RU2273955C1 - Device for connecting high frequency communication channels and electric transmission line - Google Patents
Device for connecting high frequency communication channels and electric transmission line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273955C1 RU2273955C1 RU2004127263/09A RU2004127263A RU2273955C1 RU 2273955 C1 RU2273955 C1 RU 2273955C1 RU 2004127263/09 A RU2004127263/09 A RU 2004127263/09A RU 2004127263 A RU2004127263 A RU 2004127263A RU 2273955 C1 RU2273955 C1 RU 2273955C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- input
- inductor
- circuit
- output
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области высокочастотной связи по проводам линий электропередачи (далее ЛЭП) и может быть использовано 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 (hereinafter “power lines”) and can be used to transmit supervisory control signals, emergency control equipment and relay protection of power facilities.
Устройство присоединения для каналов высокочастотной связи (далее устройство присоединения) через конденсатор связи подключается к проводам ЛЭП и поэтому должно обеспечивать требования безопасности, а также работоспособность после воздействия волн перенапряжений, возникающих в электрической сети.The connection device for high-frequency communication channels (hereinafter referred to as the connection device) is connected to the power transmission line wires through a communication capacitor and therefore must ensure safety requirements as well as operability after exposure to surge waves arising in the electric network.
Функциональная возможность устройства присоединения оценивается шириной его полосы пропускания.The functionality of the attachment device is estimated by its bandwidth.
Известное устройство присоединения, выполненное в виде трансформаторного или автотрансформаторного полузвена фильтра полосового типа, отличается простотой и минимальным числом элементов, но обладает узкой рабочей полосой (Белоус Б.П., Куликов В.В., Малышев А.И. Эксплуатация, монтаж и наладка высокочастотных каналов связи по линиям электропередачи. М.: Энергия. 1970, с.237, рис.13-20 и 13-25).The known connection device, made in the form of a transformer or autotransformer half-filter of a strip type, is simple and has a minimal number of elements, but has a narrow working strip (Belous B.P., Kulikov V.V., Malyshev A.I. Operation, installation and commissioning high-frequency communication channels along power lines. M: Energy. 1970, p. 237, Fig. 13-20 and 13-25).
В другом известном устройстве присоединения применена трехконтурная схема полосового фильтра, в котором со стороны входа схемы установлено защитное устройство от перенапряжений в виде разрядника с искровым промежутком (Микуцкий Г.В., Скитальцев B.C. Высокочастотная связь по линиям электропередачи. М.: Энергоатомиздат. 1987, с.223, рис.8-10).In another known connection device, a three-loop bandpass filter circuit is used, in which a surge protection device in the form of a spark gap with a spark gap is installed on the input side of the circuit (Mikutsky G.V., Skitaltsev BC High-frequency communication over power lines. M: Energoatomizdat. 1987, p.223, fig. 8-10).
К недостаткам этого устройства относятся малая эффективность разрядников при воздействии волн перенапряжений с крутым фронтом и недостаточная безопасность при использовании автотрансформатора в качестве средства согласования сопротивлений из-за наличия в нем гальванической связи между входными и выходными цепями. Поэтому при случайном обрыве провода его обмотки нарушается электрическая связь между конденсатором связи и землей. В результате чего высокое напряжение промышленной частоты ЛЭП проходит на выходе устройства и через соединительный кабель попадает в аппаратуру связи, что опасно для оборудования и обслуживающего персонала.The disadvantages of this device include the low efficiency of the arresters when exposed to surge waves with a steep front and the lack of safety when using an autotransformer as a means of matching resistances due to the presence of a galvanic connection between input and output circuits in it. Therefore, if the wire of its winding is accidentally broken, the electrical connection between the coupling capacitor and the ground is broken. As a result, the high voltage of the power frequency of the power transmission line passes at the output of the device and enters the communication equipment through the connecting cable, which is dangerous for equipment and maintenance personnel.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому (его прототипом) является устройство присоединения, выполненное по схеме полосового фильтра с применением защитных устройств от перенапряжений без искровых промежутков. При этом со стороны входных выводов установлен ограничитель перенапряжений, а со стороны выходных выводов - варистор (Шляхов С.С. Устройство присоединения аппаратуры высокочастотной связи к проводам линии электропередачи. Патент РФ №2231898 по заявке №2002132693/09 от 05.12.2002). Таким образом достигается надежное ограничение амплитуды волны перенапряжений, воздействующей со стороны электрической сети. Однако остается нерешенным вопрос защиты элементов устройства от перенапряжений, обусловленных переходными процессами в колебательных контурах внутри схемы полосового фильтра. Кроме того, не обеспечена в достаточной мере безопасность схемы с автотрансформатором, средством согласования, наиболее часто используемой на практике.The closest technical solution to the claimed (its prototype) is the connection device, made according to the bandpass filter using protective devices against overvoltage without spark gaps. At the same time, an overvoltage limiter is installed on the input terminal side, and a varistor is installed on the output terminal side (S. Shlyakhov. Device for connecting high-frequency communication equipment to the wires of the power line. RF patent No. 2231898 according to application No. 20022132693/09 of 05.12.2002). Thus, a reliable limitation of the amplitude of the overvoltage wave acting from the side of the electric network is achieved. However, the unresolved issue of protecting the device elements from overvoltages caused by transients in the oscillatory circuits inside the bandpass filter circuit. In addition, the circuit with an autotransformer, a means of coordination most often used in practice, is not sufficiently secured.
Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности в условиях внутренних переходных процессов, улучшение безопасности и увеличение широкополосности устройства присоединения.The objective of the invention is to increase operational reliability in conditions of internal transients, improve security and increase the broadband connection device.
Технический результат состоит в повышении электрической прочности, в обеспечении функций защитного дросселя и в расширении рабочей полосы пропускания.The technical result consists in increasing the electric strength, in providing the functions of a protective inductor and in expanding the working bandwidth.
Для достижения этого технического результата в устройство присоединения для каналов высокочастотной связи к линии электропередачи, содержащее входные выводы, первый из которых "линейный" предназначен для емкостного подключения к проводу линии электропередачи, а второй - "заземляющий", подключенные к ним параллельные между собой первое защитное устройство от перенапряжений в виде ограничителя перенапряжений, первую катушку индуктивности и узел настройки, снабженный "кабельным" и "заземляющим" выходными выводами и состоящий из заземленного средства согласования сопротивлений, входная цепь которого через первый конденсатор соединена с входным "линейным" выводом, а выходная цепь, индуктивно связанная со входной и зашунтированная вторым конденсатором, подключена через последовательно соединенные третий конденсатор и вторую катушку индуктивности к "кабельному" выходному выводу, при этом между выходными выводами подключено второе защитное устройство в виде варистора, введено дополнительно третье защитное устройство от перенапряжений в виде ограничителя перенапряжений, подключенное параллельно первому конденсатору узла настройки, а первая катушка индуктивности является заземляющим дросселем, выполненным из многожильного медного провода сечением не менее 1 мм, с сопротивлением не более 20 Ом на промышленной частоте и образующим совместно с емкостной составляющей первого защитного устройства от перенапряжения параллельный колебательный контур с резонансной частотой, размещенный в полосе пропускания устройства.To achieve this technical result, in the device for connecting high-frequency communication channels to the power line, containing input terminals, the first of which is “linear” for capacitively connecting the power line to the wire, and the second is “grounding”, the first protective cable connected to them surge protection device in the form of surge suppressor, first inductance coil and tuning unit equipped with "cable" and "ground" output terminals and consisting of earthed a resistor matching means, the input circuit of which is connected through the first capacitor to the input “linear” output, and the output circuit, inductively coupled to the input and shunted by the second capacitor, is connected through the third capacitor and the second inductor to the “cable” output terminal a second protective device in the form of a varistor is connected between the output terminals, an additional third surge protective device is introduced in the form of a surge protector connected in parallel to the first capacitor of the tuning unit, and the first inductor is a grounding inductor made of stranded copper wire with a cross section of at least 1 mm, with a resistance of not more than 20 Ohms at the industrial frequency and forming, together with the capacitive component of the first overvoltage protection device, a parallel oscillatory circuit with a resonant frequency located in the passband of the device.
В узле настройки средство согласования сопротивлений выполнено в виде двухобмоточного трансформатора.In the tuning node, the resistance matching means is made in the form of a double-winding transformer.
В другом варианте исполнения в качестве средства согласования сопротивлений в узле настройки использована автотрансформаторная схема.In another embodiment, an autotransformer circuit is used as a means of matching the resistances in the tuning node.
