Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11511
.pdf
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=408445&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB408445A
[]
и л, У _ _) и -
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата заключения Конвенции (Германия): 24 марта 1932 года.
408,445 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 24 марта 1933 г. № 8999/33.
Окончательная версия принята к публикации: 12 апреля 1934 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Система связи с использованием несущих частот через высоковольтные проводники 1 Мы, компания
SIEEENS & HAL Sx E A Ai Tfl SNGESELLSCHAFT, немецкая компания из Берлина-Сименсштадта, Германия,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
В случае передачи данных по высоковольтным проводам или сетям электроснабжения, ток передачи может
быть очень сильно затронут при изменении соединений проводника, по которому проходит ток передачи, или
прилегающей к нему части проводника, необходимом в связи с управлением передачей электроэнергии, в
результате чего изменяются условия передачи токов передачи. Например, если в результате какого-либо
коммутационного процесса в цепи проводников, предназначенных для передачи данных, или в проводнике,
подключенном к ней, происходит заземление, то при определенных обстоятельствах значительная часть тока
передачи может утекать в землю по новому пути, если не предусмотрены специальные средства для его
блокировки.
Передача данных по силовым сетям, как правило, осуществляется посредством несущих токов, а
предотвращение утечки несущих токов или исключение этих токов из нежелательных частей проводников
может быть обеспечено, как известно, -35 путем установки простых двухполюсных блокирующих устройств
перед проводниками, которые необходимо отключить. Известные до настоящего времени блокирующие
системы состоят из резонансных контуров или высокочастотных дросселей, или комбинаций таких дросселей
с резисторами.
Методы блокировки в виде резонансных цепей, либо соединенных с силовыми проводниками в виде
параллельных колебательных цепей, либо связанных с ними, имеют тот недостаток, что они демонстрируют
более или менее выраженную точку резонанса, и, как следствие, могут охватывать лишь относительно узкий
диапазон частот. Кроме того, они имеют еще один недостаток: вызывают потери в блокируемом токе. То же
самое относится и к использованию высокочастотных дросселей.
Поскольку в случае передачи сигнала с помощью несущих токов необходимо передавать определенный
диапазон частот, уже предпринимались попытки использовать двухполюсные комбинации нескольких
резонансных цепей в качестве блокирующих устройств для получения блокирующего эффекта по всей
ширине передаваемого диапазона частот. Однако равномерный блокирующий эффект с такими схемами
невозможен из-за определенных фундаментальных условий в теории двухполюсной системы.
Дополнительный недостаток в случае двухполюсных резонансных цепей как средства блокировки возникает,
когда в одной сети проводников имеется несколько цепей несущей частоты разных частот, и каждая из цепей
должна быть замкнута относительно других соответствующим числом резонансных цепей, так что
необходимые затраты сравнительно высоки. С помощью настоящего изобретения вышеупомянутые
недостатки в случае передачи сигнала с помощью несущей частоты через проводники, по которым протекает
большой ток, преодолеваются путем вставки 80 в путь проводимости. С помощью мощных четырехполюсных
высокочастотных блокирующих устройств, выполненных в виде четырехполюсных сетей с продольными и
поперечными элементами, предназначенных для блокировки несущей частоты в тех участках линии, где
несущая частота нежелательна, могут быть полностью удовлетворены требования к такому блокирующему
устройству, демпфирование которого в заданном диапазоне должно быть приблизительно равно нулю, а в
другом диапазоне — максимально возможным и без разрывов. Четырехполюсные цепи, обладающие такой
характеристикой, известны в технике связи и для других целей, например, для фильтрации частот при связи с
несколькими частотами или в качестве фильтров нижних частот для предотвращения реакции системы в
определенном диапазоне частот.
Поскольку четырехполюсные блокирующие системы требуют определенной регулировки в соответствии с
импедансом проводников, в то время как в сетях электропитания или сетях высокого напряжения импеданс
может изменяться из-за коммутационных операций, необходимо учитывать эти условия при выборе
блокирующих устройств, чтобы желаемый эффект демпфирования был достигнут даже при значительных
изменениях баланса нагрузки. Для целей, лежащих в основе изобретения, предпочтительно используются
фильтры нижних частот, индуктивность которых пропорциональна направлению проводника таким образом,
что они представляют собой нулевое или несущественное сопротивление для силового тока. Фильтры нижних
частот, как известно, представляют собой практически бесконечное сопротивление выше предельной частоты
15, и поэтому необходимо сделать предельную частоту ниже самой низкой частоты, используемой для
передачи высокочастотного сигнала. Однако использование таких четырехполюсных блокирующих цепей, в
которых обеспечивается равномерно высокое демпфирование, вполне соответствует духу изобретения.
