JP5368295B2 - 地下監視システム及び方法 - Google Patents

Description

高密度都市区域は、電力を分配するために、度々地下ネットワークグリッドを使用する。この環境では、変圧器のグリッドは、副基地局からの（１３ｋＶ又はそれより高い）高電圧の供給を、低電圧（６００Ｖより下、通常は１２０Ｖ）の二次に変換する。これらの二次導体は、並列に接続され、冗長接続を構成する。二次導体は、度々、ゴム／ネオプレン絶縁を伴う５００ＭＣＭ銅である。通常の地下通路又はサービスボックスは、３相サービスを具備するとともに、各位相は、ネットワーク変圧器からの２つの並列な５００ＭＣＭ導体を具備する。通常の、また並列に接続される、２つまたは複数のこれらの組がある。このように、各位相に対して２，４又は６本の電線を伴う、６，１２又は１８本の５００ＭＣＭ銅線がありうる。中性点もまた並列にされるが、それほど多くの導体を伴わないこともある。

ネットワークグリッドシステムは非常に信頼性が高いが、定期メンテナンスが要求されるとともに、装置故障が発生する。安全性の問題及びロジスティカルな問題（例えば、交通をブロックする、マンホール蓋の溶接をはずす、等）のため、地下通路に入るのはコストがかかるとともに、時間を消費する。従って、電気ユーティリティは、度々、前記ネットワークシステムの状態を経済的に監視できない。

１つの故障タイプはケーブル障害である。ケーブル障害が発生するときに、極度に高い電流が流れるとともに、これは度々、ケーブル、及びケーブル付近にまでも厳しい損傷を発生する。これを防止するために、ケーブルリミッタが使用される。これらは、ケーブル絶縁物それ自体が損傷する前に開くように設計されている高速動作のフューズである。それらは、過負荷保護に対しては設計されてはおらず、漏電保護だけである。これらは、通常は二次グリッド内の各分岐及びアクセスポイントで、各導体に直列に配置される。そうすることによって、障害後に必要とされる修理作業を最小化するとともに、前記損傷を単一の故障ケーブルに制限する。

このグリッドの冗長性は、もし単一ケーブルが故障したら、リミッタが回路からそれを除去するとともに、残りのケーブルが負荷を吸収することを保証する。時間とともに、より多くの障害が発生するにつれて、二次ネットワークの容量は次第に劣化する。前記ネットワークは機能し続けるとともに、地下ケーブル調査は非常にコストがかかるので、前記ユーティリティは、このことがどれだけ速く発生していること、又は故障ケーブルが前記ネットワーク内のどこにあるかを判定するための容易な仕方を具備しない。

地下監視システムは、地下電気システムを監視するように構成される１つ又は複数のセンサと、前記１つ又は複数のセンサを監視するように構成されるプロセッサと、条件が前記プロセッサによって検知されたときに、アラームを送信するように構成されるアラーム装置と、を具備する。前記プロセッサは、後のユーザへの伝送のために、１つ又は複数のセンサによって検知された条件をログ記録するように構成されても良い。前記伝送は、定期的又は時折であっても良く、かつプロセッサによって、又はユーザによって開始されても良い。さらに、ユーザは、ローカル又は遠隔であっても良い。

追加の特長及び利点は、本願で説明されるとともに、次の詳細な説明及び図面から明白になる。

一実施形態では、地下監視システムが構成される。前記地下監視システムは、地下二次分配システムの多くの異なる構成を測定及び記録するための便利な方法とともに、電気ユーティリティを構成するのが好ましい。しかしながら、前記地下監視システムは、任意の適切なエンティティに任意の適切な特長を構成しうる。一実施形態では、前記システムは、地下ネットワーク内の開いたリミッタ及び／又は故障ケーブルを発見するのに使用される。他の実施形態では、前記システムは、電圧電力品質、危険な接触電圧、指向性のある電力潮流、システムインピーダンス、及び／又は任意の他の適切なパラメータ又は値のような、分配システムの他のパラメータを監視する。他の実施形態では、他の装置は、変圧器、ネットワーク保護器、蒸気及びガス装置、カソード防食システム、及び／又は、温度、湿度、油及び水位のような環境のパラメータ、及び／又は任意の他の適切な装置又は環境のパラメータを監視される。

一実施形態は、図１−２に図説される。監視システム１００は、１つ又は複数の監視装置１０２を具備する。監視装置１０２は、それらが監視する条件に関する情報をリーダー１０４（例えば、ＰＣ又はＰＤＡ）に通信することが可能である。図２内に示されるように、監視装置２００は、１つ又は複数のセンサ２０２を具備しても良い。センサ２０２は、電力供給線路システム２０８の条件、環境の条件又は任意の他の適切な条件を監視しうる。監視装置２００はまた、情報を他の装置２０６に伝送する送信器２０４を具備しうる。前記伝送は、有線又は無線であっても良く、他の装置２０６は、リレー、ブリッジ、他の監視装置２００、ＰＤＡ、又は任意の他の適切な装置であっても良い。さらに、前記監視装置は、地下、又は任意の他の適切な位置に配置されても良い。同様に、他の装置２０６は、地上、又は任意の他の適切な位置に配置されても良い。

一実施形態では、前記地下監視システムは、前記システムの全ての他の部分を制御するためのマイクロプロセッサを具備する。しかしながら、前記マイクロプロセッサは必須ではない、又は任意の適切な制御能力及び／又は役割を具備しうる。前記システムは、また、電力供給（例えば、線間電圧、電流又は電池電力供給、又は任意の他の適切な電力供給）を具備するのが好ましい。前記システムは、また、電流及び電圧トランスデューサを具備しても良い。しかしながら、そのようなトランスデューサは必須ではない。前記システムは、また、地下導体状態及び他のアラーム状態のためのＶＬＦビーコンシステムを具備しても良い。しかしながら、前記システムがそのようなビーコンシステムを具備することは必須ではないので、前記システムは、異なるタイプのビーコンシステムを具備しても良く、及び／又は前記システムは、任意の適切な機能を具備するビーコンシステムを具備しても良い。選択的に、前記システムは、ＶＬＦネットワークメッセージパッシング、又は任意の他の適切な目的のためのＶＬＦトランシーバを具備しても良い。しかしながら、そのようなトランシーバは必須ではないとともに、任意の適切なタイプのトランシーバが具備されても良い。

一実施形態では、前記システムは、接触電圧監視、二次導体監視及び／又は電力品質監視器を具備する。しかしながら、そのような監視器は必須ではない。一実施形態では、前記システムは、電力潮流監視、又は任意の他の適切な目的のための電圧位相角トランスデューサを具備しても良い。しかしながら、そのようなトランスデューサは必須ではない。

一実施形態では、前記システムは、データダウンロード、又は任意の他の適切な目的のための高速ＲＦ接続を具備しても良い。しかしながら、そのような接続は必須ではないとともに、任意の他の適切な接続が具備されうる。種々の実施形態では、前記システムは、任意の他の適切なデジタル装置（例えば、ネットワーク保安装置リレー、又は任意の他の適切なインターフェース又は装置）へのインターフェースを具備する。しかしながら、そのようなインターフェースは必須ではない。さらに、種々の実施形態では、前記システムは、カソード防食監視、温度センサ、湿度センサ、水位センサ、変圧器監視、電力潮流センサ、ＮＰリレー監視、及び／又は任意の他の適切なセンサ又は監視のような任意の他の適切なセンサ又は監視を具備する。しかしながら、そのようなセンサ又は監視は必須ではない。

一実施形態では、前記システムは、ＶＬＦ−ＷＡＮブリッジを具備する。しかしながら、前記システムは、任意の他の適切なブリッジを具備しても良く、かつそのようなブリッジを具備することは必須ではない。他の実施形態では、前記システムは、高速ＲＦ−ＷＡＮブリッジを具備する。しかしながら、前記システムは、任意の他の適切なブリッジを具備しても良く、かつそのようなブリッジを具備することは必須ではない。

前記システムは、データ管理及び解析又は任意の他の適切な目的のためのソフトウェア（例えばＰＣソフトウェア、又は任意の他の適切なソフトウェア）を具備するのが好ましい。しかしながら、そのようなソフトウェアは必須ではない。一実施形態では、前記システムは、（ＶＬＦ無線及び／又は高速ＲＦトランシーバ又は任意の他の適切な伝送機構を伴う）野外使用、又は任意の他の適切な目的のためのソフトウェア（例えば、ＰＤＡソフトウェア又は任意の他の適切なソフトウェア）を具備する。しかしながら、そのようなソフトウェアは必須ではない。さらなる他の実施形態では、前記システムは電力線通信（ＰＬＣ）トランシーバを具備する。しかしながら、そのようなトランシーバは必須ではない。

