RU2224360C2

RU2224360C2 - Device for connecting communication equipment to power transmission cable

Info

Publication number: RU2224360C2
Application number: RU2002103088/09A
Authority: RU
Inventors: В.В. Валиков
Original assignee: ООО "Компания "Мир"
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2004-02-20

Abstract

FIELD: communications engineering; data transmission by high-frequency currents over distributed cable lines. SUBSTANCE: device has high-frequency toroidal-core transformer whose primary winding is connected on one end to communication equipment and on other, to ground circuit; secondary winding of high-frequency transformer is formed by passing conductor that grounds armor braid and metal sheath of power transmission cable through toroidal core that carries primary winding, current-carrying conductors of power transmission cable being connected to ground circuit through capacitors connected in series with inductance coils. EFFECT: reduced impact of input resistance of substation buses on high- frequency signal transferred. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системе передачи информации токами высокой частоты по кабельным распределенным сетям электроснабжения. The invention relates to communication technology and can be used in a system for transmitting information by high frequency currents over cable distributed power supply networks.

Известно устройство, предназначенное для присоединения аппаратуры связи к кабелю электропередачи, например, содержащее элемент связи, выполненный в виде изолированного отрезка металлической оболочки кабеля электропередачи, соединенный через фильтр присоединения, включающий последовательно соединенные разрядник, трансформатор и конденсатор, с заземленной аппаратурой связи, при этом остальная часть металлической оболочки кабеля электропередачи заземлена [1]. A device is known for connecting communication equipment to a power cable, for example, containing a communication element made in the form of an isolated piece of metal sheath of a power cable, connected through an access filter, including a series-connected arrester, transformer and capacitor, to a grounded communication equipment, while the rest part of the metal sheath of the power cable is grounded [1].

Недостатки известного устройства состоят в следующем. Во-первых, при монтаже его на действующей электроустановке необходимо иметь достаточно длинный конец кабеля электропередачи для установки не нем элемента связи, что не всегда возможно. Во-вторых, для обслуживания данного устройства на действующей электроустановке в целях обеспечения безопасности проведения работ необходимо обесточивать кабель электропередачи, что бывает невозможно из-за условий эксплуатации. The disadvantages of the known device are as follows. Firstly, when installing it on an existing electrical installation, it is necessary to have a sufficiently long end of the power cable to install a communication element on it, which is not always possible. Secondly, for servicing this device in an existing electrical installation, in order to ensure the safety of work, it is necessary to disconnect the power cable, which is impossible due to operating conditions.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство присоединения аппаратуры связи к кабелю электропередачи, содержащее высокочастотный трансформатор, выполненный на кольцевом сердечнике, первичная обмотка которого одним концом соединена с заземленной аппаратурой связи, а другим концом - с шиной нулевого потенциала, а вторичная обмотка образована путем пропускания проводника, заземляющего бронирующую оплетку и металлическую оболочку кабеля электропередачи, через кольцевой сердечник с намотанной на нем первичной обмоткой [2]. The closest in technical essence to the proposed one is a device for connecting communication equipment to a power cable containing a high-frequency transformer made on an annular core, the primary winding of which is connected at one end to a grounded communication equipment, and at the other end to a bus of zero potential, and the secondary winding is formed by passing a conductor grounding the armor braid and the metal sheath of the power cable through an annular core with primary winding [2].

Описанное устройство обеспечивает надежную защиту аппаратуры связи и обслуживающего персонала от высокого напряжения, однако оно не позволяет обеспечить оптимальную цепь для токов высокой частоты, так как эквивалентное сопротивление оборудования подстанции токам высокой частоты оказывается включенным последовательно в цепь токов высокой частоты, вызывая дополнительное их затухание, что в конечном итоге ухудшает связь, а отключение кабеля электропередачи от оборудования подстанции, например, при профилактических работах приводит к исчезновению связи вообще, так как разрывается цепь для прохождения токов высокой частоты. The described device provides reliable protection of communication equipment and staff from high voltage, however, it does not allow to provide an optimal circuit for high-frequency currents, since the equivalent resistance of substation equipment to high-frequency currents turns out to be connected in series to the high-frequency current circuit, causing additional attenuation, which ultimately worsens the connection, and disconnecting the power cable from the substation equipment, for example, during maintenance work leads to the disappearance of communication in general, since the circuit is broken for the passage of high frequency currents.

