JP4174312B2

JP4174312B2 - 配電線搬送通信用電力線に用いる活線工事用インピーダンスユニットおよびその取付け方法

Info

Publication number: JP4174312B2
Application number: JP2002362751A
Authority: JP
Inventors: 正孝加藤; 尚人岡; 信勝半谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: JP2004194486A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力線を通信線として使用する電力線搬送通信において、電力線が高周波的に不平衡であるために発生する信号の漏洩電界強度を低減させることが可能な配電線搬送通信用電力線、及びこの電力線に用いる活線作業用インピーダンスユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力線（配電線）では２線式、３線式などにかかわりなく、その内の１線は接地線により接地されている場合が多く、この接地された線は中性線と呼ばれている。接地されていない他の線は区別するため非接地線という。このような電力線に高周波信号を重畳して通信を行ういわゆる電力線搬送通信がある。従来の電力線搬送通信では、複数の電力線搬送通信装置（一般的に送受信機）が、それぞれが有する結合回路（２端子を有する）の一端を中性線に、他端を非接地線に接続し、電力線を介して搬送波（高周波）によりデータを授受して互いの間で通信を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、中性線は接地線によって接地され、非接地線は接地されていないというアンバランスな構成のため、中性線と非接地線は高周波信号線としては不平衡状態になっている。このため、電力線搬送通信装置から送信された高周波信号が電力線の外部に漏洩し、漏洩電界の強度が高くなって、近接した他の電力線又は通信線を伝搬している他の通信に混信するなどの影響があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明による配電線搬送通信用電力線に用いる活線工事用インピーダンスユニットは、電力線搬送通信周波数で所定のインピーダンスを有するインピーダンス素子、前記インピーダンス素子の両極にそれぞれ設けられ、配電線の中性線を接地する接地線を被覆の上から挟む導電性のクランプと、前記クランプに設けられ前記接地線の被覆を貫通して前記接地線と前記クランプを電気的に導通する針とを有する第１及び第２のかしめ部とを備えたものである。
【０００５】
また、この発明の活線工事用インピーダンスユニットの取付け方法は、配電線搬送通信用電力線に用いる活線工事用インピーダンスユニットの第１及び第２かしめ部を、接地線の途中に所定の間隔で接続した後、前記第１及び第２のかしめ部の間で前記接地線を切断するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の配電線搬送通信用電力線の構成を示す構成図である。図１において、３線式電力線を構成する中性線２と非接地線１ｂとの間に結合回路６ａ６ｂを介して電力線搬送通信装置７ａ，７ｂが接続されている。中性線２は接地線３により接地されている。接地線３の途中にはインピーダンス素子４が換装されている。電力電源５ａ，５ｂは中性線２と非接地線１ａおよび１ｂとの間に電力を供給している。
【０００７】
次に、上記実施の形態１の配電線搬送通信用電力線の動作について、図１に従って説明する。電力線搬送通信装置７ａは結合回路６ａによって非接地線１ｂと中性線２との間に高周波信号を送信（又は受信）する。また、電力線搬送通信装置７ｂが結合回路６ｂによって非接地線１ｂと中性線２との間に接続されている。電力線通信装置７ａと７ｂは、非接地線１ｂと中性線２とを信号線として使用して高周波搬送波を送受することで通信することができる。電力線搬送通信には１．７ＭＨｚ以上３０ＭＨｚ以下の周波数帯を使用する。中性線２は、接地線３によって接地されている。接地線３には上記周波数帯域でほぼフラットなインダクタンスを有するインピーダンス素子４が取り付け（換装）されている。
【０００８】
次に、インピーダンス素子４の構造と特性を説明する。図２に示すように、インピーダンス素子４は筒状（図では円筒としているが、多角筒ならよい）のフェライトコア１４を筒の軸に平行な面で切断した部分コア１４ａと１４ｂの２つの（複数の）部分を図３に示すように接地線３に換装した構造となっている。また、フェライトコア１４は電力線搬送通信の搬送波周波数帯域の上限でも磁気特性が低下しない特性のものを使用することにより、この周波数帯域内で所定のインピーダンスを得ることが出来る。