種々の実施形態では、前記ユーティリティは、１つ又は複数の上記で言及された装置、特長、及び／又は前記システムの機能を、具備し、除外し、又は具備するが使用せずに、１つ又は複数の位置内に存在する監視の量を選択することが可能である。例えば、実施形態を１つ又は複数の地下通路をネットワーク保護器、変圧器、及び他の装置とともに応用するときに、上記で説明された装置、特長、及び／又は機能の多くを具備するのが好ましい一方で、コスト他の考察のために、実施形態を１つ又は複数の地下分岐ボックスを、二次導体及び電流リミッタのみとともに応用するときは、より少ない装置、特長、及び／又は機能（例えばマイクロプロセッサ、電力供給、電流、及び／又は電圧トランスデューサ、ビーコンシステム及び二次導体監視、又は任意の他の適切な装置、特長及び／又は機能の組）を具備するのが好ましい。しかしながら、上記の又は他の構成要素の任意の適切な組み合わせが、実施形態の任意の適切なアプリケーション内の地下監視システムで具備されても良い。地下監視システムが設計及び／又は構成された後に、それに構成要素が追加されうるのが好ましい。しかしながら、地下監視システムは、作成時に、追加を完了及び／又は不可能にしても良い。ＶＬＦ−ＷＡＮブリッジ、高速ＲＦ−ＷＡＮブリッジ、及び種々のソフトウェア構成要素は、地下に設置されないのが好ましい。しかしながら、任意の構成要素は、任意の適切な位置に設置されても良い。例えば、ＷＡＮ接続が地下で利用可能なら、又は任意の他の条件がそのような設置を好ましくするならば、いずれかのブリッジは、地下に設置されても良い。

前記マイクロプロセッサは、設置された全構成要素に指示するのが好ましい。しかしながら、前記マイクロプロセッサは全部よりも少ない設置された構成要素に指示しても良い。各々の設置された構成要素は、それ自身の監視及び記録機能を実行し、それは、前記マイクロプロセッサをもって実施されても良く、又は構成要素の自身の別個のマイクロプロセッサをもって実施されても良い。しかしながら、１つ又は複数の設置された構成要素は、任意の適切な装置によって、任意の適切な仕方で監視及び記録されても良い。もし機能が別個のマイクロプロセッサを使用するならば、プロセッサ間の通信は、ＲＳ−２３２、ＵＳＢ、又は何らかの他のローカルプロトコルによるのが好ましい。しかしながら、任意の適切な通信プロトコルが使用されても良い。一実施形態では、前記マイクロプロセッサは、他の構成要素のためのハブとして動作する、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＣＥを実行するＸＳｃａｌｅ（登録商標）又はＡＲＭ（登録商標）プロセッサであっても良い。しかしながら、任意の適切なマイクロプロセッサ又は電子回路が使用されうる。他の実施形態では、前記マイクロプロセッサは、前記電力品質監視器内で使用されるのと同一のプロセッサである。しかしながら、前記電力品質監視器は、同一のプロセッサを使用することは必須ではない。さらなる他の実施形態では、ＤＳＰは、プロセッサとして機能しうる。しかしながら、ＤＳＰは必須ではなく、及び／又は、任意の他の適切な仕方で機能しうる。

前記マイクロプロセッサは、全設置構成要素を監視するとともに、（もし構成要素それら自体によってログ記録されないならば）任意の必要なログ記録を実行するのが好ましい。しかしながら、前記マイクロプロセッサは、それ自体をログ記録及び監視する構成要素に加えて、又は代わりに、設置された構成要素の任意の部分集合を監視及びログ記録しても良い。前記マイクロプロセッサは、もし設置されているならば、ＶＬＦビーコンを使用してアラーム警告を送信するのが好ましい。しかしながら、アラームは任意の適切な仕方で送信されうる。もしＶＬＦ通信システムが設置されると、前記マイクロプロセッサは、ビーコン警告に加えて、又は代わりに、ＶＬＦ通信システムを通して、又は任意の他の適切な仕方で、警告メッセージを送信しても良い。一実施形態では、前記マイクロプロセッサは、また、デジタルインターフェースを伴う他の装置からの情報を、それ自身のデジタルインターフェースをもって、又は任意の他の適切な仕方で、監視及びログ記録しても良い。１つの実施例は、ネットワーク保安装置リレーへの接続になる。一実施形態では、前記マイクロプロセッサは、リレー動作、位相差電圧、又は任意の他の適切なログ記録可能な情報をログ記録しうるとともに、また、前記リレー及び他の通信接続の間のＶＦＬ−ＷＡＮ又はＲＦ−ＷＡＮブリッジを使用する、又は任意の他の適切な仕方でのブリッジとして動作しうる。他の実施形態では、前記マイクロプロセッサは、任意の他の適切なセンサを使用して、又は任意の他の適切な仕方で、任意の適切なアナログセンサ及びトランスデューサを測定及び／又はログ記録しうる。

一実施形態では、ユーティリティ要員は、ネットワークグリッドの部分又は全体を、徒歩で、又は乗り物で、又は任意の他の適切な仕方で、ＰＣソフトウェア又はＰＤＡソフトウェア及び適切な受信器を使用して、又は任意の他の適切な装置及び／又はソフトウェアを使用して、定期的にパトロールするのが好ましい。任意のビーコン警告が、ユーティリティ作業者によって調査されるのが好ましい。一実施形態では、ユーティリティ作業者は、もし設置されているならば、高速ＲＦ接続（例えばブルートゥース（登録商標）又はＷｉＦｉ）を使用して、又は任意の他の適切な仕方で前記装置に接続しても良い。この高速接続をもって、ユーザは、地下通路に入ることなく記録されたデータをダウンロードしうる。高データレートでのＲＦ伝播の制限又は任意の他の適切な束縛条件のために、前記ユーザは、通常はマンホール又は格子の直下に位置しているアンテナの見通し線に近いのが好ましい。しかしながら、ユーザは、任意の適切な仕方で、高データレート又は遅いデータレートを達成しうる。

ＶＬＦ−ＷＡＮブリッジが利用可能であるとともに、ＶＬＦビーコンが設置された一実施形態では、警告ビーコンは、前記地下位置の近くにいなくても、前記ユーティリティオフィスで受信されても良い。前記ブリッジによって受信されたビーコンメッセージは、ＷＡＮを通して、又は任意の他の適切な仕方で、前記ユーティリティにリレーし戻される。

ＶＬＦ−ＷＡＮブリッジが利用可能であるとともに、ＶＬＦトランシーバが設置された他の実施形態では、２方向通信が、前記ユーティリティオフィス及び前記地下位置の間で可能である。この構成では、前記ブリッジは、前記ユーティリティＰＣネットワーク及び（その端点がマイクロプロセッサである）地下ＶＬＦネットワークの間の双方向トラフィックを通過させるのが好ましい。

一実施形態では、前記ＷＡＮネットワークはイーサネット（登録商標）、又はＷｉＦｉネットワーク、Ｈａｚｅｌｔｉｎｅシステムのような低速電力線搬送システム又は任意の他の適切なネットワークであっても良い。

高速ＲＦ接続が設置されるとともに、高速ＲＦ−ＷＡＮブリッジが設置されている他の実施形態では、高速データが、マイクロプロセッサ及び前記ユーティリティＷＡＮの間で交換されても良い。一実施形態では、ブルートゥース（登録商標）トランシーバ及びブルートゥース（登録商標）−イーサネット（登録商標）ブリッジが使用される。この実施形態では、前記ブリッジが地上にあり、ＷＡＮに接続されるのが好ましい一方で、ブルートゥース（登録商標）トランシーバは、地下に配置される（前記マイクロプロセッサに直接的又は間接的に接続される）のが好ましい。しかしながら、前記トランシーバ及びブリッジは、任意の適切な仕方で配置されても良い。トランシーバのためのアンテナは、前記ブリッジのためのアンテナに対していくらかの見通し線への露出を伴ってマンホール蓋又は金属格子の下にあるのが好ましく、ビルディング又は電信柱上に搭載されても良い。代替的に、上記の構成要素は、任意の適切な仕方で配置及び配置されても良い。

種々の実施形態では、前記ＷＡＮ接続はセルラーモデム接続、デジタルセル接続（例えばＣＤＭＡ、ＥＶＤＯ等）、衛星ＲＦ接続又は任意の他の適切な接続又は接続である。

一実施形態では、前記マイクロプロセッサから回収されたデータは、ＰＣソフトウェア又は任意の他の適切なソフトウェアを使用して、解析及び蓄積される。他の実施形態では、ＰＤＡソフトウェア又は任意の他の適切なソフトウェアが、また、実時間データを表示する、及びもし存在するならば、高速接続を通してデータをダウンロードする、又はもし存在するならば、ビーコンシステム及び／又はトランシーバを通して低速データ及び警告を受信しても良い。

