RU2390438C1 - Method to reduce inductive influence of electric traction circuits on communication line - Google Patents

Method to reduce inductive influence of electric traction circuits on communication line Download PDF

Info

Publication number
RU2390438C1
RU2390438C1 RU2008137869/11A RU2008137869A RU2390438C1 RU 2390438 C1 RU2390438 C1 RU 2390438C1 RU 2008137869/11 A RU2008137869/11 A RU 2008137869/11A RU 2008137869 A RU2008137869 A RU 2008137869A RU 2390438 C1 RU2390438 C1 RU 2390438C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
wire
communication line
additional wire
traction
Prior art date
Application number
RU2008137869/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008137869A (en
Inventor
Игорь Владимирович Устименко (RU)
Игорь Владимирович Устименко
Original Assignee
Игорь Владимирович Устименко
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 Игорь Владимирович Устименко filed Critical Игорь Владимирович Устименко
Priority to RU2008137869/11A priority Critical patent/RU2390438C1/en
Publication of RU2008137869A publication Critical patent/RU2008137869A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2390438C1 publication Critical patent/RU2390438C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: method relates to electrified railroads and can be used to reduce inductive effects of AL electric traction circuits on wire communication lines. To this end, additional wire is laid along railway. Said wire is divided in equal length intervals into sections each comprising capacitance connected therein and arranged successively, one after the other. Beginning of all sections, starting from the first one, is connected to separate earth electrode, while sections ends are connected to rail circuit. Quantity and length of sections are defined subject to minimum level of interference induced in adjoining communication line, while capacitance parametres are defined subject to possibility to rule out or drastically reduce harmonics current flows in every section.
EFFECT: increased compensation current in additional wire and reduced power losses in traction circuit.
1 cl, 1 dwg

Description

Способ относится к области электрифицированных железных дорог и может быть использован для снижения электромагнитного влияния электрифицированных железных дорог на смежные проводные линии связи.The method relates to the field of electrified railways and can be used to reduce the electromagnetic effect of electrified railways on adjacent wired communication lines.

Известен способ (1) снижения индуктивного влияния электротяговых сетей переменного тока на каналы проводной связи, при котором в обратном проводе, расположенном вдоль тяговой сети, с помощью отсасывающих трансформаторов формируют компенсирующий ток, первая гармоника которого сдвинута по фазе относительно первой гармоники тягового тока на угол, приблизительно равный 160 эл. град. Результатом сложения электромагнитных полей, созданных тяговым и компенсирующим токами, является уменьшение влияния со стороны тяговой сети.The known method (1) to reduce the inductive effect of electric traction AC networks on wire communication channels, in which a compensating current is formed using suction transformers in the return wire located along the traction network, the first harmonic of which is phase-shifted relative to the first harmonic of the traction current, approximately equal to 160 e. hail. The result of the addition of electromagnetic fields created by traction and compensating currents is a decrease in influence from the traction network.

Известный способ обладает следующими недостатками.The known method has the following disadvantages.

1. Суммарное индуктивное влияние, вызванное током обратного провода и током рельсовой цепи, значительно больше индуктивного влияния, обусловленного током в контактной сети этого пути. Таким образом, имеет место перекомпенсация индуктивного основного влияния.1. The total inductive effect caused by the current of the return wire and the current of the rail circuit is much larger than the inductive effect due to the current in the contact network of this path. Thus, there is an overcompensation of the inductive main influence.

2. Необходимость последовательного включения первичных обмоток трансформаторов в контактную сеть вызывает увеличение общего сопротивления последней, что в свою очередь ведет к увеличению потерь электроэнергии.2. The need for sequential inclusion of the primary windings of transformers in the contact network causes an increase in the total resistance of the latter, which in turn leads to an increase in energy losses.

3. Ограничение по расчетной мощности отсасывающих трансформаторов не дает возможности увеличения токов тяговой нагрузки, чем снижается эффективность решения задачи тягового энергоснабжения.3. The limitation on the estimated power of the suction transformers does not allow increasing the currents of the traction load, which reduces the efficiency of solving the problem of traction power supply.

4. Сдвиг фазы между гармониками тягового тока и соответствующими гармониками тока компенсации колеблется, как показывают расчеты, в пределах 157-178 эл. град. (в отличие от требуемых 180), что также снижает эффективность от использования способа. 4. The phase shift between the harmonics of the traction current and the corresponding harmonics of the compensation current fluctuates, as the calculations show, within 157-178 e. hail. (in contrast to the required 180), which also reduces the efficiency of using the method.

