铁路电气化区间通信杂音抑制器的制作方法

专利名称：铁路电气化区间通信杂音抑制器的制作方法
技术领域：
本实用新型与铁路区间通信装置有关，尤其与抑制通信电缆上的感 应电压产生的通信杂音的通信杂音抑制装置有关。
技术背景
为了适应国民经济的快速发展，铁路建设进入了以高速重载为标志 的新的发展时期。由于电气化牵引具有功率大、效率高、无污染等优点， 我国的电气化铁路运营里程越来越多，目前各主要干线铁路和许多山区 铁路都以电气化为主要牵引方式，牵引电力采用单相不对称供电方式，
通过接触网和机车受电弓将27.5kV牵引电力供给机车，机车车体和钢 轨及大地作为回流路径。铁路通信电缆埋设在铁道两侧，与接触网和钢 轨平行，受到牵引供电强干扰。牵引电力对铁路通信电缆的干扰有三个 途径， 一是由27.5kV高电压产生的电场干扰；二是由牵引大电流产生 的磁场干扰；三是地电流因阻性耦合在接地通信设备上产生的相对于另 一个接地点形成的电位差引起干扰。
多年来为了消除电气化牵引强电对铁路通信的干扰和危险高电压 对人机的影响，采取了一系列防护措施。电缆从设计制造和施工加强了 自身防护，关键是在引入通信设备时加装绝缘变压器、N型线圈等防护 手段。电气化铁路区段长途通信电缆音频回线终端和分歧终端应加装绝 缘变压器.加装绝缘变压器后，不仅可以使局内设备与室外线路隔离， 受到保护。当局内设备对地不平衡时，不影响线路的平衡度，使局内设 备与通信线路的阻抗平衡匹配。阻断危险高压对人机的危害，使通话质 量符合铁路区间通话质量的要求。所以一直以来加装绝缘变压器是电气 化铁路区段通信防护的首选。但长途通信电缆音频回线引入通信设备加 装绝缘变压器只能对不通直流的音频回线进行防护，无法对构成直流环 路的回线进行防护，因此对铁路区间需构成直流环路的回线采用加装N 型线圈进行防护。加装N型线圈后虽对防护纵电压干扰有一定的抑制效 果，但对特别的强电干扰时的抑制效果不明显。同时N型线圈并未对危险高电压进行隔离，仍存在着安全隐患。山区电气化铁路在长途通信电 缆施工和维护中，由于受地理位置条件限制，电缆防护地线难以满足每
隔4公里达到小于4欧姆的接地技术要求，这就加剧了电气化干扰。
铁路区间通信含区间电话、区间电调电话、117应急抢险电话、桥 隧守护电话、施工防护电话等，是铁路各级行车人员及维护人员在区间 工作的主要通信手段之一。它采用自动电话或共电电话制式，在使用时 受电气化干扰很大，严重时难以正常通话，同时通直流的回线对感应危 险高电压未进行隔离。在列车通过时回线上感应的杂音电平可达到+5dB 以上。目前已采用的有源抑制系统，其原理是将电缆线路上感应的纵电 压从领示线中取出，经反相放大后通过变压器加到在用回线中抵消感应 电压，达到抑制感应纵电压及抗干扰抵消感应电压的目的。由于此种方 法采用一根领示线感应电压作为多回路抵消感应电压的标准信号源，而 每一路受干扰的程度不同，所以存在抑制效果耗差，工作不稳定，故障 率高的问题。 实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单，可靠性高，使用方便，具 有电气化干扰抑制功能和危险电压隔离功能的铁路电气化区间通信杂 音抑制器。
本实用新型是这样实现的
本实用新型铁路电气化区间通信杂音抑制器的车站通信设备回线 与铁路车站通信设备连接，区间电话回线与区间通信电缆连接，电源电
路1的输出与控制电路2的输入连接，控制电路2的两输出端分别与隔 离变压器L的两初级线圈L、 U的一端连接，初级线圈L,、 L的另一端 分别与杂音抑制电路3的输入连接，杂音抑制电路3的输出与区间通信 电缆连接，隔离变压器T,的两次级线圈L3、 U的一端与电容Cl组成工 频吸收电路4，次级线圈L3、 L的另一端与车站通信设备回线连接。
区间电话回线通过转换电路5与车站通信设备回线连接，转换电路 5与控制电路2连接。
一个电源电路1有多路输出通过控制电路2与多个隔离变压器L 的初级线圈连接，每个隔离变压器1\的初级线圈与一路区间电话回线连 接。