Присутствующие только в диапазоне высокочастотной полосы, подлежащей блокировке, в то время как для
остальных частот, т.е. также тех, которые лежат выше полосы, подлежащей блокировке, блокирующее
устройство становится магнитным. Поскольку поперечные емкости фильтров нижних частот должны быть
соразмерны полному рабочему напряжению силового проводника, а изоляция клемм этих емкостей обходится
дорого, когда емкости состоят, как обычно, из отдельных конденсаторов, в соответствии с дополнительным
положением изобретения используются фильтры нижних частот, которые могут быть изготовлены
сравнительно дешево и также из известных материалов. Изготовление простых и дешевых устройств для
блокировки несущих токов в силовых сетях уже известно, в которых петля из проводника вставляется в
блокируемый проводник и соединяется с силовыми проводниками на том же полюсе.
Кроме того, в случае конденсаторов, используемых для передачи несущего тока и которые должны быть
рассчитаны в соответствии с рабочим потенциалом силового проводника, особенно в случае конденсаторов
для связи устройств, передающих несущий ток, предпринимались попытки сэкономить за счет использования
конструкции конденсатора силового проводника одновременно с соединительным устройством, при этом
расположение должно быть таким, чтобы внешний слой конструкции и внутренний проводник, по которому
проходит силовой ток, действовали как соединительный конденсатор.
Согласно еще одной особенности изобретения, простой и недорогой фильтр нижних частот может быть
сконструирован путем окружения проводника, подходящих по размерам для силового тока, круглыми или
цилиндрическими железными телами и проводящими поверхностями, при этом железное тело в сочетании с
внутренним проводником образует продольную индуктивность, а окружающая проводящая поверхность в
сочетании с внутренним проводником образует поперечную пропускную способность фильтра нижних частот.
Предпочтительно располагать кольцевые железные тела на равных расстояниях, а упомянутые проводящие
поверхности — между железными телами. Образованный таким образом проводящий элемент вставляется в
одну из линий силового проводника, который должен быть заблокирован от несущего тока в том или ином
направлении, и предпочтительно в виде петли. Проводящие поверхности, которые обеспечивают поперечную
пропускную способность, соединяются со второй фазой силовой сети или с землей, в зависимости от того,
осуществляется ли передача несущего тока через две линии сети или через землю в качестве обратного
проводника. Естественно, также возможно, и это входит в рамки изобретения, обойтись без Расположение
специальной петли для формирования фильтра нижних частот в виде прямолинейного отрезка в проводнике,
или расположение двух таких фильтров нижних частот в одном и том же месте, но в разных фазах. Форма и
природа упомянутых проводящих поверхностей и железных тел могут быть любыми по желанию; например,
последние могут быть изготовлены из подходящих сплавов или с использованием специального разделения
железа, или с воздушным зазором.
Фильтр нижних частот ia, согласно изобретению, может быть изготовлен особенно простым и дешевым
способом из куска 100 обычного высоковольтного кабеля, имеющего внутренний проводник и внешнюю
металлическую оболочку, как описано ниже. Более подробная информация об изобретении приведена в
следующем описании и прилагаемом чертеже 105 нескольких конструктивных примеров.
На рисунке 1 показана конструкция и расположение блокирующего устройства согласно изобретению. На
рисунках 2, 3 и 4 показаны варианты расположения блокирующих устройств в различных системах
электроснабжения.
На рисунке 5 воспроизведена особая форма конструкции фильтра нижних частот в качестве блокирующего
устройства в виде отрезка кабеля. На рисунке 1 показаны три фазы высоковольтной системы 1, 2 и 3, через
которые должна осуществляться связь на несущей частоте. Высокочастотная энергия регулируется в
устройстве 4 в соответствии с частотами или сигнальными токами, поступающими от источника.
Устройство 5. Конденсаторы 6 и 7 передают высокочастотный ток на две фазы высоковольтной системы,
одновременно отделяя высоковольтную сеть от устройств 4 и 5. Предусмотрено, что высокочастотные токи
передаются только в левом направлении — через высокочастотный проводник 130 408,445, чтобы отключать
от центральной точки полосу частот, исходящих от соответствующего проводника. Аналогичная схема
показана на рисунке 4, где три отдельных провода должны быть проведены по сквозному проводнику a, b,
обозначенным сечениями 36, 37, 38.
Подключение устройств, передающих речь или несущую частоту, обозначается конденсаторами.
Проводниковые секции, указанные на рисунке 115, часто отключаются соответствующими блокирующими
системами 39, 40, 41, 42 и 43, 44.
Как показано в примере на рисунке 3, здесь также возможно использовать разные несущие частоты в разных
участках проводника g 8 или использовать одинаковые несущие частоты.
