CN108075618B - 一种适配器、抑制轨道电路谐波的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种适配器，与扼流变压器连接，扼流变压器安装于轨道电路中，适配器包括用于抑制高次谐波的第一滤波电路，与扼流变压器的一次侧连接；用于抑制工频干扰的第二滤波电路，与扼流变压器的二次侧连接；第一滤波电路与第二滤波电路并联组合，并联后的第一滤波电路与第二滤波电路能够对轨道电路上的移频信号形成高于第一阈值的阻抗。本发明实施例提供的适配器能够消除谐波电压引起的监测波动和继电器缓放的技术问题。本发明实施例还提供一种抑制轨道电路谐波的装置。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种适配器、抑制轨道电路谐波的装置。
背景技术
轨道电路由钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置或转辙装置，以保证行车安全的设备。如图1所示，电气化铁道传导性干扰，也即不平衡牵引电流与轨道电路的信号电流有共同的传输通道。在实际应用中，会有不平衡因素导致钢轨中的牵引电流不再相等，这样就形成了差模电流，差模电流和受端阻抗形成受端轨面电压，受端轨面电压传至室内接收设备，其中牵引电流形成的差模电流的直流分量、工频基波和谐波成分都将对轨道电路的信号电流产生影响，因此，轨道电路设备需要从系统设计方面对传导性干扰进行防护。
参考图2，目前，针对抑制牵引电流中的谐波成分，通常是通过在站内设置扼流变压器并接适配器(QSP)的方案进行防护。以站内1700Hz-2300Hz扼流变为例，适配器(QSP)挂上之后，阻抗频率特性如图3所示，频率在50Hz时，阻抗形成零点；频率1850Hz时，阻抗形成极点，且大于17Ω的标准要求。频率超过1850Hz之后，阻抗呈现容性，对于可以形成混叠的4150Hz和4450Hz的阻抗达到2.5Ω左右，因此，现有的适配器对4150Hz-4450Hz频率的信号抑制效果不佳。由于轨道电路接收设备的采用频率不可能无限大，当牵引电流中的谐波频率和采用频率的关系一定时，必然发生信号的混叠，若高频混叠的量足够高时，会发生如下现象：(1)轨出和分线采集器电压波动，微机监测的采集电压信号波动，剧烈时引发监测报警；(2)接收器延迟落下：因谐波干扰电压持续且高于接收器的判断门限，此时缓放时间超过规定值，导致联锁不能解锁。
发明内容
本发明实施例提供一种适配器，以消除谐波电压引起的监测波动和继电器缓放的技术问题。
技术方案如下：
一种适配器，与扼流变压器连接，所述扼流变压器安装于轨道电路中，所述适配器包括：
用于抑制高次谐波的第一滤波电路，与所述扼流变压器的一次侧连接；
用于抑制工频干扰的第二滤波电路，与所述扼流变压器的二次侧连接；
所述第一滤波电路与所述第二滤波电路并联组合，并联后的所述第一滤波电路与第二滤波电路能够对所述轨道电路上的移频信号形成高于第一阈值的阻抗。
优选的，在上述的适配器中，所述第一滤波电路包括串联的电容组件和电感组件；
所述电容组件的第一端与所述扼流变压器的一次侧连接，所述电容组件的第二端与所述电感组件的第一端连接，所述电感组件的第二端与所述扼流变压器的一次侧连接。
优选的，在上述的适配器中，电容组件包括串联的第一电阻元件和第一电容元件，电感组件包括串联的第二电阻元件和第一电感元件；
所述第一电阻元件的第一端与所述扼流变压器的一次侧连接，所述第一电阻元件的第二端与所述第一电容元件的第一端连接，所述第一电容元件的第二端与所述第二电阻元件的第一端连接，所述第二电阻元件的第二端与所述第一电感元件的第一端连接，所述第一电感元件的第二端与所述扼流变压器的一次侧连接。
优选的，在上述的适配器中，所述第二滤波电路包括串联的第二电感元件和第二电容元件；
