絕緣地線載波通信

絕緣地線載波通信有以下優(yōu)點(diǎn)：

①絕緣地線上的噪聲電平較相導(dǎo)線的約低5-10dB,載波機(jī)的發(fā)送電平可以較低。

②絕緣地線上因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的工頻電壓、電流遠(yuǎn)比相導(dǎo)線上的低，使載波信號(hào)所需的棍合設(shè)備費(fèi)用大為降低。

③在電力線沿線地區(qū)容易從絕緣地線下接線，實(shí)現(xiàn)便攜式通信。

④不受電力網(wǎng)運(yùn)行方式影響，即使電力線停電檢修接地，地線載波通信仍可正常工作。

⑤可以使用較低頻段(低到8kHz).擴(kuò)大了載波頻率范圍 。

在絕緣地線上接人地線通信的結(jié)合設(shè)備便可構(gòu)成高頻通道，進(jìn)行地線載波通信。地線載波通信能否正常運(yùn)用，關(guān)鍵在于解決絕緣間隙的放電干擾.平武工程投運(yùn)初期，僅500kV雙鳳線中山口—大軍山段地線上的接地電位高達(dá)3250V，地線絕緣對(duì)地放電嚴(yán)重。僅九個(gè)月的統(tǒng)計(jì)，在雙鳳線“基塔，其燒壞更換間隙26處，年損壞率達(dá)5.2%。當(dāng)初不僅不能進(jìn)行地線載波通信，而且還嚴(yán)重地影響了電力線載波通信和遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳輸，還干擾了郵電通信和廣播。經(jīng)調(diào)查研究后，提出了盡量降低地線電位減小地線電流和力求地線對(duì)稱運(yùn)行的綜合治理方案，’并經(jīng)實(shí)施調(diào)整呼后，從根本上解決了地線絕緣子間隙放電的問(wèn)題。

以輸電線路的絕緣架空地線作為信號(hào)傳輸介質(zhì)的載波通信方式。為防止輸電線遭受雷擊，在輸電線上要架設(shè)避雷線，而且在每座桿塔上都要將避雷線可靠接地，因此避雷線也稱為地線。地線與相導(dǎo)線平行排列，在相導(dǎo)線中傳輸?shù)墓ゎl電流會(huì)通過(guò)電磁耦合在地線與大地間產(chǎn)生環(huán)流，從而增加送電損失。20世紀(jì)50年代國(guó)際上的實(shí)驗(yàn)研究表明，如將地線以絕緣子絕緣，并安裝適當(dāng)?shù)姆烹姳Ｗo(hù)間隙，地線上的落雷仍可以通過(guò)放電間隙入地，達(dá)到防雷目的，而又可以大大減少地線感應(yīng)造成的電能損失。這就是絕緣地線。在覆冰嚴(yán)重地區(qū)還可利用絕緣地線融冰。中國(guó)從60年代起開(kāi)始建立絕緣地線的輸電線路，隨后也參照國(guó)際上的經(jīng)驗(yàn)逐步建立了一些絕緣地線載波通信電路。

隨著超高壓輸電線路和系統(tǒng)的迅速發(fā)展，通信通道的需求也越來(lái)越多，由單一的調(diào)度電話通道發(fā)展到傳輸行政電話、會(huì)議電話、繼電保護(hù)信號(hào)、自動(dòng)裝置信號(hào)、遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、計(jì)算機(jī)信號(hào)等多種信息.電力線載波已不敷應(yīng)用。因此絕緣地線載波通信便受到了重視.在國(guó)外，它已廣泛被應(yīng)用于電力系統(tǒng)的電話通道、遙控遙測(cè)、監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集等多種領(lǐng)域，甚至還傳輸允許瞬時(shí)中斷的某些繼電保護(hù)信號(hào)。在我國(guó)，雖已研究了二十來(lái)年，但進(jìn)展緩慢。其主要原因是:

(1)在比較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)未能生產(chǎn)出性能良好的地線通信設(shè)備，特別是地線結(jié)合設(shè)備;

(2)一絕緣子間隙放電對(duì)高頻通道的干擾長(zhǎng)期得不到妥善解決;

(3)運(yùn)行管理跟不上。近三年來(lái)，湖北省在平武工程首次開(kāi)通地線載波通道的基礎(chǔ)上，根據(jù)超高壓電網(wǎng)的發(fā)展需要，初步形成了湖北地區(qū)的絕緣地線載波通信系統(tǒng) 。

絕緣地線載波通信電路的組成。載波機(jī)將音頻信號(hào)變換為載波信號(hào)，經(jīng)阻抗匹配變量器、藕合電容器、絕緣地線，傳送到對(duì)方，再經(jīng)過(guò)同樣的設(shè)備還原為音頻信號(hào)。絕緣地線在兩端安裝了排流線圈，使兩端的工頻電壓降到很低數(shù)值，提高運(yùn)行的安全性。

要實(shí)現(xiàn)輸電線路的中間通信，除了，安裝必要的結(jié)合設(shè)備和配以可攜帶的輕便地線副機(jī)外，最重要的就是選擇固定的引下通信點(diǎn)。在對(duì)稱點(diǎn)接地，地線電流和接地電流都很小，幾乎為零;在不對(duì)稱點(diǎn)接地，地線電流和接地電流是相應(yīng)段的最大值。完全對(duì)稱換位線路地線第三接地點(diǎn)的電流分布。