所述的工频吸收电路4为电容d两端分别与变压器T,的次级线圈U、 14串连，电容d两端与电阻R,、 R2的并联电路连接，线路继电器l 的第一触点Jw位于R,、 R2的连线上，所说的杂音抑制电路3为绕于同 一铁芯上的两组线圈，每组线圈的一端分别与变压器T,的一组初级线圈 连接，另一端与车站通信设备回线连接，所述的控制电路2有停电转换 继电器J2与线路继电器停电转换继电器J2的第一、二触点Jw， J2-2 分别位于区间电话与通信电缆的一股连线上，线路继电器J,的第二触点 Jl-2位于与停电转换继电器J,并联的指示灯电路上，可调电阻W,和分 压电阻R3的串联电路一端与线路继电器Ji的一端和电源电路的正端连 接，另一端与晶体管G的基级连接，晶体管G的集电极与电容C2的一端 和初级线圈L2连接，线路继电器J,的另一端与电容C2的另一端和初级 线圈L,连接，晶体管G的发射极与电源电路的负端连接。
一台或多台共用一个电源电路的通信杂音抑制器装于一个19英寸 标准机箱内，机箱壳体上安装有万可端子。
本实用新型由杂音抑制电路、隔离变压器、50Hz工频吸收电路、控 制电路及电源电路、转换电路组成。杂音抑制电路串联于区间电缆回线 与隔离变压器之间，抑制干扰；隔离变压器将车站通信设备回的电源与 区间电缆回线隔离，区间电话由抑制器供电，抑制因自动(共电)电话 电源对地不平衡使感应纵电压转变为横电压，干扰区间电话，同时将区 间电缆感应的高危险电压与通信设备隔离；50Hz工频吸收电路降低50Hz 工频感应横电压干扰；控制电路对自动(共电)电话的摘机、通话、挂 机等功能及停电直通功能进行控制，保持原区间通信性能；电源电路为 区间电话提供对地平衡电源，同时为控制电路和指示灯供电。
本实用新型有如下优点
1、 电气化干扰抑制功能区间电话由抑制器供电和中继，该设备 的音频杂音抑制电路、隔离电路和50Hz工频吸收电路，有效地抑制了 电气化感应纵电压和降低50Hz工频感应横电压干扰。
2、 危险电压隔离功能通过隔离变压器将构成直流环路区间电缆 回线感应的高危险电压与通信设备隔离，达到保护通信设备的目的。
3、 保持区间自动电话(音频拨号)、共电电话回线原有性能。自动 转换功能停电时区间电话与自动(共电)电话回线自动转入直接接通 状态，保持其通信和静图传输功能。
4、 安装、组架方便本实用新型的采用19英寸标准机箱设计，可直接安装于车站引入柜内，方便回线配线和220V 、 50Hz交流市电的提 供；将多台抑制器安装在19英寸标准机架内，组成电气化区间通信杂 音抑制专用电缆防护机柜。
5、维护方便:该设备由于采用了高可靠性的元部件，故障率低，基 本可以免维护，降低了维护成本。
本实用新型在18个区段投入试验，在未装此设备前杂音电平最大 为+5dB，听不清拨号音，无法进行拨号通话，严重影响区间电话的使用。 采用该设备后区间通信杂音明显下降，区间电话、区间电调电话、区间 自动电话、117抢险电话以及工务部门使用的区间自动电话等，在列车 通过区间时都可以正常使用，且通话清晰，效果良好，受到区间作业的 工务、供电、电务部门的肯定，取得了明显的使用效果。电气化区间通 信杂音抑制器具有工作稳定可靠、性能价格比高、安装使用方便等特点， 是区间电话抑制电气化干扰的优选设备。


图l为本实用新型的电路框图。
图2为本实用新型的原理图。
具体实施方式
本实用新型本实用新型由杂音抑制电路3、控制电路2、隔离变压 器T,、 50Hz工频吸收电路4组成。其中杂音抑制电路釆用线圈T2，串 接在回线中，用于提高线路对地平衡度，抑制区间电缆感应的纵电压； 隔离变压器采用平衡度极高的变压器L，用于隔离区间感应的高电压和 隔离区间电话共电电源，抑制因车站通信设备共电电源对地不平衡产生 的干扰杂音。50Hz工频吸收电路4由T,变压器的电感L3、 L4和电容d 组成的50Hz串联谐振电路，吸收区间电缆感应的50Hz工频感应横电压； 电源电路1由整流器和滤波稳压电容组成，也可采用开关电源，输出直 流电压与50Hz交流市电隔离并与地(机壳)绝缘良好，用于区间自动 (共电)电话供电和控制电路供电；控制电路有线路继电器J,，停电转 换继电器J2，由晶体管G、可变电阻W,、分压电阻R3、 R4、电阻R 构成 的恒流电路，由发光二极管D,、 R2、电阻&、 Re和继电器触点J卜2构成 的电指示灯(D,、 R5、 J,-2、 D2、 R6)等，用于区间自动(共电)电话供电、 中继摘机、挂机信号并由指示灯显示。 一抑制器机箱内可设计为若干回 路，共用一个供电电源。多台抑制器可同时安装在标准机柜内，构成干扰杂音抑制系统。该抑制器可使铁路电气化区间通信干扰杂音抑制在