5. Описываемый способ компенсации не применим на дорогах постоянного тока.5. The described compensation method is not applicable on DC roads.

Известен (2) способ снижения индуктивного влияния электротяговых сетей на линии связи, при котором участки, оборудованные отсасывающими трансформаторами и обратным проводом, чередуются участками без отсасывающих трансформаторов и обратного провода.There is a known (2) method for reducing the inductive effect of electric traction networks on a communication line, in which sections equipped with suction transformers and a return wire alternate with sections without suction transformers and a return wire.

Используемый в данном изобретении способ наиболее близок к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, поэтому он выбран в качестве прототипа.Used in this invention, the method is closest to the claimed technical essence and the achieved positive effect, therefore, it is selected as a prototype.

Способ компенсации помех, принятый в качестве прототипа, имеет те же недостатки, что и способ-аналог. Кроме того, на участках, не оборудованных отсасывающими трансформаторами и обратным проводом, степень снижения электромагнитных помех вообще мала.The interference compensation method adopted as a prototype has the same disadvantages as the analog method. In addition, in areas not equipped with suction transformers and a return wire, the degree of reduction of electromagnetic interference is generally small.

Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности снижения индуктивного влияния электротяговых сетей на каналы проводной связи путем увеличения значения компенсирующего тока в обратном (дополнительном) проводе до максимально возможного, в случае формирования компенсирующего тока в дополнительном проводе без дополнительного источника эдс, при одновременном снижении затрат на осуществление защиты линий связи, уменьшении потерь напряжения и энергии в тяговой сети и расширении области применения способа компенсации.The problem solved by the invention is to increase the efficiency of reducing the inductive effect of electric traction networks on wire communication channels by increasing the value of the compensating current in the return (additional) wire to the maximum possible, in the case of the formation of the compensating current in the additional wire without an additional emf source, while reducing costs the protection of communication lines, reducing voltage and energy losses in the traction network and expanding the scope of the compensation method.

