JPH05300057A

JPH05300057A - 海中分岐装置の給電回路

Info

Publication number: JPH05300057A
Application number: JP4128053A
Authority: JP
Inventors: Kuniyoshi Shimoyamada; 國悦下山田; Taiichi Takeda; 泰一武田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-04-21
Filing date: 1992-04-21
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、光海底ケーブルなどの海底ケーブ
ルを海中で分岐して複数の陸揚局間で通信を行う海底ケ
ーブル伝送システムにおいて海底ケーブルを海中で分岐
するための海中分岐装置の給電回路に関するものであ
り、絶縁構造設計等が容易で部品点数の少なく発熱も少
ない構成の信頼性が高い給電回路を提供することを目的
とするものである。【構成】分岐回線用給電路１００に、無給電時に給電
路を海中アースから切り離し運用時に海中アースして給
電路を形成するためのリレー１０１の自己保持用接点１
０２を挿入し、その自己保持用接点１０２に並列に放電
管１０３を接続したことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光海底ケーブルなどの
海底ケーブルを海中で分岐して複数の陸揚局間で通信を
行う海底ケーブル伝送システムにおいて海底ケーブルを
海中で分岐するための海中分岐装置の給電回路に関する
ものである。

【０００２】海底ケーブル伝送システムでは、海底ケー
ブルに中継器が間隔を置いて配置されており、これらの
中継器は海底ケーブル中に設けた給電路を介して直流給
電されることによりその動作電源を得ている。

【０００３】ところで、海底ケーブルの敷設にあたって
は、その敷設中、または敷設後の障害修復時などに、海
底ケーブルが正常に敷設されたかどうかを確認する必要
があり、この確認は、海底ケーブル中の給電路に対して
直流絶縁抵抗試験を行ってその給電路が途中で地絡して
いるかどうかを調べることによって行っている。この直
流絶縁抵抗試験を行うためには、給電路の一端を海中側
において海水から絶縁した状態で開放する必要があり、
そのために海中分岐装置は無給電時に給電路の一端を開
放できるような構成となっている。しかしながら、海中
分岐装置をそのような構成としたために回路が複雑化し
て、信頼性が低下したり、コストが高くなったり、操作
性が悪くなったりしてはならない。

【０００４】

【従来の技術】図６には光海底ケーブル伝送システムに
おける給電システムの構成例が示される。この光海底ケ
ーブル伝送システムは、４台の海中分岐装置ＢＵ１〜Ｂ
Ｕ４を用いてＡ〜Ｆの６局の陸揚局を接続するものであ
り、この例ではＡ局・Ｆ局間が主回線となり、他の局へ
の回線はこの主回線から分岐される分岐回線となってい
る。

【０００５】この給電システムでは、Ａ局・Ｆ局間の直
列定電流給電によりその間の光海底中継器ＲＥＰに給電
して陸揚局からの減衰した信号を中継器ＲＥＰで増幅・
再生させるものであり、それ以外の局（すなわちＢ、
Ｃ、Ｄ、Ｅ局）からのその回線上の中継器ＲＥＰへの給
電は、海中分岐装置の海中アースを経由し海水を帰路と
して行われる。

【０００６】ここで、海中分岐装置ＢＵ２とＢＵ４は３
方向切替え(Switchable for 3 direction)形のものであ
り、いずれかの海底ケーブルに障害が発生した時にその
障害ケーブルを切り離してそれ以外の海底ケーブルでネ
ットワークを構成できるように、給電路を海中分岐装置
内で３方向に切り替えることができるようになってい
る。例えば、海中分岐装置ＢＵ４では、仮にＦ局側の海
底ケーブルが切断した場合、海中分岐装置ＢＵ４のリレ
ー動作により、Ｆ局側の海底ケーブルを切り離してＡ局
・Ｅ局間で給電を再開し、システムの全断を防止できる
ようになっている。