Введение третьего защитного устройства от перенапряжений, обладающего емкостной и активной составляющими сопротивления, позволяет после его срабатывания снизить перенапряжения на элементах узла настройки до допустимого значения за счет расстройки колебательного контура и резкого снижения добротности схемы узла настройки, а заземляющий дроссель создает надежное заземление обкладки конденсатора связи, что повышает безопасность работы устройства в процессе эксплуатации.The introduction of a third overvoltage protective device with capacitive and active resistance components allows, after its operation, to reduce overvoltages on the elements of the tuning unit to an acceptable value due to the detuning of the oscillating circuit and a sharp decrease in the quality factor of the tuning circuit, and the grounding inductor creates reliable grounding of the coupling capacitor plate which increases the safety of the device during operation.
Кроме того, использование заземляющего дросселя для создания параллельного колебательного контура дает дополнительные преимущества по снижению необходимого значения его индуктивности и, следовательно, упрощению конструктивного исполнения, а также по расширению полосы пропускания устройства без использования для этих целей дополнительных элементов.In addition, the use of a grounding inductor to create a parallel oscillatory circuit provides additional advantages in reducing the required value of its inductance and, therefore, simplifying the design, as well as expanding the bandwidth of the device without using additional elements for these purposes.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1 и 2.The essence of the invention is illustrated in figures 1 and 2.
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 содержит входные "линейный" 1 и "заземляющий" 2 выводы, к которым подключены первая катушка индуктивности 3, ограничитель перенапряжений 4 и узел настройки 5, снабженный выходными "кабельным" 6 и заземляющим 7 выводами. Средство согласования 8 входной цепью 9 подключено к соединенным параллельно первому конденсатору 10 с третьим защитным устройством от перенапряжений 11. Выходная цепь 12 средства согласования 8 зашунтирована вторым конденсатором 13 и подключена через третий конденсатор 14 и вторую катушку индуктивности 15 к "кабельному" выводу 6. Между выходными выводами 6 и 7 подключено второе защитное устройство 16, которое служит для защиты соединительного кабеля связи.The connection device contains input “linear” 1 and “grounding” 2 leads to which the first inductance 3 is connected,
Конденсатор связи 17 не входит в схему устройства присоединения и на фиг.1 и 2 показан условно для пояснения его работы.The
Защитное устройство от перенапряжений 11 выполнено в виде ограничителя перенапряжений на базе высоконелинейных оксидно-цинковых резисторов, резко изменяющих свои емкостные и активные составляющие сопротивления в зависимости от амплитуды прилагаемого к нему напряжения.The surge protection device 11 is made in the form of a surge suppressor based on highly non-linear zinc oxide resistors that sharply change their capacitive and active resistance components depending on the amplitude of the voltage applied to it.
Работу устройства рассмотрим на примере фиг.1 для двух элементов: в случае передачи высокочастотных сигналов и при воздействии волны перенапряжений со стороны электрической сети.The operation of the device will be considered on the example of figure 1 for two elements: in the case of transmission of high-frequency signals and when exposed to an overvoltage wave from the electrical network.
Высокочастотные сигналы от передатчика через конденсатор 17 и "заземляющий" вывод 2 поступают на входные выводы 1 и 2. Значения элементов схемы, состоящей из первой катушки индуктивности 3, емкости защитного устройства 4 и узла настройки 5, включающего в себя параллельно подключенный конденсатор 10 и емкость защитного устройства 11, индуктивности обмоток трансформатора 18, конденсаторы 13 и 14, также катушки индуктивности 15, подобраны таким образом, что создают полосовой фильтр с низким затуханием на выходных выводах 6 и 7 для рабочих частот передатчика. Таким образом устройство присоединения пропускает высокие частоты передатчика, а ток прмышленной частоты зашунтирован через заземляющий дроссель и не попадает на выход устройства.High-frequency signals from the transmitter through the
Согласующий трансформатор 18 обеспечивает гальваническую развязку входных и выходных цепей и создает при необходимости поворот фазы сигнала на 180°.Matching transformer 18 provides galvanic isolation of input and output circuits and creates, if necessary, a phase rotation of the signal by 180 °.
