專利名稱：高頻旁路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使電線上的通信信號(hào)繞過(bypassing)中途存在的通信障礙設(shè)備而進(jìn)行傳送的高頻旁路(bypass)裝置。
背景技術(shù)：
作為使電線上的通信信號(hào)繞過中途存在的通信障礙設(shè)備而進(jìn)行傳送的高頻旁路傳送方法，以往有在利用電力線傳送高頻信號(hào)的電力線通信中，由于配電變壓器帶來通信障礙，因而使高壓配電線上的通信信號(hào)繞過配電變壓器從高壓配電線傳送到低壓配電線的方法(例如專利文獻(xiàn)1(日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2002-217796號(hào)公報(bào)))為人們所公知。
即，在專利文獻(xiàn)1中公開了使用如下電力線的高頻傳送方法(即，高頻旁路傳送方法)。該電力線是一種在高壓配電線上重疊高頻通信信號(hào)，在高壓配電線的相互之間(interface)形成第一電容器和與該電容器串聯(lián)的電阻，通過使電阻的兩端與低壓配電線相連接，從而從高壓配電線繞過配電變壓器向低壓配電線傳送高頻通信信號(hào)的電力線。
然而，在根據(jù)以往技術(shù)的高頻旁路傳送方法中，用作為繞過對(duì)象的配電設(shè)備附近的高壓配電線連接高頻信號(hào)的情況下，在該作為繞過對(duì)象的配電設(shè)備為配電變壓器時(shí)，因?yàn)槠涓哳l阻抗比較大，因此可以繞過，但是該作為繞過對(duì)象的配電設(shè)備為電容器組這樣的高頻阻抗低的設(shè)備時(shí)，連接點(diǎn)的相互之間呈高頻短路狀態(tài)，難以取出想繞過的信號(hào)。
另外，作為繞過對(duì)象的配線設(shè)備為配電盤這樣的有分支的設(shè)備時(shí)，因?yàn)槭艿絹碜苑种б欢说男盘?hào)反射的影響，所以繞過的信號(hào)的傳送特性變差?？傊?，以往的高頻旁路傳送方法在作為繞過對(duì)象的配電設(shè)備附近將高頻信號(hào)連接到高壓配線上時(shí)，存在該作為繞過對(duì)象的配電設(shè)備被限定于象配電變壓器這樣的高頻阻抗大的問題。
此外，以往的高頻旁路傳送方法中，作為電容器的形成方法，舉例有采用將帶有導(dǎo)電性的帶子或者薄板纏繞在高壓(低壓)配電線的絕緣涂層上的方法、或者利用導(dǎo)電性圓筒部件的分裂片夾住高壓(低壓)配電線的絕緣涂層的方法等，為了確保傳送特性，越過電線1m形成電容器。但是，這樣存在用來形成電容器的操作不容易的問題。
另一方面，不僅僅是在利用電力線傳送高頻信號(hào)的電力線通信的情況上，而且在例如電線經(jīng)開關(guān)連接，但該開關(guān)為開路狀態(tài)的情況下，由于該開關(guān)成為通信障礙設(shè)備，因此如果可以繞過該開關(guān)連接兩端的電線，則可進(jìn)行利用任意電線的高頻信號(hào)的傳送，因而可以謀求提高通信服務(wù)。
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于獲得一種不僅是在利用電力線傳送高頻信號(hào)的電力線通信的情況下，而且在利用任意電線傳送高頻信號(hào)的情況下，可不依靠繞過對(duì)象設(shè)備的機(jī)器種類而進(jìn)行繞過，且設(shè)置操作容易的高頻旁路裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明其特征在于，在兩根電線的中途存在通信障礙設(shè)備的情況下，具有分裂型鐵芯，其分別被配置在上述通信障礙設(shè)備的兩端側(cè)的兩根電線上的；電容器，其分別連接到上述通信障礙設(shè)備的兩端側(cè)的電線連接端之間；以及電纜，其將上述通信障礙設(shè)備的兩端側(cè)的對(duì)應(yīng)的上述分裂型鐵芯相互之間連接，以使得上述分裂型鐵芯作為變壓器發(fā)揮功能。
