RU2231898C1 - Device for connecting high-frequency communication equipment to power transmission line conductors - Google Patents

Device for connecting high-frequency communication equipment to power transmission line conductors Download PDF

Info

Publication number
RU2231898C1
RU2231898C1 RU2002132693/09A RU2002132693A RU2231898C1 RU 2231898 C1 RU2231898 C1 RU 2231898C1 RU 2002132693/09 A RU2002132693/09 A RU 2002132693/09A RU 2002132693 A RU2002132693 A RU 2002132693A RU 2231898 C1 RU2231898 C1 RU 2231898C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
circuit
matching means
input
capacitor
Prior art date
Application number
RU2002132693/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002132693A (en
Inventor
хов С.С. Шл (RU)
С.С. Шляхов
Original Assignee
Шляхов Станислав Сергеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шляхов Станислав Сергеевич filed Critical Шляхов Станислав Сергеевич
Priority to RU2002132693/09A priority Critical patent/RU2231898C1/en
Publication of RU2002132693A publication Critical patent/RU2002132693A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231898C1 publication Critical patent/RU2231898C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: high-frequency communications using power transmission lines to transfer various signals.
SUBSTANCE: device designed to transfer supervisory control, automatic emergency control, and relay protection signals over power transmission lines is built around three-circuit band filter that has line leads, resistance matching means incorporating input circuit inductively coupled with output circuit which is shorted out by capacitor and connected with aid of LC circuit to output cable lead; capacitor is connected in addition between line lead and input circuit of resistance matching means and inductance coil is inserted between line leads. Voltage limiter that functions as protective gear is connected to line leads and double-winding transformer or autotransformer is used as matching means.
EFFECT: eliminated shunt effect of protective gear, enlarged pass-band, enhanced electric strength of device.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области высокочастотной связи по проводам линий электропередачи, используемой в энергетике для передачи сигналов диспетчерского управления, противоаварийной автоматики и релейной защиты энергетических объектов.The invention relates to the field of high-frequency communication over wires of power lines used in the energy sector to transmit supervisory control signals, emergency control equipment and relay protection of power facilities.

Устройство присоединения через конденсатор связи подключается к проводам линий электропередачи и снабжено защитным устройством для защиты от воздействия перенапряжений, набегающих со стороны линии электропередачи на элементы устройства присоединения.The connection device through the coupling capacitor is connected to the wires of the power lines and is equipped with a protective device to protect against the effects of overvoltage running from the side of the power line to the elements of the connection device.

Функциональные возможности устройства присоединения оцениваются шириной его полосы пропускания.The functionality of the attachment device is estimated by its bandwidth.

Известно устройство присоединения, содержащее согласующий трансформатор, входная цепь которая служит для подключения через конденсатор связи к проводу линии электропередачи, а выходная цепь соединена с выходными выводами, которые используются для подключения высокочастотного кабеля связи (Микуцкий Г.В. Высокочастотные заградители и устройства присоединения для каналов высокочастотной связи. М.: Энергоатомиздат, 1984, с.100, рис.5.5а). При этом на входе и выходе устройства установлены защитные устройства.A connection device is known, comprising a matching transformer, an input circuit which is used to connect a power line through a communication capacitor, and the output circuit is connected to output terminals that are used to connect a high-frequency communication cable (G. Mikutsky. High-frequency traps and connection devices for channels high-frequency communications. M: Energoatomizdat, 1984, p. 100, Fig.5.5a). At the same time, protective devices are installed at the input and output of the device.

В такой схеме число элементов минимально, но она обладает узкой полосой пропускания.In this scheme, the number of elements is minimal, but it has a narrow bandwidth.

В другом известном устройстве присоединения, выполненном также в виде трансформаторной схемы, дополнительно в выходной цепи подключен конденсатор для расширения полосы пропускания (Микуцкий Г.В. Высокочастотные заградители и устройства присоединения для каналов высокочастотной связи. М.: Энергоатомиздат, 1984, с.121, рис.5.1, 2а).In another known connection device, also made in the form of a transformer circuit, a capacitor is additionally connected in the output circuit to expand the passband (GV Mikutsky, High-frequency traps and connection devices for high-frequency communication channels. M .: Energoatomizdat, 1984, p. 121, fig. 5.1, 2a).

