RU2710979C1 - High-frequency path circuit through a power transmission cable line - Google Patents
High-frequency path circuit through a power transmission cable line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710979C1 RU2710979C1 RU2019112758A RU2019112758A RU2710979C1 RU 2710979 C1 RU2710979 C1 RU 2710979C1 RU 2019112758 A RU2019112758 A RU 2019112758A RU 2019112758 A RU2019112758 A RU 2019112758A RU 2710979 C1 RU2710979 C1 RU 2710979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- frequency
- power transmission
- screens
- output
- Prior art date
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
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)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано при организации высокочастотных каналов передачи информации по фазным проводам кабельных линий электропередачи (КЛ) без транспозиции экранов кабелей в КЛ.The invention relates to the field of telecommunications and can be used in organizing high-frequency channels for transmitting information on phase wires of cable power lines (CL) without transposition of cable screens in cable lines.
Известно, что провода КЛ используются для организации каналов электросвязи. В этом случае аппаратура уплотнения подключается к фазным проводам линии через конденсаторы связи, фильтры присоединения и высокочастотные (ВЧ) кабели.It is known that cable wires are used to organize telecommunication channels. In this case, the sealing equipment is connected to the phase conductors of the line through coupling capacitors, connection filters and high-frequency (HF) cables.
Для организации ВЧ канала используется присоединение к линиям электропередачи по схеме «фаза-земля» или «фаза-фаза».To organize the RF channel, connection to power lines according to the phase-to-ground or phase-to-phase scheme is used.
Известна схема одностороннего заземления экранов кабельной линии электропередачи, включающая защитные аппараты от перенапряжений на незаземленном конце экрана. При заземлении экранов на одном конце кабельной линии электропередачи металлические экраны трех фаз соединяются между собой и заземляются на общем заземляющем устройстве с нормируемым сопротивлением [Быстрое А.В. Разработка методики выбора энергоэффективной системы заземления экранов одножильных силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-500 кВ. Автореф. дисс. канд. техн. наук, М., 2014, с. 33].A known scheme for one-sided grounding of screens of a cable power line, including protective devices against overvoltages at the ungrounded end of the screen. When grounding the screens at one end of the cable power line, the metal screens of the three phases are interconnected and grounded on a common grounding device with a normalized resistance [Fast A.V. Development of a methodology for choosing an energy-efficient grounding system for shields of single-core power cables with insulation from cross-linked polyethylene for a voltage of 6-500 kV. Abstract. diss. Cand. tech. Sciences, M., 2014, p. 33].
Преимуществами данной схемы одностороннего заземления экранов являются отсутствие токов и дополнительных потерь мощности в экране, дополнительного источника нагрева кабеля.The advantages of this scheme of unilateral grounding of screens are the absence of currents and additional power losses in the screen, an additional source of cable heating.
К недостаткам системы относятся наличие наведенного потенциала на экране, необходимость монтажа защитных аппаратов от перенапряжений, дополнительные затраты при строительстве.The disadvantages of the system include the presence of induced potential on the screen, the need to install protective devices against overvoltages, and additional costs during construction.
Известна схема ВЧ тракта по КЛ с заземлением экранов с одной стороны, содержащая ВЧ кабель, предназначенный для присоединения терминала связи, расположенного в помещении аппаратного зала с устройством присоединения, расположенного на открытом распределительном устройстве в ячейке линии электропередачи, по которой организован канал ВЧ связи; устройство присоединения, состоящее из фильтра присоединения и конденсатора связи, которое предназначено для безопасного подключения с малыми потерями терминала канала связи к фазе линии электропередачи, находящейся под высоким напряжением [Харламов В.А., Шкарин Ю.П., Романов С.Е., Меркулов AT. Особенности организации ВЧ каналов связи по кабельным и кабельно-воздушным линиям электропередачи, Москва, Энергетик №12, 2018, стр. 13-18]. Данная схема принята за прототип.A known circuit of the HF path along the cable with grounding of the screens on one side, containing the HF cable, designed to connect a communication terminal located in the premises of the equipment room with a connection device located on an open switchgear in the cell of the power line through which the RF communication channel is organized; the connection device, consisting of the connection filter and the coupling capacitor, which is designed for safe connection with low losses of the communication channel terminal to the phase of the high-voltage power line [Kharlamov VA, Shkarin Yu.P., Romanov S.E., Merkulov AT. Features of the organization of RF communication channels on cable and cable-overhead power lines, Moscow, Energetik No. 12, 2018, pp. 13-18]. This scheme is taken as a prototype.