種々の実施形態では、マイクロプロセッサは全の他の構成要素のための中央制御であるのが好ましい。しかしながら、任意の異なる適切な制御地形図を利用しても良い。前記マイクロプロセッサ（又はプロセッサ）は、低電力マイクロプロセッサ又はＤＳＰ、組み込みＬｉｎｕｘ（登録商標）又はＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＣＥシステム又は任意の他の適切なシステム又は処理装置であっても良い。前記プロセッサは、他の構成要素又は構成要素のプロセッサと共有されても良い（例えば、前記電力品質監視器又は任意の他の適切な装置）。

前記マイクロプロセッサは、他の全構成要素を監視するとともに、選択的に他の構成要素からのデータをログ記録するのが好ましい。しかしながら、前記マイクロプロセッサは、構成要素の任意の適切な部分集合を監視しうるとともに、データをログ記録することは必須ではない。一実施形態では、前記プロセッサは、他の構成要素及び外部の接続の間の全の通信を管理及びルーティングする。しかしながら、そのような管理及び経路は必須ではない。

一実施形態では、前記マイクロプロセッサは、データタイムスタンプのための実時間クロックを具備する。他の実施形態では、前記プロセッサは、任意の適切な通信機構を介して外部のソースからタイミング情報を受信する。

種々の実施形態では、いくつかの電力供給の選択肢が実施される。線間電圧電力供給は、好ましい電力供給であるとともに、前記電力品質監視器のそれと同様に、６０−６００Ｖ交流入力範囲に対して設計される。しかしながら、前記電力供給は、任意の適切な電力供給でありうるとともに、任意の適切な設計及び／又は入力範囲を具備しうる。

他の実施形態では、前記システムは、長寿命のリチウム電池、あるいは、一次又は再充電可能、又は任意の他の適切な電源を具備する。前記電池は、（もし線間電圧電力供給又は他の電力供給がまた存在するならば）故障の間の電力供給を構成するのが好ましい。しかしながら、前記電池は、任意の適切な時間に電力供給を供給しうる。もし前記電池が唯一の電源であるならば、装置全体は低電力モードで動作し、電池電力供給を保存するために定期的にのみサンプリングするのが好ましい。しかしながら、前記装置は、任意の適切な仕方で動作しうる。アラーム条件が発生するときには、ビーコン送信器は、好ましくは、電力節約パターンで警告を定期的に送信するのに使用される。しかしながら、前記ビーコンは、種々の実施形態で任意の適切な仕方で動作しうる。もし前記ユニットが電池電力供給を使用しているならば、ビーコン伝送は、電池電力供給を保存するために、実質的に最小に維持されるのが好ましい。前記ビーコン伝送時間及び反復率は、低減されるのが好ましい。幾年かの電池寿命が好ましい。しかしながら、前記電池は、任意の適切な予定又は実際の寿命を具備しうる。この実施形態の装置は、導体が（例えば、二次導体監視によって判定される）開になる、又は任意の他の適切なアラーム条件が宣言されるまで、非常に少ない電力を引き込むのが好ましい。次いで、前記ビーコンは比較的大量の電力を消費する。前記マイクロプロセッサは、ユーティリティが前記ビーコンを検知するのに、充分長く定期的に前記ビーコンを伝送するように、プログラム又は構成されるのが好ましい。例えば、もし前記ユーティリティが、１月に１度ビーコンの前記ネットワークグリッドを調査するならば、前記電池は、前記電池が切れる前に前記ユーティリティがそれを検知することを保証するために、少なくとも１月の間前記ビーコン送信器に電力供給するのが好ましい。一度前記ユーティリティが前記ビーコンを検知したら、開いた導体は置換される、又は他のアラーム条件が検査される、及び前記装置の電池は置換される又は再充電されても良い。もし前記電池が前記ユニット内で封止されているならば、組立全体が置換されても良い。予想外に寿命の短い電池又は予想外に長いビーコンの検査の間の隙間でもビーコンの見逃しを引き起こさないより高い確実性を提供するために、前記電池は、前記ユーティリティによるビーコンの検知の試みの間の予定又は実際の間隔よりもより長い寿命を具備しても良いことに留意すべきである。

種々の実施形態では、線間電圧供給に加えて、又はその代わりに、二次導体の外部磁界から電力を引き込む電力供給が使用されても良い。前記装置を動作するための平均電力は、非常に低い（通常は１ワットより下だが、前記装置は、任意の適切な量の電力供給を要求しうる）のが好ましいので、装置電力供給を構成するために、外部磁界から、充分な電力がピックアップコイルをもって引き込まれても良い。前記ピックアップコイルは、鉄心トランスデューサが、ロゴスキーコイルの代わりに使用されても良い場合に、電流トランスデューサに一体化されても良い。しかしながら、そのような誘導ベースの又は他の電磁気力利用電源が、任意の適切な仕方で実施されても良い。

代替的に、もし、マンホール内又は任意の他の適切な位置から利用可能であるならば、前記ユニットは、外部の交流又は直流電源から電力供給されても良い。種々の実施形態では、装置全体のための１つ又は複数の電力供給構成要素は、選択的な構成要素からの供給を共有しても良い。（例えば電力品質監視器は、装置全体に電力供給可能な線間電圧電力供給を具備しても良い。）

種々の実施形態が、種々の電力供給構成を具備するとともに、種々の実施形態では、種々の特長及び／又は構成要素は、特定の電力供給モードが存在するときのみ利用可能である。例えば、前記ＲＦ接続は、一実施形態では、線間電圧電力供給から動作するときのみ動作しても良い。他の実施形態では、前記ビーコン送信器は、利用可能な電力供給ソースに依存して、異なるように（例えば、異なる電力供給レベル、変調技術、等）動作しても良い。

一実施形態では、前記電力供給は、エネルギーを蓄積するためのユーティリティを具備しても良い。例えば、もし前記電源が交流導体電流であるならば、前記電力供給はＶＬＦビーコン送信器を継続的に電力供給するのは不可能かもしれない。この場合には、それは、キャパシタ又は電池にエネルギーを蓄積しても良い。次いで、充分なエネルギーが存在するときは、前記マイクロプロセッサはバースト転送を送信しうる。前記電力供給は、次いで、エネルギー蓄積装置を再充電する。

一実施形態では、前記システムは、低コストのロゴスキーコイルトランスデューサを使用する。そのような装置は、存在の地下通路に設置するのが容易でありうる。例えば、もし前記装置が線電流から電力供給されるならば、スプリットコアＣＴは、同様に又は代替的に使用されても良い。一実施形態では、トランスデューサは各々の監視された導体に対して要求される。前記トランスデューサは、前記マイクロプロセッサ及び前記電力品質監視器によって、監視に適切な電圧出力を構成する。生出力は、派生電流に比例するので、前記ロゴスキーコイルトランスデューサの出力は通常通りに統合されるが、いくつかの実施形態（例えば、電力品質監視器を具備していないいくつかの実施形態）では、それは好ましくないかもしれない。一実施形態は、増幅、整流、及びローパスフィルタリングを具備する。

電力品質監視器が存在する一実施形態では、電流トランスデューサが、二次導体電流監視、及び電流リミッタ動作のために使用される。

種々の実施形態では、電圧トランスデューサは、低電圧（６００Ｖ及びそれより下）の二次導体への直接接続を具備する。電力供給抵抗器は、小さい信号レベルに電圧を低減するのに使用されるのが好ましい。しかしながら、そのような抵抗器は、必須ではない、又は任意の適切な目的を具備しうる。

種々の実施形態では、電圧トランスデューサは存在しない、又は電力品質監視器のように選択的構成要素に一体化される。

一実施形態では、送信器ビーコンによって、（誰かが夜にマンホールを見下ろすことを要求する）フラッシュ灯、（誰かがマンホール内にいることを要求する）ローカルディスプレイ、又は（ＲＦ伝播のために、アンテナがマンホールの近くに設置されることを要求する）他のＲＦ手段のような他の信号方法と比較して、比較的に容易に、前記ユーティリティが開いた導体、又は（例えば、前記マイクロプロセッサ又は他の接続された装置によって宣言されるような、又はトランシーバを通してリレーされた）任意の他の適切なアラーム条件を発見することを可能にする。しかしながら、前記送信器ビーコンは、必須ではないとともに、任意の適切な機能を任意の適切な困難性の程度をもって構成しても良い。