Это достигается тем, что в дополнительный провод, расположенный вдоль полотна железной дороги, включается емкость и через равные промежутки его длины он (провод) секционируется, т.е. делится на секции, которые располагаются последовательно - друг за другом. Начала всех секций, начиная с первой, заземляются на индивидуальные заземлители, а концы - присоединяются к рельсовой цепи. Суть способа определяется следующим. Как известно, уже в нескольких километрах от подстанции весь тяговый ток протекает в земле. Таким образом, и в рельсе, и в дополнительном проводе присутствуют только вихревые токи, наведенные тяговым током. Следовательно, посредством электромагнитной связи в системе, образованной тяговой сетью, дополнительным проводом, рельсовой сетью и землей, образуются три контура: контактный провод - рельс, контактный провод - дополнительный провод, и рельс - дополнительный провод. Если быть точнее, то контуров четыре, т.к. присутствует обратное влияние дополнительного провода на рельс. Исходя из этих рассуждений, экранирующий эффект на смежную линию связи определяется суммированием экранирующего эффекта со стороны контура «контактный провод - рельс» и контура «контактный провод - дополнительный провод» и ослабляется электромагнитным взаимодействием между контурами «дополнительный провод - рельс» и «рельс - дополнительный провод». Если, таким образом, исключить влияние на процесс компенсации электромагнитной помехи влияние контуров «дополнительный провод - рельс» и «рельс - дополнительный провод», уменьшающие ток компенсации, протекающий в экранирующем (обратном) проводе, т.е. заменить электромагнитную связь между рельсом и дополнительным проводом непосредственным соединением рельсовой цепи с дополнительным проводом, то в последнем можно добиться максимального тока компенсации. Физику процесса, протекающего при осуществлении заявляемого способа, можно объяснить следующим. Как известно, например, из (3), вектор индуктированного в дополнительном проводе тока отстает от своей эдс индукции, наведенной в нем тяговым влияющим током, на угол, зависящий от соотношения индуктивного и активного сопротивлений контура «дополнительный провод - земля». Таким образом, в случае увеличения индуктивного сопротивления упомянутого контура или, что то же самое (по достигаемому эффекту), уменьшения его активного сопротивления угол между векторами наведенной в дополнительном проводе эдс индукции и током, созданным этой эдс, можно довести до значения, при котором угол между вектором эдс индукции, наведенной в смежной линии связи током, протекающим в дополнительном проводе, и вектором эдс индукции, наведенной в смежной линии связи влияющим током, протекающим в тяговой сети, максимально приблизиться к 180 эл.град., что равносильно минимальному уровню помехи или максимальному эффекту компенсации. При осуществлении заявляемого способа, в случае соединения дополнительного провода с рельсом, индуктивная связь между рельсом и дополнительным проводом преобразуется в параллельное соединение этих контуров. Таким образом, общее активное сопротивление протеканию результирующего тока Ip+Iэ значительно уменьшается. Что касается индуктивностей контуров, то в их случае происходит обмен энергией между упомянутыми выше контурами. Доля наведенного в дополнительном проводе тока, как показали расчеты и эксперименты, в этом случае увеличивается практически с 39% до 85%. Необходимо также отметить, что продольное секционирование исключает при необходимости перекомпенсацию как в местах наличия тока в рельсе, так и в случае иных обстоятельств. При осуществлении заявляемого способа снижения индуктивного влияния количество и длина секций определяется требованием к уровню снижения наведенной помехи. В общем случае секция может быть и одна. Кроме всего сказанного, присутствие емкости в секциях экранирующего провода позволяет достичь следующего эффекта. Если выбрать емкость таким образом, чтобы ее сопротивление было достаточно большим для первой гармоники (50 Гц) и большим для гармоник третьей и пятой (150 Гц и 250 Гц), не участвующих в образовании помехи в смежной линии связи (не оказывающих псофометрического воздействия), то таким образом возможно уменьшить ток, протекающий в экранирующем проводе. В результате этого уменьшится мощность, потребляемая контуром «экранирующий провод -земля» от тяговой сети, т.е. уменьшится общее потребление энергии тяговой сетью.This is achieved by the fact that a capacitance is included in an additional wire located along the railroad track and, at equal intervals of its length, it (the wire) is partitioned, i.e. divided into sections that are arranged sequentially - one after another. The beginnings of all sections, beginning with the first, are grounded to individual earthing switches, and the ends are connected to the rail circuit. The essence of the method is determined by the following. As you know, already a few kilometers from the substation, all traction current flows in the ground. Thus, only eddy currents induced by the traction current are present in the rail and in the auxiliary wire. Consequently, through electromagnetic coupling in a system formed by a traction network, an additional wire, a rail network and ground, three circuits are formed: a contact wire - a rail, a contact wire - an additional wire, and a rail - an additional wire. To be more precise, there are four circuits, because there is a reverse effect of the additional wire on the rail. Based on these considerations, the shielding effect on an adjacent communication line is determined by summing the shielding effect on the side of the "contact wire - rail" circuit and the "contact wire - additional wire" circuit and is weakened by the electromagnetic interaction between the "additional wire - rail" and "rail - additional the wire". If, therefore, we exclude the influence on the process of compensating electromagnetic interference, the influence of the “additional wire - rail” and “rail - additional wire” circuits, which reduce the compensation current flowing in the shielding (return) wire, i.e. If the electromagnetic connection between the rail and the auxiliary wire is replaced by the direct connection of the rail circuit with the auxiliary wire, then the latter can achieve the maximum compensation current. The physics of the process occurring during the implementation of the proposed method can be explained as follows. As is known, for example, from (3), the vector of the current induced in the auxiliary wire lags behind its emf of the induction induced in it by the traction influencing current, by an angle depending on the ratio of the inductive and active resistances of the additional wire – ground circuit. Thus, in the case of an increase in the inductive resistance of the mentioned circuit or, which is the same (with respect to the achieved effect), a decrease in its active resistance, the angle between the vectors induced in the additional wire of the induction emf and the current created by this emf can be brought to a value at which the angle between the induction emf vector induced in the adjacent communication line by the current flowing in the auxiliary wire and the induction emf vector induced in the adjacent communication line by the influence current flowing in the traction network to 180 degrees, which is equivalent to the minimum interference level or the maximum compensation effect. When implementing the proposed method, in the case of connecting an additional wire with a rail, the inductive coupling between the rail and the additional wire is converted into a parallel connection of these circuits. Thus, the total active resistance to the flow of the resulting current I p + I e is significantly reduced. As for the inductances of the circuits, in their case there is an exchange of energy between the above circuits. The fraction of current induced in the additional wire, as shown by calculations and experiments, in this case increases from almost 39% to 85%. It should also be noted that longitudinal sectioning eliminates, if necessary, overcompensation both in places where current is present in the rail, and in the case of other circumstances. When implementing the proposed method of reducing the inductive effect, the number and length of sections is determined by the requirement for the level of reduction of the induced noise. In general, a section may be one. In addition to the above, the presence of capacitance in the sections of the shielding wire allows you to achieve the following effect. If you select the capacitance in such a way that its resistance is large enough for the first harmonic (50 Hz) and large for the harmonics of the third and fifth (150 Hz and 250 Hz) that are not involved in the formation of interference in the adjacent communication line (not having a psophometric effect), it is thus possible to reduce the current flowing in the shielding wire. As a result of this, the power consumed by the "shielding wire-ground" circuit from the traction network will decrease, i.e. the total energy consumption of the traction network will decrease.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом.The essence of the proposed method is illustrated in the drawing.