Таким образом, совместно с конденсатором связи, подключаемым со стороны входа устройства присоединения, образуется схема полосового фильтра, полоса пропускания которой также недостаточна.Thus, together with a coupling capacitor connected from the input side of the attachment device, a bandpass filter circuit is formed, the passband of which is also insufficient.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является широкополосная трехконтурная схема, в которой кроме согласующего трансформатора или автотрансформатора с параллельным конденсатором в его выходной цепи подключен последовательно LC-контур между выходной цепью и выходными кабельными выводами (Микуцкий Г.В., Скитальцев B.C. Высокочастотная связь по линиям электропередачи. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.233, рис.8.10).Closest to the claimed device is a broadband three-circuit circuit in which, in addition to a matching transformer or an autotransformer with a parallel capacitor, an LC circuit between the output circuit and the output cable terminals is connected in series in its output circuit (G. Mikutsky, Skitaltsev BC High-frequency communication over power lines M.: Energoatomizdat, 1987, p. 233, Fig. 8.10).

Однако и в этом случае не всегда обеспечивается необходимая ширина полосы пропускания. Кроме того, в последние годы в качестве защитных устройств взамен традиционных разрядников используются более эффективные ограничители перенапряжений (в дальнейшем ОПН) на входе и варисторы на выходе устройства. ОПН, включаемые с линейной стороны устройства, обладают значительной емкостью, которая шунтирует на входе поступающие высокочастотные сигналы и уменьшает таким образом рабочую полосу частот.However, in this case, the required bandwidth is not always ensured. In addition, in recent years, more effective surge arresters (hereinafter arrester) at the input and varistors at the output of the device have been used as protective devices instead of traditional arresters. Arrester, included from the linear side of the device, have significant capacity, which shunts the incoming high-frequency signals at the input and thus reduces the working frequency band.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение полосы пропускания устройства присоединения в случаях использования в ней со стороны входа в качестве высокоэффективного защитного устройства ограничителей перенапряжения и повышении эксплуатационной надежности его работы в условиях перенапряжений.The objective of the invention is to expand the bandwidth of the accession device in cases where it is used on the input side as a highly effective protective device of surge arresters and to increase the operational reliability of its operation in conditions of overvoltage.

Технический результат состоит в устранении шунтирующего действия защитного устройства, в расширении рабочей полосы пропускания и повышении электрической прочности.The technical result consists in eliminating the shunting action of the protective device, in expanding the working bandwidth and increasing electrical strength.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в устройстве присоединения аппаратуры высокочастотной связи к проводам линий электропередачи, содержащем первый и второй входные выводы, первый входной вывод предназначен для подключения через конденсатор связи к фазному проводу линии электропередачи, а также первого вывода входной цепи средства согласования сопротивлений, второй вывод которого заземлен, выходной кабельный вывод, соединенный через последовательно подсоединенные первую катушку индуктивности и первый конденсатор с первым выводом выходной цепи средства согласования сопротивлений, второй конденсатор, включенный между выводами выходной цепи средства согласования сопротивлений, при этом второй вывод выходной цепи средства согласования сопротивлений соединен с вторыми входным и выходным выводами устройства, ограничитель перенапряжения, подключенный к входным выводам устройства, и варистор, подключенный к выходным выводам, введены третий конденсатор, соединенный с первым входным выводом и первым выводом входной цепи средства согласования сопротивлений, и вторая катушка индуктивности, включенная между входными первым и вторым выводами параллельно ограничителю перенапряжения (защитному устройству).The above technical result is achieved by the fact that in the device for connecting the high-frequency communication equipment to the wires of the power lines containing the first and second input terminals, the first input terminal is designed to connect via a coupling capacitor to the phase wire of the power line, as well as the first output of the input circuit of the resistance matching device, the second terminal of which is grounded, the output cable terminal, connected through series-connected the first inductor and the first condens an ator with a first output terminal of the impedance matching means, a second capacitor connected between the terminals of the output circuit of the impedance matching means, wherein a second output of the output circuit of the impedance matching means is connected to the second input and output terminals of the device, an overvoltage limiter connected to the input terminals of the device, and a varistor connected to the output terminals, a third capacitor is introduced, connected to the first input terminal and the first terminal of the input circuit of the matching means with resistance, and a second inductor connected between the first and second input terminals in parallel surge protection device (protection device).

В устройстве присоединения аппаратуры высокочастотной связи к проводам линий электропередачи средство согласования сопротивлений выполнено в виде двухобмоточного трансформатора.In the device for connecting high-frequency communication equipment to the wires of power lines, the impedance matching means is made in the form of a double-winding transformer.