Для повышения безопасности и увеличения широкополостности левая катушка индуктивности 3 выполнена как заземляющий дроссель, обеспечивающий для тока промышленной частоты гарантию непрерывности соединения обкладки конденсатора 17 с заземляющим выводом 3 при низком сопротивлении в 20 Ом и, кроме того, образующий совместно с емкостной составляющей ограничителя перенапряжений 4 параллельный контур с резонансной частотой в пределах полосы пропускания устройства присоединения. В результате снижена индуктивность и уменьшены конструктивные размеры дросселя 3 относительно традиционных, а дополнительный колебательный контур дает возможность расширить полосу пропускания.In order to increase safety and increase widebandness, the left inductor 3 is made as a grounding inductor, providing for a current of industrial frequency a guarantee of continuity of connection of the
Однако для верхней полосы пропускания применение схемы, изображенной на фиг.1, не всегда возможно из-за недостаточного коэффициента связи (до 0,92) между обмотками воздушного трансформатора 18. Для этих случаев предусмотрен второй вариант выполнения средства согласования с автотрансформатором 19 (фиг.2), в котором благодаря применению заземляющего дросселя решены также вопросы обеспечения требований безопасности. Автотрансформатор обладает необходимой широкополостностью, но более сложен в изготовлении.However, for the upper passband, the application of the circuit depicted in FIG. 1 is not always possible due to insufficient coupling coefficient (up to 0.92) between the windings of the air transformer 18. For these cases, a second embodiment of a matching means with an
Когда со стороны электрической сети волны перенапряжений поступают на входные зажимы 1 и 2, то срабатывает защитное устройство 4 и ограничивает их амплитуду до защитного уровня ограничителя перенапряжений.When overvoltage waves are supplied to the
Далее за счет резкого перепада напряжения на входе узла настройки 5 в нем возникает переходный процесс, сопровождающийся ростом напряжений на элементах. Он приобретает апериодический или колебательный характер в зависимости от добротности схемы узла настройки 5.Further, due to a sharp voltage drop at the input of the
Когда на обкладках конденсатора 10 напряжение достигнет уровня срабатывания защитного устройства 11, то резко снижается емкостная и активная составляющие его сопротивления. Это вызывает расстройку полосового фильтра и падение его добротности. В результате чего переходный процесс затухает, а амплитуды напряжений на элементах узла настройки 5 не превысят допустимых пределов.When the voltage on the plates of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127263/09A RU2273955C1 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Device for connecting high frequency communication channels and electric transmission line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127263/09A RU2273955C1 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Device for connecting high frequency communication channels and electric transmission line |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2273955C1 true RU2273955C1 (en) | 2006-04-10 |
Family
ID=36459186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004127263/09A RU2273955C1 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Device for connecting high frequency communication channels and electric transmission line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2273955C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783802C2 (en) * | 2020-12-08 | 2022-11-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Челэнергоприбор" | Repeater |
-
2004
- 2004-09-14 RU RU2004127263/09A patent/RU2273955C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783802C2 (en) * | 2020-12-08 | 2022-11-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Челэнергоприбор" | Repeater |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2251191C2 (en) | Pulse surge protective gear | |
EP3547478B1 (en) | Lightning protection radio remote unit, distributed base station, lightning protection system and method | |
KR101205168B1 (en) | Power line communications interface and surge protector | |
JP4041068B2 (en) | How to protect medium voltage inductive coupling devices from electrical transients | |
WO2001082497A1 (en) | Method and apparatus for interfacing rf signals to medium voltage power lines | |
US20150077889A1 (en) | Protective device | |
US20120188677A1 (en) | Dsl protection circuit | |
CN101202150B (en) | EMC filter inductance | |
RU2273955C1 (en) | Device for connecting high frequency communication channels and electric transmission line | |
JP4668279B2 (en) | Signal coupling device for power line carrier communication | |
CN209881404U (en) | Lightning overvoltage shielding device of 10kV distribution transformer | |
RU2231898C1 (en) | Device for connecting high-frequency communication equipment to power transmission line conductors | |
RU2223600C1 (en) | High-frequency wave-trap (alternatives) | |
RU2231925C1 (en) | High-frequency wavetrap (alternatives) | |
RU52279U1 (en) | HEADLIGHTER | |
RU41927U1 (en) | HEADLIGHTER | |
RU106807U1 (en) | HEADLIGHTER | |
KR101070195B1 (en) | Signal coupling device for MV PLC and method thereof | |
RU6485U1 (en) | HIGH VOLTAGE COMMUNICATION FILTERS FOR HIGH VOLTAGE LINES | |
KR101196339B1 (en) | The sensing moudule of high-altitude electromagnetic pulse | |
EP2249564B1 (en) | Electrical isolating device | |
RU42919U1 (en) | LOADER HIGH FREQUENCY (OPTIONS) | |
CN2572642Y (en) | Microwave arrester | |
CN210724814U (en) | Communication anti-interference equipment and alternating current locomotive communication line | |
US20230318575A1 (en) | Band pass filter circuit with over-voltage protection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150915 |