根據(jù)本發(fā)明，不會(huì)因?yàn)榉謩e連接在通信障礙設(shè)備的兩端側(cè)的電線連接點(diǎn)之間的電容器而受到該通信障礙設(shè)備的特性的影響，因此可以不依靠繞過對(duì)象設(shè)備的機(jī)器種類來進(jìn)行繞過，不僅是在利用電力線傳送高頻信號(hào)的電力線通信的情況下，而且在利用任意電線的情況下都可以傳送高頻信號(hào)。此時(shí)，可根據(jù)利用上述電容器發(fā)揮作為變壓器的功能的分裂型鐵芯來提高高頻信號(hào)的取出效率和注入效率。另外，分裂型鐵芯可以通過夾著電線來配置；因?yàn)殡娙萜鬟B接到露出在外部的電線連接端之間，因此在該電線為電力線等的電源線時(shí)，可以在有源狀態(tài)(active state)下進(jìn)行安裝操作。


圖1是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式1的高頻旁路裝置的設(shè)備配置的圖。
圖2是表示圖1中所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖。
圖3是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式2的高頻旁路裝置的設(shè)備配置的圖。
圖4是表示圖3中所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖。
圖5是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式3的高頻旁路裝置的設(shè)備配置的圖。
圖6是表示圖5中所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖。
圖7是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式4的高頻旁路裝置的設(shè)備配置的圖。
圖8是表示圖7中所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的高頻旁路裝置的優(yōu)選實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖1是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式1的高頻旁路裝置的設(shè)備配置圖。圖2是表示圖1中所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖。此外，在本實(shí)施方式1以及以后表示的各實(shí)施方式中，為了容易理解本發(fā)明，以利用電力線傳送高頻信號(hào)的電力線通信舉例來進(jìn)行說明。
在圖1中，在配電線1、2和配電線3、4之間設(shè)置了成為通信障礙的配電設(shè)備5。配電設(shè)備5為配電盤、桿式變壓器以及電容器組等。圖1中表示的高頻旁路裝置構(gòu)成為繞過該配電設(shè)備5而使一端側(cè)的配電線1、2和另一端側(cè)的配電線3、4高頻連接從而形成高頻信號(hào)的通信路徑。
即，將分裂型鐵芯6a、6b分別夾持在配電設(shè)備5的一端側(cè)的配電線1、2上來進(jìn)行設(shè)置，另外，將分裂型鐵芯7a、7b分別夾持在配電設(shè)備5的另一端側(cè)的配電線3、4上來進(jìn)行設(shè)置，并利用連通到各個(gè)鐵芯的電纜8來連接鐵芯6a、6b和鐵芯7a、7b。由此，鐵芯6a、6b、7a、7b分別發(fā)揮作為變壓器的功能。另外，在配電設(shè)備5和配電線1、2的連接端之間設(shè)置電容器9a，在配電設(shè)備5和配電線3、4的連接端之間設(shè)置電容器9b。
從而，圖1中表示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)成為如圖2所示那樣。在圖2中，在配電設(shè)備5的一端側(cè)上，配電線21一端被連接到外部，另一端經(jīng)鐵芯6a形成的變壓器T1的一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈被連接到配電線23的一端，而配電線23的另一端則被連接到配電設(shè)備5的一端側(cè)的連接點(diǎn)A1上。以上是圖1中所示的配電線1和鐵芯6a之間的關(guān)系。
