JPH04317517A - 充電部用電源回路 - Google Patents
充電部用電源回路Info
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- JPH04317517A JPH04317517A JP3110742A JP11074291A JPH04317517A JP H04317517 A JPH04317517 A JP H04317517A JP 3110742 A JP3110742 A JP 3110742A JP 11074291 A JP11074291 A JP 11074291A JP H04317517 A JPH04317517 A JP H04317517A
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- JP
- Japan
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- circuit
- current collector
- voltage
- power supply
- capacitor
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Links
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電線などの充電部近くに
設置して、充電部の電圧、電流、位相、温度などを測定
する機器の電源に関するものである。
設置して、充電部の電圧、電流、位相、温度などを測定
する機器の電源に関するものである。
【0002】
【従来の技術】送配電設備や受変電設備などの高電圧機
器の保守管理は安定した電力需給を維持する上で重要で
ある。また、万一の事故の際には速やかに事故点を探索
して適切に対処する必要がある。そのためには、主要な
機器の充電部の電圧、電流、位相、温度などを常時監視
することが不可欠である。
器の保守管理は安定した電力需給を維持する上で重要で
ある。また、万一の事故の際には速やかに事故点を探索
して適切に対処する必要がある。そのためには、主要な
機器の充電部の電圧、電流、位相、温度などを常時監視
することが不可欠である。
【0003】高圧充電部の監視装置を製作する上での障
害は、各種の測定データを地上に伝える装置の部分の絶
縁が大掛かりになり、費用がかさむという点である。現
在、電界や磁界の影響を受けない光センサやガラスファ
イバーを利用する方法や、電波や赤外線などを発信して
地上で受信する方式などが試みられている。
害は、各種の測定データを地上に伝える装置の部分の絶
縁が大掛かりになり、費用がかさむという点である。現
在、電界や磁界の影響を受けない光センサやガラスファ
イバーを利用する方法や、電波や赤外線などを発信して
地上で受信する方式などが試みられている。
【0004】測定や発信を高圧充電部に取り付けた小型
の装置で単独に行うことができれば、取り付けや絶縁に
要する費用が大幅に節減できる。このような装置を開発
する上での問題点はその電源にある。一般の電池類は、
電池が消耗した時、停電させなければ新品と交換できな
いという欠点がある。太陽電池は、暗い変電室やキュー
ビクル内および夜間には動作しない。CT類は、高電圧
が印加されていても、一定の大きさの電流が流れていな
い場合には使えない。
の装置で単独に行うことができれば、取り付けや絶縁に
要する費用が大幅に節減できる。このような装置を開発
する上での問題点はその電源にある。一般の電池類は、
電池が消耗した時、停電させなければ新品と交換できな
いという欠点がある。太陽電池は、暗い変電室やキュー
ビクル内および夜間には動作しない。CT類は、高電圧
が印加されていても、一定の大きさの電流が流れていな
い場合には使えない。
【0005】従来から充電部の近くに2枚または1枚の
集電板よりなる集電部を設け、活線時に発生する交流電
界によって集電部に蓄えられる電界のエネルギーを電源
として利用する方式がある。この方式で得られる電力は
微弱なので、従来は電力消費の極端に小さい充電標示器
にのみ応用されていた。
集電板よりなる集電部を設け、活線時に発生する交流電
界によって集電部に蓄えられる電界のエネルギーを電源
として利用する方式がある。この方式で得られる電力は
微弱なので、従来は電力消費の極端に小さい充電標示器
にのみ応用されていた。
【0006】この集電板の作用を図2を用いて説明する
。1および2は2枚の集電板で1を充電部側集電板、2
を大地側集電板と呼ぶ。3は集電板間に入る負荷、4は
充電部、5は大地である。ここで大地とは厳密に言えば