В устройстве присоединения аппаратуры высокочастотной связи к проводам линий электропередачи средство согласования сопротивлений выполнено в виде автотрансформатора.In the device for connecting high-frequency communication equipment to the wires of power lines, the impedance matching means is made in the form of an autotransformer.

Включение дополнительной второй катушки индуктивности на входе параллельно защитному устройству позволяет исключить шунтирующее действие собственной емкости ОПН в пределах рабочей полосы пропускания на высокочастотные сигналы и совместно с третьим конденсатором обеспечивает расширение более чем на 20% рабочей полосы пропускания устройства относительно функциональных возможностей прототипа.The inclusion of an additional second inductor at the input parallel to the protective device eliminates the shunting effect of the arrester's own capacitance within the working bandwidth on high-frequency signals and, together with the third capacitor, provides an extension of more than 20% of the working bandwidth of the device relative to the functionality of the prototype.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1, 2 и 3.The essence of the invention is illustrated in figures 1, 2 and 3.

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема заявляемого устройства, где средство согласования выполнено в виде двухобмоточного трансформатора.Figure 1 presents the electrical circuit diagram of the inventive device, where the matching means is made in the form of a double winding transformer.

На фиг.2 представлена электрическая принципиальная схема заявляемого устройства, где средство согласования выполнено в виде автотрансформатора.Figure 2 presents the electrical schematic diagram of the inventive device, where the matching means is made in the form of an autotransformer.

Устройство присоединения аппаратуры высокочастотной связи к проводам линий электропередачи содержит входные выводы 1 и 2, первый из которых линейный, а второй соединен с землей, защитное устройство 3 типа ОПН, средство согласования сопротивлений 4 с подключенными к его выходной цепи первым конденсатором 5 и первой катушкой индуктивности 6, соединенной с выходным “кабельным”выходом 7, а второй выходной вывод 8 соединен с “землей” и средством согласования 4. Параллельно выходной цепи средства 4 включен второй конденсатор 9.The device for connecting high-frequency communication equipment to the wires of power lines contains input leads 1 and 2, the first of which is linear and the second is connected to ground, a protective device 3 of type arrester, a means for matching resistances 4 with the first capacitor 5 and the first inductor connected to its output circuit 6, connected to the output “cable” output 7, and the second output terminal 8 is connected to the “ground” and matching means 4. In parallel with the output circuit of the means 4, a second capacitor 9 is connected.

Вторая катушка индуктивности 10, включенная между входными первым и вторым выводами устройства, нейтрализует шунтирующее действие емкости ОПН и совместно с третьим конденсатором 11, включенным между входным выводом 1 и входной цепью средства, расширяют рабочую полосу частот.The second inductor 10, connected between the input first and second terminals of the device, neutralizes the shunt effect of the arrester capacitor and together with the third capacitor 11 connected between the input terminal 1 and the input circuit means, expand the operating frequency band.

Средство согласования сопротивлений 4 на фиг.1 может быть выполнено в виде двухобмоточного трансформатора 12, который при необходимости обеспечивает поворот фазы на 180° и гальваническое разделение входных и выходных цепей, либо, как показано на фиг.2, в виде автотрансформатора 13, что дает в некоторых случаях преимущества по ширине полосы пропускания за счет увеличения коэффициента магнитной связи между обмотками. На выходе устройства подключен варистор 14 для защиты кабеля связи от перенапряжений.The resistance matching means 4 in FIG. 1 can be made in the form of a double-winding transformer 12, which, if necessary, provides a 180 ° phase rotation and galvanic separation of the input and output circuits, or, as shown in FIG. 2, in the form of an autotransformer 13, which gives in some cases, advantages in bandwidth by increasing the magnetic coupling coefficient between the windings. At the output of the device, a varistor 14 is connected to protect the communication cable from overvoltage.

Конденсатор связи 15 не входит в устройство присоединения и приведен на фиг.1 и 2 для пояснения его работы, которую опишем на примере схемы фиг.1.The coupling capacitor 15 is not included in the connection device and is shown in FIGS. 1 and 2 to explain its operation, which will be described using the example circuit of FIG. 1.

Высокочастотные сигналы от передатчика по проводам линии электропередачи поступают через конденсатор связи 15, который включен последовательно между проводом линии и первым входным выводом и представляет большое сопротивление токам на промышленной частоте, на линейный входной вывод 1 и вывод 2 по “земле”.High-frequency signals from the transmitter through the wires of the power line are received through the coupling capacitor 15, which is connected in series between the line wire and the first input terminal and represents a high resistance to currents at the industrial frequency, to the linear input terminal 1 and terminal 2 on the ground.

