RU2239270C1 - Устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи - Google Patents

Устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи Download PDF

Info

Publication number
RU2239270C1
RU2239270C1 RU2003109497/09A RU2003109497A RU2239270C1 RU 2239270 C1 RU2239270 C1 RU 2239270C1 RU 2003109497/09 A RU2003109497/09 A RU 2003109497/09A RU 2003109497 A RU2003109497 A RU 2003109497A RU 2239270 C1 RU2239270 C1 RU 2239270C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lines
power
power lines
windings
line
Prior art date
Application number
RU2003109497/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003109497A (ru
Inventor
А.Г. Кашкаров (RU)
А.Г. Кашкаров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм"
Priority to RU2003109497/09A priority Critical patent/RU2239270C1/ru
Priority to PCT/RU2004/000129 priority patent/WO2004088814A1/ru
Priority to EP04724914A priority patent/EP1617538A4/en
Publication of RU2003109497A publication Critical patent/RU2003109497A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2239270C1 publication Critical patent/RU2239270C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/56—Circuits for coupling, blocking, or by-passing of signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462—Systems for power line communications
    • H04B2203/5491—Systems for power line communications using filtering and bypassing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам электропередачи. Технический результат - снижение уровня высокочастотного излучения и наводок. Изобретение может найти применение в сетях передачи информации, состоящих из приемопередающих устройств, объединяемых в единую сеть посредством существующих линий электропередачи. Для этого устройство содержит по меньшей мере три идентичные обмотки, размещенные на общем магнитопроводе. Обмотки выполнены с возможностью последовательного согласованного включения соответственно в заземляющую линию, в нейтральную линию и в фазные линии электропередачи. Устройство может быть размещено в корпусе, снабженном вилкой и по меньшей мере одной розеткой, между соответствующими контактами которых включены обмотки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Заявляемое изобретение относится к устройствам для снижения уровня высокочастотного излучения и наводок и может найти применение в сетях передачи информации, состоящих из приемопередающих устройств, объединяемых в единую сеть посредством существующих линий электропередачи. Устройство предназначено для снижения уровня излучения линий электропередачи и уровня наводимых в этих линиях помех при передаче информации во всем спектре передаваемого сигнала и может быть встроено в существующие устройства линий электропередачи, например в вводные автоматические выключатели и устройства защитного отключения электросети, совмещено с вилками, розетками, переходниками, удлинителями.
В настоящее время локальные сети (Local Area Network - LAN) получают все более широкое распространение в сфере информатики и видеографической связи для передачи и распределения данных и другой информации между множеством терминалов, например между находящимися в одном или соседних помещениях персональными компьютерами, laptop компьютерами, "электронными секретарями", принтерами и другими устройствами, без ограничения подвижности этих устройств, а также их связи с удаленными терминалами.
Активно внедряемые беспроводные локальные сети (Wireless Local Area Network - WLAN) не позволяют в полной мере удовлетворить возрастающие потребности передачи информации. В значительной степени это связано с тем, что площадь охвата радиосвязью и дальность действия таких WLAN весьма ограничены из-за небольшой мощности приемопередающих устройств пользователей. Поэтому часто удаленные группы пользователей объединяют в единую сеть путем прокладки специальных соединительных проводов. Однако прокладка таких проводных линий требует дополнительных затрат.
В последние годы активно ведутся разработки высокоскоростных гибридных сетей, в которых для связи между приемопередающими устройствами WLAN или для объединения удаленных WLAN в единую сеть используют существующие линии электропередачи (Power Line Communication - PLC). На функционирование таких гибридных сетей международными стандартами, например, Reg TP NB 30 - International Electromechanical Commission (IEC), Comite Europeen de Normalisation Electrotechnique (CENELEC) накладываются существенные ограничения как по уровню излучения из линий при передаче информации, так и по используемому спектру сигналов.
В то же время линии электропередачи изначально не предназначались для передачи информационных сигналов, в связи с чем между линиями есть гальванические, емкостные и индуктивные связи, обуславливающие взаимное проникновение высокочастотных сигналов. В существующих системах электропередачи защитная заземляющая (или зануляющая) линия и цепь емкостной связи земли с заземлением корпусов различных электроустановок вместе с питающими линиями образуют паразитные контуры, которые выполняют функцию излучающих и принимающих антенн. Эти паразитные контуры при функционировании гибридной сети потребляют часть энергии полезного сигнала, которая преимущественно преобразуется в излучение, в особенности на резонансных частотах упомянутых протяженных паразитных контуров, уровень которого в подавляющем большинстве случаев превышает пороговые значения, установленные стандартами IEC, CENELEC. В результате в амплитудно-частотной характеристике канала связи гибридной сети наблюдается существенное уменьшение уровня полезного сигнала на частотах повышенного излучения указанных выше паразитных контуров и увеличение уровня наводок преимущественно на этих же частотах, обусловленных приемом этими контурами излучения вещательных станций.