По КЛ передается электроэнергия, и они же используются как линия связи в канале ВЧ связи. Каждая фаза кабельной линии электропередачи -кабель высокого напряжения с твердой изоляцией из сшитого полиэтилена. Экран каждого из кабелей с одной стороны соединен с землей, а с другой -изолирован.Electricity is transmitted via cable, and they are also used as a communication line in the RF communication channel. Each phase of the cable power line is a high voltage cable with solid insulation made of cross-linked polyethylene. The screen of each cable is connected to the ground on one side and is insulated on the other.
Прототип обладает недостатком, значительно сужающим область его применения: частотная зависимость рабочего затухания и входного сопротивления ВЧ тракта (линии связи) имеет существенное, периодически повторяющееся вблизи некоторых частот изменение затухания и входного сопротивления, что приводит к ухудшению параметров канала ВЧ связи, а зачастую к невозможности их создания.The prototype has a drawback that significantly narrows the scope of its application: the frequency dependence of the working attenuation and input impedance of the RF path (communication line) has a significant, periodically repeated variation of the attenuation and input impedance near some frequencies, which leads to a deterioration of the parameters of the RF communication channel, and often to impossibility their creation.
Указанный недостаток прототипа устранен в предлагаемом устройстве.The specified disadvantage of the prototype is eliminated in the proposed device.
Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности и расширения возможности создания каналов ВЧ связи.The objective of the present invention is to increase operational reliability and expand the ability to create RF communication channels.
Поставленная задача достигается тем, что в схему высокочастотного тракта по кабельной линии электропередачи с заземлением экранов высоковольтных кабелей с одной стороны без их транспозиции, содержащей высокочастотный кабель, выход которого соединен с входом устройства присоединения, а выход устройства присоединения соединен с фазой одного из высоковольтных кабелей кабельной линии электропередачи, на разомкнутом конце экранов кабельной линии электропередачи дополнительно введен двухполюсник, один вывод которого соединен с изолированным экраном высоковольтного кабеля кабельной линии электропередачи, а другой вывод соединен с контуром заземления по крайней мере для одного высоковольтного кабеля кабельной линии электропередачи, при этом электрическое сопротивление между выводами двухполюсника на промышленной частоте 50 Гц составляет не менее 500 кОм, а в пределах рабочей полосы частот канала высокочастотной связи - не более 10 Ом. Кроме того, в качестве двухполюсника может использоваться контур LC.This object is achieved by the fact that in the high-frequency circuit path through a cable power line with grounding of the screens of high-voltage cables on one side without their transposition containing a high-frequency cable, the output of which is connected to the input of the connection device, and the output of the connection device is connected to the phase of one of the high-voltage cable cables power line, at the open end of the screens of the cable power line additionally introduced bipolar, one output of which is connected to an insulating a screen of the high-voltage cable of the cable power line, and the other terminal is connected to the ground loop for at least one high-voltage cable of the cable power line, while the electrical resistance between the two-terminal terminals at an industrial frequency of 50 Hz is at least 500 kOhm, and within the operating frequency band high-frequency communication channel - no more than 10 Ohms. In addition, an LC circuit can be used as a bipolar.
Существенное отличие предлагаемого устройства от прототипа (соответствие предлагаемого решения критерию «новизна») заключается в том, что введен двухполюсник, включенный между изолированным экраном высоковольтного кабеля кабельной линии электропередачи и контуром заземления по крайней мере для одного высоковольтного кабеля кабельной линии электропередачи, как показано на фиг. 1.A significant difference between the proposed device and the prototype (compliance of the proposed solution with the “novelty” criterion) is that a two-terminal device is inserted that is connected between the insulated screen of the high-voltage cable of the cable power line and the ground loop for at least one high-voltage cable of the cable power line, as shown in FIG. . 1.
Устройство включает:The device includes:
1 - ВЧ кабель; 2 - устройство присоединения; 3 - высоковольтную кабельную линию электропередачи; 4 - двухполюсник.1 - RF cable; 2 - connection device; 3 - high voltage cable power line; 4 - bipolar.
Выход ВЧ кабеля (1), который прокладывается между помещением связи, где устанавливается концевая аппаратура канала ВЧ связи, и ячейкой кабельной линии электропередачи, соединяется со входом устройства присоединения (2), установленного в этой ячейке и состоящего из фильтра присоединения и конденсатора связи. Выход устройства присоединения (2) соединяется с фазой высоковольтного кабеля кабельной лини электропередачи (3), которая выбрана как рабочая. Экраны высоковольтных кабелей кабельной линии электропередачи (3) со стороны подстанции А соединяются с входом двухполюсника (4), причем это соединение может быть не для всех экранов. Выход двухполюсника (4) соединяется с контуром заземления. Экраны высоковольтных кабелей кабельной линии электропередачи (3) со стороны подстанции Б соединяются с контуром заземления.The output of the RF cable (1), which is laid between the communication room where the terminal equipment of the RF communication channel is installed, and the cell of the cable power line, is connected to the input of the connection device (2) installed in this cell and consisting of the connection filter and a communication capacitor. The output of the connection device (2) is connected to the phase of the high-voltage cable of the cable power line (3), which is selected as the working one. The screens of the high-voltage cables of the cable power line (3) from the side of substation A are connected to the input of the two-terminal network (4), and this connection may not be for all screens. The output of the two-terminal network (4) is connected to the ground loop. The screens of the high-voltage cables of the cable power line (3) from the side of substation B are connected to the ground loop.
