短波通信技术应用于送电线路维护的初探.pdf

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1、,短波通信技术应用于送电线路维护的初探【齐齐哈尔超 高压局丁 中凤,系肠”【摘要】根据 伊 敏至 大庆超 高压送电线路在内蒙地区的地理环境及线路维护 工作的特 点,分析了作为超 高压线路维 护 通信的短波通信方 式 的组网技 术、难 点及影响通信质量的因素和解决办法,讨论了短 波通 信主要技 术参数、工作频率、天线辐射仰角的理 论计 算和实测过程。【关键词】短 波通 信频率辐射仰角一一一,飞一一一飞一,一,一、。一一超高压线路维护通信的选择齐齐 哈 尔 电业局 承建的从内蒙古伊敏至黑龙 江冯屯 的大庆超高压线路,全长,其中有线路 在丙蒙古的高寒地区。途经红花尔基、狼峰等高山密林,冬季大雪封山。

2、无论是在施工期间还 是将来运行维护,在技术和人身安全方面都存在相当大的难度。同时,对通信方式也有更高的要求。伊敏至冯屯超高压线路如 图所示。中兴三七林场双岗扎兰电伊敏大牛圈红 花尔墓狼峰弓丫门了济心河冯屯齐齐哈尔嗜尔气图伊敏冯屯超高压线路示惫图第卷第期黑龙江电力技术年月沿线设立三个保线站,要求每个保线站与齐齐哈尔超高压局 以下简称通信总站保持畅通的通信。不 但各保线站之间要有通信联络,而且外出巡 线人员随时要与保线站或通信总站联 系。经 过实际考察,根 据地形 条件、经济条件和巡线工作的特点,我们选择了短波通信作为线路维护的通信方式。由于短波通信的通信距离远,不受地形 限制,而且可以通过采用车

3、载电台来实现移动通信,所以是远 距离、地理 环境恶劣的巡线工作最适宜的通信方式。通信条件下,也能保证通信畅通。对于 短 波 通信信号的衰落问题,可通 过选用 灵敏度 高的接收机,尽可能增 加发 射 机功率提 高信噪比,以及选用 最佳工 作频率 来解决。主要技术参数 的制约关系最高可用频率电离层的特性 是通过电波 的垂直投射来测定的,但短 波 天线辐射都是按 发 射夭线 的方向图以不同的仰角进入电离层因此垂 直入射和倾斜入射之间的关系为短波通信组网难点分析克服自然条件影响短波通信是通过电磁波在空中电离层反射到 达对方而实现远距离信息传递的。由于电离层受日、夜、四季和太阳活动性变化的影响,电离层的

4、电子密度和高度经常改变,直接影响 电磁波在空中反射点的位置,同时短 波通信存在着通信盲区和信号衰落。上述问题都直接影响通信的可靠性、稳定性。为保证通信质量,采取 白天、黑夜两个频点工作,以适应电离层的日夜变化对于电离层的四季变化从选择频率和天线辐射仰角上加以考虑。在短波通信盲区的间题上,对于固定电台经过反复计算和实测,并考虑线路维护工作等其它 因素,将保线站地理位置选择在扎兰屯、塔尔气、伊敏,相对距离都在以上,保证了各保线站的定点通信均 不在所选定频率的通信盲区范围内。对于车载电台虽然在工作中不断移动,通信距离不确定,但也可以解决在通信盲区内的通信问题。如塔尔气保线站的巡线车行至塔尔气保线站的

5、通信盲区内或在塔尔气方向靠近高山不能与保线站直接通话。但这时巡线车与通信总站或其他保线站距离较远均不在通信盲区内,可 由通信总站或其他保线站向塔尔气保线站转达巡线车的通信内容。全线采用一个通信频率,一个电台呼叫全线呼应。即使在最不理想的二一杯蔚式中。倾斜入射电离层的反射频率垂直入射电离层的反射频率两电台间的通信距离军电离层反射 点虚高。由上式可得到 一组传输曲线。将一张实测 电离层图重 叠在这一组曲线上,可以得 到与几曲线的几 个交点。这些交点表示 一 个指定频率的可能传播路径。由图可看出当通信距离时,传输 曲线与电离层实测 曲线相 交后有、两个反射 点,虚高分别为和。于传输 曲线与电离层实测