他相または大地と言う意味である。集電板とは導電性の
電極板であって、一般に充電部4の近くに2層に設ける
。集電板2は大地5との間に静電容量Csを形成させる
ためのものである。集電板1は充電部4との間にCsよ
りもかなり大きな静電容量Ciを形成するように配置す
る。なお充電部4が裸電線やブスバーなどの場合は、集
電板1は直接充電部導体に接触する。この場合には集電
板1はなくてもよいが、Ciの大きさが無限大の場合と
考えることもできる。したがって、以下の説明ではすべ
て集電板は2枚として説明する。
。1および2は2枚の集電板で1を充電部側集電板、2
を大地側集電板と呼ぶ。3は集電板間に入る負荷、4は
充電部、5は大地である。ここで大地とは厳密に言えば
他相または大地と言う意味である。集電板とは導電性の
電極板であって、一般に充電部4の近くに2層に設ける
。集電板2は大地5との間に静電容量Csを形成させる
ためのものである。集電板1は充電部4との間にCsよ
りもかなり大きな静電容量Ciを形成するように配置す
る。なお充電部4が裸電線やブスバーなどの場合は、集
電板1は直接充電部導体に接触する。この場合には集電
板1はなくてもよいが、Ciの大きさが無限大の場合と
考えることもできる。したがって、以下の説明ではすべ
て集電板は2枚として説明する。
【0007】ここで負荷3のインピーダンスをZtとす
る。また、静電容量CsおよびCiのリアクタンスはX
cs=(−1/ωCs)、Xci=(−1/ωCi)で
ある。Csの値は一般に非常に小さいので、 |
Xcs|>>|Xci|>>|Zt|
(1)の関係がある
。
る。また、静電容量CsおよびCiのリアクタンスはX
cs=(−1/ωCs)、Xci=(−1/ωCi)で
ある。Csの値は一般に非常に小さいので、 |
Xcs|>>|Xci|>>|Zt|
(1)の関係がある
。
【0008】活線時に充電部4と大地5の間に交流電圧
Voが印加されると、その周辺に交流電界が発生し、そ
の漂遊容量をとおして漏れ電流が流れる。この時、充電
部4から集電板1、負荷3、集電板2をとおして大地5
に流れる漏れ電流Itの大きさは、(1)式の関係を考
慮すると大まかに It=ωCsVo
(2)となる。(2)式の意味する所は漏
れ電流Itの大きさはCsだけに依存してCiやZtに
はほとんど影響されないと言うことである。また、電圧
Voはほとんど集電板2と大地5との間にかかるという
ことである。
Voが印加されると、その周辺に交流電界が発生し、そ
の漂遊容量をとおして漏れ電流が流れる。この時、充電
部4から集電板1、負荷3、集電板2をとおして大地5
に流れる漏れ電流Itの大きさは、(1)式の関係を考
慮すると大まかに It=ωCsVo
(2)となる。(2)式の意味する所は漏
れ電流Itの大きさはCsだけに依存してCiやZtに
はほとんど影響されないと言うことである。また、電圧
Voはほとんど集電板2と大地5との間にかかるという
ことである。
【0009】負荷3の両端、すなわち2枚の集電板1お
よび2の間に発生する電圧Vtの大きさは Vt=I
t|Zt|
(
3)となる。また、そこに蓄えられる最大電気エネルギ
ーEは、 E=ItVt=(Vt2 /|Zt|)=(ωCs
Vo)2 |Zt| (4)となる。すなわち、集電
板間に蓄えられる最大の電気エネルギーEは、交流電圧
Voと静電容量Csの二乗に比例して大きくなる。実際
には(4)式は無効電力成分を含み、また、負荷3の回
路電圧に変換されるVtの大きさに制限があるので(4
)式のエネルギーをそのまま利用することはできないが
、印加電圧の高い充電部4で使用する場合には、2枚の
集電板1および2はその間に接続した負荷に電力を供給
でき、電源として使用可能である。
よび2の間に発生する電圧Vtの大きさは Vt=I
t|Zt|
(
3)となる。また、そこに蓄えられる最大電気エネルギ
ーEは、 E=ItVt=(Vt2 /|Zt|)=(ωCs
Vo)2 |Zt| (4)となる。すなわち、集電
板間に蓄えられる最大の電気エネルギーEは、交流電圧
Voと静電容量Csの二乗に比例して大きくなる。実際
には(4)式は無効電力成分を含み、また、負荷3の回
路電圧に変換されるVtの大きさに制限があるので(4
)式のエネルギーをそのまま利用することはできないが
、印加電圧の高い充電部4で使用する場合には、2枚の
集電板1および2はその間に接続した負荷に電力を供給
でき、電源として使用可能である。
【0010】上記の電源方式で得られる電力は数十μワ
ットないし数ワット程度の小さなものである。しかし、
高圧充電部で測定装置類が処理する内容は、充電部の温