Введение двухполюсника в предлагаемом устройстве обеспечивает необходимое ограничение тока 50 Гц, протекающего по экранам высоковольтных кабелей, а на частотах ВЧ канала - заземления экранов с обеих сторон КЛ (с учетом того, что с одной из сторон экраны высоковольтных кабелей заземлены штатно).The introduction of a two-terminal device in the proposed device provides the necessary limitation of the current of 50 Hz flowing through the shields of the high-voltage cables, and at the frequencies of the RF channel, grounding the shields on both sides of the cable (taking into account the fact that the shields of the high-voltage cables are earthed properly on one side).
На рис. 1 показаны частотные зависимости затухания и входного сопротивления линии связи по КЛ, характерные для прототипа (экраны высоковольтных кабелей заземлены с одной стороны КЛ и изолированы с другой) и предлагаемого устройства (экраны высоковольтных кабелей заземлены с обоих концов КЛ). Длина КЛ принята 1500 м.In fig. 1 shows the frequency dependences of the attenuation and input impedance of the communication line over the cable, typical for the prototype (high-voltage cable screens are grounded on one side of the cable and isolated on the other) and the proposed device (high-voltage cable screens are grounded at both ends of the cable). The length of the cable is accepted 1500 m.
Жирные кривые демонстрируют частотные зависимости затухания и входного сопротивления линии связи по КЛ, характерные для прототипа, полужирные - для предлагаемого устройства.Bold curves show the frequency dependence of the attenuation and input impedance of the communication line along the CR, characteristic of the prototype, bold - for the proposed device.
Характер зависимости рабочего затухания и входного сопротивления от частоты обусловлен особенностями распространения волн по КЛ, которые рассматриваются с привлечением модальной теории распространения волн в многопроводных линиях.The nature of the dependence of the working attenuation and input impedance on the frequency is due to the features of wave propagation along CR, which are considered using the modal theory of wave propagation in multi-wire lines.
Наиболее простым случаем реализации предлагаемого устройства является его использование для канала ВЧ защиты, рабочая полоса частот которых достаточно узка (2 кГц). В этом случае двухполюсник может быть выполнен как последовательный контур LC (фиг. 2), настроенный на несущую частоту канала ВЧ защиты и включенный между экраном рабочей фазы канала ВЧ защиты и землей.The simplest case of the implementation of the proposed device is its use for the RF protection channel, the working frequency band of which is quite narrow (2 kHz). In this case, the two-terminal can be made as a series LC circuit (Fig. 2), tuned to the carrier frequency of the RF protection channel and connected between the screen of the working phase of the RF protection channel and ground.
Предположим, что несущая частота канала ВЧ защиты равна 280 кГц. Для этой частоты можно принять С=5 нФ и L=65 мкГн.Assume that the carrier frequency of the RF protection channel is 280 kHz. For this frequency, C = 5 nF and L = 65 μH.
На рис. 2 показаны частотные зависимости рабочего затухания и входного сопротивления ВЧ тракта с указанными значениями С и L.In fig. 2 shows the frequency dependence of the working attenuation and input impedance of the RF path with the indicated values of C and L.
Жирная кривая демонстрирует зависимость, характерную для прототипа с изоляцией экранов с одной из сторон; полужирная - для предлагаемого устройства с использованием в качестве двухполюсника контура LC (фиг. 2), настроенного на частоту 280 кГц.The bold curve shows the dependence characteristic of the prototype with the isolation of the screens on one side; bold - for the proposed device using as a two-terminal circuit LC (Fig. 2), tuned to a frequency of 280 kHz.
Как видно на рис. 2, вблизи частоты 280 кГц (частота настройки контура LC) частотная зависимость рассматриваемых параметров существенно улучшается, практически повторяя оптимальную.As can be seen in fig. 2, near a frequency of 280 kHz (tuning frequency of the LC loop), the frequency dependence of the parameters under consideration is significantly improved, practically repeating the optimal one.