6、曲线相交后有一个反射 点虚高,这个频率就是能返回到 地 面的最高可用频率。超过这 个频率 电波将穿透 电离层不能返回到地面,所以要将电离层的吸收减少至最低限度,必须要知道通信线路的最高可用频率,而且通信距离不 同,最高 可用频率不 同,通信距 离 越 近,最 高 可用 频率越小。反之,通信距离越远,最高可用频率越大。最佳工作频率最高可用频率处在能够返回到地面和透过电离层的边界上传播条件不能确 保。所以在确定可用频率时,不采用最高可用频率,而采用最佳工作频率,两者关系为,最高可用频率一最佳工作频率不 同的通信距离需要不同的最佳可用频率虑高几一从二曰曰曰曰曰厂厂厂日日日叨叨门门日日口口厂厂冈冈门门

7、门门门门门因因例例 口口口口门门日日口口口门门门门门厂厂刁刁口口月月口口团团口口门门门门门门门门口口口口丫丫口口川川口口团团夕夕口口口口口洲洲屯屯吟吟介介夕夕夕夕夕夕口口口训训刚刚圈圈巨巨圈圈洲口口口曰曰口口口口口口口口口月月国国国国少少口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口 日日口口口口口口技术参数的选择通信频率的确定通信总站及各 保线站 间相对距离最远的,最 近 的,取中心距 离为计算依据,以通信总站与塔尔气保线站的通信为例计算。表各保线站及通信总站相对距离通信总站通信总站扎兰屯塔尔气扎兰屯塔 尔气伊敏图通信距离时传翰曲线水平极化天线辐射仰角水平极化天线的辐射仰角与架设高度的关系

8、为乙一又式中公夭线发射仰角又波长天线架设高度。从式 中可看 出水平极化天线的架设高度决定 了发射仰角。天线架设高度越高发射仰角越小。在相同的工作频率下,通信距离越近天线架设高度越低。在相同的通信距离下,工作频率越高夭线架设高度越低。实际通信条件及要求各保线站 及 通信总站的相对距离见表,各站间距离差较大,而且车载电台通信距离不确定,从理 论上分析,每一个通信距离就对应一个通信频率。但频率资源有限,而且在一个网内使用若干频率将给工作带来不便,所以 只能选择适合通信距离在一之间并适应 电离层四季变化 的频率,分别作为白天和夜间的工作频率。这样要使全线开通,保持通话效果清晰稳定。其主要技术参数使用频

9、率、天线架设高度、方位都要经过反复计算和 多次实测来确定。反射点经纬度和本地时间的确定齐齐哈尔 经度纬度,塔尔气经度纬度齐齐 哈尔与塔尔气两 地中 间点 为 反射点,经度、纬度,。根据反射 点的经 度计算它与东经。的差,每差时差,若反射点的经度大于则反射点的本地 时 间比北京标 准时间超前,反之,则迟后。反射点 的本地 时间一北京时间十反射点经度一“反射点的本地时 间一北京时 间一又北京时间分时差较小可近似看作北京时间。最佳工作频率确定根据反射点所在的区域和两点通信距离以及相应的距离系数,在短波通信手册 中可查出每个月份。至时各小时的最佳工 作频率,由此可以算出最高可用频率。选频时应接近最佳工

10、作频率 但不能超 过最高可用频率。全国按纬度划分七 个区域,其 中一区为至之间,反射点纬度位于 一 区。在短波通信手册中查出月、月、月三个月份一区中至时各小时所 对应 的最佳工作频率,并计算出相应 的最高工作频率。结果列于表。按北京时间做出最佳工作频率的日变化曲线如图所示。根据最佳工作频率日变化。第卷第期黑龙江电力技术年月表各小时对应的最佳工作预率北京时 间月月几二几单位入月亩。注 了 一最佳工作颇率凡二最高可用频率广建议使用频率。采用,点至点采用。图最佳工作颐率变化 曲线曲线,从理论上确定从点至点工作频率天 线架设高度和方向的确定确定天线类型各保线站的固定 电台选用水平对称振子水平极化夭线如