-40dB以下，提高区间通信质量。
权利要求1、铁路电气化区间通信杂音抑制器，串接在铁路车站通信设备和区间通信电缆间，其特征在于电源电路(1)的输出与控制电路(2)的输入连接，控制电路(2)的两输出端分别与隔离变压器T1的两初级线圈L1、L2的一端连接，初级线圈L1、L2的另一端分别与杂音抑制电路(3)的输入连接，杂音抑制电路(3)的输出与区间通信电缆连接，隔离变压器T1的两次级线圈L3、L4与电容C1组成工频吸收电路(4)，并与车站通信设备连接。
2、 根据权利要求1所述的通信杂音抑制器，其特征在于区间电缆 通过转换电路(5)与车站通信设备连接，起动电路(6)并接在工频吸 收电路(4)的电容C1上，转换电路(5)和起动电路(6)与控制电路(2) 连接。
3、 根据权利要求1或2所述的通信杂音抑制器，其特征在于一个 电源电路(1)有多路输出通过控制电路(2)与多个隔离变压器T,的初 级线圈连接，每个隔离变压器T,的次级线圈与一路车站通信设备连接。
4、 根据权利要求1所述的通信杂音抑制器，其特征在于所述的工 频吸收电路(4)为电容d两端分别与变压器T,的次级线圈U、 U串连， 电容G两端与电阻Ri、 R2的并联电路连接；所述的起动电路(6)为线 路继电器l的第一触点Jh位于R^ R2的连线上；所述的杂音抑制电路(3) 为绕于同一铁芯上的两组线圈T2，每组线圈的一端分别与变压器 Ti的一组初级线圈连接，另一端与区间通信电缆连接；所述的控制电路(2)有停电转换继电器J2和线路继电器J,，停电转换继电器J2与电源 并联，它的第一、二转换触点Jw， j2-2为转换电路(5)，分别接在隔离 变压器L初次级的上下端，线路继电器l一端与电源正极连接，另一端 与隔离变压器T,初级的L,一端连接，第二触点J1-2位于与停电转换继 电器J2并联的指示灯电路上，可调电阻W,和分压电阻R3的串联电路一 端与线路继电器J,的一端和电源电路的正端连接，另一端与晶体管G的 基级连接，晶体管G的集电极与电容C2的一端和初级线圈L2连接，线路 继电器J,的另一端与电容C2的另一端和初级线圈L,连接，晶体管G的 发射极与电源电路的负端连接。
5、根据权利要求1所述的通信杂音抑制器，其特征在于一台或多 台共用一个电源电路的通信杂音抑制器装于一个19英寸标准机箱内， 机箱壳体上安装有接线端子和电源引入端子。
专利摘要本实用新型专利为解决电气化铁路牵引强电，对通信电缆造成的感应高电压起到抑制(或阻尼)作用，最终目的是消除电气化牵引强电对铁路通信特别是区间电话的干扰和危险高电压对人机的影响，解决已有通信杂音抑制装置抑制效果耗差，工作不稳定，故障率高的问题。车站通信设备通过本实用新型与对区间通信电缆连接，电源电路(1)的输出与控制电路(2)的输入连接，控制电路(2)的两输出端分别与隔离变压器T₁的两初级线圈L₁、L₂的一端连接，初级线圈L₁、L₂的另一端分别与杂音抑制电路(3)的输入连接，杂音抑制电路(3)的输出与区间通信电缆连接，隔离变压器T₁的两次级线圈L₃、L₄的一端与电容C1连接组成工频吸收电路(4)，次级线圈L₃、L₄的另一端与车站通信设备连接。
文档编号H04B3/02GK201234251SQ20082006450
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者刘新田, 朱小敏, 兵 邵, 龙丽林 申请人:刘新田;朱小敏;邵 兵;龙丽林