一実施形態では、前記ビーコンは、それが地上で、及び乗り物内で受信されうるように、その信号が、岩、水又は任意の他の適切な物体を貫通することが可能であるように設計される。しかしながら、前記ビーコンは、任意の適切な設計を具備しうるとともに、前記信号は、任意の適切な貫通及び／又は伝送性質を具備しうる。範囲は、固体地球を通して、少なくとも２０フィートであるのが好ましい。しかしながら、前記範囲は、任意の適切な物体を通る任意の適切な距離であっても良い。一実施形態では、前記ビーコンは、少なくとも前記装置の特定、又は任意の他の適切な情報を具備するバーストメッセージを定期的に（例えば、２，３秒毎に、又は任意の他の適切なスケジュールで）伝送する。選択的に、開いた導体の数、又は他のアラーム状態詳細は、同様に又は代替的に伝送されうる。一実施形態では、ビーコン動作は、雪を通して伝送するためにＶＬＦ無線を使用する雪崩位置特定装置に類似である。

前記送信器ビーコンは、何フィートもの岩、地球、水、金属、コンクリート、又は任意の適切な物質を通して信号を伝送するのが好ましい。しかしながら、前記送信器ビーコンは、任意の適切な仕方で任意の適切な距離だけ信号を伝送しうる。もし所望するならば、ＶＬＦ範囲（３ｋＨｚ−３ＯｋＨｚ）、又はさらにはおそらくＵＬＦ範囲（３００Ｈｚ−３ｋＨｚ）又はＬＦ範囲（３０ＫＨｚ−３００ＫＨｚ）での送信器が、充分な電力とともにシステムによって使用されても良い。種々の実施形態では、ＶＬＦバンドで使用されるＦＳＫ又はＭＳＫ構造のような任意の他の適切な構造が使用されても良い。

前記システムは、ループアンテナを使用するのが好ましい。しかしながら、前記システムは、フェライトコイルアンテナ又は任意の他の適切な装置を使用しても良い。接地アンテナは、他の実施形態上で使用される。一実施形態では、少なくとも前記装置の唯一のＩＤ、又は任意の他の適切な情報を具備する短いビットシーケンスを送信するために簡潔な変調構造が使用される。しかしながら、任意の適切な変調構造が使用されうる。開いた導体の数又は、前記マイクロプロセッサ又は任意の他の適切な装置によって判定される任意の他の適切なアラーム状態は、同様に又は代替的に伝送されても良い。一実施形態で使用される１つの変調技術は、存在のモデム構造（例えばＢｅｌｌ １０３（３００ボー），Ｂｅｌｌ ２１２Ａ，Ｖ．２１，Ｖ．２２等Ｖ．２９、半二重構造、ＦＳＫ又はＭＳＫ構造、又は任意の他の適切な構造）を使用することである。前記スペクトルを９ｋＨｚより下に維持することが好ましい。なぜなら、ＦＣＣ規制は、ある周波数の下には適用されないからである。しかしながら、前記システムは任意の適切なスペクトルを利用しうる。

一実施形態の伝播特性のために、前記アンテナは、地下通路内のどこにでも（地下通路内の大きい金属物体のために起こりうる制限を伴って）配置されうるとともに、前記受信器の見通し線は必要とされない。任意の他の適切なＲＦ技術（ブルートゥース（登録商標）等）を使用する種々の他の実施形態では、受信器への開路が好ましく、それは、アンテナがマンホールの近くにある（又は少なくともマンホール内の孔の見通し線を伴う）のが好ましくなることによって、設置を複雑にするかもしれない。一実施形態では、前記アンテナは、前記トランシーバと共有される。

種々の実施形態では、実質的に全指向伝送を構成するために、複数のアンテナが使用される。トランシーバを具備する一実施形態では、ＶＬＦネットワーク経路を最適化するために指向性アンテナが選択的に使用される。

一実施形態では、前記システムは、種々の上記の実施形態で説明された前記送信器ビーコンに類似又は同等な設計を伴うＶＬＦ送信器と、以下の種々の実施形態で説明されるＶＬＦ無線に類似又は同等な設計を伴う受信器と、を具備する。しかしながら、前記システムは、ＶＬＦ送信器又はＶＬＦ無線を具備することは必須でなく、かつこれらの２つの装置は、もし存在するならば、任意の適切な設計を具備しうる。

一実施形態では、メッセージは、装置のマイクロプロセッサによってデコード及び受信される。もし前記装置が意図された受信装置でなければ、前記メッセージは、他の近くの受信器がそれを受信しうるように、前記装置によって再同報通信される。一実施形態で使用される前記プロトコルは、全体の地下ネットワークグリッドの部分を通して、ＶＬＦ網目状ネットワークを構成する。受け手がそれを受信するまで、メッセージは渡される。前記プロトコルは、すでに装置が一度同報通信したメッセージを、特定の時間フレームの内部で同報通信するのを防止する、ネットワークの仮想マップを維持するとともに意図される受信装置に近い他の装置から受信されたメッセージを同報通信しない、又は、ネットワーク内の２つ又は複数の装置の間でメッセージが繰り返し伝播するのを防止する任意の他の適切な機構または構造のような、フィードバック伝播を防止する機構を具備しても良い。種々の実施形態では、ネットワーク経路情報は、経路を改善するために前記マイクロプロセッサに送信される。前記ノードは、通常は実質的に永久に設置されるのが好ましいが、変化するＲＦ特性及びＰＤＡを伴うユーザのような端点のランダム性、又は任意の他の適切な要素を取り扱うために、いくつかのアドホックな機能が存在するのが好ましい。しかしながら、前記ノード及び前記ネットワークは、任意の適切な仕方で構成又は再構成されうる。

種々の実施形態では、２つまたは複数のＶＬＦループ又はフェライトアンテナ、又は任意の他の適切なアンテナが、１つ又は複数の地下位置内で使用される。指向性を具備するアンテナに対しては、２つまたは複数のアンテナを具備することによって、ダイバーシティ受信効果が可能になるとともに、また前記装置が特定の方向に選択的に伝送させ、前記マイクロプロセッサが行き先ノード又は中間ノードに到達するのにどの方向が最適であるかを知っていれば、経路を改善する。

一実施形態では、前記受信器は、６０Ｈｚ及び／又はハーモニックノイズを受信するために、別個のピックアップコイル又はトランスデューサを具備する。この信号は、ＶＬＦ受信器内のノイズを低減する、又は任意の他の適切な目的のために、アナログ回路又はデジタルでのいずれか、又は任意の他の適切な機構とともに、６０Ｈｚ同期化、櫛型フィルタリングのような相殺アルゴリズム、（同期するノイズを除去するために）後続サイクルからの１つの６０Ｈｚサイクルを「シフトする及び減ずる」、又は任意の他の適切なアルゴリズムのために使用されても良い。種々の実施形態では、別個のＤＳＰ又は他のプロセッサは、前記マイクロプロセッサの代わりに前記受信器デコード機能を実行する。

一実施形態では、低ビットレート及び／又は低信号対雑音比のために、高順位のアラームが、ＶＬＦネットワークを通って低順位のトラフィックより先に伝播することが可能なプロトコルとともに、エンコーディングアルゴリズム及び誤差訂正／検知アルゴリズムが好ましい。しかしながら、そのようなアルゴリズムもそのようなプロトコルも必須ではない。

一実施形態では、メッセージは、２つの地下ノードの間（例えば、地下通路内の１つのネットワーク保安装置から、離れた地下通路内の遠隔のネットワーク保安装置に）、又は１つの地下ノードから、地上の端点（例えば、ＰＤＡを伴うユーザ、又はＶＬＦ−ＷＡＮブリッジ）に送信される。種々の実施形態では、メッセージルーティングは、前記メッセージのタイプが同報通信メッセージでないならば、行き先に到達したら終了する。しかしながら、メッセージルーティングは、任意の適切な仕方で導かれうる。種々の実施形態では、パケットは「低信頼」（例えば受領通知なし）であり、又は「高信頼」であるので、コネクションレス型又は接続タイプモードのいずれか又は両方が実施される。

一実施形態では、前記ネットワークは、より遅い、より低信頼のＨａｚｅｌｔｉｎｅ及び他の電力線搬送方法を置換するように設計される。しかしながら、前記ネットワークがそのような方法を置換するのは必須ではなく、かつ前記ネットワークは、任意の適切な仕方で設計されうる。電力線ブロードバンド（ＢＰＬ）は、いくつかのアプリケーションでは非効率的でありうるとともに、ファイバ又はイーサネット（登録商標）を設置することは、いくつかのアプリケーションでは高価になり過ぎるかもしれない。この実施形態のＲＦの性質は、設置を廉価にするとともに、ＵＬＦ／ＶＬＦ／ＬＦバンドの伝播特徴は信頼性を提供する。

