干扰这一概念对于PLC网络极为重要。PLC在电力线上传播时,会在电缆周边辐射频段为1~30MHz的电磁信号,且连接在电力网络上的设备也会对PLC信号本身带来干扰。
此外,对于两个PLC工作站之间的链路来说,两个方向的通信也不可避免地存在特性不一致的现象。通信介质的物理特性(阻抗、电荷、电容)也可能因信号传播方向的改变而改变。
对于工作在电力网络上的PLC设备,各个国家的,或欧盟的以及国际的标准机构均颁布了相应的法规,试图限制这些PLC设备的电磁辐射。如第1章所述,这些设备的电磁辐射必须控制在某个已经设定的最大准峰值之内。IEC CISPR 22修正案已经将功率谱密度(PSD)的临界值规定为-50dBm/Hz。
干扰对电力网络的影响作用
电网插座所连接的电气设备对PLC网络有着干扰作用和电磁干扰。
图8.14给出了对PLC局域网有影响作用的干扰源。
电气设备在启动和工作期间,会产生各种噪声(广谱噪声、脉冲噪声、高斯噪声等)。这些噪声均一化后,相当于覆盖1~30MHz的整个频段、幅值为30dBìV/m的噪声。产生这些噪声的设备过多,难以一一列出,但是,已经确定可能成为噪声源的设备有等离子显示器、卤素灯、真空吸尘器、调光器、微波炉、电视机、计算机显示器、空调、加热器等。
图8.15根据日工作时间,使用在大量家用电器上进行的各种测量的平均值,给出了电气设备的各种干扰曲线。每一天的结束时段,电气网络上的大量设备会同时工作,从而会存在程度较大的干扰。从图中可见,干扰信号的幅值随着频率的改变而改变。其中,在10MHz和20MHz附近,存在两个相应的幅值峰值点。
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图8.14 连接到电力网络上的PLC设备导致的电磁干扰
图8.15 随日工作时间而变化的作用在室内电气网络上的干扰幅值
目前,这类技术已经获得了极大的提高,可以确保电力线上数据通信的可靠性。但是,对于与PLC设备使用同一个插座上的某些电气设备(例如卤素灯、真空吸尘器等),还是有必要采取一定的预防措施。
图8.16给出了如何同时使用PLC设备和接线板。对于PLC设备来说,接线板本身就是一个噪声源,且连接在接线板上的干扰性设备所产生的噪声会在该设备上产生叠加效应。任何情况下,只要有可能,均应该首选将PLC设备直接连接在墙上的插座之上或者连接至某个“biplite”(双插座接线板)。
图8.16 接线板和双路插座的最佳使用方法
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