另外，配電線22其一端被連接到外部，另一端經(jīng)鐵芯6b形成的變壓器T2的一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈被連接到配電線24的一端，而配電線24的另一端則被連接到配電設(shè)備5的一端側(cè)的連接點(diǎn)A2上。以上是圖1中所示的配電線2和鐵芯6b之間的關(guān)系。
同樣地，在配電設(shè)備5的另一端側(cè)，配電線27其一端被連接到外部，另一端經(jīng)鐵芯7a形成的變壓器T3的一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈被連接到配電線25的一端，而配電線25的另一端則被連接到配電設(shè)備的另一端的連接點(diǎn)B1上。以上是圖1中所示的配電線3和鐵芯7a之間的關(guān)系。
另外，配電線28其一端被連接到外部，另一端經(jīng)鐵芯7b形成的變壓器T4的一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈被連接到配電線26的一端，而配電線26的另一端則被連接到配電設(shè)備5的另一端側(cè)的連接點(diǎn)B2上。以上是圖1中所示的配電線4和鐵芯7a之間的關(guān)系。
在變壓器T1以及變壓器T2中，共同連接另一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈的一端。另外，在變壓器T3以及變壓器T4中，也是共同連接另一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈的一端。然后，變壓器T1以及變壓器T3的另一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈的另一端經(jīng)電纜29連接，變壓器T2以及變壓器T4的另一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈的另一端經(jīng)電纜30連接。以上是圖1中所示的鐵芯6a、6b、電纜8、鐵芯7a、7b之間的關(guān)系。
而且，作為圖1中所示的電容器9a的電容器C1被連接到配電設(shè)備5的一端側(cè)的連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間。另外，作為圖1中表示的電容器9b的電容器C2成為被連接到配電設(shè)備5的另一端側(cè)的連接點(diǎn)B1和連接點(diǎn)B2之間的結(jié)構(gòu)。
下面，參照?qǐng)D2來說明根據(jù)如上構(gòu)成的實(shí)施方式1的高頻旁路裝置的動(dòng)作。
首先，說明電力線通信的高頻信號(hào)被注入到配電線21、22的一端側(cè)，然后從變壓器T1、T2取出該高頻信號(hào)，并經(jīng)由電纜29、30將該高頻信號(hào)注入到變壓器T3、T4的旁路方法。
在配電線21、22的一端側(cè)，除了工業(yè)頻率的電力之外，還重疊有是高頻信號(hào)的電力線通信信號(hào)?？衫米儔浩鱐1、T2只將該高頻信號(hào)取出到電纜29、30側(cè)。所取出的高頻信號(hào)通過電纜29、30傳達(dá)到變壓器T3、T4的一側(cè)的輸入輸出線圈，然后將其從變壓器T3、T4的另一側(cè)的輸入輸出線圈注入到配電線27、28中。
此時(shí)，設(shè)置在配電設(shè)備5的連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間的電容器C1具有以下兩個(gè)功能。
