一种具有谐波抑制的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种具有谐波抑制的装置，所述具有谐波抑制的装置包括机械节空心线圈、隔离补偿单元和调谐匹配单元，其中，所述机械节空心线圈、所述隔离补偿单元和所述调谐匹配单元并联连接在轨道之间。本发明专利技术的具有谐波抑制的装置，能够有效地降低谐波，保证铁路系统的运营安全。

【技术实现步骤摘要】
一种具有谐波抑制的装置
本专利技术属于铁路电气化
，特别涉及一种具有谐波抑制的装置。
技术介绍
电气化铁道传导性干扰即不平衡牵引电流与轨道电路信号有共同的传输通道，实际在现场中会有不平衡因素导致钢轨中的牵引电流不再相等，这样就形成了差模电流，差模电流和受端阻抗形成受端轨面电压传至室内接收设备，其中牵引电流形成的差模电流的直流分量、工频基波和谐波成分都将对轨道电路信号产生影响。因此，轨道电路设备需要从系统设计方面对传导性干扰进行防护。目前，针对牵引电流中的直流分量和工频基波，通过在站内扼流变压器并接适配器(QSP)的方案进行防护，具体接线如图1所示。包括电感线圈和电容的适配器与站内扼流变压器连接。以站内1700-2300扼流变压器为例，适配器挂上之后，阻抗频率特性在50Hz时形成零点，1850Hz形成极点，且大于17Ω的标准要求。频率超过1850Hz之后，阻抗呈现容性，对于可以形成混叠的4150Hz和4450Hz的阻抗达到2.5Ω左右，这对4150Hz和4450Hz频率的信号抑制效果不佳。该方案的缺点是：实际上，轨道电路接收器的采用频率不可能无限大，当牵引电流中的谐波频率和采用频率的关系一定时，必然发生信号的混叠，若高频混叠的量足够高时，会发生如下现象：(1)轨出和分线采集器电压波动；微机监测的采集电压信号波动，剧烈时引发监测报警。(2)轨道电路室内接收设备迟落下；因谐波干扰电压持续且高于接收器的判断门限，此时缓放时间超过规定值，导致联锁不能解锁。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种具有谐波抑制的装置，能够有效地降低谐波，保证铁路系统的运营安全。本专利技术提供了一种具有谐波抑制的装置，其特征在于，所述具有谐波抑制的装置包括机械节空心线圈、隔离补偿单元和调谐匹配单元，其中，所述机械节空心线圈、所述隔离补偿单元和所述调谐匹配单元并联连接在轨道之间。进一步地，所述机械节空心线圈包括串联的第一电阻和第一电感。进一步地，所述隔离补偿单元包括谐振电路。进一步地，所述谐振电路为：串联连接的第一电容和第二电感；或，所述谐振电路为：第二电容与第三电感的串联电路与第三电容并联。进一步地，所述调谐匹配单元包括调谐部分和匹配部分，其中：所述调谐部分包括振荡支路和电容支路，所述振荡支路与电容支路并联连接；所述匹配部分包括变压器、两个电解电容，所述两个电解电容分别连接在所述变压器第一线圈的两端。进一步地，所述振荡支路包括第一电容和电感，所述第一电容与所述第一电感串联连接。进一步地，所述变压器第二线圈的两端分别连接第二电感。进一步地，所述振荡支路的第一端与第三电感连接。进一步地，所述第三电感两端连接有导线。进一步地，所述调谐部分通过与之匹配的钢包铜钢轨引接线与钢轨连接。由于机械节空心线圈的配置参数对50Hz的高次谐波呈现低阻抗，所以本专利技术的具有谐波抑制的装置既过滤掉了50Hz的工频干扰，同时，它和调谐匹配单元(PT)一起也实现了轨道电路电气绝缘节的功能，从而滤除轨面4150Hz～4450Hz电压，而且消除了谐波电压引起的监测波动和继电器缓放问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据现有技术中站内扼流变压器和适配器的接线图；图2示出了根据本专利技术实施例的谐波抑制整体架构示意图；图3示出了根据本专利技术的具有谐波抑制的装置中机械节空心线圈电路结构示意图；图4示出了根据本专利技术的具有谐波抑制的装置中调谐匹配单元电路结构示意图；图5示出了根据本专利技术的具有谐波抑制的装置中第一种隔离补偿单元电路结构示意图；图6示出了根据本专利技术的具有谐波抑制的装置中第二种隔离补偿单元电路结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例中，使用机械节空心线圈(SVA’)和调谐匹配单元(PT)来替换现有的站内匹配单元(BPLN)。