所述第二电感元件的第一端与所述扼流变压器的二次侧连接，所述第二电感元件的第二端与所述第二电容元件的第一端连接，所述第二电容元件的第二端与所述扼流变压器的二次侧连接。
优选的，在上述的适配器中，还包括放电电阻，所述第二电容元件的第二端通过所述放电电阻与所述扼流变压器的二次侧连接。
本发明实施例还提供一种抑制轨道电路谐波的装置，包括：扼流变压器、适配器；所述扼流变压器安装于轨道电路中，所述适配器包括：
用于抑制高次谐波的第一滤波电路，与所述扼流变压器的一次侧连接；
用于抑制工频干扰的第二滤波电路，与所述扼流变压器的二次侧连接；
所述第一滤波电路与所述第二滤波电路并联组合，并联后的所述第一滤波电路与第二滤波电路能够对所述轨道电路上的移频信号形成高于第一阈值的阻抗。
优选的，在上述的抑制轨道电路谐波的装置中，所述第一滤波电路包括串联的电容组件和电感组件；
所述电容组件的第一端与所述扼流变压器的一次侧连接，所述电容组件的第二端与所述电感组件的第一端连接，所述电感组件的第二端与所述扼流变压器的一次侧连接。
优选的，在上述的抑制轨道电路谐波的装置中，电容组件包括串联的第一电阻元件和第一电容元件，电感组件包括串联的第二电阻元件和第一电感元件；
所述第一电阻元件的第一端与所述扼流变压器的一次侧连接，所述第一电阻元件的第二端与所述第一电容元件的第一端连接，所述第一电容元件的第二端与所述第二电阻元件的第一端连接，所述第二电阻元件的第二端与所述第一电感元件的第一端连接，所述第一电感元件的第二端与所述扼流变压器的一次侧连接。
优选的，在上述的抑制轨道电路谐波的装置中，所述第二滤波电路包括串联的第二电感元件和第二电容元件；
所述第二电感元件的第一端与所述扼流变压器的二次侧连接，所述第二电感元件的第二端与所述第二电容元件的第一端连接，所述第二电容元件的第二端与所述扼流变压器的二次侧连接。
优选的，在上述的抑制轨道电路谐波的装置中，还包括放电电阻，所述第二电容元件的第二端通过所述放电电阻与所述扼流变压器的二次侧连接。
本发明实施例提供一种适配器，与扼流变压器连接，扼流变压器安装于轨道电路中，适配器包括用于抑制高次谐波的第一滤波电路，与扼流变压器的一次侧连接；用于抑制工频干扰的第二滤波电路，与扼流变压器的二次侧连接；第一滤波电路与所述第二滤波电路并联组合，并联后的第一滤波电路与第二滤波电路能够对轨道电路上的移频信号形成高于第一阈值的阻抗。本发明实施例提供的适配器能够消除谐波电压引起的监测波动和继电器缓放的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有电气化铁道传导性干扰的示意图；
图2为现有适配器与扼流变压器的连接示意图；
图3为现有所提供的适配器与扼流变压器组合之后，扼流变压器原边的阻抗频率特性；
图4为本发明实施例所提供的适配器的一种结构示意图；
图5为本发明实施例所提供的第一滤波电路的一种结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的第二滤波电路的一种结构示意图；
图7为本发明实施例所提供的适配器的一种结构示意图；
图8为本发明实施例所提供的适配器与扼流变压器组合之后，扼流变压器原边的阻抗频率特性；
图9为本发明实施例所提供的抑制轨道电路谐波的装置。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本文所描述的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。在本说明书和附图中，将采用相同的附图标记表示大体上相同的元素和功能，且将省略对这些元素和功能的重复性说明。此外，为了清楚和简洁，可以省略对于本领域所熟知的功能和构造的说明。
为了解决目前，本发明实施例提供了一种适配器，以消除谐波电压引起的监测波动和继电器缓放的技术问题。
下面对本发明实施例所提供的适配器进行介绍。