【０００７】一方、海中分岐装置ＢＵ１とＢＵ３は、そ
の給電路が非給電切替え（Non-Switchable) 形のもので
あって上述の切替え機能を有しておらず、単に光ファイ
バを分岐し、分岐回線側の給電路に対して海中アースを
設けて給電路を確保するためのものである。

【０００８】図７には非給電切替え形の海中分岐装置Ｂ
Ｕ１の構成例が示される。なお海中分岐装置ＢＵ３も同
様な構成である。図７において、１０はＢ局へ接続され
る分岐回線側の給電回路、２０はＡ局へ接続される主回
線側の給電回路である。また光ファイバは増幅・再生等
は行わずにスルーでそのままＡ局、Ｂ局、海中分岐装置
ＢＵ２へ分岐される。

【０００９】分岐回線側の給電回路１０は、自己保持用
のリレー１、インダクタンス１１、１２、抵抗器１３〜
１６、避雷器１７、定電圧ダイオード１８等を含み構成
されており、インダクタンス１１、１２、抵抗器１３、
１４を経る経路が海中分岐装置内における分岐回線側の
給電路となる。この給電路中の定電圧ダイオード１８に
並列にリレー１の励磁コイルが接続され、この給電路は
さらにリレー１の常開接点rc１と後述のリレー２の接点
rc２の並列接続回路を通って海中アースされる。

【００１０】主回線側の給電回路２０は、分岐回線側給
電路オン／オフ用のリレー２、インダクタンス２１、２
２、抵抗器２３〜２６、避雷器２７、定電圧ダイオード
２８、全波整流器２９を含み構成されており、インダク
タンス２１、２２、抵抗器２３、２４、整流器２９を経
る経路が海中分岐装置内における主回線側の給電路とな
る。リレー２はその励磁コイルが主回線側給電路中の定
電圧ダイオード２８に並列に接続され、その常開接点rc
２が前述したようにリレー１の接点rc１に並列に接続さ
れている。

【００１１】この給電回路の動作を説明する。無給電時
には給電回路１０、２０内のリレー１、２は励磁されて
いないため、その接点rc１、接点rc２は共に開いてお
り、したがって分岐回線側の給電路は海中アースから切
り離されて開放された状態にある。したがってこの状態
で、分岐回線側の給電路に対して直流絶縁試験を行うこ
とができる。

【００１２】一方、システムを運用する際には、主回線
側の給電路にＡ局・Ｆ局間で直流給電を行う。すると、
給電回路２０内のリレー２が作動されてその接点rc２が
閉じられる。これにより分岐回線側の給電路は海中分岐
装置において海中アースされる。この状態でＢ局から給
電をかけると、給電回路１０内のリレー１が作動され接
点rc１が閉じて自己保持状態となり、以降、主回線側の
給電路の給電が断になっても分岐回線側の給電路は給電
を維持できるようになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述の海中分岐装置の
給電回路には、次のような問題点がある。（ａ）給電システムの給電電圧としては、海底ケーブ
ル伝送システムではケーブル長が長いため高電圧が必要
となり、最大で約２０ｋＶまで上昇する。このため、海
中分岐装置に使用するリレー１、２および主回線側給電
回路と分岐回線側給電回路の間の絶縁構造は、この最大
電圧に耐えられることが要求される。しかしながら、水
深８０００ｍの海底に設置する海中分岐装置のきょう体
の限られた容積の中で、２０ｋＶという高電圧に耐えう
るリレーおよび絶縁構造設計は技術的に非常に難しく、
またコストもかかり、大きな問題となっている。

【００１４】（ｂ）従来の給電回路は、多数の部品を
必要とし、かつ消費電力も大きいことから、発熱が大き
く、したがって部品の使用温度が高くなり、システムの
信頼度を低下させている。