度、電圧などを一定の時間間隔で測定し地上に発信して
伝えることだけであり、大きな電力を必要としない。し
たがって、測定および発信の動作回数を適切に設定し、
動作時以外の電力をコンデンサなどに充電しておけば、
かなり大きなピーク電流をまかなうことができるので、
本電源方式は有効である。
ットないし数ワット程度の小さなものである。しかし、
高圧充電部で測定装置類が処理する内容は、充電部の温
度、電圧などを一定の時間間隔で測定し地上に発信して
伝えることだけであり、大きな電力を必要としない。し
たがって、測定および発信の動作回数を適切に設定し、
動作時以外の電力をコンデンサなどに充電しておけば、
かなり大きなピーク電流をまかなうことができるので、
本電源方式は有効である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本電源方式で
得られる電力は非常に小さなものであるから、その電力
を負荷回路に適した電圧に変換して供給する際には、効
率よく有効に利用することが重要である。本発明は集電
板に発生する電界のエネルギーを充電部の測定装置など
の電源とする場合に、各種の負荷回路に適した大きさの
複数の直流電圧を効率よく有効に得ることができるよう
にしたものである。
得られる電力は非常に小さなものであるから、その電力
を負荷回路に適した電圧に変換して供給する際には、効
率よく有効に利用することが重要である。本発明は集電
板に発生する電界のエネルギーを充電部の測定装置など
の電源とする場合に、各種の負荷回路に適した大きさの
複数の直流電圧を効率よく有効に得ることができるよう
にしたものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】集電板の1枚に接続した
コンデンサを介して交直変換回路を集電板間に接続して
直流電圧を出力する回路を第1の出力回路とする。上記
と同様に構成した第2の出力回路を集電板間に、第1の
出力回路と並列に接続して設ける。第2の出力回路は第
1の出力回路とは異なる大きさの直流電圧を出力するよ
うに設定する。さらに必要に応じて同様な出力回路を複
数個並列に設けて本発明の充電部用電源回路を構成する
。
コンデンサを介して交直変換回路を集電板間に接続して
直流電圧を出力する回路を第1の出力回路とする。上記
と同様に構成した第2の出力回路を集電板間に、第1の
出力回路と並列に接続して設ける。第2の出力回路は第
1の出力回路とは異なる大きさの直流電圧を出力するよ
うに設定する。さらに必要に応じて同様な出力回路を複
数個並列に設けて本発明の充電部用電源回路を構成する
。
【0013】
【作用】コンデンサはそのリアクタンスにより電圧を分
担する。したがって、集電板間にコンデンサと交直変換
回路および負荷回路を直列に接続すれば、活線時に集電
板間に発生した電圧は、この直列回路全体のインピーダ
ンスとコンデンサのリアクタンスの大きさで決まる比率
でコンデンサとその他の部分で分圧される。交直変換回
路はこの分圧された電圧を直流に変換して負荷回路に出
力する。リアクタンスは電力を消費しないので充電部用
電源に適している。分圧比を変えて上記と同様に構成し
複数個並列に設けた出力回路についても、それぞれの回
路において上記と同様の作用をするので、全体として、
効率よく複数の直流電圧の電力を、それぞれの負荷回路
に供給できることになる。
担する。したがって、集電板間にコンデンサと交直変換
回路および負荷回路を直列に接続すれば、活線時に集電
板間に発生した電圧は、この直列回路全体のインピーダ
ンスとコンデンサのリアクタンスの大きさで決まる比率
でコンデンサとその他の部分で分圧される。交直変換回
路はこの分圧された電圧を直流に変換して負荷回路に出
力する。リアクタンスは電力を消費しないので充電部用
電源に適している。分圧比を変えて上記と同様に構成し
複数個並列に設けた出力回路についても、それぞれの回
路において上記と同様の作用をするので、全体として、
効率よく複数の直流電圧の電力を、それぞれの負荷回路
に供給できることになる。
【0014】コンデンサを使用しないで、直接集電板間
に複数個の交直変換回路を接続した場合には、交直変換
回路にかかる交流電圧はすべて一定となり、そのままで
は異なる直流電圧を得ることができない。インダクタも
リアクタンス素子であるが、商用周波では大きなリアク
タンスが得にくいので電界電源方式の分圧用の素子とし
ては適切でない。抵抗分圧はエネルギー損失を生じ、や
はり適切ではない。
に複数個の交直変換回路を接続した場合には、交直変換
回路にかかる交流電圧はすべて一定となり、そのままで
は異なる直流電圧を得ることができない。インダクタも