即，第一功能是通過降低連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間的高頻阻抗，在高頻信號(hào)所使用的高頻頻帶中，在取出高頻信號(hào)的地點(diǎn)中使其看不到配電設(shè)備5的損耗特性的影響。在此，作為配電設(shè)備5具有配電盤、桿式變壓器以及電容器組等。它們分別具有特有的損耗特性。
此時(shí)，由于將電容器C1設(shè)置在配電設(shè)備的連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間，從而連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間變?yōu)楦哳l短路狀態(tài)，因此，在高頻的取出地點(diǎn)中將看不到配電設(shè)備5的損耗特性。即，在變壓器T1、T2中，可以不受配電設(shè)備5的特性的影響，從配電線21、22取出高頻信號(hào)并且送給電纜29、30。
另外，第二功能是提高利用變壓器T1、T2取出高頻信號(hào)的效率。變壓器T1使配電線21和配電線23之間產(chǎn)生基于其電感的阻抗大小的電位差。同樣地，變壓器T2使配電線22和配電線24之間產(chǎn)生基于其電感的阻抗大小的電位差。
此時(shí)，根據(jù)在變壓器T1上產(chǎn)生的電位差、在變壓器T2上產(chǎn)生的電位差、以及配電設(shè)備5的連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間的電位差的比例分別分配來自配電線21和配電線22的高頻信號(hào)的電壓值。使變壓器T1、T2上分別產(chǎn)生的電位差變?yōu)樽畲蟮臅r(shí)候是配電設(shè)備5的連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間的電位差最小的時(shí)候，即連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間的阻抗為0的時(shí)候。
因此，通過在連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間連接電容器C1使高頻成為短路狀態(tài)，可以使分別在變壓器T1、T2上產(chǎn)生的電位差為最大，可以提高變壓器T1、T2從配電線21、22取出高頻信號(hào)的效率。
同樣地，設(shè)置在配電設(shè)備5的連接點(diǎn)B1和連接點(diǎn)B2之間的電容器C2具有以下兩個(gè)功能。
即，第一功能是通過降低連接點(diǎn)B1和連接點(diǎn)B2之間的高頻阻抗，在高頻信號(hào)所使用的高頻頻帶中，在注入高頻信號(hào)的地點(diǎn)上使其看不到配電設(shè)備5的損耗特性的影響。在此，作為配電設(shè)備5中具有配電盤、桿式變壓器以及電容器組等。它們分別具有特有的損耗特性。
此時(shí)，由于將電容器C2設(shè)置在配電設(shè)備的連接點(diǎn)B1和連接點(diǎn)B2之間，從而B1和B2之間成為高頻短路狀態(tài)，因此，在高頻的注入地點(diǎn)上將看不到配電設(shè)備5的損耗特性。即，在變壓器T3、T4中，可以不受配電設(shè)備5的特性的影響而從電纜29、30取出高頻信號(hào)并注入到配電線25、27。
另外，第二功能是提高從變壓器T3、T4將高頻信號(hào)注入到配電線25、27的效率。即，變壓器T3使配電線25和配電線27之間產(chǎn)生基于其電感的阻抗大小的電位差。同樣地，變壓器T4使配電線26和配電線28之間產(chǎn)生基于其電感的阻抗大小的電位差。
此時(shí)，根據(jù)配電設(shè)備5的連接點(diǎn)B1和連接點(diǎn)B2之間的電位差、由連接到配電線27和28的接收側(cè)設(shè)備的終端電阻引起的電位差的比例分別分配在變壓器T3上產(chǎn)生的電位差和在T4上產(chǎn)生的電位差。使由接收側(cè)設(shè)備的終端電阻引起的電位差為最大時(shí)候是配電設(shè)備的連接點(diǎn)B1和連接點(diǎn)B2之間的電位差變?yōu)樽钚〉臅r(shí)候，即連接點(diǎn)B1和連接點(diǎn)B2之間的阻抗為0的時(shí)候。