ＶＬＦ受信器及びアンテナが前記システム内に存在する一実施形態では、前記システムは、また、６０ＫＨｚでのＷＷＶＢ時間信号を受信するための調整された回路及びデコーダ、又は、任意の他の適切な周波数での任意の適切な信号を受信するための任意の他の適切な装置を具備する。これは、装置が正しい時刻を維持するのを可能にするのが好ましい。しかしながら、いかなる装置に正しい時刻を維持させることも必然でない。

（時々、迷走電圧と呼ばれる）接触電圧は、露出した導体上の好ましくない電圧である。これは、マンホール蓋又は金属格子が、通電導体に（電線絶縁の故障により）直接的に、又は水、雪又は任意の他の適切な導通機構を通して間接的に接触することによって電圧が印加されるときに、度々引き起こされる。重大な傷害又は死亡が、これらの電圧が印加された金属製物体との接触から引き起こされうる。種々の実施形態では、いくつかの又は全部の前記システムは、接触電圧の可能性が存在する環境内に設置されるので、前記システムは、この条件を監視、記録及び／又は報告するためのトランスデューサとともに設置されても良い。

一実施形態では、前記トランスデューサは、１つ又は複数の露出した通電性の物体（例えばマンホール、マンホール環、金属格子、接続箱の蓋等）及びシステム中性点の間の電圧を測定する。前記トランスデューサは、通常、（もし金属物体がまた地面への経路を具備するならば、大地電流の流れを発生させる）直接的な金属物体の中性点への接続を防止するために、２つの測定点の間に（例えば１ＭΩを超える、又は任意の他の適切な値の）高いインピーダンスを示す。もし電圧が発生すると、前記トランスデューサは、ＲＦ及び他の非６０Ｈｚノイズを誤登録することを防止するように、人体のインピーダンスをより近接して模倣する皮相インピーダンスを低減する。インピーダンスは、通常５００又は１５００Ωの最小をもって、電圧上昇とともに動的に調節される。しかしながら、インピーダンスは、任意の適切な仕方で調節されても良い。最低インピーダンス（又はある基準インピーダンスより下）の電圧は、一実施形態で接触電圧アラームを宣言するのに使用される。しかしながら、任意の適切な電圧又は他の値は、接触電圧アラームを宣言するのに使用されうる。大地電流を防止するため、又は任意の他の適切な目的のために、トランスデューサは、一実施形態では長い時間期間の間インピーダンスを低く維持しない。前記トランスデューサは、前記接触電圧を検査するために、インピーダンスを定期的に低下させる。種々の実施形態では、前記トランスデューサは、電源インピーダンスを推定するために、同様に又は代替的に、電圧対インピーダンス内の変化を使用するとともに、それ自身のインピーダンス変化を調節するためにその情報を使用しうる。電圧、トランスデューサ及び／又は電源インピーダンスは、後のダウンロードのためにログ記録されるのが好ましい。しかしながら、ログ記録は必須ではない。一実施形態では、前記トランスデューサインピーダンスは、特定の値で固定される、及び／又は、インピーダンス対電圧及び／又は電流の曲線は、前記ユーティリティ又は任意の他の適切なエンティティによって、ローカルな規格又は任意の他の適切な規格に依存して選択される。

一実施形態では、もし接触電圧アラームが（例えば、前記ユーティリティによってプログラムされたセットポイントを、任意の適切なソフトウェアとともに使用して、又は任意の他の適切なトリガ機構を使用して）トリガされると、前記アラームは、前記ＶＬＦビーコンとともに伝送される、又は任意の適切なネットワーク上で送信される、又は可聴アラームのような任意の他の適切な仕方で通信及び／又は伝送される。

一実施形態では、低電力マイクロプロセッサ（例えばＰＩＣナノワットプロセッサ又は任意の適切なプロセッサ）が使用される。種々の実施形態では、もし前記電圧が充分高いならば、前記接触電圧それ自体から電力供給が引き込まれる。例えば、もし接触電圧が５ボルトより下ならば、次いで、前記電圧は記録されない（とともに、種々の実施形態によると安全である）。もし前記電圧が５Ｖより上に上昇するなら、装置は、電力供給を開始するとともに、定期的な間隔で前記電圧を記録開始する。電圧上昇につれて、前記ユニットは、前記接触電圧それ自体からより多くの電力供給を引き込みうる。もし前記電圧がプログラム可能な又は固定しきい値より上に上昇したならば、１つ又は複数のアラームビーコンが、利用可能な電力に依存して有効にされる。例えば、ＶＬＦビーコン、可聴警告及び／又は任意の他の適切な警告が有効にされうる。自己電力供給モードでは、もし前記電圧が前記ユニットを電力供給するのに不十分なレベルに戻ったら、前記マイクロプロセッサはスリープに戻る。一実施形態では、電圧が上昇する（そうしてより危険な条件に指示する）と、利用可能な電力供給は増大し、増加的な強力アラーム発音を可能にする。

前記電力供給は、前記接触電圧それ自体から電力を引き込む一実施形態では、前記電力供給は、接触点及び中性点との間に出現するインピーダンスをまた動的に調節する、電圧トランスデューサ回路に一体化される。前記装置によって消費される変化する電力供給は、実質的に前記マイクロプロセッサによって選択されたインピーダンスを変化させないのが好ましい。しかしながら、変化する電力消費は、任意の適切な効果を具備しても良い。

一実施形態では、前記ユーティリティは、携帯型リーダーをもって前記システムを調査しても良い。このリーダーは、ポールの端にコイルを、又は任意の他の構成を伴って、金属検知器、又は任意の他の適切な装置のような形をしていても良い。前記コイルは、監視装置の前記受信器コイルに電力を磁気誘導する。一実施形態では、この受信器コイルは、前記携帯型リーダーからデータを受信するとともに、前記装置を起動する。前記装置は、前記装置が、記録の間にいつでもアラーム条件が到達したかどうかを返信するのに充分なエネルギーが蓄積されるまで、電力を受信継続する。これは、ＲＦＩＤ自己電力供給技術に類似するが、低周波数で、又は任意の他の適切な修正を伴うか又は全く修正を伴わない。種々の実施形態では、前記装置は、街灯、マンホール蓋、金属分岐ボックス、スイッチギヤのような金属筐体、又は任意の他の適切な障害を通して電力供給されるとともに読まれても良い。一実施形態では、通信範囲は、概ね１−２フィートであり、１インチの厚さのマンホール蓋をも通る。しかしながら、前記通信範囲は、任意の適切な距離であっても良い。前記携帯型リーダーは、前記電圧が前記ユニットを電力供給するのに充分高いときに、又は任意の他の適切な時点で、前記装置で、記録される記録データ（例えばヒストグラム、ストリップチャート、又は他の適切なデータ）をクエリし続けても良い。

一実施形態では、全指向性を保証する、又は任意の他の適切な目的のために、複数のフェライトコアコイルが、直交３軸構成又は任意の他の適切な構成で使用される。一実施形態では、前記ユニットは、キャパシタを充電するために、前記コイルからの誘導された整流電圧を使用することによって、受信されたＲＦエネルギーから電力供給される。一度前記キャパシタがメッセージを返送するために充分なエネルギーをもって充電されると、前記マイクロコントローラは、起動するとともに、前記受信器に状態メッセージを返送する。一実施形態では、これは、前記キャパシタと反対のリアクタンス性のインダクタンスを通して、前記キャパシタを充電することによって達成される。他の実施形態では、静的ＣＴＳ又はＤｉｃｋｓｏｎ充電ポンプを使用するキャパシタチャージポンプ設計、又は任意の他の適切な充電機構のような、他のスイッチ−キャパシタ方法が実施される。

代替的な実施形態では、前記装置は、主電池によって、少なくとも５−２０年の、又は任意の他の適切な長さの予定寿命を伴って電力供給される。他の代替的な実施形態では、前記装置は環境ＲＦ場（例えばＡＭ及びＦＭ放送バンド又は他の適切な信号）から収穫されたエネルギーからそれ自体を電力供給しうる。さらなる他の実施形態では、太陽電池又は任意の他の適切な電源（例えば、風力、水力発電、燃料電池、津波、地熱等）が、エネルギー収穫のために使用される。

種々の実施形態では、ユーティリティクルーは、定期的（例えば、１年に１度、季節に１度、又は任意の他の適切な時間期間）、又は接触電圧を生成しそうなイベントの後に（例えば、雪嵐、地震、洪水、又は任意の他の適切な条件の後に）区域を調査する。種々の実施形態では、ユーザは、一時的に前記ループ端が前記装置の近くにあるように前記リーダーを保持して、各装置の位置の近くを歩くことによって、前記携帯型リーダーをもって各装置をプローブしても良い。２，３秒の後に、前記リーダーは、接触電圧が存在していた、又はその点では存在していなかったかどうかを、いかなる蓋も除去することなく判定しうる。少なくとも、前記装置は存在するとともに、もし前記電圧がプログラム可能なレベルより上であれば記録するので、前記ユーティリティは、間欠的な接触電圧も検知する。

