CN110581556A - 一种轨道电路高次谐波抑制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的轨道电路高次谐波抑制电路，应用于轨道车辆技术领域，所述轨道电路高次谐波抑制电路包括第一电容器、第二电容器、电阻器，以及电抗器，第一电容器、第二电容器，以及电抗器依次串联，形成串联支路，该串联支路的输入端与牵引供电系统的接触线或正馈线相连，串联支路的输出端与轨道钢轨相连，电阻器的一端与第一电容器和第二电容器的串联连接点相连，电阻器的另一端与串联支路的输出端相连，本发明提供的高次谐波抑制电路，第二电容器和电抗器串联后与电阻器并联，能够有效抑制轨道电路中的高次谐波，确保轨道车辆的运行安全性。

Description

一种轨道电路高次谐波抑制电路
技术领域
本发明属于轨道车辆技术领域，尤其涉及一种轨道电路高次谐波抑制电路。
背景技术
轨道电路是由钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，用于自动、连续检测轨道线路是否被轨道车辆占用，也用于向控制信号装置或转辙装置提供轨道线路的相关信息，以保证行车安全。
实际应用中，基于GTO、IGBT、IGCT等全控型器件的电能转换技术在轨道车辆中得到广泛应用，全控型器件的应用，使得3、5、7次等低频段的谐波电流显著降低，但更高频率段(如20次以上)的高次谐波却有所增加。轨道车辆产生的高次谐波在钢轨上传播时，如果钢轨两端电位不相等，这些高次谐波会通过轨道电路绝缘节耦合到轨道电路设备中，造成轨道电路接收电压波动，影响轨道电路设备的正常工作，甚至可能会导致轨道车辆出现异常制动的情况。
因此，如何抑制轨道电路中的高次谐波，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轨道电路高次谐波抑制电路，有效抑制轨道电路中的高次谐波，确保轨道车辆的运行安全性，具体方案如下：
本发明提供一种轨道电路高次谐波抑制电路，包括：第一电容器、第二电容器、电阻器，以及电抗器，其中，
所述第一电容器、所述第二电容器，以及所述电抗器依次串联，形成串联支路；
所述串联支路的输入端与牵引供电系统的接触线或正馈线相连，所述串联支路的输出端与轨道钢轨相连；
所述电阻器的一端与所述第一电容器和所述第二电容器的串联连接点相连，所述电阻器的另一端与所述串联支路的输出端相连。
可选的，所述第一电容器和所述第二电容器均为高压并联电容器组。
可选的，所述第一电容器的取值范围为1-4.2μF；
所述第二电容器的取值范围为0.4-1.6mF；
所述电抗器的取值范围为24-63mH；
所述电阻器的取值范围为17-188Ω。
可选的，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路还包括：断路器，其中，
所述断路器的输入端与所述接触线或所述正馈线相连，所述断路器的输出端与所述串联支路的输入端相连。
可选的，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路还包括：避雷器，其中，
所述避雷器的输入端与所述串联支路的输入端相连，所述避雷器的输出端接地。
可选的，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路还包括：电流互感器，所述电流互感器用于测量流经轨道电路高次谐波抑制电路的电流。
可选的，所述电流互感器的二次侧连接电流检测设备。
可选的，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路还包括：放电线圈，其中，所述放电线圈与所述第一电容器并联连接。
可选的，所述放电线圈的二次侧连接电压检测设备。
基于上述技术方案，本发明提供的轨道电路高次谐波抑制电路，包括第一电容器、第二电容器、电阻器，以及电抗器，第一电容器、第二电容器，以及电抗器依次串联，形成串联支路，该串联支路的输入端与牵引供电系统的接触线或正馈线相连，串联支路的输出端与轨道钢轨相连，电阻器的一端与第一电容器和第二电容器的串联连接点相连，电阻器的另一端与串联支路的输出端相连，本发明提供的高次谐波抑制电路，第二电容器和电抗器串联后与电阻器并联，不仅基波能耗低，而且能够有效抑制轨道电路中的高次谐波，确保轨道车辆的运行安全性。
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是本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路的一种应用场景的连接示意图；
图2是本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路的另一种应用场景的连接示意图；
图3是本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路的再一种应用场景的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1是本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路的一种应用场景的连接示意图；参照图1，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路，可以包括：第一电容器C1、第二电容器C2、电阻器R，以及电抗器L，其中，
第一电容器C1的输出端与第二电容器C2的输入端相连，第二电容器C2的输出端与电抗器L的输入端相连，即第一电容器C1、第二电容器C2以及电抗器L依次串联，形成一串联支路，第一电容器C1的输入端即作为该串联支路的输入端，电抗器L的输出端作为串联支路的输出端。
可选的，第一电容器C1和第二电容器C2均为高压并联电容器组，进一步的，第一电容器C1的取值范围为1-4.2μF，第二电容器C2的取值范围为0.4-1.6mF。电抗器L的取值范围为24-63mH。
电阻器R的一端与第一电容器C1和第二电容器C2的串联连接点相连，电阻器R的另一端与串联支路的输出端，即电抗器L的输出端，相连，即第二电容器C2与电抗器L串联后，与电阻器R并联。可选的，电阻器R的取值范围为17-188Ω。
