RU2251495C2 - Device to reduce electromagnetic influence of ac electrified railway onto wire communication lines - Google Patents

Device to reduce electromagnetic influence of ac electrified railway onto wire communication lines Download PDF

Info

Publication number
RU2251495C2
RU2251495C2 RU2003101577/11A RU2003101577A RU2251495C2 RU 2251495 C2 RU2251495 C2 RU 2251495C2 RU 2003101577/11 A RU2003101577/11 A RU 2003101577/11A RU 2003101577 A RU2003101577 A RU 2003101577A RU 2251495 C2 RU2251495 C2 RU 2251495C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
communication line
source
voltage
phase
ground
Prior art date
Application number
RU2003101577/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003101577A (en
Inventor
А.Б. Косарев (RU)
А.Б. Косарев
Е.Ю. Семенова (RU)
Е.Ю. Семенова
Ю.Н. Гетта (RU)
Ю.Н. Гетта
Ю.В. Иодко (RU)
Ю.В. Иодко
А.В. Ермоленко (RU)
А.В. Ермоленко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта Министерства путей сообщения Российской Федерации
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 Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта Министерства путей сообщения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта Министерства путей сообщения Российской Федерации
Priority to RU2003101577/11A priority Critical patent/RU2251495C2/en
Publication of RU2003101577A publication Critical patent/RU2003101577A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251495C2 publication Critical patent/RU2251495C2/en

Links

Landscapes

  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

FIELD: protection of wire communication lines.
SUBSTANCE: proposed device is connected not to grounded shielded wire compensating for magnetic component of contact system electromagnetic field, but directly to communication line through differential transformers, and it provides open circuit made from ground at both sides. Communication line not connected to ground is under action of electric (capacitive) component of electromagnetic field. Proposed device changes communication line from induced magnetic component conditions into induced electric component conditions and decreases its value by supplying compensating voltage equal to induced voltage with shift of 180 el. Degrees into communication line. Proposed device contains phase regulator, regulated source, voltage transmitter responding to changes of amplitude and phase of voltage of influencing contact system and source internal resistance regulator unit.
EFFECT: provision of protection of communication line from dangerous and interference influences of contact system at reduced cost of equipment.
1 dwg

Description

Устройство относится к проводным линиям связи, расположенным вблизи электрифицированных на переменном токе железных дорог.The device relates to wired communication lines located near electrified on alternating current railways.

Контактная сеть представляет собой однопроводную линию с возвратом тока через землю (рельс), создающую интенсивное электромагнитное поле, которое влияет на пространство, окружающее железную дорогу. В зоне этого электромагнитного влияния находятся проводные линии связи. Для защиты каналов связи от наведенных напряжений, в основном, применяются включенные по концам линии дифференциальные трансформаторы с заземленной средней точкой. Однако эти и многие другие меры не достаточно защищают каналы связи от опасных и мешающих влияний контактной сети. При соединении линии связи к земле возникают опасные и мешающие влияния от тока контактной сети. Во всех существующих устройствах связь с землей применяется для снижения электрической (емкостной) составляющей электромагнитного влияния. Она имеет более значительный уровень наведенного напряжения в линии связи, чем магнитная. Магнитная составляющая зависит от тока контактной сети и индуктивной связи между контактной сетью и линией связи.The contact network is a single-wire line with the return of current through the earth (rail), creating an intense electromagnetic field that affects the space surrounding the railway. In the area of this electromagnetic influence are wire lines. To protect communication channels from induced voltages, mainly used are differential transformers connected at the ends of the line with a grounded midpoint. However, these and many other measures do not sufficiently protect the communication channels from the dangerous and interfering influences of the contact network. When the communication line is connected to the earth, dangerous and disturbing influences from the current of the contact network arise. In all existing devices, communication with the ground is used to reduce the electrical (capacitive) component of the electromagnetic effect. It has a more significant level of induced voltage in the communication line than magnetic. The magnetic component depends on the current of the contact network and the inductive coupling between the contact network and the communication line.

Известно устройство для снижения электромагнитных влияний электрических железных дорог на каналы проводной связи (Авт. св-во №1400922 от 12.12.1988 г., Бюл. №35 от 23.09.1991 г.). Оно представляет собой комплекс, состоящий из датчика тягового тока; узла обработки сигнала (состоящего из селектора тягового тока); фазоздвигающего блока; блока регуляторов сдвига фазы; блока масштабных усилителей; смесителя; селектора тягового тока и источника тока, подающего сигнал в противофазе тяговому току в защитный экранирующий провод. Общим является источник подачи энергии и блок сдвига фазы.A device is known for reducing the electromagnetic effects of electric railways on wire communication channels (Aut. Sv-in No. 1400922 from 12.12.1988, Bull. No. 35 from 09/23/1991). It is a complex consisting of a traction current sensor; signal processing unit (consisting of a traction current selector); phase-shifting block; block phase shift regulators; block of large-scale amplifiers; a mixer; a traction current selector and a current source supplying a signal in antiphase to the traction current in a protective shielding wire. Common is the power supply source and the phase shift unit.

