判断标准按以上的方法对载波通信设备进行测试，能通过-70dB衰减值的衰减器即为合格，

4.2.5抗噪声干扰能力测试

测试目的：

考察载波通信设备抗噪声干扰的能力。

4.2.5.1测试单、三相载波表抗噪声干扰能力环境框图

图4.2.6.1测试单、三相载波表抗噪声干扰能力环境框图

4.2.5.2测试采集器抗噪声干扰能力环境框图

图4.2.6.2测试采集器抗噪声干扰能力环境框图

4.2.5.3测试集中器抗噪声干扰能力环境框图

图4.2.6.3测试集中器抗噪声干扰能力环境框图

4.2.5.4测试方法

对于不同的载波通信设备，分别按照图4.2.6.1、图4.2.6.2和图4.2.5.3所示的方法接好电路，调整可调衰减器的衰减值为-40dB，通过噪声信号发生器和信号耦合装置给被测设备的输入端加入高斯白噪声，考察被测单、三相载波表能够承受噪声的最大强度。

4.2.5.5合格判断标准

按以上的方法对载波通信设备进行测试，将可调衰减器的衰减值调整为-40dB，被测单、三相载波表能在68dBuV的噪声环境下通信即为合格。

4.2.6抗阻抗变化能力测试

测试目的测：

考察载波通信设备抗电力线阻抗的能力。

4.2.6.1测试单、三相载波表抗阻抗变化能力环境框图

图4.2.7.1测试单、三相载波表抗阻抗变化能力环境框图

4.2.6.2测试采集器抗阻抗变化能力环境框图

图4.2.7.2测试采集器抗阻抗变化能力环境框图

4.2.6.3测试集中器抗阻抗变化能力环境框图测

图4.2.7.3测试集中器抗阻抗变化能力环境框图

4.2.6.4抗阻抗变化能力测试方法

对于不同的载波通信设备，分别按照图4.2.7.1、图4.2.7.2和图4.2.7.3所示的方法接好电路，调整可调衰减器的衰减值为-40dB，然后再通过调整可调载波负载来改变电网上的载波负载阻抗，测试被测设备能够适应的最小负载阻抗。

合格判断标准：

在图4所示的测试环境下，把衰减器的衰减值调整为-40dB，单、三相载波表能在2欧姆负载的电网环境下通信即为合格

4.2.7在不同载波负载下的功率消耗测试

测试目的：

检验载波通信设备发送信号时，在不同的电力线阻抗下的功率消耗情况。

因为外界电网阻抗不同时，载波发送消耗的功耗也不同，所以可以通过测试不同电力线阻抗下的功率消耗，得出载波通信设备的输出功率与外界阻抗的变化曲线，测试方法如下：

4.2.7.1测试单、三相载波表在不同载波负载下的功率消耗环境框图

图4.2.9.1测试单、三相载波表在不同载波负载下的功率消耗环境框图

4.2.7.2测试采集器在不同载波负载下的功率消耗环境框图

图4.2.9.2测试采集器在不同载波负载下的功率消耗环境框图

4.2.7.3测试集中器在不同载波负载下的功率消耗环境框图

图4.2.9.3测试集中器在不同载波负载下的功率消耗环境框图

4.2.7.4在不同载波负载下的功率消耗测试方法

对单、三相载波表的测试方法：

首先按照图4.2.10.1所示的方法接好电路，调整调压器的输出电压，使载波通信设备的输入电压为准确的220V/50Hz，再调整可调载波负载的阻抗为某一值，通过抄控器或集中器抄收单、三相载波表，在单、三相载波表输出信号时，可以从功率表上读出单、三相载波表的动态功耗；用同样的方法可以测出在不同载波负载阻抗下的功率消耗。