可聴アラームが存在する一実施形態では、公衆の人々は前記警告を聴きうるとともに、前記ユーティリティを呼びうる。ＶＬＦネットワークが存在する種々の他の実施形態では、ＶＬＦビーコン警告は、もし前記システム内のどこかに存在するなら、ＶＬＦネットワークを通して、ブリッジ又はＰＤＡを伴うユーザに再同報通信されても良い。

種々の実施形態では、１つ又は複数の他のセンサが、前記装置によって監視される。一実施形態では、蒸気漏れ又は過度に熱いマンホール蓋又は任意の他の適切な条件を検知するために、接触又は周囲温度が監視される。一実施形態では、特定の温度で機械的に開閉するスナップスイッチサーモスタット、又は任意の他の適切な装置のようなパッシブ温度センサを使用することによって、たとえ接触電圧が存在せずに自己電力供給されているときにも、実質的に継続的な監視が確実にされる。前記装置がリーダーから遠隔で電力供給される一実施形態では、前記マイクロプロセッサは、前記サーモスタットの状態を判定しても良い。いくつかの実施形態では、このセンサスイッチは、前記ユーザによってリセット可能ではない。１つのそのような実施形態では、装置全体（又は少なくともその装置のサーモスタット）は、前記スイッチがトリガされるのに続いて置換される。そのような置換のコストは、度々、温度超過を引き起こした問題を修復するコストに比べて小さい。

一実施形態では、監視装置は、街灯、接続箱、公衆に金属が露出する任意の場所、又は任意の他の適切な位置の内側に搭載するのに充分小さい。監視装置がマンホール内部に配置される一実施形態では、前記装置は、マンホールの直下のような、耐磨環上の側に搭載される。しかしながら、前記装置は、任意の適切な位置に搭載されても良い。前記ユーティリティは、前記リーダーアンテナが、クエリの間に最適に配置されうるように、筐体の外側に、内側の前記装置の位置で印をつけても良い。しかしながら、そのような印は必須ではない。

一実施形態では、前記システムは、引用によってその内容が本願に組み込まれる「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ ＲＥＭＯＴＥ ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ ＯＦ ＶＯＬＴＡＧＥ ＰＯＷＥＲ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＡＮＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ」という名称の付された２００４年１０月６日に出願された、米国特許出願整理番号第１０／９５８，６８５号内で説明される任意の特長、又は任意の他の適切な特長を具備する電力品質監視器を具備する。他の実施形態では、前記システムは、引用によってその内容が本願に組み込まれる、「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ ＲＥＭＯＴＥ ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ ＯＦ ＶＯＬＴＡＧＥ ＰＯＷＥＲ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＡＮＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ」という名称の付された、２００４年８月１８日に出願された、米国特許出願整理番号第１０／９２０，４６０号内で説明される任意の特長、又は任意の他の適切な特長を具備する無線ネットワークを具備する。種々の実施形態では、前記電力品質監視器の構成要素は、システム全体の他の構成要素（例えば、電力供給、電圧及び電流トランスデューサ、マイクロプロセッサ、ＲＦ接続又は任意の他の適切な構成要素）と共有される。

一実施形態では、前記システムは、前記ユーティリティ又は任意の他の適切なエンティティが二次導体故障を検知するため、及び／又は前記ネットワークグリッドを通る電流及び電力潮流を監視することを可能にする機構又は装置を具備する。この実施形態では、トランスデューサは、電流レベルを測定するとともに、情報はマイクロプロセッサによって処理される。

この実施形態での開いたリミッタは、故障した導体を通るいかなる電流の流れも実質的に防止する。前記トランスデューサは、そのような条件に対応してゼロを測定するのが好ましい。しかしながら、前記トランスデューサは、任意の適切な条件で、任意の適切な値を測定しうる。実システムを具備する一実施形態では、ノイズピックアップ及び隣接導体からのピックアップは、前記トランスデューサに小さいが非ゼロの値を読むようにさせうる。そのような条件は、前記マイクロプロセッサが開いた導体を宣言するのを防止しても良く、又はしなくても良い。しかしながら、１位相のための前記導体は並列に配線されている、又は任意の他の適切な理由のために、少なくとも１つの実施形態では、各々を通る電流は、良好に一致すべきである。一実施形態では、前記マイクロプロセッサは、所与の位相に対して、各導体で電流を測定しうる。最大電流又は任意の他の適切な値がベースラインとして使用されるとともに、各々の他の導体を通る電流は、その値と比較される。もし導体電流が特定のしきい値（例えば最大電流表示の５％、又は任意の他の適切な値）より下ならば、次いで、非ゼロ測定に関らず、「開いた」を宣言される。種々の実施形態では、前記ユーティリティは、開いたリミッタ又は完全なケーブル故障に加えて、電流流れミスマッチ（例えば、悪いケーブル継ぎ手又は他の適切な条件）を発生させうる他の導体問題を検知する、又は任意の他の適切な理由のために、前記しきい値をより高く（例えば７５％又は任意の他の適切な値）に設定しても良い。

前記システムのある部分が、１位相当たり１つの導体のみを具備する一実施形態では、前記電流が、位相毎に比較されなければならず、かつ真の位相電流はバランスされないかもしれないので、上記のアルゴリズムは、好ましいかも知れないし、又は好ましくないかもしれない。

種々の実施形態では、１つのトランスデューサが電圧測定のために使用される。他の電圧位相は、測定された位相から１２０度（又は公称位相角）離れている、又は測定された位相との他の適切な関係にあると仮定される。もし電圧の大きさが測定されると、反対に他の情報が利用可能でなければ、他の電圧位相は、測定された位相に等しい、又は前記測定された位相との他の適切な関係にあると仮定される。

一実施形態では、前記マイクロプロセッサは、「開いた」導体を宣言するために、複数のアルゴリズムを並列に採用する。種々の他の実施形態では、前記マイクロプロセッサは、電流がしきい値より下であるかどうかを判定するために、Ａ／Ｄ変換器の代わりに比較器を使用する。

種々の実施形態では、実際の線間電圧は測定されないが、電圧位相基準は、電力潮流の方向を計算するのに使用される。そのような実施形態では、単一の電場センサが、位相角基準を取得するのに使用される。一実施形態では、この技術をもって電圧の大きさは測定されないが、位相基準は判定され、それによって、前記電力品質監視器が、電力潮流の方向、変位力率又は任意の他の適切な値を判定することが可能になる。電力潮流の方向は、ネットワークグリッド監視での有用な情報でありうる。

種々の実施形態では、１つのトランスデューサが上記の測定で使用される。他の電圧位相は、測定された位相から１２０度離れていると仮定される。

種々の実施形態では、高速ＲＦ接続が設置される。これは、ブルートゥース（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、又はＷｉＦｉ接続、又はソフトウェアを使用するＰＤＡ又はソフトウェアを使用するラップトップ又は任意の他の適切な装置のような任意の他の適切なユーザ装置への接続であっても良い。

種々の実施形態では、ユーザは、前記マイクロプロセッサによってログ記録された記録データをダウンロードするために、この接続を使用する。前記データは、何メガバイトにもなりうるので、（２８８００ビット／秒を超える）高速が、種々の実施形態で好ましい。地下通路へのコストのかかる導入を回避するので、ＲＦ接続は好ましい。しかしながら、任意の適切な接続が使用されうる。一度ユーザが前記データを回収し、任意の所望の実時間読み取りを検査するとともに、選択的に前記装置に新しいセットポイントを送信すると、前記ユーザは、前記装置から切断される。

一実施形態では、使用される高いレートのＲＦ接続の伝播特性のために、前記ＲＦトランシーバからユーザのトランシーバへの見通し線が好ましい。前記ＲＦトランシーバ（又はアンテナ）が、マンホール蓋又は金属格子の直下に配置される。これは、ＲＦがマンホール蓋の孔を、又は格子の隙間を通して伝播することを可能にさせる。ユーザのトランシーバは、前記装置のアンテナの直接上に配置される。代替的に、ユーザは、アンテナ、又はトランシーバを地下通路まで低くしても良い。例えば、ＵＳＢブルートゥース（登録商標）アダプタを伴うラップトップユーザは、マンホール蓋又は格子を除去することなく、マンホール蓋内の孔（又は金属格子内の隙間）を通して、地下通路内へブルートゥース（登録商標）モジュールをぶら下げるために、長いＵＳＢケーブルを使用しても良い。