【００１５】（ｃ）従来の給電回路では、分岐回線側
の給電路のオン／オフの操作は主回線側の給電路のオン
／オフに依存している。つまり、例えばＢ局からの分岐
回線側給電路のオン／オフの操作はＡ局・Ｆ局間の給電
路の給電をオン／オフすることに依存する。この結果、
例えば海底ケーブル伝送システムが運用開始した後に、
分岐回線側のケーブルの敷設または修復を行う場合で
も、主回線側（Ａ局・Ｆ局間回線）を停止しなければな
らず、サービスが低下する。

【００１６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、絶縁構造設計等が
容易で部品点数の少なく発熱も少ない構成の信頼性が高
い給電回路を提供することにある。また本発明は、主回
線側給電路と分岐回線側給電路の給電オン／オフ操作を
分離独立させることで操作性を向上させることも目的の
一つとする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明に係る原理
説明図である。本発明の海中分岐装置の給電回路は、第
１の形態として、分岐回線用給電路１００に、無給電時
に給電路を海中アースから切り離し運用時に海中アース
して給電路を形成するためのリレー１０１の自己保持用
接点１０２を挿入し、その自己保持用接点１０２に並列
に放電管１０３を接続したことを特徴とするものであ
る。

【００１８】また本発明の海中分岐装置の給電回路は、
第２の形態として、分岐回線用給電路に、運用時に順方
向バイアス、絶縁抵抗試験時に逆方向バイアスされる極
性のダイオードを１段または複数段直列に接続したこと
を特徴とするものである。

【００１９】また本発明の海中分岐装置の給電回路は、
第３の形態として、分岐回線用給電路に、無給電時に該
給電路を海中アースから切り離し運用時に海中アースし
て給電路を形成するためのリレーの自己保持用接点を挿
入し、その自己保持用接点に並列に、運用時に順方向バ
イアス、絶縁抵抗試験時に逆方向バイアスされる極性の
ダイオードを１段または複数段直列に接続した回路を接
続したことを特徴とするものである。上記ダイオードに
は高抵抗の抵抗器を並列接続してもよい。

【００２０】また本発明の海中分岐装置の給電回路は、
第４の形態として、主回線用給電路に発熱体を挿入し、
この発熱体の発生する熱で動作する感熱動作スイッチを
設け、分岐回線用給電路に、無給電時に該給電路を海中
アースから切り離し運用時に海中アースして給電路を形
成するためのリレーの自己保持用接点を挿入し、その自
己保持用接点に並列に上記感熱動作スイッチのメーク接
点を接続したことを特徴とするものである。

【００２１】

【作用】第１の形態の給電回路においては、分岐回路用
給電路１００に印加される電圧が放電開始電圧未満の場
合には、放電管１０３が放電しないので、分岐回路用給
電路１００はリレー接点１０２により海中アースから切
り離されて開放状態にある。したがってこの状態で絶縁
抵抗試験を行うことができる。一方、放電開始電圧以上
の電圧が給電路１００に印加された時には、放電管１０
３の放電によりリレー１０１が動作してその自己保持用
接点１０２を閉じ、それにより自己保持回路が形成され
て分岐回線用給電路１００が自己保持用接点１０２を通
って海中アースされる。

【００２２】第２の形態の給電回路においては、分岐回
線用給電路に給電を行う場合には、ダイオードに対して
順方向に通電を行う。一方、絶縁抵抗試験を行う場合に
は、ダイオードに対して逆方向に直流電圧を印加して行
う。この場合、分岐回線用給電路はダイオードによって
実質的に海中アースから切り離された状態になるので、
絶縁抵抗試験を行うことができる。

【００２３】第３の形態の給電回路においては、分岐回
線用給電路に給電を行う場合には、ダイオードに対して
順方向に通電を行う。このダイオードを通る電流により
リレーが動作してその自己保持用接点を閉じ、それによ
り自己保持回路が形成されて給電路が自己保持用接点を
通って海中アースされる。一方、絶縁抵抗試験を行う場
合には、ダイオードに対して逆方向に直流電圧を印加し
て行う。この場合、分岐回線用給電路はリレー接点とダ
イオードによって実質的に海中アースから切り離された
状態になるので、絶縁抵抗試験を行うことができる。