Известно устройство, предназначенное для снижения уровня высокочастотного излучения при передаче информации по линиям электропередачи [1] за счет фазового согласования высокочастотных сигналов в трехфазной кабельной линии электропередачи. Устройство включает разветвитель с одним входом и тремя выходами, с которыми соединены три фазосдвигающих устройства, управляемых контроллером. Фазосдвигающие устройства подключены через фильтры верхних частот к соответствующим фазным линиям электропередачи.
Известное устройство обеспечивает передачу информационных сигналов с повышенным уровнем мощности и одновременно уменьшение излучения из линий электропередачи за счет соответствующего сдвига фаз высокочастотных сигналов, передаваемых по разным фазным линиям.
Однако известное устройство имеет сложное конструктивное выполнение и высокую стоимость. Кроме того, устройство не снижает высокочастотное излучение из защитной заземляющей линии и цепей емкостной связи с заземлением корпусов различных электроустановок, включенных в электросеть.
Известно устройство [2] для регулирования импеданса линий электропередачи на высоких частотах, обеспечивающее снижение уровня помех радиочастотного диапазона во внешних электросетях, возникающих при использовании приемопередающими устройствами линий электропередачи за счет ограничения дальности распространения высокочастотных сигналов по линиям электропередачи при помощи активных низкочастотных фильтров. Известное устройство содержит первый индуктивный элемент, выполненный в виде последовательно соединенных двух сильноточных индукторов, включенных в фазную линию, и второй индуктивный элемент, выполненный в виде последовательно соединенных индукторов, между которыми включен усилитель. Первый и второй элементы индуктивно связаны между собой таким образом, что подавляется паразитная высокочастотная компонента в сильноточных индукторах.
Известное устройство имеет усложненную конструкцию, высокую стоимость и не обеспечивает снижение высокочастотного излучения заземляющих контуров.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для снижения уровня излучения при передаче информации по линиям электропередачи [3]. Известное устройство содержит ферромагнитный сердечник, на котором расположены по меньшей мере две идентичные согласованно включаемые обмотки, одну из которых включают в нейтральную линию, а остальные - в одну или три фазные линии электропередачи (в зависимости от числа используемых фазных линий). При использовании устройства-прототипа сигнал от приемопередающего устройства подают синфазно в фазную (или фазные) и нейтральную линии электропередачи и противофазно в заземляющую (или зануляющую) линию. Известное устройство не изменяет импеданс линий электропередачи для питания по ним электрооборудования током промышленной частоты, но увеличивает импеданс линий для высокочастотного сигнала, тем самым ограничивая его распространение во внешние сети электропередачи.
Однако при использовании известного устройства имеет место излучение высокочастотного сигнала и прием высокочастотных наводок паразитным контуром, образованным емкостной связью заземляющей линии и заземленных корпусов электрооборудования с землей. В результате приходится ограничивать допустимый уровень высокочастотного сигнала, формируемого приемопередающим устройством, скорость и дальность передачи данных.
Задачей изобретения являлась разработка устройства, эффективно снижающего уровень излучения и наводок, возникающих при передаче информации по линиям электропередачи.
Поставленная задача решается тем, что устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи, включает по меньшей мере три идентичные обмотки, размещенные на общем магнитопроводе и выполненные с возможностью последовательного согласованного включения первой упомянутой обмотки в линию заземления, второй упомянутой обмотки в нейтральную линию электропередачи и каждой из остальных упомянутых обмоток в соответствующую фазную линию электропередачи.
Заявляемое устройство, включенное в линии электропередачи и в заземляющую линию, так же как и известное устройство-прототип, не изменяет импеданс линий электропередачи для питания по ним электрооборудования током промышленной частоты. Однако, в отличие от устройства-прототипа, оно не изменяет импеданс линий для распространения высокочастотного сигнала приемопередающего устройства, так как симметрирует фазную и нейтральную линии электропередачи по высокой частоте и увеличивает введением индуктивности импеданс только паразитных контуров, образованных линиями электропередачи или заземляющей линией и емкостной связью заземленных корпусов электрооборудования с землей, тем самым снижая уровни излучения и наводок, ограничивающих использование линий электропередачи в гибридных информационных сетях.
Заявляемое устройство может быть конструктивно выполнено в составе различного электрооборудования, например в вводных автоматических выключателях, через которые осуществляется распределение электросети в здании.
Чтобы не менять конструкцию существующего электрооборудования, устройство может быть размещено в корпусе, снабженном одной вилкой и по меньшей мере одной розеткой, между соответствующими контактами которых включены упомянутые обмотки. В этом случае устройство представляет собой переходник, через который электропотребляющие устройства (приборы) включаются в электросеть.