Известно также устройство для снижения электромагнитного влияния электрических железных дорог на каналы проводной связи (Авт. св-во №1289712 от 29.07.1985 г., Бюл. №21 от 07.06.1988 г.), содержащее источник подачи энергии и блок сдвига фазы, являющиеся общими элементами для аналога и заявленного устройства.There is also known a device for reducing the electromagnetic effect of electric railways on wire communication channels (Aut. Sv-in No. 1289712 from 07/29/1985, Bull. No. 21 from 06/07/1988), containing an energy supply source and a phase shift unit, which are common elements for the analogue and the claimed device.

Наиболее близким по сущности к предлагаемому устройству является устройство (Авт. св-во №1400922 от 12.12.1988 г., Бюл. №35 от 23.09.1991 г.). В этом устройстве получаемый сигнал тягового тока разлагается на гармонический состав, сдвигается по фазе на 180° эл., усиливается до необходимого уровня, складывается по гармоникам и через источник подается в защитный провод.The closest in essence to the proposed device is the device (Aut. Sv-in No. 1400922 from 12.12.1988, Bull. No. 35 from 09/23/1991). In this device, the received traction current signal is decomposed into a harmonic composition, phase shifted by 180 ° el., Amplified to the required level, added up by harmonics and fed through a source to the protective conductor.

В этом устройстве-прототипе используется компенсация тягового тока, имеющего широкий мешающий спектр гармонического состава (до 61 гармоники). В настоящее время применение электровозов с тиристорным управлением еще в несколько раз увеличивает ширину мешающего спектра и, как следствие, устройство-прототип не может обеспечить компенсацию во всем мешающем спектре. Выделение гармоник высших порядков из-за постоянно сужающейся полосы выборки становится не возможным и не реализуется аппаратурным путем.This prototype device uses traction current compensation, which has a wide interfering harmonic spectrum (up to 61 harmonics). Currently, the use of thyristor-controlled electric locomotives increases the width of the interfering spectrum several times more and, as a result, the prototype device cannot provide compensation in the entire interfering spectrum. The selection of higher-order harmonics due to a constantly narrowing sampling band becomes impossible and is not implemented by hardware.

В заявленном устройстве поставленная задача достигается тем, что устройство подключается не к замкнутому на землю экранирующему проводу, который компенсирует магнитную (случайную) составляющую (как в прототипе), а непосредственно к линии связи через существующие дифференциальные трансформаторы и создает режим обрыва от земли с обеих сторон. Изобретением решается задача повышения защищенности линий связи от опасных и мешающих влияний контактной сети при снижении аппаратурных затрат.In the claimed device, the task is achieved by the fact that the device is connected not to a shielded wire closed to the ground, which compensates for the magnetic (random) component (as in the prototype), but directly to the communication line through existing differential transformers and creates a breakage mode from the ground on both sides . The invention solves the problem of increasing the security of communication lines from dangerous and interfering influences of the contact network while reducing hardware costs.

Указанная задача достигается тем, что устройство, содержащее регулируемый источник и регулятор фазы, согласно изобретению, подключено на одном из концов линии связи между землей и средней точкой дифференциального трансформатора. С помощью введенного регулятора внутреннего индуктивного сопротивления источника линия связи переводится из замкнутой по концам на землю (средние точки дифференциальных трансформаторов соединены с землей) в изолированную от земли. Кроме того, вместо датчика тока вводится датчик напряжения, связанный с напряжением контактной сети и подающий сигнал на регулятор фазы.This task is achieved in that the device containing an adjustable source and a phase regulator, according to the invention, is connected at one end of the communication line between the ground and the midpoint of the differential transformer. Using the introduced regulator of the internal inductive resistance of the source, the communication line is transferred from closed at the ends to the ground (the midpoints of the differential transformers are connected to the ground) to isolated from the ground. In addition, instead of the current sensor, a voltage sensor connected to the voltage of the contact network and supplying a signal to the phase regulator is introduced.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема устройства для снижения электромагнитных влияний электрических железных дорог на линии проводной связи, где 1 - контактная сеть; 2 - линия связи; 3 - дифференциальные трансформаторы; 4 - регулируемый источник; 5 - регулятор внутреннего индуктивного сопротивления источника; 6 - регулятор фазы; 7 - датчик напряжения; 8 - естественные емкости проводов линии связи относительно земли.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of a device for reducing the electromagnetic effects of electric railways on a wireline, where 1 is a contact network; 2 - communication line; 3 - differential transformers; 4 - regulated source; 5 - regulator of the internal inductive resistance of the source; 6 - phase regulator; 7 - voltage sensor; 8 - natural capacitance of the wires of the communication line relative to the ground.