参考图4，图4示意出了一种适配器的结构示意图，适配器1'与扼流变压器2'连接，扼流变压器2'安装于轨道电路中，适配器1'包括第一滤波电路11、第二滤波电路12。第一滤波电路11，用于抑制高次谐波，与扼流变压器2'的一次侧连接；第二滤波电路12，用于抑制工频干扰，与扼流变压器2'的二次侧连接；第一滤波电路11与第二滤波电路12并联组合，并联后的第一滤波电路11与第二滤波电路12能够对轨道电路上的移频信号形成高于第一阈值的阻抗。其中，第一阈值为不降低轨道电路接收端阻抗的阈值，如第一阈值可以为17Ω。
上述轨道电路可以是单一类型的列车系统，例如地铁系统、城际铁路系统、高铁系统、普通列车系统等。轨道电路还可以是混合型列车系统，例如高铁列车与普通列车相结合的系统。本领域技术人员可以在理解本发明原理的基础上将本发明的扼流变压器应用于不同的轨道电路。
参考图5，第一滤波电路可以包括串联的电容组件111和电感组件112。电容组件的第一端与扼流变压器的一次侧连接，电容组件的第二端与电感组件的第一端连接，电感组件的第二端与所述扼流变压器的一次侧连接。电容组件111包括串联的第一电阻元件和第一电容元件C1，电感组件112包括串联的第二电阻元件和第一电感元件L1；第一电阻元件的第一端与扼流变压器的一次侧连接，第一电阻元件的第二端与第一电容元件C1的第一端连接，第一电容元件C1的第二端与第二电阻元件的第一端连接，第二电阻元件的第二端与第一电感元件L1的第一端连接，第一电感元件L1的第二端与扼流变压器的一次侧连接。
参考图6，第二滤波电路包括串联的第二电感元件L2和第二电容元件C2。第二电感元件L2的第一端与扼流变压器的二次侧连接，第二电感元件L2的第二端与第二电容元件C2的第一端连接，第二电容元件C2的第二端与扼流变压器的二次侧连接。上述第二滤波电路与扼流变压器的二次侧连接，且与第一滤波电路并联。
参考图7，图7示出了适配器和扼流变压器连接的一种结构示意图。图7中，Ⅰ表示扼流变压器2'的一次侧，Ⅱ表示扼流变压器2'的二次侧，1-12分别表示扼流变压器2'的端子。适配器1'由两个滤波电路并联组成，其中，第一电阻、C1、第二电阻和L1组成的第一滤波电路用于抑制高次谐波，引出的接线端子并联在扼流变压器2'一次侧的1、2端子处，即原边牵引圈处。C2和L2组成的第二滤波电路，对牵引电流的50Hz信号形成串联谐振从而产生低阻抗，引出的接线端子并联在扼流变压器2'二次侧的4、12端子。进一步的，在本发明的其他实施例中，适配器还包括放电电阻RD，可以参考图7，第二电容元件C2的第二端通过放电电阻RD与扼流变压器2'的二次侧连接，连接到扼流变压器2'二次侧的12端子。
如图8所示，扼流变压器与适配器组合之后，扼流变压器原边的阻抗频率特性：在频率50Hz和频率4300Hz处，扼流变压器原边的阻抗形成零阻抗，频率1850Hz处形成极阻抗。当频率超过1850Hz之后，阻抗呈现容性，这样就可以降低轨道电路移频信号形成混叠的4150Hz和4450Hz干扰信号的阻抗，使其降低到0.3Ω以下，而原有旧适配器在该频段的阻抗为2.5Ω，因此，在相同的差模干扰电流的影响下，安装图7所提供的适配器后，传入室内的干扰轨面电压会比现有的干扰轨面电压降低8倍。因此，对于轨道电路传输通道，采用本发明的适配器，既可以很好地抑制50Hz的工频干扰，同时又对移频信号保持了高阻抗，从而不降低轨道电路受端阻抗，以消除谐波电压引起的监测波动和继电器缓放的技术问题。
另外，本发明的适配器挂上扼流变压器之后，各项指标均符合《客运专线铁路信号产品暂行技术条件》中对扼流变的指标要求。
参考图9，本发明实施例还提供一种抑制轨道电路谐波的装置，包括：扼流变压器2'、适配器1'。扼流变压器2'安装于轨道电路中，适配器1'包括：
用于抑制高次谐波的第一滤波电路11，与扼流变压器2'的一次侧连接；
