CN115173831B - 轨道电路阻抗匹配装置及*** - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种轨道电路阻抗匹配装置及***，所述装置包括第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路；所述第一滤波电路，设置为抑制工频干扰信号；所述第二滤波电路，设置为抑制工频谐波干扰信号；所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振；所述第一滤波电路的第一端、第二滤波电路的第一端和第三滤波电路的第一端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第一接线端；所述第一滤波电路的第二端作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第二连接端；所述第二滤波电路的第二端和第三滤波电路的第二端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第三接线端。
Description
技术领域
本申请涉及轨道交通技术领域，尤指一种轨道电路阻抗匹配装置及***。
背景技术
轨道电路是列车运行控制***的重要组成部分，主要功能是实现列车占用检查以及向车载设备连续传送机车信号，轨道电路移频信号通过钢轨实现信号传输。牵引供电***通过接触网向列车供电，通过钢轨和地线等实现牵引电流回流。因此，轨道电路和牵引供电***通过钢轨耦合传输，需要解决不平衡电流谐波干扰和轨道电路移频信号传输的问题。
目前，既有方案（图1示出了现有技术电气化铁道传导性干扰的示意图、图2示出了现有适配器与扼流变压器的连接示意图）是在机械绝缘节设置扼流变压器并接适配器(QSP)的方案进行防护，
（1）对于17/20型号适配器，如图3所示，频率为50Hz时，阻抗形成零点，对工频干扰进行抑制；频率为1850Hz时，阻抗形成极点，保证移频信号正常传输；
（2）对于23/26型号适配器，如图4所示，频率为50Hz时，阻抗形成零点，对工频干扰进行抑制；频率为2450Hz时，阻抗形成极点，保证移频信号正常传输。
根据对既有方案的综合分析，既有方案存在如下不足：
（1）不平衡牵引电流谐波干扰问题
不平衡牵引电流干扰包括工频干扰和谐波干扰。目前，既有方案通过串联谐振方案只能消除工频干扰，无法滤除谐波干扰，尤其是移频信号频率附近的干扰信号。
（2）轨道电路移频信号传输问题
轨道电路移频信号包括4种基准载频（1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz），目前，既有方案只能分开两组载频使用，对于现场四种载频无法实现通频功能。
发明内容
本申请提供了一种轨道电路阻抗匹配装置，该装置及***能够抑制工频干扰和工频谐波干扰，并能够传输轨道电路4种基准载频（1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz）移频信号。
本申请提供了一种轨道电路阻抗匹配装置，包括第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路；第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路均包括第一端和第二端，所述轨道电路阻抗匹配装置具有三个接线端；
所述第一滤波电路，设置为抑制工频干扰信号；
所述第二滤波电路，设置为抑制工频谐波干扰信号；
所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振；
所述第一滤波电路的第一端、第二滤波电路的第一端和第三滤波电路的第一端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第一接线端；所述第一滤波电路的第二端作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第二连接端；所述第二滤波电路的第二端和第三滤波电路的第二端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第三接线端；
所述工频干扰信号和所述工频谐波干扰信号是由于列车运行过程中产生的不平衡牵引电流在钢轨中传输导致的。
在一种示例性的实施例中，所述第一滤波电路包括串联的第一电感和第一电容。
在一种示例性的实施例中，所述第二滤波电路包括串联的第二电感和第二电容。
在一种示例性的实施例中，所述第三滤波电路包括第三电容元件。
在一种示例性的实施例中，所述第一滤波电路，具体设置为通过第一串联谐振抑制工频干扰信号。
在一种示例性的实施例中，所述第二滤波电路，具体设置为通过第二串联谐振抑制工频谐波干扰信号。
在一种示例性的实施例中，所述第一串联谐振的谐振频率是 50Hz。
在一种示例性的实施例中，所述第二串联谐振的谐振频率是 2150Hz。
在一种示例性的实施例中，所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振的谐振频率包括1850Hz和2450Hz。
本申请提供了一种轨道电路阻抗匹配***，包括轨道电路阻抗匹配装置和扼流变压器；
所述轨道电路阻抗匹配装置包括第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路；第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路均包括第一端和第二端，所述轨道电路阻抗匹配装置具有三个接线端；
所述第一滤波电路，设置为抑制工频干扰信号；
所述第二滤波电路，设置为抑制工频谐波干扰信号；
所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振；