Устройство состоит из датчика напряжения 7, связанного с изменением фазы и амплитуды в контактной сети 1, выдающего сигнал для получения сдвига фазы в блоке 6 и получения необходимой амплитуды компенсации в блоке 4, внутреннее сопротивление которого регулируется блоком 5 в зависимости от емкостей 8, и далее через дифференциальный трансформатор 3 в линию связи 2, на которую влияет контактная сеть 1.The device consists of a voltage sensor 7 associated with a change in phase and amplitude in the contact network 1, issuing a signal to obtain a phase shift in block 6 and to obtain the necessary compensation amplitude in block 4, the internal resistance of which is regulated by block 5 depending on capacitances 8, and then through a differential transformer 3 into the communication line 2, which is affected by the contact network 1.

Устройство работает следующим образом: датчиком 7 создается управляющий сигнал, представляющий собой все линейные и фазные напряжения, связанные с амплитудными и фазными изменениями напряжений питания контактной сети 1. Из этого сигнала регулятором фазы 6 обеспечивается смещение фазового угла напряжения на 180° эл. по отношению к наведенному напряжению в линии связи 2. Затем сигнал усиливается по амплитуде в регулируемом источнике 4. Источник 4 создает величину амплитуды напряжения компенсации, равной амплитуде наведенного напряжения в линии связи. Кроме того, регулируемый источник 4 регулируется по величине внутреннего индуктивного сопротивления блоком 5 для создания с естественной емкостью линии 8 резонанса, при котором полное сопротивление относительно земли будет равно бесконечности. Это является обрывом цепи по отношению к земле. Далее полученное напряжение через дифференциальный трансформатор 3 компенсирует величину наведенного напряжения контактной сети в линии связи 2.The device operates as follows: the sensor 7 creates a control signal, which represents all the linear and phase voltages associated with the amplitude and phase changes in the supply voltage of the contact network 1. From this signal, the phase 6 regulator provides a phase angle angle shift of 180 ° el. in relation to the induced voltage in the communication line 2. Then the signal is amplified in amplitude in the regulated source 4. The source 4 creates a magnitude of the amplitude of the compensation voltage equal to the amplitude of the induced voltage in the communication line. In addition, the adjustable source 4 is regulated by the amount of internal inductive resistance by block 5 to create a resonance line 8 with a natural capacitance, at which the total resistance to earth will be infinity. This is an open circuit in relation to the earth. Further, the voltage obtained through the differential transformer 3 compensates for the induced voltage of the contact network in the communication line 2.

Датчик 7 представляет собой трансформатор с линейными и фазными напряжениями, получающими питание от того же источника, что и контактная сеть. Регулятор фазы 6 выполнен по автотрансформаторной схеме. Регулируемый источник 4 представляет собой трансформатор с регулируемым коэффициентом трансформации. Регулятор внутреннего индуктивного сопротивления источника 5 представляет собой разделительный трансформатор с регулировкой величины выходного сопротивления и коэффициента трансформации.The sensor 7 is a transformer with linear and phase voltages, receiving power from the same source as the contact network. The phase 6 controller is made according to an autotransformer circuit. Adjustable source 4 is a transformer with an adjustable transformation ratio. The regulator of the internal inductive resistance of source 5 is an isolation transformer with adjustable output resistance and transformation ratio.

Предлагаемое устройство, в сравнении с прототипом, обеспечивает снижение влияния контактной сети на линии связи в не зависимости от тягового тока, его формы и величины.The proposed device, in comparison with the prototype, reduces the impact of the contact network on the communication line, regardless of the traction current, its shape and size.

Реализация изобретения возможна в настоящее время на основе применения типового оборудования и блоков.Implementation of the invention is currently possible through the use of standard equipment and units.