При данных характеристиках двухполюсник обеспечивает необходимый режим работы КЛ как линии электропередачи за счет ограничения тока промышленной частоты, протекающего по экранам КЛ, до допустимой величины), а с другой - существенное улучшение параметров канала ВЧ связи за счет создания наиболее благоприятных условий распространения сигналов высокой частоты по КЛ, когда экраны КЛ заземлены с двух сторон КЛ).With these characteristics, the two-terminal network provides the necessary operating mode of the CR as a power line by limiting the current of industrial frequency flowing through the CL screens to an acceptable value), and on the other, a significant improvement in the parameters of the RF communication channel by creating the most favorable conditions for the propagation of high-frequency signals in KL when KL screens are grounded from two parties of KL).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019112758A RU2710979C1 (en) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | High-frequency path circuit through a power transmission cable line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019112758A RU2710979C1 (en) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | High-frequency path circuit through a power transmission cable line |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2710979C1 true RU2710979C1 (en) | 2020-01-14 |
Family
ID=69171479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019112758A RU2710979C1 (en) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | High-frequency path circuit through a power transmission cable line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2710979C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5185591A (en) * | 1991-07-12 | 1993-02-09 | Abb Power T&D Co., Inc. | Power distribution line communication system for and method of reducing effects of signal cancellation |
| RU2124808C1 (en) * | 1993-04-26 | 1999-01-10 | Олег Владиславович Горожанин | Device for transmission of information through electric power transmission lines |
| RU2491719C1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Интеллектуальные технологии мониторинга" (ООО "Интеллектуальные технологии мониторинга") | Method and apparatus for transmitting and receiving information over power supply networks |
| RU2502186C1 (en) * | 2012-07-11 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина" (СГТУ имени Ю.А. Гагарина) | Apparatus for receiving and transmitting information over electric power distribution networks |
-
2019
- 2019-04-25 RU RU2019112758A patent/RU2710979C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5185591A (en) * | 1991-07-12 | 1993-02-09 | Abb Power T&D Co., Inc. | Power distribution line communication system for and method of reducing effects of signal cancellation |
| RU2124808C1 (en) * | 1993-04-26 | 1999-01-10 | Олег Владиславович Горожанин | Device for transmission of information through electric power transmission lines |
| RU2491719C1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Интеллектуальные технологии мониторинга" (ООО "Интеллектуальные технологии мониторинга") | Method and apparatus for transmitting and receiving information over power supply networks |
| RU2502186C1 (en) * | 2012-07-11 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина" (СГТУ имени Ю.А. Гагарина) | Apparatus for receiving and transmitting information over electric power distribution networks |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7248148B2 (en) | Power line coupling device and method of using the same | |
| US4408186A (en) | Power line communication over ground and neutral conductors of plural residential branch circuits | |
| US4433326A (en) | Power line communication system using the neutral and ground conductors of a residential branch circuit | |
| JPH10504948A (en) | Coupling telecommunication signals into balanced distribution networks. | |
| EA006177B1 (en) | Inductive coupling of a data signal to a power transmission cable | |
| KR20100054751A (en) | Resonance mitigation system and method | |
| EA006836B1 (en) | Protecting medium voltage inductive coupler device from electric transients | |
| Hasler et al. | Communication systems using bundle conductor overhead power lines | |
| US7199699B1 (en) | Facilitating communication with power line communication devices | |
| US4136319A (en) | Filtering device for high-voltage power lines used as high-frequency transmission media | |
| CN106464297A (en) | A surge protector for a transceiver | |
| GB2342264A (en) | Signal transmission over power networks | |
| RU2710979C1 (en) | High-frequency path circuit through a power transmission cable line | |
| HU217753B (en) | Network system and method for connecting telecommunication terminals in different rooms | |
| AU2004301225A1 (en) | Inductive coupling circuit and telecommunication method by sheathed cables of an electrical current distribution network | |
| Pinomaa et al. | HomePlug green PHY for the LVDC PLC concept: Applicability study | |
| Artale et al. | Characterization and Design of a PLC Coupling System based on Capacitive Divider Embedded in MV Cable Head | |
| RU145149U1 (en) | ELECTRICAL MOUNTING BOX FOR SWITCHING THE POWER CABLE SCREEN COVERED BY THE INSULATED SHELL | |
| JP3717860B2 (en) | Terminator for power line carrier communication | |
| Bajramović et al. | Measures to reduce electromagnetic interferences on substation secondary circuits | |
| CN203352686U (en) | Embedded digital television direct-current isolator | |
| RU2502186C1 (en) | Apparatus for receiving and transmitting information over electric power distribution networks | |
| RU2714195C1 (en) | Power line communication device | |
| RU2260910C2 (en) | Device for data transfer over phase conductors of power transmission lines | |
| RU49399U1 (en) | SIGNAL TRANSMITTER FOR POWER NETWORKS |