С целью снижения потерь на перемагничивание магнитопровода на высоких частотах его предпочтительно выполнить из магнитно-мягкого материала.
Заявляемое изобретение поясняется графическими материалами, где:
на фиг.1 показана электрическая схема заявляемого устройства;
на фиг.2 показана схема включения заявляемого устройства в электросеть, используемую приемопередающими устройствами локальной сети для передачи информации;
на фиг.3 показана схема электросети с указанием одного из паразитных контуров, являющихся источниками радиочастотного излучения (показан пунктирной линией);
на фиг.4 показана схема электросети с компенсацией тока в паразитном контуре при использовании заявляемого устройства;
на фиг.5 представлена частотная зависимость уровня излучения Е паразитного контура в отсутствие заявляемого устройства (а) и при его включении в электросеть (b);
на фиг.6 изображен вид сбоку в разрезе заявляемого устройства, выполненного в виде переходника с вилкой и розеткой.
Заявляемое устройство 1 (см. фиг.1) состоит по меньшей мере из трех идентичных и согласованно включаемых обмоток 2, 3, 4, размещенных на общем магнитопроводе 5. Устройство 1 включают в линии электропередачи, используемые для обмена информационными сигналами, следующим образом (см. фиг.2). Обмотку 2 последовательно включают в линию 6 заземления (G), обмотку 3 последовательно включают в нейтральную линию 7 (N) электропередачи, а одну, две или три обмотки 4 включают последовательно соответственно в одну, две или три фазные линии 8 (L) электропередачи. Количество обмоток 4 зависит от количества используемых для питания электропотребляющих устройств фазных линий 8. На фиг.1 показан пример устройства 1 для однофазной электросети.
Приемопередающие устройства (ППУ) 9 подключают к линиям 6, 7 и 8 (см. фиг.2). К этим же линиям 6, 7 и 8 подключается электропотребляющее устройство 10 (например, холодильник, стиральная, посудомоечная машины и т.п.), имеющее заземленный металлический корпус 11. На фиг.2 показана эквивалентная нагрузка 12 (RL) такого электропотребляющего устройства 10. Корпус 11 относительно земли имеет эквивалентную емкость 13 (C1), a относительно линий электропередачи 7 и 8 - соответственно емкости 14 (С2) и 15 (С3).
В существующих сетях при работе приемопередающих устройств 9, включенных в линии электропередачи (см. фиг.3), защитная заземляющая линия 6 и цепь емкостной связи земли с заземленными корпусами 11 различных устройств 10 вместе с питающими линиями 7, 8 через емкости 13 и 15 образуют паразитные контуры, например, 16, являющиеся источниками высокочастотного излучения, поскольку площадь этих контуров велика.
При включении заявляемого устройства 1 в линии 6, 7 и 8 (см. фиг.4) в контурах протекания тока промышленной частоты, питающего нагрузку 12, и в контурах распространения высокочастотного сигнала приемопередающих устройств 9 импеданс линий не изменяется, поскольку токи, протекающие через обмотки 2, 3 и 4 устройства 1, формируют нулевой результирующий магнитный поток через магнитопровод 5. При передаче ППУ 9 высокочастотного сигнала по питающим линиям связи в заземляющей защитной линии 6 возникает высокочастотный электрический ток, но для этого тока, протекающего через паразитный контур 17 емкостной связи корпуса 11 и земли, импеданс линий повышается, поскольку в этом случае устройство 1 работает как индуктивность с магнитопроводом 5, через который протекает нескомпенсированный магнитный поток, вызванный протеканием тока по паразитному контуру 17. Как видно из результатов измерений высокочастотного излучения, возникающего при использовании приемопередающими устройствами линии электропередачи (см. фиг.5), включение в линии 6, 7, 8 заявляемого устройства 1 позволяет значительно снизить уровень излучения из линий электропередачи.
Устройство 1 может быть встроено в существующие устройства электрической сети, например в вводные автоматические выключатели и устройства защитного отключения сети, разъемы, удлинители, переходники и другие известные устройства.
На фиг.6 показан вариант устройства 1, выполненного в виде переходника, предназначенного для подключения через него электропотребляющего устройства (холодильника, стиральной машины и т.п.). В этом варианте устройство 1 размещено внутри корпуса 18, изготовленного из диэлектрического материала. Один торец 19 корпуса 18 выполнен в виде вилки с тремя проводящими штырями (или ножами) 20, 21 и 22, предназначенной для соединения с сетевой розеткой (на фиг.6 не показана), с которой соединены линии электропередачи. Противоположный торец 23 корпуса 18 выполнен в виде розетки с тремя гнездами 24, 25 и 26, предназначенной для подключения электропотребляющего устройства 10 (на фиг.6 не показан). Обмотки 2, 3 и 4 включены соответственно между штырем 20 и гнездом 24, между штырем 21 и гнездом 25 и между штырем 22 и гнездом 26. Переходник штырями 20, 21 и 22 включают, например, в розетку электросети, а в гнезда 24, 25 и 26 включают вилку электропотребляющего устройства, например холодильника. Работает устройство 1 - переходник так же, как изложено выше.
Возможно и иное, кроме приведенного выше варианта, конструктивное выполнение устройства 1 в виде переходника, например, с большим числом пар штырей и гнезд для включения в трехфазные сети, а также более чем с одним комплектом гнезд 24, 25 и 26 для одновременного подключения нескольких электропотребляющих устройств 10.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент США № 6037678, МПК Н 04 М 11/04, опубл. 14.03.2000.
2. Патент США № 5844789, МПК H 02 J 1/02, опубл. 01.12.1998.
3. Патент США № 5257006, МПК Н 04 М 11/04, опубл. 26.10.1993.