Claims (1)

Устройство для снижения электромагнитных влияний электрических железных дорог на линии проводной связи, содержащее регулятор фазы и регулируемый источник, отличающееся тем, что в него введены датчик напряжения, реагирующий на изменение амплитуды и фазы напряжения влияющей контактной сети, и блок регулятора внутреннего сопротивления источника, при этом выход датчика напряжения соединен с регулятором фазы, регулируемый источник подключен между землей и средней точкой дифференциального трансформатора на одном из концов линии, второй конец которой отсоединен от земли, а блок регулятора внутреннего сопротивления источника включен между регулятором фазы и регулируемым источником с возможностью перевода линии связи в изолированную от земли за счет параллельного резонанса, обеспечиваемого внутренним индуктивным сопротивлением регулируемого источника и естественной емкостью линии.A device for reducing the electromagnetic effects of electric railways on a wired communication line, comprising a phase regulator and an adjustable source, characterized in that a voltage sensor is introduced into it, responsive to a change in the amplitude and phase of the voltage of the affecting contact network, and a source internal resistance regulator unit, wherein the voltage sensor output is connected to the phase regulator, an adjustable source is connected between the ground and the midpoint of the differential transformer at one end of the line, the second to Heff, which is disconnected from the ground, and an internal source resistance connected between the control unit and the adjustable phase control source with the ability to transfer the communication link to the isolated from the ground due to the parallel resonance provided by the internal inductive reactance controlled source and natural capacitance line.
RU2003101577/11A 2003-01-20 2003-01-20 Device to reduce electromagnetic influence of ac electrified railway onto wire communication lines RU2251495C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101577/11A RU2251495C2 (en) 2003-01-20 2003-01-20 Device to reduce electromagnetic influence of ac electrified railway onto wire communication lines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101577/11A RU2251495C2 (en) 2003-01-20 2003-01-20 Device to reduce electromagnetic influence of ac electrified railway onto wire communication lines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003101577A RU2003101577A (en) 2004-08-10
RU2251495C2 true RU2251495C2 (en) 2005-05-10

Family

ID=35747112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003101577/11A RU2251495C2 (en) 2003-01-20 2003-01-20 Device to reduce electromagnetic influence of ac electrified railway onto wire communication lines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251495C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541508C1 (en) * 2013-10-03 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБУ ВПО "ИрГТУ") Method for on-site compensation of induced voltage at cut off overhead transmission line
RU2742136C1 (en) * 2020-06-18 2021-02-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Method for reducing electric influence of railway contact system on linear automatic interlocking circuits

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541508C1 (en) * 2013-10-03 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБУ ВПО "ИрГТУ") Method for on-site compensation of induced voltage at cut off overhead transmission line
RU2742136C1 (en) * 2020-06-18 2021-02-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Method for reducing electric influence of railway contact system on linear automatic interlocking circuits

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106771648A (en) A kind of capacitance current of distribution network measuring method based on improvement signal injection method
Han et al. Non-contact measurement of lightning and switching transient overvoltage based on capacitive coupling and pockels effects
US10180696B2 (en) Distributed impedance injection module for mitigation of the Ferranti effect
CN101860035A (en) Reactive compensation system of thyristor controlled magnetically controlled reactor
RU2251495C2 (en) Device to reduce electromagnetic influence of ac electrified railway onto wire communication lines
CN104092228B (en) Asymmetrical voltage 2 active control methods of system with non effectively earth ed neutral
Ko et al. Design and application of a single‐tuned passive harmonic filter to suppress harmonic distortion and resonance for railway traction power systems—A case study
RU2298487C1 (en) Method of reduce induction effect of ac electric traction systems onto wire communication lines
SE9103798D0 (en) REVIEW BETWEEN PARALLEL SUSPENDED POWER LINES
US5360998A (en) Magnetic field minimization in power transmission
EP1624312B1 (en) Electronic measurement transformer for combined current and voltage measurements.
SE469987B (en) Device for compensating an AC voltage occurring between a medium and a metallic pipeline located in the medium
EP0426746A1 (en) Improvements in or relating to reducing the strength of electro-magnetic fields
Coury et al. Transient analysis concerning capacitor bank switching in a distribution system
CN107508296A (en) A kind of system and method for the regulating time for reducing control asymmetrical voltage
RU2320499C2 (en) Device to reduce electromagnetic action of electrified railways onto communication lines
SU860209A1 (en) Device for regulating reactive power compensation
CN205193125U (en) Intelligence theftproof ammeter
dos Santos et al. An ATP simulation of shunt capacitor switching in an electrical distribution system
Carvalho et al. Transient conditions in CCVTs outputs and their effects on the detection of traveling waves
RU2296679C1 (en) Method of reduction of induction effect of traction system onto adjacent communication lines
Doleček et al. The behavior of the traction power supply system of AC 25 kV 50 Hz during operation
Nicolae Non-conventional methods for energy extraction from high voltage transmission lines
SU828127A1 (en) Method of determination of distance to phase grounding in electric network with isolated neutral
Hashmi et al. Intelligent fault diagnosis for on-line condition monitoring in smart distribution networks

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20081119