На чертеже введены следующие обозначения:The following notation is introduced in the drawing:

1 - контактная сеть;1 - contact network;

2 - рельсовая цепь;2 - rail chain;

3 - дополнительный провод, разделенный на секции по условию минимума помехи в смежной линии связи, в каждую из которых включена емкость;3 - an additional wire, divided into sections under the condition of minimum interference in an adjacent communication line, each of which includes a capacitance;

4 - смежная линия связи.4 - adjacent communication line.

Способ осуществляют следующим образом. Дополнительный провод, расположенный вдоль полотна железной дороги, через равные промежутки его длины секционируют, т.е. делят на секции, которые располагают последовательно - друг за другом и в которые включают емкость, оказывающую достаточно большое сопротивление первой, третьей и пятой гармоникам, не оказывающих псофометрического воздействия на смежную линию связи. Начала всех секций, начиная с первой, заземляют на индивидуальные заземлители, а концы - присоединяют к рельсовой цепи.The method is as follows. An additional wire located along the railroad track is sectioned at regular intervals of its length, i.e. They are divided into sections that are arranged sequentially - one after another and in which they include a capacitance that provides a sufficiently large resistance to the first, third and fifth harmonics, which do not exert a psophometric effect on the adjacent communication line. The beginnings of all sections, starting from the first, are earthed to individual earthing switches, and the ends are connected to the rail circuit.

Таким образом, в результате последовательности действий, образующих заявляемый способ, за счет исключения влияния на процесс образования в дополнительном проводе компенсирующего тока влияния контуров «дополнительный провод - рельс» и «рельс - дополнительный провод», посредством замены электромагнитной связи между ними непосредственным соединением дополнительного провода с рельсовой цепью, а также за счет исключения протекания в экранирующем проводе гармонических составляющих, не оказывающих псофометрического воздействия на смежную линию связи, компенсирующий ток увеличивают до максимально возможного в данных условиях значения и при этом снижают потери в тяговой сети.Thus, as a result of the sequence of actions forming the inventive method, by eliminating the influence on the formation of the compensating current in the additional wire, the influence of the "additional wire - rail" and "rail - additional wire" circuits by replacing the electromagnetic coupling between them by directly connecting the additional wire with a rail chain, as well as by eliminating the flow of harmonic components in the shielding wire that do not have a psophometric effect on the adjacent th link, the compensating current is increased to the maximum possible values in given conditions and with reduced loss in traction network.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. А.С. СССР №221752, Бюл. №22, 17.07.1968, кл. В60m.1. A.S. USSR No. 2221752, Bull. No. 22, 07/17/1968, class B60m.

2. А.С. СССР №169556, Бюл. №7,22.04.1965, кл. В61m, Н02d, 1965.2. A.S. USSR No. 169556, Bull. No. 7.22.04.1965, class B61m, H02d, 1965.

3. К.Г.Марквардт. Энергоснабжение электрических железных дорог. - М.: Транспорт, 1965, с 432-438.3. K.G. Marquardt. Power supply of electric railways. - M .: Transport, 1965, from 432-438.

Claims (1)