一実施形態では、網目ネットワークを支持するＲＦプロトコル（例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）又は任意の他の適切なプロトコル）が使用される。この実施形態では、前記装置は、網目ノードとして動作し、ＲＦ範囲内で他の装置にトラフィックを通過しても良い。種々の実施形態では、前記ＲＦ接続トランシーバは、別個のモジュールである、又は前記電力品質監視器のような他の構成要素と一体化される。前記ＲＦ接続は、種々の実施形態でＲＦ−ＷＡＮブリッジとともに使用されるときに、永久接続モードで使用されても良い。そのような接続を伴うローカルユーザが存在しないこともありうる。

種々の実施形態では、装置は、１つ又は複数の他の近くの装置へのデジタルインターフェースを具備する。前記接続は、ＲＳ−２３２、ＵＳＢ、ＲＳ−４５８、赤外線、又は任意の他の適切な短い範囲のローカル接続であっても良い。前記システムは、また、ネットワーク保安装置内にデジタルリレーを具備する。前記マイクロプロセッサは、定期的に、前記リレーをポーリングするとともにリレーアラームを受信する。このデータは、後の回収のために前記マイクロプロセッサによってログ記録されても良い。選択的に、装置アラームは、ＶＬＦビーコン及び／又は他の適切な通信経路を通って送信されても良い。一実施形態での前記マイクロプロセッサは、任意の適切な経路を通る、前記他の装置及び他のソフトウェアの間のブリッジとして機能する。

種々の実施形態では、例えばもし複数が同一の位置に設置されるならば、装置は同一タイプの他の装置へのデジタルインターフェースを具備する。これは、所望であれば、複数の装置が任意の適切な通信接続を共有することを可能にする。

一実施形態の前記マイクロプロセッサは、アナログセンサ及びトランスデューサに接続される。これらは、温度、水位、油面、湿度及び／又は任意の他の適切な値のような、環境パラメータを監視しても良い。前記マイクロプロセッサが装置パラメータを監視することを可能にするために、他のセンサが、他の装置に設置されても良い。例えば、地下変圧器は、油圧、温度、又は任意の他の適切な値を監視されても良い。アナログ値は、Ａ／Ｄ回路によってデジタル化されるとともに、前記マイクロプロセッサによってログ記録される。表示は、ソフトウェアをもって実時間で閲覧されても良く、かつ記録データは解析されても良い。これらのセンサは、もし他の構成要素（例えば電力品質監視器）が実際に生信号をデジタル化するならば、又は任意の他の適切な条件の元で、マイクロプロセッサによって間接的にログ記録されても良い。

一実施形態では、前記システムは、ＶＬＦトランシーバ又はＶＬＦビーコンが、ＷｉＦｉＷｉＭａｘ、デジタル携帯電話ネットワーク、イーサネット（登録商標）又は任意の他の適切なネットワークのようなＷＡＮシステムを通してデータを送信することを可能にするＶＬＦ−ＷＡＮブリッジを具備する。データレートは、ＶＬＦトランシーバによって厳しく制限されても良い。ブリッジ装置は、地上に、便利なＷＡＮ接続点の近くに、又は任意の他の適切な位置に設置されても良い。ＶＬＦ信号の伝播によって、地下位置から地上のブリッジにデータ転送することが可能になる。種々の実施形態で、多くの地下装置は、同一ブリッジを共有しても良い。衝突アルゴリズム（例えばＣＳＭＡ／ＣＡ）が、そのような共有にとって好ましいかもしれない。一実施形態では、地下通路から地下通路へのＶＬＦメッセージパッシングを伴って使用されると、前記ブリッジは、全体のＶＬＦ網目状ネットワークのために機能する。戦略的な位置により多くのブリッジを設置することによって、前記ＶＬＦ−ＷＡＮ接続のネットスループットを増大しうる。なぜなら、（ＶＬＦメッセージパッシングを要求する代わりに）より多くのＶＬＦトランシーバが並列に動作することが可能になるからである。

一実施形態では、前記システムは、高速ＲＦトランシーバ及びＷＡＮ（通常は、イーサネット（登録商標）、ＷｉＭａｘ（登録商標）、デジタル携帯電話ネットワーク、又は任意の他の適切なネットワーク）を接続する高速ＲＦ−ＷＡＮブリッジを具備する。種々の実施形態では、制限された伝播のために、複数の装置が同一ブリッジを共有するのは困難であるが、条件が許可するところでは、それは可能である。一実施形態は、指向性アンテナが下を向けられたビルディング搭載ブリッジを具備する。前記アンテナが充分高いならば、複数の地下通路に到達しうる。

種々の実施形態では、前記ブリッジは、ＰＣソフトウェアを使用して前記マイクロプロセッサへの遠隔の高速通信を可能にする。ローカルユーザは要求されず、かつ自動化された状態検査及びＰＣソフトウェアによるデータダウンロードが可能である。遠隔ユーザは、また、データダウンロードを手動で開始しても良く、又は利用可能なときに、実時間表示及び波形を閲覧しても良い。

ＶＬＦトランシーバが設置される一実施形態では、前記ブリッジは、また、他の地下位置からの情報を、前記ブリッジに接続された位置に渡すのに使用されても良い。これは、他の地下システムに、ブリッジを共有させ、ＶＬＦトランシーバのデータレートで動作（ａｌｂｅｉｔ）させる。これによって、アラーム又は状態条件へのデータを制限することが好ましくなる。

一実施形態では、ブリッジはアラームに応答するとともに、状態条件のために装置をポーリングする。前記ブリッジは、ＷＡＮを通してメッセージを送信すること（例えば、エンドユーザにＥメールを送信すること、又はＰＣソフトウェアにメッセージを送信すること、又は任意の他の適切な動作）によって、受信された警告をベースとして動作を取りうる。

種々の実施形態では、ＰＣソフトウェアは、ローカル接続を通して、又はブリッジをもって遠隔で装置と通信するのに使用される。ＰＣに接続されたＶＬＦトランシーバは、また、種々の実施形態で考えられる。前記ＰＣソフトウェアは、（利用可能なときに）前記ユーザに実時間表示及び波形を閲覧させ、セットポイント及び記録されたパラメータを送信及び回収させ、データをダウンロードし、前記装置クロックをセットさせるとともに、装置ファームウェアをアップグレードさせる、又は任意の他の適切な仕事を実行させる。

種々の実施形態では、ＰＣソフトウェアは、データグラフ及び報告生成、データ管理及びストレージ、及びデータ解析機能を構成する。前記ソフトウェアの通信部分は、別個のソフトウェアシステム（例えば、別個のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＮＴサービス）として実施されても良く、かつ必ずしも前記データ閲覧部分と同一のＰＣ上で実行する必要はない。

ＰＣソフトウェアは、自動化されたデータダウンロード又は任意の他の適切な動作のために、全通信動作を、スケジュールベースで遠隔装置をもって開始するスケジューラを具備しても良い。種々の実施形態では、前記ソフトウェアは、また、受信された装置アラームに応答するとともに、エンドユーザ又は他のシステムに、Ｅメール又は他のネットワーク手段を介してアラームをリレーしても良い。

種々の実施形態では、ＰＣソフトウェアは、前記ユーザのＰＣに存在しても良く、又は第三者によってホスティングされるＷＥＢサービスアプリケーションをもって分配されても良く、又は任意の他の適切な位置に存在しても良い。

種々の実施形態では、ＰＤＡソフトウェアは、上記で説明されたＰＣソフトウェアのいくつかの又は全の応用可能な機能を構成するが、ＰＤＡでは、通常は、パーム又はポケットＰＣベースのＰＤＡ、又はスマートフォン、ブラックベリ（登録商標）、又は任意の他の適切な装置である。一実施形態は、全通信機能、実時間表示及び波形閲覧、及びデータダウンロード、及び装置初期化を具備する。

前記ＰＤＡは、携帯型ＶＬＦ受信器、又はブルートゥース（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、又は他の高速のＲＦ接続又は任意の他の適切な通信装置をもって前記装置に接続されても良い。一実施形態では、前記ＰＤＡを伴うユーザは、地下位置に物理的に近くなければならない。しかしながら、他の実施形態では、そのような接近は必須ではない。

一実施形態では、ＶＬＦ受信器は、開いた導体又は他のアラーム条件を発見するために、前記ユーティリティによって使用される。前記ユーティリティは、全体のネットワークグリッドを、定期ベースで（例えば、一月に一度、一年に一度、等）調査しうる。送信されたＲＦの伝播のために、前記ユーティリティ作業者及び受信器が、前記地下位置の近くの乗り物内にいるときに、前記信号は、受信可能である。前記ユーティリティ作業者は、地下通路に入る、マンホール蓋を除去する、又はマンホールを止まって調べる必要すらもない。これによって、前記ユーティリティは、交通を妨害することなく、又は他の問題を発生させることなく、前記ネットワークグリッドを高速に調査することを可能にする。