當(dāng)?shù)鼐€完全對(duì)稱時(shí)，良性換位點(diǎn)就是對(duì)稱點(diǎn);不良換位點(diǎn)就是不對(duì)稱點(diǎn).由于地線的實(shí)際換位是近似對(duì)稱的，所以真正的對(duì)稱點(diǎn)就可能落在良性換位點(diǎn)的附近。選擇安裝固定結(jié)合濾波器的地點(diǎn)應(yīng)在良性換位點(diǎn)或鄰近對(duì)稱點(diǎn)。這樣，正常運(yùn)行時(shí)不僅只有很小的接地電流通過(guò)結(jié)合濾波器的排流線圈，而且也不會(huì)明顯改變?cè)械鼐€電流的分布規(guī)律。

在采用了地線合理?yè)Q位，計(jì)算選擇良性換位點(diǎn)后，可采用中間安裝固定結(jié)合設(shè)備，且串聯(lián)聯(lián)接隔離刀閘，平時(shí)刀閘斷開(kāi)運(yùn)行的方式。這種方式既不影響線路運(yùn)行安全，又不增加絕緣地線、通道中間的分流衰減，在線路帶電作業(yè)或停電檢修中，推廣使用地線通信的經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。

地線一般使用鋼絞線，因而使載波信號(hào)衰減增大。如改用鋼芯鋁絞線或鋁包鋼線，則可增長(zhǎng)通信距離，提高載波頻率。同時(shí)，也能增強(qiáng)地線的防腐性能，延長(zhǎng)使用壽命。

絕緣地線上的工頻電壓雖比相導(dǎo)線上的低很多，但也會(huì)高達(dá)幾千伏，這使放電間隙、絕緣子容易損壞，并產(chǎn)生噪聲干擾，還影響在絕緣地線上工作時(shí)的人身安全，是絕緣地線載波通信尚未廣泛應(yīng)用的主要原因之一。中國(guó)湖北省等地采取使地線合理交叉換位并增多交叉點(diǎn)的方法降低地線上的工頻感應(yīng)電壓，收到很好效果，使絕緣地線載波通信狀況大為改善 。2100433B

測(cè)地線概述

也稱作測(cè)地線進(jìn)動(dòng)（Geodetic Effect或Geodetic Precession）是指在廣義相對(duì)論預(yù)言下引力場(chǎng)的時(shí)空曲率對(duì)處于其中的具有自旋角動(dòng)量的測(cè)試質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所產(chǎn)生的影響，這種影響造成了測(cè)試質(zhì)量的自旋角動(dòng)量在引力場(chǎng)內(nèi)沿測(cè)地線的進(jìn)動(dòng)。這種效應(yīng)在今天成為了廣義相對(duì)論的一種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法，并且已經(jīng)由美國(guó)國(guó)家航空航天局于2004年發(fā)射的科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星“引力探測(cè)器B”在觀測(cè)中證實(shí)。

測(cè)地線解釋

由于廣義相對(duì)論本身是一種幾何理論，所有的引力效應(yīng)都可以用時(shí)空曲率來(lái)解釋，測(cè)地線效應(yīng)也不例外。不過(guò)，這里自旋角動(dòng)量的進(jìn)動(dòng)也可以部分地從廣義相對(duì)論的替代理論之一——引力磁性來(lái)理解。

從引力磁性的觀點(diǎn)來(lái)看，測(cè)地線效應(yīng)首先來(lái)源于軌道-自旋耦合作用。在引力探測(cè)器B的觀測(cè)中，這是引力探測(cè)器B中的陀螺儀的自旋和位于軌道中心的地球的質(zhì)量流的相互作用。本質(zhì)上這完全可以和電磁理論中的托馬斯進(jìn)動(dòng)做類比。這種相互作用所導(dǎo)致的進(jìn)動(dòng)在全部的測(cè)地線進(jìn)動(dòng)中起到三分之一的貢獻(xiàn)。

另外的三分之二貢獻(xiàn)不能用引力磁性來(lái)解釋，只能認(rèn)為來(lái)自于時(shí)空曲率。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，平直時(shí)空中沿軌道運(yùn)動(dòng)的自旋角動(dòng)量方向會(huì)隨著引力場(chǎng)造成的時(shí)空彎曲而傾斜。這一點(diǎn)其實(shí)并不難于理解：垂直于一個(gè)平面的矢量在平面發(fā)生彎曲后定然會(huì)改變方向。根據(jù)推算，引力探測(cè)器B的繞地軌道周長(zhǎng)由于地球引力場(chǎng)的影響會(huì)比不考慮引力場(chǎng)時(shí)的周長(zhǎng)縮短1.1英寸（約合2.8厘米），這個(gè)例子在引力探測(cè)器B的研究中經(jīng)常被稱作“丟失的一英寸”。在引力探測(cè)器B的位于642千米高空的極軌道上，廣義相對(duì)論的理論預(yù)言由于自旋-軌道耦合和時(shí)空曲率而產(chǎn)生的軌道平面上的測(cè)地線效應(yīng)總和為每年進(jìn)動(dòng)6.606角秒（約合0.0018度）。這對(duì)于弱引力場(chǎng)中相對(duì)論效應(yīng)來(lái)說(shuō)已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)顯著的影響了（作為同為引力探測(cè)器B的觀測(cè)任務(wù)之一的地球引力場(chǎng)的參考系拖拽要比測(cè)地線效應(yīng)弱170倍）。引力探測(cè)器B的觀測(cè)結(jié)果首先在2007年4月舉行的美國(guó)物理學(xué)會(huì)四月年會(huì)上進(jìn)行了快報(bào)，其觀測(cè)結(jié)果與理論誤差小于1%。