Claims (3)

1. Устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи, включающее по меньшей мере три идентичные обмотки, размещенные на общем магнитопроводе и выполненные с возможностью последовательного согласованного включения первой упомянутой обмотки в линию заземления, второй упомянутой обмотки в нейтральную линию электропередачи и каждой из остальных упомянутых обмоток в соответствующую фазную линию электропередачи.
2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оно размещено в корпусе, снабженном одной вилкой и по меньшей мере одной розеткой, между соответствующими контактами которых включены упомянутые обмотки.
3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что упомянутый магнитопровод выполнен из магнитно-мягкого материала.
RU2003109497/09A 2003-03-31 2003-03-31 Устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи RU2239270C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003109497/09A RU2239270C1 (ru) 2003-03-31 2003-03-31 Устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи
PCT/RU2004/000129 WO2004088814A1 (fr) 2003-03-31 2004-03-31 Dispositif servant a supprimer le rayonnement emis lors d'une transmission de donnees sur des lignes de transmission
EP04724914A EP1617538A4 (en) 2003-03-31 2004-03-31 DEVICE FOR DELETING RADIATION EMITTED DURING TRANSMISSION OF DATA ON TRANSMISSION LINES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003109497/09A RU2239270C1 (ru) 2003-03-31 2003-03-31 Устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003109497A RU2003109497A (ru) 2004-09-27
RU2239270C1 true RU2239270C1 (ru) 2004-10-27

Family

ID=33129397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003109497/09A RU2239270C1 (ru) 2003-03-31 2003-03-31 Устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1617538A4 (ru)
RU (1) RU2239270C1 (ru)
WO (1) WO2004088814A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488961C2 (ru) * 2008-08-20 2013-07-27 Сони Корпорейшн Устройство определения синфазного сигнала в сети высокочастотной связи по линии электропередачи
RU2499355C2 (ru) * 2008-08-11 2013-11-20 Сони Корпорейшн Способ обнаружения проникновения коротковолнового радиосигнала в систему передачи данных по линии электропередач и модем передачи данных по линии электропередач
RU2533640C2 (ru) * 2012-06-28 2014-11-20 Юрий Пантелеевич Лепеха Устройство защиты информации