Для высокочастотных сигналов электрическая схема устройства, приведенная на фиг.1, и значение всех ее элементов подобраны таким образом, что создают полосовой фильтр с низким значением затухания в полосе пропускания на рабочих частотах передатчика. Трансформатор 12 обеспечивает согласование значения сопротивления на выходных выводах 8 и 9 устройства с входным сопротивлением высокочастотного кабеля связи, который подключен к приемнику сигналов. В результате высокочастотные сигналы проходят через устройство присоединения с низким затуханием. При этом дополнительная катушка индуктивности 10 совместно с собственной емкостью защитного устройства 3 создают параллельный LC-контур, который устраняет шунтирующие действия ОПН в рабочей полосе, и совместно с дополнительным конденсатором 11 смещают соответственно верхнюю и нижнюю граничные частоты полосы пропускания, увеличивая таким образом ширину полосы пропускания устройства на 20% относительно прототипа.For high-frequency signals, the electrical circuit of the device shown in figure 1, and the value of all its elements are selected in such a way that they create a band-pass filter with a low attenuation in the passband at the operating frequencies of the transmitter. The transformer 12 provides coordination of the resistance value at the output terminals 8 and 9 of the device with the input impedance of a high-frequency communication cable, which is connected to the signal receiver. As a result, high frequency signals pass through a low attenuation coupler. In this case, the additional inductor 10 together with the intrinsic capacitance of the protective device 3 create a parallel LC circuit that eliminates the bypass actions of the arrester in the working strip, and together with the additional capacitor 11 shift the upper and lower boundary frequencies of the passband, respectively, thereby increasing the passband devices at 20% relative to the prototype.

Преимущества предлагаемого устройства подтверждены результатами расчета частотных характеристик рабочего затухания. На фиг.3 штрихпунктирной линией показано рабочее затухание известного устройства присоединения с граничными частотами f1 и f2.The advantages of the proposed device are confirmed by the calculation of the frequency characteristics of the working attenuation. 3, a dashed-dotted line shows the operational attenuation of a known attachment device with boundary frequencies f 1 and f 2 .

В случае применения заявляемого устройства при аналогичных требованиях к рабочему затуханию Δа была получена частотная характеристика, показанная на фиг.3 сплошной линией, которая создает более широкую полосу пропускания между граничными частотами f1’ и f2’’. In the case of using the inventive device with similar requirements for the working attenuation Δa, a frequency response was obtained, shown in Fig. 3 by a solid line, which creates a wider bandwidth between the cutoff frequencies f 1 'and f 2 '' .

Таким образом, приведенное сопоставление подтверждает эффективность предлагаемого устройства.Thus, the above comparison confirms the effectiveness of the proposed device.

Claims (3)