因此，通過在連接點(diǎn)B1和連接點(diǎn)B2之間連接電容器C2從而使高頻成為短路狀態(tài)，可以使由接收側(cè)設(shè)備的終端電阻引起的電位差為最大，因此可以提高從變壓器T3、T4將高頻信號(hào)注入到配電線25、27的效率。
此外，設(shè)置在配電設(shè)備5的連接點(diǎn)A1和連接點(diǎn)A2之間的電容器C1與變壓器T1、T2一起構(gòu)成LC低通濾波器。為了不影響工業(yè)頻率的電力，有必要適當(dāng)設(shè)定變壓器T1、T2的電感值和電容器C1的電容值，以使得該LC低通濾波器的截止頻率設(shè)為高于工業(yè)頻率且低于高頻信號(hào)的頻率。
同樣地，設(shè)置在配電設(shè)備5的連接點(diǎn)B1和連接點(diǎn)B2之間的電容器C2與變壓器T3、T4一起構(gòu)成LC低通濾波器。為了不影響工業(yè)頻率的電力，有必要適當(dāng)設(shè)定變壓器T3、T4的電感值和電容器C2的電容值，以使得該LC低通濾波器的截止頻率設(shè)為高于工業(yè)頻率且低于高頻信號(hào)的頻率。
這樣，可通過變壓器T1、T2取出注入到配電線21、22并被傳送出來的電力線通信的高頻信號(hào)，并經(jīng)由電纜29、30通過變壓器T3、T4注入到配電線27、28中。反方向地，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)是以配電設(shè)備5為中心對(duì)稱，因此也可以與上述同樣地進(jìn)行，即可通過變壓器T3、T4取出注入到配電線27、28并被傳送出來的電力線通信的高頻信號(hào)，并經(jīng)由電纜29、30通過利用變壓器T1、T2注入到配電線21、22中。
如上所述，根據(jù)實(shí)施方式1，作為將高頻信號(hào)從配電線取出和向配電線注入的單元，其將作為變壓器發(fā)揮功能的分裂型鐵芯分別設(shè)置在配電設(shè)備的兩側(cè)的兩根配電線上，并與電纜進(jìn)行連接的同時(shí)，在配電設(shè)備和配電線的連接端之間設(shè)置電容器，因此，可以在高頻信號(hào)的頻帶中不受配電設(shè)備的損耗特性的影響而使高頻信號(hào)繞過。
此時(shí)，利用設(shè)置在配電設(shè)備和配電線的連接端之間的電容器，可以根據(jù)作為變壓器發(fā)揮功能的鐵芯提高高頻信號(hào)的取出效率和注入效率。
此外，因?yàn)樽鳛樵O(shè)置在配電線上的變壓器的鐵芯是分裂型的，因此可以以夾著配電線方式設(shè)置。另外，電容器的連接位置是配電設(shè)備和配電線的連接端，其連接部分裸露在外。因而，可以在配電線為有源狀態(tài)下進(jìn)行安裝操作，即不停電操作。
(實(shí)施方式2)圖3是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式2的高頻旁路裝置的設(shè)備配置圖。圖4是表示圖3中所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖。而且，在圖3和圖4中，對(duì)與圖1和圖2(實(shí)施方式1)中所示的結(jié)構(gòu)要素相同或者相應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的附圖標(biāo)記。在此，以與本實(shí)施方式2相關(guān)的部分為中心進(jìn)行說明。
即，如圖3所示，在根據(jù)本實(shí)施方式2的高頻旁路裝置中，在圖1(實(shí)施方式1)中所示的結(jié)構(gòu)中的配電線1、2上，設(shè)置分裂型的鐵芯11a、11b來代替分裂型的鐵芯6a、6b。另外，在配電線3、4上，設(shè)置分裂型的鐵芯12a、12b來代替分裂型的鐵芯7a、7b。這些鐵芯在本實(shí)施方式2中，不與電纜連接，僅作為電感發(fā)揮功能。