При создании данного изобретения стояла задача разработки такого устройства присоединения аппаратуры связи к кабелю электропередачи, которое бы позволило снизить влияние входного сопротивления шин подстанции на уровень высокочастотного сигнала, передаваемого по кабелю электропередачи. При этом оно должно обеспечивать надежную защиту аппаратуры связи и обслуживающего персонала от высокого напряжения. When creating this invention, the task was to develop such a device for connecting communication equipment to the power cable, which would reduce the influence of the input resistance of the substation buses on the level of the high-frequency signal transmitted through the power cable. Moreover, it should provide reliable protection of communication equipment and maintenance personnel from high voltage.

Данная задача решается за счет того, что в устройстве присоединения аппаратуры связи к кабелю электропередачи, содержащем трансформатор, выполненный на кольцевом сердечнике, вторичная обмотка которого образована путем пропускания проводника, заземляющего бронирующую оплетку и металлическую оболочку кабеля электропередачи, через кольцевой сердечник с намотанной на нем первичной обмоткой, один вывод первичной обмотки трансформатора соединен с заземленной аппаратурой связи, а второй вывод заземлен, токоведущие жилы кабеля электропередачи заземлены через конденсаторы, при этом последовательно с конденсаторами включены индуктивности, образующие резонансный контур, настроенный на частоту высокочастотного сигнала. This problem is solved due to the fact that in the device connecting the communication equipment to the power cable containing a transformer made on an annular core, the secondary winding of which is formed by passing a conductor grounding the armor braid and the metal sheath of the power cable, through the annular core with primary wound on it winding, one terminal of the primary winding of the transformer is connected to a grounded communication equipment, and the second terminal is grounded, current-carrying conductors of an electric cable cottages grounded via capacitors, wherein the capacitors are included in series with the inductance forming a resonant circuit tuned to the frequency of the RF signal.

При проведении патентно-информационного поиска технических решений, идентичных заявляемому, не обнаружено. When conducting a patent information search for technical solutions identical to the claimed, it was not found.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 приведен вариант схемы устройства с индуктивностью в цепи заземления токоведущей жилы. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a schematic diagram of the proposed device, Fig. 2 shows a variant of a circuit of a device with inductance in the ground circuit of a current-carrying core.

Устройство присоединения аппаратуры связи к кабелю электропередачи содержит высокочастотный трансформатор 1, выполненный на кольцевом сердечнике, один вывод первичной обмотки которого соединен с заземленной аппаратурой связи 2, а второй ее вывод соединен с контуром заземления, вторичная обмотка трансформатора 1 образована путем пропускания проводника, заземляющего бронирующую оплетку и металлическую оболочку кабеля 3 электропередачи, через кольцевой сердечник, силовые жилы 4 кабеля электропередачи заземлены через конденсаторы 5, последовательно с которыми включены катушки индуктивности 6 (см. фиг. 2), образующие резонансный контур, настроенный на частоту высокочастотного сигнала. A device for connecting communication equipment to a power cable contains a high-frequency transformer 1, made on an annular core, one terminal of the primary winding of which is connected to a grounded communication equipment 2, and its second terminal is connected to an earth circuit, the secondary winding of the transformer 1 is formed by passing a conductor grounding the armor braid and the metal sheath of the power transmission cable 3, through an annular core, power cores 4 of the power transmission cable are grounded through capacitors 5, pos edovatelno which includes inductor 6 (see. FIG. 2) forming a resonant circuit tuned to the frequency of the RF signal.