次に、フェライトコア１４を接地線３に取り付けた状態について説明する。図３はフェライトコア１４を接地線３に装着した状態を示す図、図４はその断面説明図である。部分コア１４ａ、１４ｂは接地線３を挟み込むように取り付けられた後、粘着テープ１７によって接地線３に固定される。
【０００９】
フェライトコア１４の換装により、搬送波周波数帯で接地線３のインピーダンスが大きくなるため、中性線２は同帯域において等価的に非接地となって非接地線１ｂと中性線２の平衡度が同帯域において改善される。非接地線１ｂと中性線２の平衡度が同帯域において改善されることにより、電力線搬送通信の搬送波信号を非接地線１ｂと中性線２との間に注入した場合のコモンモード電流が低減され、このコモンモード電流により生じる漏洩電界の強度が低減できる。なお、インピーダンス素子４を中性線２と接地線３の接合点にできるだけ近い位置に取り付けることで非接地線１ｂと中性線２の平衡度の改善効果をよりいっそう高めることができる。
電力周波数は搬送波通信周波数に比べて充分低いので、フェライトコア１４による接地線３のインピーダンスの変化は電力周波数ではほとんど影響がない。
上記説明において、フェライトコア１４は部分コア１４ａ，１４ｂを取り付けると説明したが、もちろん、筒状のフェライトコアに接地線３を貫通させてインピーダンス素子４を構成しても良い。また、図ではフェライトコア１４は１個だけ図示しているが複数個取り付けても良い。また１個のフェライトコア１４に接地線３を複数回貫通させても良い。
【００１０】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２の配電線搬送通信用電力線の構成を示す構成図である。なお、以下の各図において、同符号は同一または相当部分を示すので、その詳細な説明は省略する。図５では図１に示すインピーダンス素子４として図６に示すフェライトコア巻線ユニット２４が用いられている。
【００１１】
図７は図６に示すフェライトコア巻線ユニット２４の内部の機能的な構成を示す構成図である。フェライトコア巻線ユニット２４は接地線３と接続するための接続部２９ａ、大地側Ｅと接続するための接続部２９ｂ、輪（リング）状のフェライトコア３０、フェライトコア３０に巻回された巻線部３１を含む。巻線部３１は接続部２９ａ及び接続部２９ｂに接続されている。また、巻線部３１はフェライトコア３０に２ターン以上（フェライトコアのリング内を貫通する線数が２以上）の回数巻きつけられている。
【００１２】
実施の形態１の図１に示す接地線３が、フェライトコア１４の中空部分を１回貫通しているだけなのに対し、実施の形態２では、巻線部３１がフェライトコア３０に２ターン以上巻きつけられており、ターン数の自乗倍でインダクタンスが大きくなるため、電力線搬送通信の帯域でのインピーダンス素子のインピーダンスの増加が実施の形態１に示すインピーダンス素子４と比較して大きくなるため、同帯域において接地線がより確実に等価的に非接地となって非接地線１ｂと中性線２の平衡度が同帯域において改善される。非接地線１ｂと中性線２の平衡度が同帯域において改善されることにより、電力線搬送通信の搬送波信号を非接地線１ｂと中性線２の間に注入した場合のコモンモード電流が低減され、このコモンモード電流により生じる漏洩電界の強度が低減できる。
また実施の形態１にて述べたインピーダンス素子４の取り付け位置と同様に、フェライトコア巻線ユニット２４を中性線２と接地線３の接合点にできるだけ近い位置に取り付けることで、非接地線１ｂと中性線２の平衡度の改善効果を高めることができる。また複数個のフェライトコア巻き線ユニット２４を直列に接続しても良い。
【００１３】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３の電力線搬送波通信用電力線の構成を示す構成図であり、図１のインピーダンス素子４としてインピーダンスアッパー３５を用いたものである。
【００１４】
図８は図７に示すインピーダンスアッパー３５の構成を示す構成図である。インピーダンスアッパー３５は接地線３と接続するための接続部２９ａ、大地側Ｅと接続するための接続部２９ｂ、コイル４１から構成されている。コイル４１は接続部２９ａ及び接続部２９ｂに接続されている。
【００１５】
コイル４１により、電力線搬送通信の周波数帯域でのインピーダンスが大きくなり、非接地線１ｂと中性線２の平衡度が向上し、漏洩電界の強度が低減できる。ここでコイル４１は空芯コイルでもよいし、フェライトコアを巻芯に備えたボビンに巻回したコイルでも良い。