11、图所示。技术指标可达到在整个工作 时 间 内满足电气 质量 指标要求。并能在较宽的频带内工作,水平对称振子天线在轴向上 没有 辐 射,当又时方向图只有主瓣垂直于振 子轴如图所示。在实际使用中天 线都是架设在地表面上方,地面的反射会强 烈地影响到实际 振子方向图形状。由短波通信选频手册提供的方 向图可看出具有任意悬挂高度的水平对称振子均不沿地面辐射。当几时最大辐射向地面靠近,当一又时在 仰角为“的方 向上产生最大辐射。利 用这 个特点适当选择天线辐射仰角,在通信方 向上可得到最大辐射。,卜一叫卜一一一一一一州又导又又图水平对称振子示恋图射 线 仰度”图孟时方向图车载电台采用全向天线,并配有天线

12、调谐器,使用时将调谐器调至工作频率,使驻波比满足要求,避免功率损失。天线长度及辐射仰角的确定天线长度队队队队少少少少少少、火火阅阅卜卜卜卜卜卜卜火火火、长、甘失、火火火火众丈气二二、闷闷【、火闷闷、丁丁丁丁丁丁、仁、一一一、厂、公一又乙。通信距离高度是高度是高度是。式 中的是选频手册中给定的参数。天线的辐射仰角与射线仰角一致确定射线仰角应使发射天线能保证在接收点的射线具有最大的强度和 最小的衰落,接收天线应保证尽可能以最大强度接收这些射线。射线仰角与通信距离的关系如 图所示。图中曲线是在反射层高度、时作 出的,仰角的确定应在高度 为和曲线所限定的范围 内,此时可得到最大辐射。根据通信距离查得射

13、线仰角为处反射乙,”处反射乙天线高度和方向的确定水平对称振子天线辐射仰角与架设高度的关系式为一又又一二二二式中孟为工作频率波长图射线仰角与通信距离的关系天 线 架设高度应在至之间,取。天线架设的方 向应将夭线发射主瓣 方 向对应通信方向。保线站与通信总站相对位置及夭线方 向如图所示。实测工作频率、天线高度和方向通信总站设 主台,选用日本 设 备一输出功率,在扎兰 屯、塔尔气、伊敏分别设分 台,选用国产 设备一输出功率。在 线路 沿途的济心河、三七林场用车 载电 台配 合测 试,选用日本设备一。根 据口变化曲线图频率随时间变化的规律,选 定辱天测试 时间为早一点上 午一点,下午一点、点,晚一点。

14、对省无线 电管理委员会预批的个频点、进 行了第卷第期黑龙江电力技术年月【羔 龙江大学孙普男李健 云王铁流,夕,【摘要】采用核物理方 法对 锅炉高压汽包水位实施柞接触浏量,具有显示 直观、操作 简单、维 护量小子特点。可对高压汽包连续水位自锅炉启停至满负荷状 态下全程进行实时监测,并给出水位的模拟 信号关键词】高压 锅炉汽包水位核物理止飞、一,、。、。,、一、一一,选测。同时配合夭线架设高度和方 向。先后对天 线高度 在、一、进行了测试,天线方向尽可能利用地形 条件使夭线辐射主瓣方 向与通信方 向一致。最后根据实测结果 确定 白天工 作 频率,夜间工作频率,接近建议使用频率。主台位于市区内高大建筑物多本地噪声大之处,天线高度在左右,分 台天线在地面较宽阔的地方,高度在一即可达到理想的通信效果。天线方向与理论分析结果一致。尔哈齐凤凡屯从二扎汀南气尔氏塔宜甲内丰伊敏夕一一夕夕,图各保线站、通信总站天线方向短波通信网实现运行情况短波通信网组建以来,已为超高压线路的勘测、施工服务,同时也为微波 工程、变 电工程、省电力承包公司、省送变 电公司的工程指挥服务。通信效果 基本清晰、稳定,完全可以满 足超高压线路维护通信的工作需要。参考文献查光明,罗永烈译 移动通信工 程及组 网成都成都电讯工程学院出版社。叱田翠云,赵荣黎,蒋忠涌 编著移动通信系统北京人民邮电出版社出版修订稿收稿日期一一