【００２４】なお上記ダイオードに並列に高抵抗の抵抗
器を接続すると、絶縁抵抗試験時に海中分岐装置におけ
る絶縁抵抗値をその抵抗器の抵抗値によってほぼ正確に
決めることができるので、ケーブル絶縁抵抗の測定精度
が向上する。

【００２５】第４の形態の給電回路においては、分岐回
線用給電路に給電する場合には、主回線用給電路に給電
することによりその発熱体を発熱させ、それにより感熱
動作スイッチのメーク接点を閉じてリレーを動作させ、
その自己保持用接点を閉じる。それにより自己保持回路
が形成されて分岐回線用給電路が自己保持用接点を通っ
て海中アースされる。絶縁抵抗試験を行う場合には、主
回線用給電路に給電を行わなければ、感熱動作スイッチ
のメーク接点は開いているので、分岐回路用給電路はリ
レー接点により海中アースから切り離されて開放状態に
あり、したがって絶縁抵抗試験を行うことができる。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図２には本発明の一実施例としての海中分岐装置
の給電回路が示される。この実施例の海中分岐装置は、
前述の図６の海底ケーブル伝送システムにおける海中分
岐装置ＢＵ１の位置に挿入されるものであり、したがっ
て非給電切替え形のものである。

【００２７】図２において、主回線側の給電回路２０’
は入出力端子が直結されており、したがって分岐回線側
給電路オン／オフ用のリレー２はない。分岐回線側の給
電回路１０は図７で説明したものと同じ構成である。相
違点として、分岐回線側の給電路の接点rc１には、リレ
ー２の接点rc２に換えて放電管３が並列に接続されてい
る。

【００２８】この放電管３としては、その放電開始電圧
が分岐回線側ケーブルの絶縁抵抗測定電圧よりも高いも
の（例えば１００Ｖ〜５００Ｖ程度）が選ばれる。その
ために複数個の放電管を直列に接続するものであっても
よい。この放電管３は、放電開始電圧以下の電圧では開
放状態にあり、したがって無給電時には絶縁抵抗測定が
可能である。

【００２９】この実施例装置により給電を行う場合に
は、Ｂ局から給電電圧を上昇させると、やがて放電管３
の放電開始電圧を超えて放電管３が放電を開始し、その
放電電流により分岐回線側給電路に電流が流れて、給電
回路１０内のリレー１が動作し、それによりその接点rc
１が閉じて自己保持回路が形成され、以降、分岐回線側
の給電が可能となる。

【００３０】図３には本発明の他の実施例が示される。
図３において、主回線側の給電回路２０’は前述の実施
例のものと同じで、入出力端子が直接接続されている。
分岐回線側の給電回路３０は、ダイオード３１と高抵抗
（数百Ｍ〜数ＧΩ）の抵抗器３２の並列回路をｎ段にわ
たり直列接続した回路からなり、その一端は海中アース
される。ダイオード３１₁〜３１_nの極性は、ａ２（海
中アース）→ｂ１（Ｂ局）方向に給電をかけた時に順方
向となるよう接続される。

【００３１】この実施例装置の動作を説明すると、分岐
回線側の給電路に給電を行う場合には、ａ２→ｂ１方向
に給電をかける。一方、分岐回線側の直流絶縁抵抗試験
を行う場合には、ｂ１→ａ２方向にダイオード３１の逆
方向電圧を印加することで、分岐回線側のケーブル絶縁
抵抗を測定できる。

【００３２】なお、この場合の絶縁抵抗測定値は、抵抗
値３２とダイオード３１の逆電圧特性とで制限を受ける
が、その測定精度を上げるために、抵抗器とダイオード
の直列接続段数ｎを増加させればよい。逆にいえば、抵
抗値とダイオードの逆電圧特性が十分なものであれば、
並列回路の段数は１段であってもよい。また並列接続抵
抗器３２₁〜３２_nを使用しないものであってもよい
が、ダイオードの逆電圧特性は測定電圧で変化するの
で、その分、測定精度が落ちうる。