于是，在本實(shí)施方式2中，如圖3所示，在配電線1、2上，在離配電設(shè)備5相對(duì)于鐵芯11a、11b的設(shè)置位置更遠(yuǎn)的位置上分別設(shè)置有插入式分接頭(vampire tap)13a、13b。插入式分接頭13a、13b上連接有耦合器14a。另外，在配電線3、4上，離配電設(shè)備5相對(duì)于鐵芯12a、12b的設(shè)置位置更遠(yuǎn)的位置上分別設(shè)置有插入式分接頭15a、15b。插入式分接頭15a、15b上連接有耦合器14b。耦合器14a和耦合器14b經(jīng)電纜8相互連接著。
耦合器14a由變壓器和電容器構(gòu)成，是兼?zhèn)湟韵聝蓚€(gè)功能的高頻輸入輸出單元。一個(gè)功能是取出重疊在從插入式分接頭13a、13b輸入的配電線1、2上的電力上的高頻信號(hào)并發(fā)送給電纜8的功能，另外一種功能是將由電纜8送出的高頻信號(hào)輸出到插入式分接頭13a、13b上，使其重疊到配電線1、2上的電力上的功能。
同樣地，耦合器14b由變壓器和電容器構(gòu)成，是兼?zhèn)湟韵聝蓚€(gè)功能的高頻輸入輸出單元。一個(gè)功能是取出重疊在從插入式分接頭15a、15b輸入的配電線3、4上的電力上的高頻信號(hào)并發(fā)送給電纜8的功能，另一個(gè)功能是將電纜8送出的高頻信號(hào)輸出到插入式分接頭15a、15b上且重疊到配電線3、4上的電力上的功能。
因而，圖3所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)成為如圖4所示那樣。在圖4中，在配電設(shè)備5的一端側(cè)，配電線21一端被連接到外部，另一端與耦合器14a連接，并且該另一端還經(jīng)鐵芯11a形成的電感L1被連接到配電線23的一端，而配電線23的另一端則被連接到配電設(shè)備5的一端側(cè)的連接點(diǎn)A1上。以上是圖3中所示的配電線1、經(jīng)插入式分接頭13a的耦合器14a以及鐵芯11a之間的關(guān)系。
另外，配電線22一端被連接到外部，另一端與耦合器14a連接，并且該另一端還經(jīng)鐵芯11b形成的電感L2被連接到配電線24的一端，而配電線24的另一端則被連接到配電設(shè)備5的一端側(cè)的連接點(diǎn)A2上。以上是圖3中所示的配電線2、經(jīng)插入式分接頭13b的耦合器14a以及鐵芯11b之間的關(guān)系。
同樣地，在配電設(shè)備5的另一端側(cè)，配電線27一端被連接到外部，另一端與耦合器14b連接，并且該另一端還經(jīng)鐵芯12a形成的電感L3被連接到配電線25的一端，而配電線25的另一端則被連接到配電設(shè)備的另一端的連接點(diǎn)B1上。以上是圖3中所示的配電線3、經(jīng)插入式分接頭15a的耦合器14b以及鐵芯12a之間的關(guān)系。
另外，配電線28一端被連接到外部，另一端與耦合器14b連接，并且該另一端還經(jīng)鐵芯12b形成的電感L4被連接到配電線26的一端，而配電線26的另一端則被連接到配電設(shè)備5的另一端的連接點(diǎn)B1上。以上是圖3中所示的配電線4、經(jīng)插入式分接頭15b的耦合器14b以及鐵芯12b之間的關(guān)系。
于是，耦合器14a和耦合器14b之間經(jīng)電纜29、30相連接。以上是圖3中表示的插入式分接頭13a、13b、耦合器14a、電纜8、耦合器14b以及插入式分接頭15a、15b之間的關(guān)系。電容器C1、C2設(shè)置在與實(shí)施方式1相同的位置處。
下面，參照?qǐng)D4說明如上所述構(gòu)成的根據(jù)實(shí)施方式2的高頻旁路裝置的動(dòng)作。
首先，說明電力線通信的高頻信號(hào)被注入到配電線21、22的一端側(cè)，然后從變壓器T1、T2取出該高頻信號(hào)，并經(jīng)由電纜29、30將該高頻信號(hào)注入到變壓器T3、T4的旁路方法。