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090000654A1 (en) 2007-05-17 2009-01-01 Larankelo, Inc. Distributed inverter and intelligent gateway
EP2290834A1 (en) * 2009-08-25 2011-03-02 SMA Solar Technology AG Closed-circuit power line communication
KR101664274B1 (ko) 2009-08-28 2016-10-10 엔페이즈 에너지, 인코포레이티드 전력선 통신 장치
EP2485406B1 (en) * 2011-02-07 2017-03-15 Sony Corporation Power line communication apparatus including ac power socket
CN107276635A (zh) * 2017-08-22 2017-10-20 北京智芯微电子科技有限公司 一种集中器的载波通信模块

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4259705A (en) * 1979-03-27 1981-03-31 Stifter Francis J Combination surge suppressor filter
US4733206A (en) * 1984-09-04 1988-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Connector plug with an integrated electrical radio frequency suppression filter
US5257006A (en) * 1990-09-21 1993-10-26 Echelon Corporation Method and apparatus for power line communications
RU2040810C1 (ru) * 1992-08-27 1995-07-25 Галина Анатольевна Дорогина Способ получения магнито-мягкого материала
US5461351A (en) * 1994-06-06 1995-10-24 Shusterman; Boris Common-mode filtering attachment for power line connectors
US5969583A (en) * 1996-12-23 1999-10-19 Acuson Corporation Common-mode EMI filter with a separately wound ground winding
US6037678A (en) * 1997-10-03 2000-03-14 Northern Telecom Limited Coupling communications signals to a power line
US5936856A (en) * 1998-02-13 1999-08-10 Baldor Electric Companh Method and apparatus for active common-mode voltage compensation in induction motor systems
JP3393374B2 (ja) * 1999-09-14 2003-04-07 株式会社日立製作所 電力変換システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499355C2 (ru) * 2008-08-11 2013-11-20 Сони Корпорейшн Способ обнаружения проникновения коротковолнового радиосигнала в систему передачи данных по линии электропередач и модем передачи данных по линии электропередач
RU2488961C2 (ru) * 2008-08-20 2013-07-27 Сони Корпорейшн Устройство определения синфазного сигнала в сети высокочастотной связи по линии электропередачи
RU2533640C2 (ru) * 2012-06-28 2014-11-20 Юрий Пантелеевич Лепеха Устройство защиты информации

Also Published As

Publication number Publication date
EP1617538A4 (en) 2007-05-09
WO2004088814A1 (fr) 2004-10-14
EP1617538A1 (en) 2006-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100806683B1 (ko) 복수 선로를 통한 고주파 망 통신 장치
US7046124B2 (en) Power line coupling device and method of using the same
EP0667067B1 (en) Transmission network and filter therefor
KR100755145B1 (ko) 전력 전송 케이블로의 데이터 신호 유도 커플링
US6417762B1 (en) Power line communication system using anti-resonance isolation and virtual earth ground signaling
KR100719829B1 (ko) 전력선 종단 회로 및 방법, 그리고 전력선 중계 장치
US5066939A (en) Method and means of operating a power line carrier communication system
US6980089B1 (en) Non-intrusive coupling to shielded power cable
US20070190840A1 (en) Power line communication apparatus and connecting device
JP2004297107A (ja) 電力線搬送装置
AU2001259563A1 (en) Inductive coupling of a data signal to a power transmission cable
JP4757123B2 (ja) 電力線搬送通信の伝送機器、コンセントプラグ、コンセントプラグボックス、テーブルタップ、結合装置、通信装置、及び通信システム
RU2239270C1 (ru) Устройство для подавления излучения, возникающего при передаче информации по линиям электропередачи
AU2005299526A1 (en) Arrangement of inductive couplers for data communication
US8830009B2 (en) Power supply cable for power line communication equipment
US7245201B1 (en) Power line coupling device and method of using the same
van Rensburg et al. Coupler winding ratio selection for effective narrowband power-line communications
TW201301778A (zh) 收發器及其收發方法
CZ305996A3 (en) Method of transmitting telecommunication signals and a telecommunication network for making the same
EP1307972B1 (en) Coupler for wireless communications
Chelangat et al. Impedance Modelling, Profiling and Characterisation of the Powerline Communication Channel
EP0973280A2 (en) A method and a device for reducing interference
WO2024007924A1 (zh) 一种通信装置、通信控制方法、及通信系统
Nilsson et al. A plc-based electrical energy consumption management system. preliminary field test results
WO2003044982A1 (en) Coupler arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20050914

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

Effective date: 20080401