保持机械节旁边的原扼流变压器位置不变，将站内匹配单元(BPLN)替换为机械节空心线圈(SVA’)和调谐匹配单元(PT)，第一个补偿电容替换为隔离补偿单元(DB)。具体地，如图1所示，具有谐波抑制的装置包括机械节空心线圈(SVA’)、调谐匹配单元(PT)和隔离补偿单元(DB)。其中，机械节空心线圈(SVA’)、调谐匹配单元(PT)和隔离补偿单元(DB)均连接在轨道之间。同时，如图1所示，在室外的轨道之间还连接有扼流适配变压器、补偿电容，其中补偿电容的间距△可以根据实际工程需要进行设定，本专利技术对此不再赘述。调谐匹配单元(PT)通过SPT电缆与室内电缆模拟网络/站内防雷装置连接，并通过其与衰耗器、接收器连接，最终实现与轨道继电器GJ连接。其中，SPT电缆到室内电缆模拟网络/站内防雷装置可以实现总距离为10km的连接。图3示出了根据本专利技术的具有谐波抑制的装置中的机械节空心线圈(SVA’)电路结构示意图。如图所示，该机械节空心线圈(SVA’)有一个电阻R和一个电感L构成，所述电阻电阻R和电感L串联连接。该机械节空心线圈(SVA’)可以由直径为1.53mm、多股电磁线绕制，截面可以为35mm2。图4示出了根据本专利技术的具有谐波抑制的装置中调谐匹配单元电路结构示意图。如图所示，调谐匹配单元包括调谐部分、匹配部分。所述匹配部分包括两个电感PTL、和一个变压器AFT，其中所述两个电感PTL的一端分别连接到所述变压器AFT一个线圈的两端，所述两个电感PTL的另一端分别连接E1和E2端。所述变压器AFT另一个线圈的两端分别与电解电容C1、C2的一端相连，电解电容C1和电解电容C2用于隔离直流电流。电解电容C1的另一端与调谐匹配单元内部调谐部分和匹配部分连接端子V1端连接，电解电容C2的另一端与调谐匹配单元内部调谐部分和匹配部分连接端子V2端连接。所述调谐部分包括调谐电路，调谐电路包括电感TL1和电容C3串联而成的振荡电路，以及通过将一个电容C4和一个电容C5并联。调谐电路的第一端与一个铜板端子U1连接；而另一端通过电感PTL2与一个铜板端子U2连接，其中U1、U2为盒体外方的铜连接板，用于与其他设备或钢轨的连接。当调谐匹配单元用于电气绝缘节时在电感PTL2的两端(如图所示A端和B端)连接铜引接片，使其短路。当调谐匹配单元用于机械绝缘节时，需要拆除A端和B端之间的连接铜引接片。图5、图6示出了根据本专利技术的具有谐波抑制的装置中隔离补偿单元电路结构示意图。隔离补偿单元在4种载频条件下的模块组成分为两种情况，分别为：对于1700Hz频率和2000Hz频率的载频信号，隔离补偿单元的设计采用C1与L1串联的两元件拓扑结构，如图5所示，隔离补偿单元包括电容C1和电感L1，并且电容C1和电感L1串联连接；对于2300Hz频率和2600Hz频率的载频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有谐波抑制的装置，其特征在于，所述具有谐波抑制的装置包括机械节空心线圈、隔离补偿单元和调谐匹配单元，其中，所述机械节空心线圈、所述隔离补偿单元和所述调谐匹配单元并联连接在轨道之间。

【技术特征摘要】
1.一种具有谐波抑制的装置，其特征在于，所述具有谐波抑制的装置包括机械节空心线圈、隔离补偿单元和调谐匹配单元，其中，所述机械节空心线圈、所述隔离补偿单元和所述调谐匹配单元并联连接在轨道之间。2.根据权利要求1所述的具有谐波抑制的装置，其特征在于，所述机械节空心线圈包括串联的第一电阻和第一电感。3.根据权利要求1所述的具有谐波抑制的装置，其特征在于，所述隔离补偿单元包括谐振电路。4.根据权利要求3所述的具有谐波抑制的装置，其特征在于，所述谐振电路为：串联连接的第一电容和第二电感；或，所述谐振电路为：第二电容与第三电感的串联电路与第三电容并联。5.根据权利要求1所述的具有谐波抑制的装置，其特征在于，所述调谐匹配单元包括调谐部分和匹配部分，其中：所述调谐部分包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志明，李文涛，李智宇，王智新，杨晓锋，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，中国铁路总公司，
类型：发明
国别省市：北京,11