【００３３】図４には本発明のまた他の実施例が示され
る。図４において、主回線側の給電回路２０’は前述同
様に直接接続したものである。分岐回線側の給電回路１
０は図２の実施例と同様のものである。相違点として、
分離回線側給電路におけるリレー接点rc１には、放電管
３に換えて、図３の実施例で説明したところのダイオー
ドと抵抗器の並列回路をｎ段直列接続した回路が、並列
に接続されている。

【００３４】この実施例の動作は図３で説明したとほぼ
同じであるが、この実施例では給電開始後の正常給電時
には、リレー１が動作して接点rc１を閉じ自己保持回路
を形成することにより、給電電流が接点rc１側を通るよ
うにしており、それによりダイオードの消費電力を零と
して、海中分岐装置内の温度上昇を抑えることができる
ようになっている。またリレー接点rc１とダイオード３
１を用意することで回路の冗長性を持たせる構成となっ
ているので、例えばリレー１が故障して動かなくなった
場合でも、ダイオード３１だけでも初期の目的を達成す
ることができる。このようにこの実施例では信頼性のさ
らなる向上が期待できる。

【００３５】図５には本発明のさらに他の実施例が示さ
れる。図５において、主回線側の給電回路４０には、そ
の給電路に直列に抵抗体等のヒータ４１が接続されてお
り、このヒータ４１の近傍にバイメタルスイッチ等の感
熱動作スイッチ４を設置する。またこのヒータ４１には
定電圧ダイオード４２を並列接続する。分岐回線側の給
電回路１０は図２で述べたものと同じであるが、リレー
接点rc１には、放電管３に換えて、上記感熱動作スイッ
チ４のメーク接点を並列に接続する。

【００３６】この実施例装置の動作を説明する。主回線
側の給電を開始すると、ヒータ４１の発生する熱によ
り、感熱動作スイッチ４が動作してその接点を閉じる。
この結果、Ｂ局から給電を開始することで給電回路１０
内のリレー１が動作し接点rc１を閉じて自己保持回路を
形成することになり、以降、給電路が維持される。この
実施例では、分岐回線側のケーブル絶縁抵抗の測定は、
主回線側の給電を停止した状態で行う。

【００３７】以上に述べた各実施例の効果をまとめると
以下にようになる。図２の実施例の場合〔信頼性の向上〕主回線側給電回路が直結構造となったため、電力消
費されるのは分岐回線側給電回路だけとなり、したがっ
て消費電力が半減されて温度上昇を低減できる。主回線側給電回路が直結構造となったため、部品数
が半減し、特に高電圧リレーが分岐回線側給電回路に１
個で済む。〔コストの低減〕部品数の半減により大幅なコストダウンができる。高耐電圧設計が容易となり、構造が簡易化できる。〔操作性向上〕主回線側と分岐回線側の給電オン／オフを独立して
操作できるため、分岐回線側の給電オン／オフのために
主回線側を断としなくてもよくなり、操作性およびサー
ビス性が向上する。

【００３８】図３の実施例の場合〔信頼性の向上〕主回線側給電回路が直結構造となり、また分岐回線
側給電回路もダイオードとなるので、消費電力を大幅に
減少することができ、温度上昇を低減できる。主回線側給電回路が直結構造となったため部品数が
減となり、また分岐回線側給電回路は使用部品を固体化
でき、また高電圧リレーが不要となるので、信頼性が上
がる。〔コストの低減〕部品数の減により大幅なコストダウンができる。高耐電圧設計が容易となり、構造が簡易化できる。〔操作性向上〕主回線側と分岐回線側の給電オン／オフを独立して
操作できるため、分岐回線側の給電オン／オフのために
主回線側を断としなくてもよくなり、操作性およびサー
ビス性が向上する。