所述第一滤波电路的第一端、第二滤波电路的第一端和第三滤波电路的第一端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第一接线端；所述第一滤波电路的第二端作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第二连接端；所述第二滤波电路的第二端和第三滤波电路的第二端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第三接线端；
所述工频干扰信号和所述工频谐波干扰信号是由于列车运行过程中产生的不平衡牵引电流在钢轨中传输导致的；
所述轨道电路阻抗匹配装置的第一接线端与所述扼流变压器的二次侧的第4端子连接，所述轨道电路阻抗匹配装置的第三接线端与所述扼流变压器的二次侧的第12端子连接；所述轨道电路阻抗匹配装置的第二接线端与所述扼流变压器的二次侧的第6端子连接或者与所述扼流变压器的二次侧的第12端子连接；
所述扼流变压器的第5端子与第7端子相连，所述扼流变压器的第9端子与第10端子相连。
在一种示例性的实施例中，所述第一滤波电路包括串联的第一电感和第一电容。
在一种示例性的实施例中，所述第二滤波电路包括串联的第二电感和第二电容。
在一种示例性的实施例中，所述第三滤波电路包括第三电容元件。
在一种示例性的实施例中，所述第一滤波电路，具体设置为通过第一串联谐振抑制工频干扰信号。
在一种示例性的实施例中，所述第二滤波电路，具体设置为通过第二串联谐振抑制工频谐波干扰信号。
在一种示例性的实施例中，所述第一串联谐振的谐振频率是 50Hz。
在一种示例性的实施例中，所述第二串联谐振的谐振频率是 2150Hz。
在一种示例性的实施例中，所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振的谐振频率包括1850Hz和2450Hz。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为现有技术电气化铁道传导性干扰的示意图；
图2为现有适配器与扼流变压器的连接示意图；
图3为现有QSP-1700/2000适配器与扼流变压器连接后，***频率响应的仿真图；
图4为现有QSP-2300/2600适配器与扼流变压器连接后，***频率响应的仿真图；
图5为本申请实施例提供的轨道电路阻抗匹配装置的示意图；
图6是本申请实施例提供的轨道电路阻抗匹配装置与扼流变压器的一种连接示意图；
图7是本申请实施例提供的轨道电路阻抗匹配装置与扼流变压器的另一种连接示意图；
图8是本申请实施例提供的轨道电路阻抗匹配装置与扼流变压器连接后，***频率响应的仿真图。
具体实施方式
图5为本申请实施例的轨道电路阻抗匹配装置的示意图，如图5所示，本实施例的轨道电路阻抗匹配装置，包括第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路；第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路均包括第一端和第二端，所述轨道电路阻抗匹配装置具有三个接线端；
所述第一滤波电路，设置为抑制工频干扰信号；
所述第二滤波电路，设置为抑制工频谐波干扰信号；
所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振；
所述第一滤波电路的第一端、第二滤波电路的第一端和第三滤波电路的第一端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第一接线端；所述第一滤波电路的第二端作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第二连接端；所述第二滤波电路的第二端和第三滤波电路的第二端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第三接线端；
所述工频干扰信号和所述工频谐波干扰信号是由于列车运行过程中产生的不平衡牵引电流在钢轨中传输导致的。
其中，阻抗匹配是指实现钢轨和电缆的阻抗的匹配。
一种示例性实施例中，所述第一滤波电路包括串联的第一电感和第一电容。
一种示例性实施例中，所述第二滤波电路包括串联的第二电感和第二电容。
一种示例性实施例中，所述第三滤波电路包括第三电容元件。
一种示例性实施例中，所述第一滤波电路，具体设置为通过第一串联谐振抑制工频干扰信号。
一种示例性实施例中，所述第二滤波电路，具体设置为通过第二串联谐振抑制工频谐波干扰信号。
一种示例性实施例中，所述第一串联谐振的谐振频率是 50Hz。
一种示例性实施例中，所述第二串联谐振的谐振频率是 2150Hz。
假设2150Hz是串联谐振频率，那么谐振频率附近的干扰信号可以被抑制。
一种示例性实施例中，所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振的谐振频率包括1850Hz和2450Hz。
在其他一些示例性实施例中，上述并联谐振的谐振频率可以为1700Hz-2000Hz之间的值。
在其他一些示例性实施例中，上述并联谐振的谐振频率还可以为2300Hz-2600Hz之间的值。
一种其他示例性实施例中，串联谐振频率可以为其他2000Hz和2300Hz之间的值。
本申请实施例通过所述第一滤波电路抑制工频干扰信号；所述第二滤波电路抑制工频谐波干扰信号；所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振；。使得本申请实施例不仅能够抑制不平衡牵引电流工频干扰和工频干扰谐波干扰，还能够使轨道电路4种基准载频（1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz）移频信号的阻抗为高阻抗，所以可以传输轨道电路4种基准载频（1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz）移频信号。
