Устройство для снижения электромагнитных влияний на линии связи

Устройство относится к области электрифицированных железных дорог и предназначено для снижения влияния контактной сети на смежные линии связи. Действие устройства компенсации основано на исключении динамических воздействий на процесс компенсации и токов гармоник, наведенных в обратном (экранирующем) проводе, несущих основную мощность сигнала тягового тока, являющихся частью его спектра. Устройство компенсации дополнительно снабжено электрической емкостью, включенной в рассечку экранирующего провода. При этом указанная емкость имеет сопротивление, максимальное для первой, третьей и пятой гармоник спектра тока компенсации, наведенного в обратном проводе, исключая или уменьшая их присутствие в последнем. Как следствие этого, исключаются динамические воздействия токов этих гармоник на процесс компенсации и само устройство компенсации. Технический результат заключается в повышении надежности при работе устройства. 1 ил.

 

Известно устройство (1) уменьшения индуктивного влияния электротяговых сетей переменного тока на линии связи, содержащее отсасывающие трансформаторы с разными коэффициентами трансформации, установленные на соседних участках тяговой сети. При этом в обратный провод отсасывается ток, спектр которого эквивалентен влияющему току тяговой сети. Одним из недостатков, определяющих недостаточную эффективность при работе устройства-аналога в отношении снижения мешающих влияний, является то, что фазы гармоник, оказывающих наибольшее псофометрическое воздействие и составляющие спектр тока компенсации обратного провода, сдвинуты по отношению к гармоникам влияющего тока тяговой сети на углы, отличные от 180 эл.град. Это связано с тем, что контур нагрузки отсасывающих трансформаторов, как и сами трансформаторы, обладают активно-реактивным импедансом. По этим же причинам амплитуды гармоник, оказывающих наибольшее псофометрическое воздействие, не равны амплитудам соответствующих гармоник тягового тока. Таким образом, уровень снижения мешающих влияний не достаточен. Кроме того, вместе гармониками, оказывающими мешающее влияние, в обратный провод отсасываются гармоники 1, 3, 5, коэффициент псофометрического воздействия которых ничтожно мал, но которые несут основную мощность сигнала. За счет этого мощность отсасывающих трансформаторов имеет значительную величину, как и потери энергии в тяговой сети.

Известно устройство (2), в котором с помощью канала обратной связи, путем измерения фактического значения помехи в смежной линии связи, формируют компенсирующий ток, посредством которого снижают электромагнитные помехи, в условиях подвижной тяговой нагрузки. Положительный эффект известного устройства заключается в повышении защитного действия, при любом расположении нагрузок на фидерной зоне. Указанное устройство, наиболее близко к заявляемому, и поэтому принято в качестве прототипа. Устройство-прототип обладает недостатком, заключающимся в недостаточной эффективности, обусловленной недостаточной надежностью при его осуществлении. Указанный недостаток обуславливается тем, что наведенные в обратном проводе гармоники, не оказывающие мешающего воздействия на смежные с тяговой сетью линии связи, но несущие основную мощность сигнала тягового тока, и являющиеся частью его спектра, оказывают динамическое разрушающее воздействие на источник компенсирующего тока со стороны канала компенсации, и в значительной степени снижают надежность устройства-прототипа. Величина указанных наведенных гармоник (1, 3, 5) может достигать сотен вольт.

Задача, решаемая изобретением, - повышение защитного действия на смежные с тяговой сетью линии связи, путем повышения надежности при работе устройства компенсации посредством исключения динамических воздействий на процесс компенсации токов гармоник, наведенных в обратном (экранирующем) проводе, несущих основную мощность сигнала тягового тока, являющихся частью его спектра и не оказывающих мешающего влияния на сигнал в смежных коммуникациях связи.

Это достигается тем, что устройство компенсации дополнительно снабжено электрической емкостью, включенной в экранирующий провод. При этом указанная электрическая емкость имеет сопротивление, максимальное для первой, третьей и пятой гармоник спектра тока компенсации, наведенного в обратном проводе, таким образом, исключая или уменьшая их присутствие в последнем, и, как следствие этого, исключая динамические воздействия токов этих гармоник на процесс компенсации и само устройство компенсации.

На чертеже представлено предложенное устройство.