リアクタンス素子であるが、商用周波では大きなリアク
タンスが得にくいので電界電源方式の分圧用の素子とし
ては適切でない。抵抗分圧はエネルギー損失を生じ、や
はり適切ではない。
【0015】
【実施例】図1は本発明の充電部用電源回路の一例で、
コンデンサを介して交直変換回路を集電板間に接続する
ことにより直流電圧を出力する回路を、2個並列に設け
た場合である。図において、1は充電部側集電板、2は
大地側集電板、4は充電部、5は大地である。また第1
の回路11と第2の回路12の全体が2つの集電板1お
よび2の間の負荷3となっている。ここで、第1の回路
11のインピーダンスをZ1 、第2の回路12のイン
ピーダンスをZ2 とする。負荷3のインピーダンスZ
tはZ1 とZ2 の合成インピーダンスである。
コンデンサを介して交直変換回路を集電板間に接続する
ことにより直流電圧を出力する回路を、2個並列に設け
た場合である。図において、1は充電部側集電板、2は
大地側集電板、4は充電部、5は大地である。また第1
の回路11と第2の回路12の全体が2つの集電板1お
よび2の間の負荷3となっている。ここで、第1の回路
11のインピーダンスをZ1 、第2の回路12のイン
ピーダンスをZ2 とする。負荷3のインピーダンスZ
tはZ1 とZ2 の合成インピーダンスである。
【0016】第1の回路11において、コンデンサ61
の一端が充電部側集電板1に接続されている。また、交
直変換回路71の入力側の一端はコンデンサ61に、他
の一端は大地側集電板2に接続してある。コンデンサ6
1と交直変換回路71が第1の回路11の出力回路で、
負荷回路81は交直変換回路71の出力側に直列に接続
されている。コンデンサ61はリアクタンス素子であり
その静電容量をC1 とすれば、そのリアクタンスXc
1 は(−1/ωC1 )である。また、交直変換回路
71は整流回路と電圧平滑回路または定電圧回路により
構成する。第2の回路12についても同様であり、その
説明は省略する。
の一端が充電部側集電板1に接続されている。また、交
直変換回路71の入力側の一端はコンデンサ61に、他
の一端は大地側集電板2に接続してある。コンデンサ6
1と交直変換回路71が第1の回路11の出力回路で、
負荷回路81は交直変換回路71の出力側に直列に接続
されている。コンデンサ61はリアクタンス素子であり
その静電容量をC1 とすれば、そのリアクタンスXc
1 は(−1/ωC1 )である。また、交直変換回路
71は整流回路と電圧平滑回路または定電圧回路により
構成する。第2の回路12についても同様であり、その
説明は省略する。
【0017】充電部4に電圧Voが印加された活線時に
は、式(2)で示した漏れ電流Itが流れ、集電板1お
よび2に接続された負荷3に(3)式に示した電圧Vt
が発生する。第1の回路11にはVt/|Z1|の大き
さの電流I1 が流れ、コンデンサ61はVC1=XC
1I1 の電圧を分担する。第1の回路11の交直変換
回路71と負荷回路81にはVt−VC1の電圧がかか
り、交直変換回路71で大きさVD1の直流電圧に変換
されて負荷回路81に出力される。第2の回路12にお
いても同様に、交直変換回路72で変換された大きさV
D2の直流電圧が負荷回路82に出力される。
は、式(2)で示した漏れ電流Itが流れ、集電板1お
よび2に接続された負荷3に(3)式に示した電圧Vt
が発生する。第1の回路11にはVt/|Z1|の大き
さの電流I1 が流れ、コンデンサ61はVC1=XC
1I1 の電圧を分担する。第1の回路11の交直変換
回路71と負荷回路81にはVt−VC1の電圧がかか
り、交直変換回路71で大きさVD1の直流電圧に変換
されて負荷回路81に出力される。第2の回路12にお
いても同様に、交直変換回路72で変換された大きさV
D2の直流電圧が負荷回路82に出力される。
【0018】以上述べたように本実施例では、簡単な構
成で異なる直流電圧VD1およびVD2を2つの負荷回
路81および82に供給することができる。これは、コ
ンデンサ61と交直変換回路71およびコンデンサ62
と交直変換回路72で構成した本発明の充電部用電源回
路6の効果である。実施例では直流電圧を出力する回路
を2個並列に設けた場合を示したが、3個以上並列に設
けても作用と効果は同じである。
成で異なる直流電圧VD1およびVD2を2つの負荷回
路81および82に供給することができる。これは、コ
ンデンサ61と交直変換回路71およびコンデンサ62
と交直変換回路72で構成した本発明の充電部用電源回
路6の効果である。実施例では直流電圧を出力する回路
を2個並列に設けた場合を示したが、3個以上並列に設