この実施形態では、無線受信器アンテナは、ループ又はフェライトコイルであっても良い。一実施形態は、ＰＤＡ又はハンドヘルドコンピュータに接続された無線フロントエンドを利用する。ノイズピックアップを低減する技術は、二次グリッド導体によって引き起こされる６０Ｈｚ及びハーモニックノイズ、又は任意の他のノイズを低減するのに使用されても良い。

もしビーコンが検知されたら、前記ユーティリティは、マンホールに入ることによってさらに調査するかどうかを判定しても良い。もし前記アラームが開いた導体によるものならば、前記ユーティリティは、前記導体を修理する、又は前記導体を開いたまま報知するかを選択するとともに、開いた導体のために前記ビーコンを送信するのを停止するように前記装置をプログラムしても良い。もし新しい導体が後に開いたなら、前記装置は、再度送信を開始する。前記ユーティリティは、他のアラーム条件を同様に処理しても良い。

一実施形態では、ＶＬＦアラーム受信器の機能は、もし他の機能が必要でないならば、ＰＤＡなしで構成されても良い。

一実施形態では、無線受信器は、全部の受信されたビーコンをログ記録するとともに、このログ記録されたデータは、ＰＣデータベース内に回収及び蓄積されうるとともに、後の解析のためにカスタマイズされたＰＣソフトウェアをもってアクセスされうる。

ブリッジが存在する実施形態では、前記ＰＤＡは、何らかの他の手段によって同一のＷＡＮに接続するとともに、このようにして遠隔装置に接続しても良い。例えば、もし前記ブリッジが地下装置をインターネットに接続するならば、ソフトウェアを伴うＰＤＡは、何らかの他の手段（例えば携帯電話ネットワーク）によってインターネットに接続するとともに、ある接続を通して前記地下装置に通信しても良い。

一実施形態では、通常のＰＤＡソフトウェアの使用は、サイトを訪問するとともに、記録データをダウンロードするとともに、アラームを検査するユーティリティ作業のためである。もしアラームが検知されたならば、前記ユーティリティは、地下位置に入るとともに調査することを判定しても良い。もしアラームが検知されないならば、前記ユーザは、任意の記録データを（マンホール蓋又は格子を除去する、又は地下通路に入る必要なく）ダウンロードするとともに、次のサイトに継続しても良い。オフィスに戻ったときに、前記ＰＤＡユーザは、任意のダウンロードされたデータ、アラームログ記録、接続ログ記録等を、ＰＣソフトウェアシステムと同期しても良い。

一実施形態では、ＰＤＡソフトウェアは、アドホックなブリッジとして動作しても良い。もしユーザが前記ＰＤＡを地下装置に接続を使用して接続するとともに、前記ＰＤＡがまたＷＡＮへの（例えばＷｉＦｉ、又は携帯電話接続を通した）別個の接続を具備するならば、前記ＰＤＡソフトウェアは、ブリッジと同一の機能を構成しうる。

種々の実施形態では、前記ＰＤＡソフトウェアは、前記ユーザのＰＤＡ上に存在しても良く、第三者によってホスティングされるＷＥＢサービスアプリケーションをもって分配されても良く、又は任意の他の適切な位置に存在しても良い。

一実施形態では、ＰＬＣ接続が設置される。前記接続は、ＩＮＳＴＥＯＮ、ＨｏｍｅＰｌｕｇ、ＤＳ−２、Ｙｉｔｒａｎ、ＣＥバス、又は他の適切な電力線通信プロトコルを使用しても良い。この接続によって、前記装置が、ＰＬＣネットワークに接続するとともに、遠隔ＰＣ又は任意の他の適切な装置にメッセージを送信することが可能になる。網目ネットワーク又はルーティング機能をサポートするＰＬＣプロトコルを使用したメッセージパッシングは、また可能である。一実施形態では、遠隔のＰＬＣ−ＬＡＮ／ＷＡＮブリッジは、前記装置を中央のＰＣ又は監視局に接続するのに使用されても良い。アラームは、ＰＬＣネットワークを通って遠隔局に伝播されても良い。他の実施形態では、もしネットワークバンド幅が所望のダウンロードレートに対して充分に高いならば、データは、ＰＬＣネットワークを通してダウンロードされても良い。複数のＰＬＣプロトコルが、異なる作業のために利用されても良い。例えば、ＩＮＳＴＥＯＮのような、低ビットレート、高信頼性プロトコルは、アラーム、警告、及び状態条件に使用されうる一方で、ＨｏｍｅＰｌｕｇ ＡＶのような高速プロトコルは、データダウンロードに使用されうる。

種々の実施形態では、ＰＬＣ接続は、別個のＰＬＣモジュールをもって実施されても良く、又は前記処理は、装置マイクロコントローラ又は電力品質監視器又は任意の他の適切な装置によって実行されても良い。アナログフロントエンドは、部分的に、又は完全に、電力品質監視器又は任意の他の適切な測定サブシステムと共有されても良い。

監視は、状態監視、測定、及び／又は任意の適切な値、条件データ又は値の記録の任意の適切な組み合わせを具備しうることを理解すべきである。本願に説明された目下好ましい実施形態に対する種々の変形及び修正は、当業者には明白であることが理解されるべきである。そのような変形及び修正は、本願対象物の趣旨及び範囲から逸脱することなく、かつ意図された利点を減少することなくなされうる。それ故、そのような変形及び修正は、特許請求の範囲によって守備されることを意図する。

図１は、一実施形態に従う地下監視システムのブロック図である。 図２は、一実施形態に従う監視装置のブロック図である。

符号の説明

１００ 監視システム
１０２ 監視装置
１０４ リーダー

Claims (22)

1. 地下電気システムを監視するように構成された１つ又は複数のセンサと、
   前記１つ又は複数のセンサを監視するように構成されたプロセッサと、
   前記プロセッサによって条件が検知されたときに、低周波数信号を介してアラームを伝送するように構成される送信器ビーコンと、
   を具備し、
   前記アラームは、前記送信器ビーコンの近くで携帯型リーダーによって検出されるように構成されることを特徴とする地下監視システム。
2. 前記条件はケーブル障害であることを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
3. 前記送信器ビーコンは超長波（「ＶＬＦ」）ビーコンを含むことを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
4. 前記送信器ビーコンは超低周波（「ＵＬＦ」）ビーコンを含むことを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
5. 前記送信器ビーコンは、追加的に電力線通信リンクを介して前記アラームを送信することを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
6. 前記送信器ビーコンは、追加的にＷＡＮ接続を介して前記アラームを送信することを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
7. 前記送信器ビーコンは、ＲＦ通信リンクを介して前記アラームを追加的に送信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
8. アラームを受信するように構成される受信ユニットと、
   前記アラームをリレーするように構成される送信ユニットと、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
9. 少なくとも１つの前記１つ又は複数のセンサは、環境条件を感知することを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
10. 監視するように構成された少なくとも１つの前記１つ又は複数のセンサは、状態、測定又は記録を監視するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
11. 前記送信器ビーコンは、アラームの可聴性又は可視性を送信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の地下監視システム。
12. 地下電気システムを監視するように構成される１つ又は複数のセンサからデータを受信する段階と、
    前記１つ又は複数のセンサを監視するように構成されるプロセッサによって前記データを処理する段階と、
    携帯型リーダーからクエリを受信する段階と、
    前記プロセッサによって条件が検知されたときに、前記クエリに応答して前記携帯型リーダーに、送信器ビーコンを介して無線でアラームを伝送する段階と、
    を具備することを特徴とする地下電気システムを監視するための方法。
13. 前記条件はケーブル障害であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記送信器ビーコンは超長波（「ＶＬＦ」）ビーコンを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
15. 前記送信器ビーコンは超低周波（「ＵＬＦ」）ビーコンを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. 前記送信器ビーコンは、電力線通信リンクを介して前記アラームを送信することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
17. 前記送信器ビーコンは、ＷＡＮ接続を介して前記アラームを送信することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
18. 前記送信器ビーコンは、ＲＦ通信リンクを介して前記アラームを送信することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
19. 前記携帯型リーダーで前記アラームを受信する段階と、
    前記携帯型リーダーからネットワークに前記アラームをリレーする段階と、
    をさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
20. 少なくとも１つの前記１つ又は複数センサは、環境条件を感知することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
21. 前記送信器ビーコンは、アラームの可聴性又は可視性を送信するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
22. 監視するように構成された少なくとも１つの前記１つ又は複数のセンサは、状態、測定又は記録を監視するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

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