Устройство работает следующим образом. Датчик гармонических составляющих тягового тока 2, расположенный между контактной сетью и экранирующим проводом, трансформирует и подает в блок 3 сигнал, соответствующий форме создающего электромагнитную помеху току контактной сети. Из сигнала, полученного таким образом, n-звенный селектор 4 выделяет высшие гармонические составляющие, оказывающие наибольшее псофометрическое воздействие на линию 22. Каждая выделенная гармоника корректируется по фазе и амплитуде в n-звенных блоках 5 и 7 соответственно. Вторым датчиком 11 гармонических составляющих компенсирующего тока экранирующего провода 15, сигнал, пропорциональный компенсирующему току в обратном проводе, трансформируется и подается в блок 12, где отделяется от помехи и разделяется на гармонические составляющие, которые обрабатываются в блоках 13, 14, 15. Посредством дополнительной обратной связи 17, образованной блоками 18, 19 и 20, сигнал компенсирующего тока в проводе 16 полностью определяется фактическим уровнем помехи в смежной линии связи. При отклонении уровня сигнала помехи от наперед заданного, блоком 20 вырабатывается сигнал ошибки (рассогласования), отдельно по каждой гармонике сигнала помехи. В зависимости от этого корректируется фаза и амплитуда соответствующих гармоник в блоках 5 и 7 соответственно, и в конечном итоге в компенсирующем токе. Таким образом, стабилизируется режим компенсации электромагнитной помехи при любом расположении нагрузок на фидерной зоне. Далее сформированный таким образом сигнал компенсации, эквивалентный сигналу помехи в смежной линии связи 22 через регулируемый источник тока 9 в экранирующий провод 16, в рассечку которого включена электрическая емкость 21. При этом в спектре компенсирующего тока экранирующего провода, благодаря включению в последний электрической емкости 21, присутствуют только гармонические составляющие, подлежащие компенсации и отсутствуют гармоники, несущие основную мощность сигнала тягового тока, являющиеся частью его спектра и не оказывающие мешающего влияния на сигнал в смежных коммуникациях связи.

Положительный эффект по сравнению с устройством-прототипом заключается в повышении защитного действия на смежные с тяговой сетью линии связи путем повышения надежности устройства посредством исключения динамических воздействий, на последнее компенсации токов гармоник, наведенных в обратном проводе, несущих основную мощность сигнала тягового тока, являющихся частью его спектра и не оказывающих мешающего влияния на сигнал в смежных коммуникациях связи.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. А.С. СССР №221752, Бюл. №22, 1968, МПК В60М.

2. Патент РФ №2248281, Бюл. №8, 20.03.2005. В60М 3/00, Н02J 3/20.

Устройство для снижения электромагнитных влияний электрических железных дорог на линии связи, содержащее датчик гармонических составляющих тягового тока, расположенный на влияющей контактной сети, узел обработки сигнала с n-звенным селектором тягового тока, подключенным к выходу упомянутого датчика, первым n-звенным блоком фазосдвигающих элементов, подключенным информационными входами к соответствующим выходам селектора тягового тока, а первой группой управляющих входов - к соответствующим выходам первого n-звенного блока регуляторов сдвига фазы, первым n-звенным блоком масштабных усилителей с коэффициентами масштабирования Км(комп), подключенным информационными входами к соответствующим выходам первого блока фазосдвигающих элементов, и смесителем, подключенным первой группой входов к соответствующим выходам первого блока масштабных усилителей, канал обратной связи с последовательно включенными датчиком гармонических составляющих компенсирующего тока экранирующего провода и n-звенным селектором компенсирующего тока, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам второго блока фазосдвигающих элементов, вторым n-звенным блоком регуляторов сдвига фазы, подключенным выходами к соответствующим управляющим входам второго блока фазосдвигающих элементов, выходы которого через второй n-звенный блок масштабных усилителей с коэффициентами масштабирования Км(ос), выбранными в соответствии с соотношением Км(комп)-Км(ос)=1 подключены к соответствующим входам второй группы входов смесителя, второй канал обратной связи с последовательно включенными датчиком гармонических составляющих наведенной помехи, n-звенным селектором помехи и n-звенным блоком измерения амплитуд гармонических составляющих помехи и выявления их отклонений от заданных, выходы которого соединены со второй группой соответствующих управляющих входов первого n-звенного блока фазосдвигающих элементов и с управляющими входами первого n-звенного блока масштабных усилителей, а также регулируемый источник тока, связанный управляющим входом с выходом смесителя, а своим выходом подключенный к экранирующему проводу, отличающееся тем, что оно снабжено электрической емкостью, включенной в рассечку экранирующего провода, находящегося между контактной сетью и подверженной влиянию линией связи, подключенного одной стороной к упомянутому регулируемому источнику тока и заземленного с другой стороны.