Предлагаемое устройство присоединения аппаратуры связи к кабелю электропередачи работает следующим образом. The proposed device connecting the communication equipment to the power cable works as follows.

Сигнал от аппаратуры связи 2 поступает на первичную обмотку трансформатора 1 и наводится в его вторичной обмотке, один конец которой через контур заземления и конденсаторы 5 соединен с токоведущими жилами 4 кабеля электропередачи, а второй конец вторичной обмотки трансформатора 1 соединен с металлической оболочкой 3 кабеля электропередачи. Таким образом высокочастотный сигнал поступает в кабель электропередачи. В схеме устройства, представленной на фиг. 2, передача сигнала от аппаратуры связи 2 к токоведущим жилам 4 кабеля 3 электропередачи осуществляется аналогично через контур заземления и последовательно соединенные индуктивность 6 и конденсатор 5. The signal from the communication equipment 2 enters the primary winding of the transformer 1 and is induced in its secondary winding, one end of which is connected to the current-carrying conductors 4 of the power cable through the ground loop and capacitors 5, and the second end of the secondary winding of the transformer 1 is connected to the metal sheath 3 of the power cable. Thus, the high-frequency signal enters the power cable. In the device diagram of FIG. 2, the signal is transmitted from the communication equipment 2 to the current-carrying conductors 4 of the power transmission cable 3 in a similar manner through the ground loop and the inductance 6 and the capacitor 5 connected in series.

Прием сигналов осуществляется в обратном порядке. Reception of signals is carried out in the reverse order.

Предлагаемое техническое решение за счет введения конденсаторов, шунтирующих входное сопротивление шин подстанции, позволяет уменьшить его влияние на уровень высокочастотного сигнала, передаваемого по кабелю электропередачи. В отключенном состоянии кабеля электропередачи от оборудования подстанции конденсаторы обеспечивают цепь для прохождения токов высокочастотного сигнала. The proposed technical solution due to the introduction of capacitors shunting the input resistance of the substation buses allows to reduce its effect on the level of the high-frequency signal transmitted through the power cable. In the disconnected state of the power cable from the substation equipment, capacitors provide a circuit for the passage of high-frequency signal currents.

В случае включения в цепь заземления токоведущей жилы кабеля индуктивности она образует с конденсатором последовательный резонансный контур, настроенный на частоту высокочастотного сигнала, эквивалентное сопротивление которого приближается к нулю. При этом высокочастотный сигнал, поступающий на токоведущие жилы кабеля электропередачи, ослабляется незначительно. If an inductance cable is included in the grounding circuit of the current-carrying core, it forms a series resonant circuit with a capacitor tuned to the frequency of the high-frequency signal, the equivalent resistance of which approaches zero. At the same time, the high-frequency signal supplied to the current-carrying conductors of the power transmission cable is slightly attenuated.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР 1298933, МПК Н 04 В 3/54, опубл. 23.03.87.SOURCES OF INFORMATION
1. USSR author's certificate 1298933, IPC N 04 B 3/54, publ. 03/23/87.

2. Всероссийская конференция энергетиков и электротехников городов России. Материалы Всероссийской конференции энергетиков и электротехников городов России. Краснодар: Советская Кубань, 1999, с.79. 2. The All-Russian Conference of Power Engineers and Electrical Engineers of Russian Cities. Materials of the All-Russian Conference of Power Engineers and Electrical Engineers of Russian Cities. Krasnodar: Soviet Kuban, 1999, p. 79.

Claims

A device for connecting communication equipment to a power cable containing a transformer, one terminal of the primary winding of the transformer is connected to a grounded communication equipment, and the second terminal is grounded, characterized in that the transformer is made on an annular core, the secondary winding of which is formed by passing a conductor grounding the armor braid and the metal the sheath of the power cable, through the ring core with the primary winding wound on it, and the current-carrying conductors of the power cable earth via a capacitor connected in series with the inductances.