用于抑制工频干扰的第二滤波电路12，与扼流变压器2'的二次侧连接；
第一滤波电路11与第二滤波电路12并联组合，并联后的第一滤波电路11与第二滤波电路12能够对轨道电路上的移频信号形成高于第一阈值的阻抗。
在本发明的其他实施例中，上述第一滤波电路包括串联的电容组件和电感组件；
电容组件的第一端与扼流变压器的一次侧连接，电容组件的第二端与电感组件的第一端连接，电感组件的第二端与扼流变压器的一次侧连接。
在本发明的其他实施例中，上述电容组件包括串联的第一电阻元件和第一电容元件，电感组件包括串联的第二电阻元件和第一电感元件；
第一电阻元件的第一端与扼流变压器的一次侧连接，第一电阻元件的第二端与第一电容元件的第一端连接，第一电容元件的第二端与第二电阻元件的第一端连接，第二电阻元件的第二端与第一电感元件的第一端连接，第一电感元件的第二端与扼流变压器的一次侧连接。
在本发明的其他实施例中，上述第二滤波电路包括串联的第二电感元件和第二电容元件；
第二电感元件的第一端与扼流变压器的二次侧连接，第二电感元件的第二端与第二电容元件的第一端连接，第二电容元件的第二端与扼流变压器的二次侧连接。
在本发明的其他实施例中，还包括放电电阻，第二电容元件的第二端通过放电电阻与扼流变压器的二次侧连接。
扼流变压器与适配器组合之后，如图8所示，扼流变压器原边的阻抗频率特性：在频率50Hz和频率4300Hz处，扼流变压器原边的阻抗形成零阻抗，频率1850Hz处形成极阻抗。当频率超过1850Hz之后，阻抗呈现容性，这样就可以降低轨道电路移频信号形成混叠的4150Hz和4450Hz干扰信号的阻抗，使其降低到0.3Ω以下，而原有旧适配器在该频段的阻抗为2.5Ω，因此，在相同的差模干扰电流的影响下，安装图7所提供的适配器后，传入室内的干扰轨面电压会比现有的干扰轨面电压降低8倍。因此，对于轨道电路传输通道，采用本发明扼流变压器与适配器的组合，既可以很好地抑制50Hz的工频干扰，同时又对移频信号保持了高阻抗，从而不降低轨道电路受端阻抗，以消除谐波电压引起的监测波动和继电器缓放的技术问题。
需要说明的是：
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域技术人员应该理解的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求书的范围。
Claims (10)
1.一种适配器，其特征在于，与扼流变压器连接，所述扼流变压器安装于轨道电路中，所述适配器包括：
用于抑制高次谐波的第一滤波电路，与所述扼流变压器的一次侧连接，降低轨道电路移频信号形成混叠的4150Hz和4450Hz干扰信号的阻抗，使其降低到0.3Ω以下；
用于抑制工频干扰的第二滤波电路，与所述扼流变压器的二次侧连接；
所述第一滤波电路与所述第二滤波电路并联组合，并联后的所述第一滤波电路与第二滤波电路能够对所述轨道电路上的移频信号形成高于第一阈值的阻抗；
所述第一滤波电路引出的接线端子并联在扼流变压器一次侧的原边线圈处。
2.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，所述第一滤波电路包括串联的电容组件和电感组件；
所述电容组件的第一端与所述扼流变压器的一次侧连接，所述电容组件的第二端与所述电感组件的第一端连接，所述电感组件的第二端与所述扼流变压器的一次侧连接。
3.根据权利要求2所述的适配器，其特征在于，电容组件包括串联的第一电阻元件和第一电容元件，电感组件包括串联的第二电阻元件和第一电感元件；
所述第一电阻元件的第一端与所述扼流变压器的一次侧连接，所述第一电阻元件的第二端与所述第一电容元件的第一端连接，所述第一电容元件的第二端与所述第二电阻元件的第一端连接，所述第二电阻元件的第二端与所述第一电感元件的第一端连接，所述第一电感元件的第二端与所述扼流变压器的一次侧连接。