【００１６】
実施の形態４．
電力線搬送通信は、すでに多くの電力線が配設された最近になって出現した技術であるので、配電線搬送通信用電力線は新規に建設されるものよりも、既設の電力線を用いて搬送通信を行うことが多い。従って、図１に示すインピーダンス素子４の取り付けは活線作業で行うことが出来る方が好ましい。
実施の形態１の図２のフェライトコア１４を取り付ける場合は、接地線３を切断する必要がないので活線のまま作業できる。しかし、実施の形態２、３の場合は接地線３を切断して、インピーダンス素子４を接続しなければならないので、この切断中の中性線２の接地状態を確保するためには、例えば作業中の代換え接地線の仮設が必要となり非能率である。
図９の活線工事用インピーダンスユニット９は、この発明の実施の形態２〜実施の形態３の配電線搬送通信用電力線のインピーダンス素子４に換えて用いることにより、活線作業で取り付けることが出来るようにしたものである。
【００１７】
図１０は、図９の活線工事用インピーダンスユニット９を具体化した本実施形態の活線工事用フェライト巻き線ユニット４５の機能的構成を示す構成図である。
また、図１１は図１０に示す活線工事用フェライトコア巻線ユニット４５の内部のかしめ部の詳細構造を示す構造図である。活線工事用フェライトコア巻線ユニット４５は接地線３と接続するための第１かしめ部５０ａ、大地側Ｅと接続するための第２かしめ部５０ｂ、フェライトコア３０、巻線部３１から構成されている。巻線部３１は第１かしめ部５０ａ及び第２かしめ部５０ｂに接続されている。また、巻線部３１はフェライトコア３０に２ターン以上（リング内の貫通線数が２以上）の回数巻きつけられている。
【００１８】
図１０の第１、第２かしめ部は、図１２に示すようにクランプ５３ａ、５３ｂ、ボルト５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、ナット５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、針５６、接続部５７から構成されている。
【００１９】
次に、図１０に示す活線工事用フェライトコア巻線ユニット４５を接地線３に活線工事で取り付ける方法を図１２により説明する。図１２（ａ）図において接地線３は被覆３Ｘにより覆われている。この接地線３を（被覆３Ｘの上からでも、あるいは被覆３Ｘをはぎ取ってからでもどちらでも良い）活線工事用フェライトコア巻き線ユニット４５の端子（第１，第２かしめ部５０ａ，５０ｂ）のクランプ５３ａ，５３ｂにより挟み込んで、ボルト５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、ナット５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄにより締め付け、図１２（ｂ）のようにする。この時、針５６が被覆３Ｘを貫通して接地線３とクランプとが導通する。次に図１２（ｃ）図に示すように、第１、第２クランプ５０ａ，５０ｂの間で接地線３を切断する。これにより、接地状態を開放することなく活線工事用フェライトコア巻線ユニット４５を取り付けることが可能となる。
【００２０】
また、活線工事用フェライトコア巻線ユニット４５を接地線３に取り付けた後、接地線３を切断することで、電力線搬送通信の帯域でのインピーダンスが大きくなり、非接地線１ｂと中性線２との平衡度が向上し、漏洩電界の強度が低減できる。
なお、図には示さないが、活線工事用フェライトコア巻き線ユニット４５を取り外す場合には、まず、切断されていた接地線３を互いに接続した後、第１，第２クランプを開放すれば、接地を保ったまま取り外すことが出来る。
【００２１】
実施の形態５．
図１３は実施の形態４の図９の活線工事用インピーダンスユニット９を具体化した実施の形態５の活線工事用インピーダンスアッパー６１の機能構成図、図１４はその構造図である。
活線工事用インピーダンスアッパー６１は接地線３と接続するためのかしめ部５０ａ、大地側Ｅと接続するためのかしめ部５０ｂ、コイル４１、及びコイル４１のインダクタンスを調整できる可動フェライトコア６０を有している。可動フェライトコア６０はコイル４１の内部に入れたり出したりすることにより、コイル４１のインダクタンスを調整することが出来る構造になっている。
また、かしめ部の構造は、発明の実施の形態４に示す図１１と同じである。
【００２２】
また、活線工事用インピーダンスアッパー６１を接地線３に取り付ける方法は、発明の実施の形態４の図１２に示す方法と同じである。