图6为本申请实施例的本申请实施例提供的轨道电路阻抗匹配装置与扼流变压器的连接示意图流程图，如图6所示，轨道电路阻抗匹配装置与扼流变压器连接，所述装置包括第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路；第一滤波电路与扼流变压器二次侧连接，通过串联谐振实现工频干扰信号的抑制；第二滤波电路与扼流变压器二次侧连接，通过串联谐振实现工频谐波干扰信号的抑制；所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振；本申请可实现轨道电路4种载频的移频信号的高阻抗设计，设计实现了扼流变压器的通用性轨道电路阻抗匹配装置。
第一滤波电路包括串联的第一电感元件和第一电容元件；
第一电感元件的第一端与扼流变压器的二次侧第4端子连接，第一电感元件的第二端与第一电容元件的第一端连接，第一电容元件的第二端与扼流变压器的二次侧第12端子连接。
第二滤波电路包括串联的第二电感元件和第二电容元件。
第二电感元件的第一端与扼流变压器的二次侧第4端子连接，第二电感元件的第二端与第二电容元件的第一端连接，第二电容元件的第二端与扼流变压器的二次侧第12端子连接；
在其他一些实施例中，如图7所示，第二电容元件的第二端可以与扼流变压器的二次侧第6端子连接，而不是与扼流变压器的二次侧第12端子连接。
第三滤波电路包括第三电容元件。
第三电容元件的第一端与扼流变压器的二次侧第4端子连接，第三电容元件的第二端与扼流变压器的二次侧第12端子连接。
按照上述第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路与扼流变压器的连接方式可实现对轨道电路移频信号4种基准载频1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz的阻抗大于17Ω。
本申请还提供了一种轨道电路阻抗匹配***，包括轨道电路阻抗匹配装置和扼流变压器；
所述轨道电路阻抗匹配装置为上述的轨道电路阻抗匹配装置；
所述轨道电路阻抗匹配装置的第一接线端与所述扼流变压器的二次侧的第4端子连接，所述轨道电路阻抗匹配装置的第三接线端与所述扼流变压器的二次侧的第12端子连接；所述轨道电路阻抗匹配装置的第二接线端与所述扼流变压器的二次侧的第6端子连接或者与所述扼流变压器的二次侧的第12端子连接；
所述扼流变压器的第5端子与第7端子相连，所述扼流变压器的第9端子与第10端子相连。
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于 RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
Claims (9)
1.一种轨道电路阻抗匹配装置，其特征在于，
包括第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路；第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路均包括第一端和第二端，所述轨道电路阻抗匹配装置具有三个接线端；
所述第一滤波电路，设置为抑制工频干扰信号；
所述第二滤波电路，设置为抑制工频谐波干扰信号；
所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振；
所述第一滤波电路的第一端、第二滤波电路的第一端和第三滤波电路的第一端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第一接线端；所述第一滤波电路的第二端作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第二接线端；所述第二滤波电路的第二端和第三滤波电路的第二端连接共同作为所述轨道电路阻抗匹配装置的第三接线端；
所述第一接线端设置为与扼流变压器的二次侧的第四端子连接；
所述第二接线端设置为与所述扼流变压器的二次侧的第六端子连接或者与所述扼流变压器的二次侧的第十二端子连接；
所述第三接线端与所述扼流变压器的二次侧的第十二端子连接；
其中，所述扼流变压器的第五端子与第七端子相连，所述扼流变压器的第九端子与第十端子相连；所述工频干扰信号和所述工频谐波干扰信号是由于列车运行过程中产生的不平衡牵引电流在钢轨中传输导致的；
所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路与所述轨道电路阻抗匹配装置外部待连接的变压器的感抗共同实现并联谐振的谐振频率包括1850Hz和2450Hz。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述第一滤波电路包括串联的第一电感和第一电容。
3.如权利要求2所述的装置，包括：
所述第二滤波电路包括串联的第二电感和第二电容。
4.如权利要求3所述的装置，包括：
所述第三滤波电路包括第三电容元件。
5.如权利要求1所述的装置，包括：
所述第一滤波电路，具体设置为通过第一串联谐振抑制工频干扰信号。
6.如权利要求1所述的装置，包括：
所述第二滤波电路，具体设置为通过第二串联谐振抑制工频谐波干扰信号。
7.如权利要求5所述的装置，包括：
所述第一串联谐振的谐振频率是 50Hz。
8.如权利要求6所述的装置，包括：
所述第二串联谐振的谐振频率是 2150Hz。
9.一种轨道电路阻抗匹配***，其特征在于，
包括轨道电路阻抗匹配装置和扼流变压器；
所述轨道电路阻抗匹配装置为权利要求1-8任一项所述的轨道电路阻抗匹配装置；
所述轨道电路阻抗匹配装置的第一接线端与所述扼流变压器的二次侧的第四端子连接，所述轨道电路阻抗匹配装置的第三接线端与所述扼流变压器的二次侧的第十二端子连接；所述轨道电路阻抗匹配装置的第二接线端与所述扼流变压器的二次侧的第六端子连接或者与所述扼流变压器的二次侧的第十二端子连接；
所述扼流变压器的第五端子与第七端子相连，所述扼流变压器的第九端子与第十端子相连。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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