4.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，所述第二滤波电路包括串联的第二电感元件和第二电容元件；
所述第二电感元件的第一端与所述扼流变压器的二次侧连接，所述第二电感元件的第二端与所述第二电容元件的第一端连接，所述第二电容元件的第二端与所述扼流变压器的二次侧连接。
5.根据权利要求4所述的适配器，其特征在于，还包括放电电阻，所述第二电容元件的第二端通过所述放电电阻与所述扼流变压器的二次侧连接。
6.一种抑制轨道电路谐波的装置，其特征在于，包括：扼流变压器、适配器；所述扼流变压器安装于轨道电路中，所述适配器包括：
用于抑制高次谐波的第一滤波电路，与所述扼流变压器的一次侧连接，降低轨道电路移频信号形成混叠的4150Hz和4450Hz干扰信号的阻抗，使其降低到0.3Ω以下；
用于抑制工频干扰的第二滤波电路，与所述扼流变压器的二次侧连接；
所述第一滤波电路与所述第二滤波电路并联组合，并联后的所述第一滤波电路与第二滤波电路能够对所述轨道电路上的移频信号形成高于第一阈值的阻抗；
所述第一滤波电路引出的接线端子并联在扼流变压器一次侧的原边线圈处。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一滤波电路包括串联的电容组件和电感组件；
所述电容组件的第一端与所述扼流变压器的一次侧连接，所述电容组件的第二端与所述电感组件的第一端连接，所述电感组件的第二端与所述扼流变压器的一次侧连接。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，电容组件包括串联的第一电阻元件和第一电容元件，电感组件包括串联的第二电阻元件和第一电感元件；
所述第一电阻元件的第一端与所述扼流变压器的一次侧连接，所述第一电阻元件的第二端与所述第一电容元件的第一端连接，所述第一电容元件的第二端与所述第二电阻元件的第一端连接，所述第二电阻元件的第二端与所述第一电感元件的第一端连接，所述第一电感元件的第二端与所述扼流变压器的一次侧连接。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二滤波电路包括串联的第二电感元件和第二电容元件；
所述第二电感元件的第一端与所述扼流变压器的二次侧连接，所述第二电感元件的第二端与所述第二电容元件的第一端连接，所述第二电容元件的第二端与所述扼流变压器的二次侧连接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括放电电阻，所述第二电容元件的第二端通过所述放电电阻与所述扼流变压器的二次侧连接。
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2017
- 2017-11-14 CN CN201711120494.7A patent/CN108075618B/zh active Active
Patent Citations (2)
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| CN1143849A (zh) * | 1995-08-18 | 1997-02-26 | 郭宝库 | 高低压电容成套补偿装置 |
| CN101032971A (zh) * | 2007-04-27 | 2007-09-12 | 北京交通大学 | 站内音频轨道电路阻抗匹配电路 |
Also Published As
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| CN108075618A (zh) | 2018-05-25 |
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