【００３９】図４の実施例の場合〔信頼性の向上〕主回線側給電回路が直結構造となったため、電力消
費されるのは分岐回線側給電回路だけとなり、したがっ
て消費電力が半減されて温度上昇を低減できる。主回線側給電回路が直結構造となったため、部品数
が減少し、特に高電圧リレーが分岐回線側給電回路に１
個で済む。〔コストの低減〕部品数の減により大幅なコストダウンができる。高耐電圧設計が容易となり、構造が簡易化できる。〔操作性向上〕主回線側と分岐回線側の給電オン／オフを独立して
操作できるため、分岐回線側の給電オン／オフのために
主回線側を断としなくてもよくなり、操作性およびサー
ビス性が向上する。

【００４０】図５の実施例の場合〔信頼性の向上〕主回線側給電回路が直結構造となったため、電力消
費されるのは分岐回線側給電回路だけとなり、したがっ
て消費電力が半減されて温度上昇を低減できる。主回線側給電回路が直結構造となったため、部品数
が半減し、特に高電圧リレーが分岐回線側給電回路に１
個で済む。〔コストの低減〕部品数の半減により大幅なコストダウンができる。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、部品点数を大幅に減少させて消費電力も大幅に減少
させることができ、それにより使用部品の温度上昇が抑
えられる。また必要な高電圧リレーの数を削減または無
くすことにより、高耐電圧設計を容易にし、装置構造を
簡易化することができる。これらにより装置の信頼性の
向上、コストダウンを図ることができる。

【００４２】また分岐回線側の給電回路と主回線側の給
電回路を基本的に分離独立した形として、それらの給電
オン／オフ操作を互いに依存しないようにすることで、
例えば分岐回線の給電オン／オフ操作のために主回線を
断とするようなことを無くして、操作性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例としての海中分岐装置の給電
回路を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例としての海中分岐装置の給
電回路を示す図である。

【図４】本発明のまた他の実施例としての海中分岐装置
の給電回路を示す図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例としての海中分岐装
置の給電回路を示す図である。

【図６】光海底ケーブル伝送システムの構成例を示す図
である。

【図７】海中分岐装置の給電回路の従来例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１、２リレー３放電管４感熱動作スイッチ１０、２０、３０、４０給電回路１１、１２、２１、２２インダクタンス１３〜１６、２３〜２６抵抗器１７、２７避雷器１８、２８定電圧ダイオード３１₁〜３１_n ダイオード３２₁〜３２_n 高抵抗の抵抗器４１ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分岐回線用給電路（１００）に、無給電
時に該給電路を海中アースから切り離し運用時に海中ア
ースして給電路を形成するためのリレー（１０１）の自
己保持用接点（１０２）を挿入し、その自己保持用接点
に並列に放電管（１０３）を接続したことを特徴とする
海中分岐装置の給電回路。
【請求項２】分岐回線用給電路に、運用時に順方向バ
イアス、絶縁抵抗試験時に逆方向バイアスされる極性の
ダイオードを１段または複数段直列に接続したことを特
徴とする海中分岐装置の給電回路。
【請求項３】分岐回線用給電路に、無給電時に該給電
路を海中アースから切り離し運用時に海中アースして給
電路を形成するためのリレーの自己保持用接点を挿入
し、その自己保持用接点に並列に、運用時に順方向バイ
アス、絶縁抵抗試験時に逆方向バイアスされる極性のダ
イオードを１段または複数段直列に接続した回路を接続
したことを特徴とする海中分岐装置の給電回路。
【請求項４】該ダイオードに並列に高抵抗の抵抗器を
接続したことを特徴とする請求項２または３記載の海中
分岐装置の給電回路。
【請求項５】主回線用給電路に発熱体を挿入し、この
発熱体の発生する熱で動作する感熱動作スイッチを設
け、分岐回線用給電路に、無給電時に該給電路を海中ア
ースから切り離し運用時に海中アースして給電路を形成
するためのリレーの自己保持用接点を挿入し、その自己
保持用接点に並列に上記感熱動作スイッチのメーク接点
を接続したことを特徴とする海中分岐装置の給電回路。