На рисунке 5 показана конструкция фильтра нижних частот, который работает в трехфазной высоковольтной
системе, в которой передача несущего тока осуществляется через фазу 1 и землю. Фаза 1 обрезана и
прикреплена с обеих сторон к концам кабельного проводника 4. Кабельный проводник 4 изолирован
соответствующим образом для высокого напряжения известным способом, например, с помощью бумажной
изоляции. Кабель снабжен свинцовой оболочкой, которая разделена на четыре секции 6, 7, 8 и 9, которые не
соприкасаются друг с другом. Концы кабельного проводника скреплены изолятором, а секции оболочки 6, 7, 8
и 9 соединены с землей. В точках разделения секций оболочки расположены железные сердечники 11, 12 и
13, которые, как показано на рисунке, состоят из слоев металлических пластин. Кабельный проводник
образует с окружающим его железным сердечником в каждом случае одну из 105 индуктивностей, с которыми
связаны емкости, образованные цилиндрическими парами, кабельного проводника. Проводник/оболочка
вывода соединены вместе, образуя фильтр нижних частот.
Такое объединение различных элементов 110, образующих фильтр нижних частот, в единый блок
обеспечивает значительное экономическое преимущество, поскольку изоляция клемм конденсаторов
требуется только один раз для всех конденсаторов, как показано в данном примере 115.
Небольшое пространство, необходимое для фильтра нижних частот в соответствии с настоящим
изобретением, также имеет большое значение для связи на несущей частоте через сети электропитания, по
сравнению с пространством, необходимым для конструкции, содержащей отдельные элементы.
Благодаря изобретению становится возможным обойтись без специального соединительного конденсатора
для подключения устройств, работающих на несущем токе, к основной силовой сети, например, в данном
случае, конденсатора, соответствующего секциям оболочки 6 и 9 системы E3s, при этом предотвращается
любой поток вправо. Низкочастотный фильтр 8, 9, 10, 11, 12, установленный в соответствующих фазах 1 и 2,
служит этой цели. Индуктивности 8, 9, 10, лежащие в направлении фазы 2, представляют собой
сопротивление, которое обращается в нуль относительно силового тока.
Мощность 11 и 12 должна быть рассчитана на полное фазное напряжение 1, 2.
Вместо отдельных индуктивностей и емкостей могут использоваться комбинации индуктивностей, емкостей и
сопротивлений, в этом случае, разумеется, должно быть выполнено условие, что блокирующее устройство не
должно оказывать существенного сопротивления силовому току.
На рисунке 2 представлена двухфазная магистраль электроснабжения 18, 19, идущая от точки А к точке В и
проходящая через трансформаторную подстанцию 24. На определенном участке этой магистрали,
содержащем трансформаторную подстанцию 24, создана цепь несущего тока, обозначенная двумя станциями
-22 и 23. Это сделано для того, чтобы цепь несущего тока M5 была независима от положения выключателей
25, 26 трансформатора.
Для защиты трансформатора 27 от заземления, блокирующие устройства 14 и 15, эффективные для несущего
тока, размещаются перед трансформатором и выключателем соответственно, как показано на рисунке, а
обход несущего тока обеспечивается через устройство 28.
За станциями 22 и 23 силовые сети 18, 19, по которым проходит несущий ток, отключаются для этого тока с
помощью дополнительных блокирующих устройств 13 и 17, так что любые коммутационные операции,
происходящие в направлении a или b, не могут оказывать никакого влияния на речевую цепь между 22 и 23. В
ответвлении 20, 21 также имеется блокирующее устройство 16 в точке подключения. Такое устройство также
полезно, когда основная сеть, обслуживающая передачу связи, отключена в точке вне пути передачи или
ответвление, например, 20, 21, отключено на другом конце. Если в таком случае не предусмотрено
блокирующее устройство, особенно при длине проводника, порядка длины высокочастотной волны, могут
возникать отражения несущей частоты, вызывающие реактивные помехи в самой речевой цепи.
На рисунке 3 схематически показана точка соединения трех силовых проводников 30, 31, 32, в каждом из
которых находится цепь связи, причем все они отделены друг от друга. Это легко может быть реализовано с
помощью четырехполюсных блокирующих устройств 33, 34, 35 в соответствии с изобретением, показанным
способом, при этом блокирующие системы имеют такие пропорции, что 408, 445 могут использоваться
одновременно с пропускной способностью связи. Например, устройство для передачи несущего тока 14 может
быть вставлено в соединение между секцией оболочки 6 и землей, как показано пунктирными линиями, или
оно может быть индуктивно связано с соединительной линией. В этом случае передача несущего тока может
происходить только в левом направлении, подавляясь вправо за счет работы фильтра нижних частот.
Аналогичным образом, устройство для передачи несущего тока 14 может быть подключено между секцией
оболочки 9 и землей, если передача несущего тока должна происходить на правом участке линии.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
Соседние файлы в папке патенты