Способ снижения индуктивного влияния электротяговых сетей на линии связи, заключающийся в том, что в дополнительном проводе, расположенном в зоне влияния тяговой сети на каналы смежной линии связи и заземленном с одной стороны, формируют пространственно сдвинутый компенсирующий ток, отличающийся тем, что дополнительный провод разделяют на секции, в каждую из которых включают емкость, и которые располагают последовательно - друг за другом, причем начала всех секций, начиная с первой, заземляют на индивидуальные заземлители, а концы присоединяют к рельсовой цепи, причем количество и длину секций определяют по условию минимального уровня помехи, наведенной в смежной линии связи, а параметры емкостей выбирают по условию исключения или значительного уменьшения протекания в каждой из секций токов гармоник, не оказывающих псофометрического воздействия на смежные коммуникации связи. A method of reducing the inductive effect of electric traction networks on a communication line, namely, that in an additional wire located in the zone of influence of the traction network on the channels of an adjacent communication line and grounded on one side, a spatially shifted compensating current is formed, characterized in that the additional wire is divided into sections, each of which includes a container, and which are arranged sequentially - one after another, and the beginning of all sections, starting from the first, are grounded to individual grounding conductors, and Dinh to the track circuit, and the number and length of the sections is determined by the condition of the minimum level of interference induced in an adjacent link, and the parameters of the containers is selected on the condition eliminate or significantly reduce the flow in each section of the harmonic currents, not providing psophometric impact to adjacent communication links.
RU2008137869/11A 2008-09-22 2008-09-22 Method to reduce inductive influence of electric traction circuits on communication line RU2390438C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008137869/11A RU2390438C1 (en) 2008-09-22 2008-09-22 Method to reduce inductive influence of electric traction circuits on communication line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008137869/11A RU2390438C1 (en) 2008-09-22 2008-09-22 Method to reduce inductive influence of electric traction circuits on communication line

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008137869A RU2008137869A (en) 2010-03-27
RU2390438C1 true RU2390438C1 (en) 2010-05-27

Family

ID=42138052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008137869/11A RU2390438C1 (en) 2008-09-22 2008-09-22 Method to reduce inductive influence of electric traction circuits on communication line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2390438C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2742153C1 (en) * 2020-06-18 2021-02-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Method of reducing the magnetic influence of the railway contact network on the auto-locking line circuits
RU2768314C1 (en) * 2021-07-15 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Method of reducing magnetic effect of railway contact system on linear automatic blocking circuits of direct current

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2742153C1 (en) * 2020-06-18 2021-02-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Method of reducing the magnetic influence of the railway contact network on the auto-locking line circuits
RU2768314C1 (en) * 2021-07-15 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Method of reducing magnetic effect of railway contact system on linear automatic blocking circuits of direct current

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008137869A (en) 2010-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9517697B2 (en) Providing a vehicle with electric energy using a receiving device adapted to receive an alternating electromagnetic field
EP3353008B1 (en) Inductively transferring electric energy to a vehicle using consecutive segments which are operated at the same time
RU2390438C1 (en) Method to reduce inductive influence of electric traction circuits on communication line
Buyakova et al. Electromagnetic safety enhancing in railway electric supply systems
RU2298487C1 (en) Method of reduce induction effect of ac electric traction systems onto wire communication lines
SHIGEEDA et al. Feeding-loss Reduction by Higher-voltage DC Railway Feeding System with DC-to-DC Converter
RU2334630C1 (en) Method of reducing inductive influence of traction lines on communication lines
RU2489277C1 (en) Double-track section ac power supply
RU2658675C1 (en) Method and three-wire dc power supply system (options)
RU2492074C1 (en) Electric power supply system of electrified ac railways
WO2002042112A1 (en) A traction power supply system
Xie Study on methods to reducing rail potential of high-speed railway
ES2329277T3 (en) TRANSMISSION SYSTEM FOR THE TRANSMISSION OF HIGH POWERS WITH RECRUITED MAGNETIC FIELD.
RU2768314C1 (en) Method of reducing magnetic effect of railway contact system on linear automatic blocking circuits of direct current
JP3816413B2 (en) Rail potential reduction AC feeder circuit
RU110037U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE DISTANCE FROM THE TRACTION SUBSTATION TO THE PLACE OF BREAKING OF SELF-CARRYING INSULATED WIRES OF LINES WITH A VOLTAGE OVER 1000 V WHEN LOCATED ON THE SUPPORTS OF THE AC CONTACT NETWORK
SU1643226A1 (en) Alternating current railway power transmission line
EP2250654B1 (en) Passive-shielding system of a meshed and conductive type with high magnetic coupling
RU2687335C1 (en) Method for amplification of power supply system of double-track section of traction ac network
JPS61278435A (en) Direct current feeding system for tramcar
SU1079494A1 (en) Contact wire system of electric transportation means
Bodnár et al. Effect of the intervals between the bonds of overhead line and reinforcing feeder wire in the case of 25 kV traction feeding at 50 Hz
Faten et al. Compensation of harmonic disturbances in the Tunisian SAHEL railway supply system
RU49769U1 (en) DEVICE FOR VOLTAGE RESTRICTIONS IN AIR WIRES OF TWO WIRE-RAILS SYSTEM
JPS60191835A (en) Direct current feeding system for electric car

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100923