1. Устройство присоединения аппаратуры высокочастотной связи к проводам линий электропередачи, содержащее первый, второй входные выводы, первый входной вывод предназначен для подключения через конденсатор связи к фазному проводу линии электропередачи, а также первого вывода входной цепи средства согласования сопротивлений, второй вывод которой заземлен, выходной кабельный вывод, соединенный через последовательно подсоединенные первую катушку индуктивности и первый конденсатор с первым выводом выходной цепи средства согласования сопротивлений, второй конденсатор, включенный между выводами выходной цепи средства согласования сопротивлений, при этом второй вывод выходной цепи средства согласования сопротивлений соединен с вторыми входным и выходным выводами устройства, ограничитель перенапряжения, подключенный к входным выводам устройства, и варистор, подключенный к выходным выводам, отличающееся тем, что введены третий конденсатор, соединенный с первым входным выводом и первым выводом входной цепи средства согласования сопротивлений, и вторая катушка индуктивности, включенная между входными первым и вторым выводами параллельно ограничителю перенапряжения.1. A device for connecting high-frequency communication equipment to wires of power lines, containing the first, second input terminals, the first input terminal is designed to connect through a communication capacitor to the phase wire of the power line, as well as the first output of the input circuit of the impedance matching device, the second output of which is grounded, output a cable terminal connected through series-connected the first inductor and the first capacitor with the first output terminal of the output circuit matching means with resistance, a second capacitor connected between the terminals of the output circuit of the resistance matching means, while the second output of the output circuit of the resistance matching means is connected to the second input and output terminals of the device, a surge suppressor connected to the input terminals of the device, and a varistor connected to the output terminals, characterized the fact that a third capacitor is connected, connected to the first input terminal and the first terminal of the input circuit of the resistance matching means, and a second inductor NOSTA included between the input first and second terminals in parallel surge protection. 2. Устройство присоединения аппаратуры высокочастотной связи к проводам линий электропередачи по п.1, отличающееся тем, что средство согласования сопротивлений выполнено в виде двухобмоточного трансформатора.2. The device for connecting high-frequency communication equipment to the wires of power lines according to claim 1, characterized in that the resistance matching means is made in the form of a double-winding transformer. 3. Устройство присоединения аппаратуры высокочастотной связи к проводам линий электропередачи по п.1, отличающееся тем, что средство согласования сопротивлений выполнено в виде автотрансформатора.3. The device for connecting high-frequency communication equipment to the wires of power lines according to claim 1, characterized in that the resistance matching means is made in the form of an autotransformer.
RU2002132693/09A 2002-12-05 2002-12-05 Device for connecting high-frequency communication equipment to power transmission line conductors RU2231898C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002132693/09A RU2231898C1 (en) 2002-12-05 2002-12-05 Device for connecting high-frequency communication equipment to power transmission line conductors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002132693/09A RU2231898C1 (en) 2002-12-05 2002-12-05 Device for connecting high-frequency communication equipment to power transmission line conductors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002132693A RU2002132693A (en) 2004-06-20
RU2231898C1 true RU2231898C1 (en) 2004-06-27

Family

ID=32846508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002132693/09A RU2231898C1 (en) 2002-12-05 2002-12-05 Device for connecting high-frequency communication equipment to power transmission line conductors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231898C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186734U1 (en) * 2018-08-06 2019-01-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" PASSIVE TRANSMITTER - SIGNAL PLC CHARGER ON 6-35 kV VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSIONS
RU2749963C1 (en) * 2020-08-07 2021-06-21 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) Method for information transmission via power supply networks

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МИКУЦКИЙ Г.В., СКИТАЛЬЦЕВ В.С. Высокочастотная связь по линиям электропередачи. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.223. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186734U1 (en) * 2018-08-06 2019-01-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" PASSIVE TRANSMITTER - SIGNAL PLC CHARGER ON 6-35 kV VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSIONS
RU2749963C1 (en) * 2020-08-07 2021-06-21 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) Method for information transmission via power supply networks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2251191C2 (en) Pulse surge protective gear
US3824431A (en) High voltage suppressor for transmission lines
WO2007021895B1 (en) Bridging coaxial cable networks
KR20050065603A (en) Filter for segmenting power lines for communications
RU2231898C1 (en) Device for connecting high-frequency communication equipment to power transmission line conductors
CN101202150B (en) EMC filter inductance
US3950676A (en) Transmission line-communications equipment coupling unit having short-circuit and overvoltage protection
WO2015021801A1 (en) Surge protection device and method
CN114124028A (en) Combination filter circuit and combination filter device
US4695919A (en) Circuit arrangement for protection against surge voltages for a repeater
CN211656211U (en) On-vehicle CVBS composite video signal keeps apart filter circuit
JP4668279B2 (en) Signal coupling device for power line carrier communication
US7039360B2 (en) External noise intrusion prevention device, signal amplifier, protector and antenna plug
RU42919U1 (en) LOADER HIGH FREQUENCY (OPTIONS)
RU2273955C1 (en) Device for connecting high frequency communication channels and electric transmission line
JP2007104205A (en) Power line communication device
RU6485U1 (en) HIGH VOLTAGE COMMUNICATION FILTERS FOR HIGH VOLTAGE LINES
US3987375A (en) Transmission bridge exhibiting reduced distortion
RU2223600C1 (en) High-frequency wave-trap (alternatives)
US6480604B1 (en) Balanced spectrum limiter for telephone and communication systems and protection module incorporating the same
RU2260910C2 (en) Device for data transfer over phase conductors of power transmission lines
RU2231925C1 (en) High-frequency wavetrap (alternatives)
US20230318575A1 (en) Band pass filter circuit with over-voltage protection
RU74528U1 (en) LOADER HIGH FREQUENCY (OPTIONS)
JP4435497B2 (en) Surge absorbing filter circuit and electronic device

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20070827

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201206