【００２３】
活線工事用インピーダンスアッパー６１を接地線３に取り付けることにより、電力線搬送通信の帯域での接地線３のインピーダンスが大きくなり、非接地線１ｂと中性線２の平衡度が向上し、漏洩電界の強度が低減できる。また、可動フェライトコア６０により接地線３のインピーダンスをある程度調整できるので、使用する電力線搬送波の周波数に応じて、あるいは非接地線１ｂと中性線２との平衡度に応じて調整することにより、より平衡度を高めることが出来る。
【００２４】
【発明の効果】
この発明の電力線搬送波通信用電力線は、以上に説明したように構成されているので、接地線の電力線搬送通信の帯域でのインピーダンスを高くすることが出来、よって、非接地線と中性線の搬送波周波数での平衡度が向上し、漏洩電界の強度が低減できる。また、これにより、接地状態を開放することなく活線工事用フェライトコア巻線ユニット４５を取り付けることが可能となるという作用効果を得ることができる。
【００２５】
この発明に係る活線工事用インピーダンスユニットによれば、活線工事用インピーダンスユニットのクランプを活線状態の接地線に取付け、その後接地線を切断することで、接地線の活線状態を損なうことなく、接地線の途中に活線工事用インピーダンスユニットを直列に挿入することが出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の配電線搬送通信用電力線の構成図である。
【図２】図１のフェライトコアの構造を示す構造図である。
【図３】図１のフェライトコアの取付け状態を説明する説明図である。
【図４】図３のフェライトコアの断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２の配電線搬送通信用電力線の構成図である。
【図６】図５のフェライトコア巻線ユニットの構造を示す構造図である。
【図７】この発明の実施の形態３の配電線搬送通信用電力線の構成図である。
【図８】図７におけるインピーダンスアッパーの構造を示す構造図である。
【図９】この発明の実施の形態４のを示す活線工事用インピーダンスユニットの接続説明図である。
【図１０】図９の活線工事用インピーダンスユニットの構造を示す構造図である。
【図１１】図１０の部分詳細構造図である。
【図１２】この発明の実施の形態５の活線工事用インピーダンスユニットの構成図である。
【図１３】図１２に示す活線工事用インピーダンスユニットの構造図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ非接地線、２中性線、３接地線、
４インピーダンス素子、５ａ，５ｂ電源、
６ａ，６ｂ結合回路、７ａ，７ｂ電力線搬送通信装置、
１４フェライトコア、１４ａ，１４ｂ部分コア、
１７粘着テープ、２４フェライトコア巻き線ユニット、
２９ａ，２９ｂ接続部、３０フェライトコア、３１巻き線、
３５インピーダンスアッパー、４１コイル、
４５活線工事用フェライトコア巻き線ユニット、
５０ａ第１かしめ部、５０ｂ第２かしめ部、
５３ａ，５３ｂクランプ、５６針、６０可動フェライトコア、
６１活線工事用インピーダンスアッパー。

Claims

電力線搬送通信周波数で所定のインピーダンスを有するインピーダンス素子、前記インピーダンス素子の両極にそれぞれ設けられ、配電線の中性線を接地する接地線を被覆の上から挟む導電性のクランプと、前記クランプに設けられ前記接地線の被覆を貫通して前記接地線と前記クランプを電気的に導通する針とを有する第１及び第２のかしめ部とを備えたことを特徴とする配電線搬送通信用電力線に用いる活線工事用インピーダンスユニット。
前記インピーダンス素子は、前記接地線が内部を２回以上貫通したリング状のフェライトコアを備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の配電線搬送通信用電力線に用いる活線工事用インピーダンスユニット。
前記インピーダンス素子は、コイルであることを特徴とする請求項１に記載の配電線搬送通信用電力線に用いる活線工事用インピーダンスユニット。
前記コイル内に出し入れ可能に取り付けられた可動フェライトコアを備えたことを特徴とする請求項３に記載の配電線搬送通信用電力線に用いる活線工事用インピーダンスユニット。
請求項１に記載の配電線搬送通信用電力線に用いる活線工事用インピーダンスユニットの前記第１及び第２のかしめ部を、前記接地線の途中に所定の間隔で接続した後、前記第１及び第２のかしめ部の間で前記接地線を切断すること特徴とする配電線搬送通信用電力線に用いる活線工事用インピーダンスユニットの取付け方法。