在图1所示实施例中，本发明实施例提供的高次谐波抑制电路应用于采用直接供电方式的牵引供电系统中，串联支路的输入端，即第一电容器C1的输入端与牵引供电系统的接触线相连，串联支路的输出端与轨道钢轨相连，本发明实施例提供的高次谐波抑制电路并联于接触线与轨道钢轨之间。
可选的，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路还包括断路器QF，在图1所示实施例中，断路器QF的输入端与牵引供电系统的接触线相连，断路器QF的输出端与串联支路的输入端相连，即断路器QF与第一电容器C1呈串联关系。通过设置断路器QF，可以方便的控制抑制电路整体的投入与切除，具体的，当断路器QF断开时，抑制电路整体便从系统中切除，当断路器QF闭合时，抑制电路便接入系统中。
可选的，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路还包括避雷器F，避雷器F的输入端与串联支路的输入端相连，避雷器F的输出端接地，即避雷器F设置于断路器QF与串联支路之间。通过设置避雷器F，可以有效防止本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路遭受雷电的冲击，提高电路整体的运行安全性。
可选的，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路还包括电流互感器TA，电流互感器TA设置于前述串联支路的输入端处，测量流经轨道电路高次谐波抑制电路的进线电流。进一步的，电流互感器TA的二次侧还可连接电流检测设备(图中未示出)，通过电流互感器TA采集的电流值，为供电系统的继电保护整定计算提供基础数据。
可选的，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路，还包括放电线圈TV。放电线圈TV与第一电容器C1并联连接，用于在抑制电路与供电系统断开连接后，释放第一电容器C1中所存储的电荷。进一步的，放电线圈的二次侧还可连接电压检测设备，采集相应的电压信号，用于其他保护电路的监控和二次保护等场景。
可选的，参见图2，图2是本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路的另一种应用场景的连接示意图。在图2所示的连接关系中，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路应用于采用AT供电方式的牵引供电系统中，由于AT供电方式的对称结构，需要在正馈线与轨道钢轨，以及，接触线与轨道钢轨之间，各并联一套本发明申请提供的轨道电路高次谐波抑制电路，抑制电路的可选构成以及对应的连接方式，可以参照图1所示实施例进行，此处不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路，第二电容器和电抗器串联后与电阻器并联，不仅基波能耗低，而且能够有效抑制轨道电路中的高次谐波，同时改变牵引供电系统的谐波谐振点，避免与交直交型轨道车辆发生高次谐波谐振，进而导致谐波放大，消除高次谐波对信号系统的干扰，确保轨道车辆的运行安全性。
可选的，参见图3，图3是本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路的再一种应用场景的连接示意图。在图3所示场景中，展示了本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路在牵引供电系统中的设置位置，同时，还具体的展示了轨道电路的构成情况。可以看出，图3展示的是本发明实施例提供的轨道电路高次谐波抑制电路应用于采用AT供电方式的牵引供电系统中的场景，可以看做是对图2所提供实施例的进一步细化展示。
需要说明的是，在图3所示实施例中，为便于描述本发明提供的轨道电路高次谐波抑制电路在系统中的连接情况，对抑制电路的构成进行了简化处理，图3所示场景中仅示出了构成本发明实施例所提供的抑制电路的核心构成，对其他细节并未进行展示。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种轨道电路高次谐波抑制电路，其特征在于，包括：第一电容器、第二电容器、电阻器，以及电抗器，其中，
所述第一电容器、所述第二电容器，以及所述电抗器依次串联，形成串联支路；
所述串联支路的输入端与牵引供电系统的接触线或正馈线相连，所述串联支路的输出端与轨道钢轨相连；
所述电阻器的一端与所述第一电容器和所述第二电容器的串联连接点相连，所述电阻器的另一端与所述串联支路的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的轨道电路高次谐波抑制电路，其特征在于，所述第一电容器和所述第二电容器均为高压并联电容器组。
3.根据权利要求1所述的轨道电路高次谐波抑制电路，其特征在于，所述第一电容器的取值范围为1-4.2μF；
所述第二电容器的取值范围为0.4-1.6mF；
所述电抗器的取值范围为24-63mH；
所述电阻器的取值范围为17-188Ω。
4.根据权利要求1所述的轨道电路高次谐波抑制电路，其特征在于，还包括：断路器，其中，
所述断路器的输入端与所述接触线或所述正馈线相连，所述断路器的输出端与所述串联支路的输入端相连。
5.根据权利要求1所述的轨道电路高次谐波抑制电路，其特征在于，还包括：避雷器，其中，
所述避雷器的输入端与所述串联支路的输入端相连，所述避雷器的输出端接地。
6.根据权利要求1所述的轨道电路高次谐波抑制电路，其特征在于，还包括：电流互感器，所述电流互感器用于测量流经轨道电路高次谐波抑制电路的电流。
7.根据权利要求6所述的轨道电路高次谐波抑制电路，其特征在于，所述电流互感器的二次侧连接电流检测设备。
8.根据权利要求1所述的轨道电路高次谐波抑制电路，其特征在于，还包括：放电线圈，其中，所述放电线圈与所述第一电容器并联连接。
9.根据权利要求8所述的轨道电路高次谐波抑制电路，其特征在于，所述放电线圈的二次侧连接电压检测设备。
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