对采集器的测试方法：

首先按照图4.2.10.2所示的方法接好电路，调整调压器的输出电压，使采集器的输入电压为准确的220V/50Hz，再调整可调载波负载的阻抗为某一值，通过抄控器或集中器抄收采集器，在采集器输出信号时，可以从功率表上读出采集器的动态功耗；用同样的方法可以测出采集器在不同载波负载阻抗下的功率消耗。

对集中器的测试方法：

首先按照图4.2.10.3所示的方法接好电路，调整调压器的输出电压，使集中器的输入电压为准确的220V/50Hz，再调整可调载波负载的阻抗为某一值，设置集中器处于连续发送状态，在集中器输出信号时，可以从功率表上读出集中器的动态功耗；用同样的方法可以测出在不同载波负载阻抗下的功率消耗。

合格判断标准：

测得的数据应基本符合表2所示的参考数据，同时也要参考国家标准，和相关标准。

说明：

因为单、三相载波表在发送状态时，消耗的功率和外界电网负载关系很大，所以在测试时，需要在DL/T698所规定的V型人工电源网络下测试。

4.2.8载波通信成功率

测试目的：

检验载波通信设备的稳定性。

调压器功率表被测集中器LN可调载波负载

测试方法：

对于不同的载波通信设备，分别按照图4.2.5.1、图4.2.5.2和图4.2.5.3所示的方法接好电路，调整衰减器的衰减值为-52dB，连续抄收1000次。

合格判断标准：

在室温环境下，通信成功率不低于100%，且在高温75℃或低温-45℃环境下，通信成功率不低于97%，并且内部存储数据无异常。

4.3气候影响试验下载波通信性能测试

4.3.1高温试验下载波通信性能测试

测试目的：

检验载波通信设备的高温环境适应性。

4.3.1.1测试单测、三相载波表高温试验下载波通信性能环境框图

图4.3.1.1高、低温下单、三相载波表通信性能测试框图

4.3.1.2测试采集器高温试验下载波通信性能环境框图

图4.3.1.2高、低温下载波电能表通信性能测试框图

4.3.1.3测试集中器高温试验下载波通信性能环境框图

图4.3.1.3高、低温下集中器通信性能测试框图

图4.3.1.1、图4.3.1.2和图4.3.1.3中的净化电源可采用隔离器，隔离器和衰减器的相关参数及设计方法请参见附录D及附录E，其中衰减器的衰减值为-52dB。

4.3.1.4高温试验下载波通信性能测试方法

对单、三相载波表的测试方法：

首先，把抄控器、衰减器和被测单、三相载波表放进高温箱，净化电源和个人电脑放在高温箱外，通过电源线和串口线分别连接，搭好的测试环境如图4.3.1.1所示；再把高温箱的温度升到75℃，待温度稳定后通过电脑连续抄收，抄收次数不少于400次，统计载波通信成功率。

另外，要求配合测试抄控器在该环境下的通信成功率不低于97%。

对采集器的测试方法：

首先，把抄控器、衰减器和被测采集器放进高温箱，净化电源、被采集电表和个人电脑放在高温箱外，通过电源线、串口线、以及信号线连接，搭好的测试环境如图4.3.1.2所示；再把高温箱的温度升到75℃，待温度稳定后通过电脑连续抄收，抄收次数不少于400次，统计载波通信成功率。

另外，要求配合测试抄控器在该环境下的通信成功率不低于97%。

对集中器的测试方法：

首先，把配合测试载波表、衰减器和被测集中器放进高温箱，净化电源放在高温箱外，搭好的测试环境如图4.3.1.3所示；再把高温箱的温度升到75℃，待温度稳定后设置集中器连续抄收配合测试载波表，抄收次数不少于400次，统计载波通信成功率。

另外，要求配合测试载波表在该环境下的通信成功率不低于97%。

合格判断标准：

在高温75℃环境下，通信成功率不低于97%，并且内部存储数据无异常。

4.3.2低温试验下载波通信测试

测试目的：

检验载波通信设备的低温环境适应性。

对单、三相载波表的