PLC网络介质接入方法详解

在PLC网络中，必须采用介质接入方法，实现PLC设备与电力网络之间的连接，以获得物理层的最佳性能并因而可以在较高层级获得最佳的可用数据吞吐量。

需要将PLC设备连接至电力网络时，可以使用两种不同的方法（也称耦合方法）：容性耦合和感性耦合。

大多数PLC调制解调器均使用容性耦合方法。术语“容性”表示连接至插座的PLC调制解调器可以视作一个电容（即电容器）。图7.22为容性耦合的工作原理简图。

图7.22 容性耦合的工作原理

耦合

在电场中耦合可以定义为，如何连接磁场中的两个电子回路，使得这两个回路中可以产生电流。由于电容和电感效应，在这两个电子回路之间形成的电场和磁场的作用下，该电流可以在回路之间进行传播。

与容性耦合相比，感性耦合的效率更高。感性耦合使用了两根电力线之间、或者电力线与围绕该电力线的线圈之间的电磁感应作用。与容性耦合器相比，对于某些频率，感性耦合器的信号衰减量要小10～15dB。插座与开关盒之间的信号衰减量的范围为10～30dB。频率为15～20MHz之间时，该衰减量达到最大值。

注入器是一种连接设备。在PLC网络中，可以在建筑物的电气开关柜级使用注入器，直接通过电线周围的电感耦合效应，将某个PLC设备连接至电力网络。

图7.23所示为PLC信号注入器的工作原理。信号注入器由两个元件组成：

1）电磁开口线圈，串绕在电网的中性线上。如第11章和第12章所述，中性线是将PLC信号注入电力网络最有利的电线，因为所有电气设备均不能没有中性线。

2）有线电视调制解调器，通过一根电缆（例如同轴电缆）连接至上面的电磁线圈。

图7.23 PLC信号注入连接示意图（使用单相网络上的线圈通过感性耦合方式注入信号）

图7.24图示了同一个工作原理，但是，该示例在三相电网上使用两个磁性铁氧体完成信号注入。(www.xing528.com)

图7.24 PLC信号注入连接示意图（使用三相电网上的两个磁性铁氧体以感性耦合注入）

选择注入电缆

将信号注入电力网络时，优先选择将信号注入单相电网的中性线，或者三相电网其中的一根相线。将信号注入单根电缆，与将信号同时注入多根电缆相比，可以获得更好的性能。

使用这种方法连接PLC设备，需要操作110或220V/50或60Hz电力网络中的电力线，而容性耦合方法，仅需要将设备连接至某个插座上即可。完成这种耦合操作时，需要很好地掌握接近电网电缆或电网组件时可能存在的电击事故的相关知识，因此，关于这种耦合操作，必须注意合格的专业电气工程人员才可以执行。

图7.25为EichhoffPLC注入器。该注入器配有开口式电磁线圈（左图）和封闭式电磁线圈（中图），线圈环绕着电力线。这种型号的注入器连接至有线电视调制解调器时，可以使用F-type同轴电缆连接器（右图）。

图7.25 Eichhoff PLC注入器（带有线圈和磁性铁氧体）

直接抽头法

使用直接抽头法，可以刺穿电缆绝缘层和电力线本身，直接将PLC设备连接至电力网络的电力线之上。

由于存在电击危险，该类工作必须由获得授权、可以对低压（LV）或中压（MV）电网电线进行穿刺操作的电工来完成。

图7.26为直接抽头耦合方法的工作原理简图。

图7.26 直接抽头耦合方法的工作原理