けても作用と効果は同じである。
【0019】
【発明の効果】本発明の充電部用電源回路は、電界のエ
ネルギーを電源とする方式で得られる小さな電力を、充
電部の温度、電圧などを測定する測定回路や地上に発信
して伝える発信回路などに、それぞれの回路に適した電
圧として電力損失の少ない、かつ、簡単な方法で供給す
ることを可能としたものである。本電源回路は充電部が
活線状態であるかぎり安定して負荷回路に電力を供給で
き、絶縁上の問題も全くないので、充電部の各種の監視
装置の開発に大いに役立つものである。
ネルギーを電源とする方式で得られる小さな電力を、充
電部の温度、電圧などを測定する測定回路や地上に発信
して伝える発信回路などに、それぞれの回路に適した電
圧として電力損失の少ない、かつ、簡単な方法で供給す
ることを可能としたものである。本電源回路は充電部が
活線状態であるかぎり安定して負荷回路に電力を供給で
き、絶縁上の問題も全くないので、充電部の各種の監視
装置の開発に大いに役立つものである。
【図1】本発明の充電部用電源回路の一実施例を示す図
である。
である。
【図2】集電板の作用を説明するための図である。
1 集電板(充電部側集電板)
2 集電板(大地側集電板)
6 充電部用電源回路
61 コンデンサ
62 コンデンサ
71 交直変換回路
72 交直変換回路
Claims (1)
- 【請求項1】 充電部の近くに2枚または1枚の集電
板よりなる集電部を設け、活線時に発生する電界によっ
て該集電部に蓄えられるエネルギーを電源とする方式に
おいて、集電板の1枚にコンデンサを接続し、該コンデ
ンサを介して交直変換回路を集電部に接続して直流電圧
を出力させる回路を、複数個並列に設けたことを特徴と
する充電部用電源回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3110742A JPH04317517A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 充電部用電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3110742A JPH04317517A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 充電部用電源回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04317517A true JPH04317517A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14543381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3110742A Pending JPH04317517A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 充電部用電源回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04317517A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012050314A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-03-08 | Murata Mfg Co Ltd | 送電装置、受電装置および電力伝送システム |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP3110742A patent/JPH04317517A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012050314A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-03-08 | Murata Mfg Co Ltd | 送電装置、受電装置および電力伝送システム |
US8476789B2 (en) | 2010-07-28 | 2013-07-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power transmitting apparatus, power receiving apparatus, and power transmission system |
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