在配電線21、22的一端側(cè)，除了工業(yè)頻率的電力之外，還重疊有是高頻信號(hào)的電力線通信信號(hào)。利用耦合器14a只將該高頻信號(hào)取出到電纜29、30側(cè)。所取出的高頻信號(hào)通過電纜29、30傳達(dá)到耦合器14b，然后利用耦合器14b注入到配電線27、28。
此時(shí)，電感L1、L2具有使在耦合器14a的連接點(diǎn)上的配電線21、22間的高頻阻抗變高，提高從其上取出高頻信號(hào)的效率的功能。即，電感L1使配電線21、23之間產(chǎn)生基于其電感的阻抗。同樣地，電感L2使配電線22、24之間產(chǎn)生基于其電感的阻抗。通過使在電感L1上產(chǎn)生的阻抗、電感L2上產(chǎn)生的阻抗、以及配電設(shè)備5的連接點(diǎn)A1、A2之間的阻抗的和變大，能夠使可從耦合器14a的連接點(diǎn)上的配電線21、22之間取出的電位差變大。
另外，設(shè)置在配電設(shè)備的連接點(diǎn)A1、A2之間的電容器C1具有使連接點(diǎn)A1、A2之間的高頻阻抗降低、在高頻信號(hào)所使用的高頻頻帶中，在取出高頻信號(hào)的地點(diǎn)上使其看不到配電設(shè)備5的損耗特性的影響的功能。即，作為配電設(shè)備5具有配電盤、桿式變壓器以及電容器組等。它們分別具有特有的損耗特性。
此時(shí)，由于將電容器C1設(shè)置在配電設(shè)備的連接點(diǎn)A1、A2之間，從而連接點(diǎn)A1、A2之間成為高頻短路狀態(tài)，因此，在高頻信號(hào)的取出地點(diǎn)中將看不到配電設(shè)備5的損耗特性。即，在耦合器14a中，可以不受配電設(shè)備5的特性的影響，而從其連接點(diǎn)上的配電線21、22取出高頻信號(hào)并且發(fā)送給電纜29、30。
同樣，電感L3、L4具有使在耦合器14b的連接點(diǎn)上的配電線27、28間的高頻阻抗變高，提高從其上注入高頻信號(hào)的效率的功能。即，電感L3使配電線25、27之間產(chǎn)生基于其電感的阻抗。同樣地，電感L4在配電線26、28之間產(chǎn)生基于其電感的阻抗。
此時(shí)，通過使在電感L3上產(chǎn)生的阻抗、電感L4上產(chǎn)生的阻抗、以及配電設(shè)備5的連接點(diǎn)B1、B2之間的阻抗的和變大，能夠使可注入到配電線27、28之間的電位差變大。
另外，設(shè)置在配電設(shè)備5的連接點(diǎn)B1、B2之間的電容器C2具有使連接點(diǎn)B1、B2之間的高頻阻抗降低，在高頻信號(hào)所使用的高頻頻帶中，使其在注入高頻信號(hào)的地點(diǎn)中看不到配電設(shè)備5的損耗特性的影響的功能。即，作為配電設(shè)備5具有配電盤、桿式變壓器以及電容器組等。它們分別具有特有的損耗特性。
此時(shí)，由于在配電設(shè)備的連接點(diǎn)B1、B2之間設(shè)置電容器C2，從而連接點(diǎn)B1和B2之間成為高頻短路狀態(tài)，在高頻的注入地點(diǎn)中將看不到配電設(shè)備5的損耗特性。即，耦合器14b可以不受配電設(shè)備5的特性的影響，從電纜29、30取出高頻信號(hào)并且注入到其連接點(diǎn)上的配電線25、27之間。
此外，將設(shè)置在配電設(shè)備5的連接點(diǎn)A1、A2之間的電容器C1與電感L1、L2一起構(gòu)成LC低通濾波器。為了不影響工業(yè)頻率的電力，有必要適當(dāng)設(shè)定電感L1、L2的電感值和電容器C1的電容值，以使得該低通濾波器的截止頻率設(shè)為高于工業(yè)頻率且低于高頻信號(hào)的頻率。
同樣地，將設(shè)置在配電設(shè)備5的連接點(diǎn)B1、B2之間的電容器C2與電感L3、L4一起構(gòu)成LC低通濾波器。為了不影響工業(yè)頻率的電力，有必要適當(dāng)設(shè)定電感L3、L4的電感值和電容器C2的電容值，以使得該低通濾波器的截止頻率設(shè)為高于工業(yè)頻率且低于高頻信號(hào)的頻率。
這樣，對(duì)于注入到配電線21、22并傳送來的電力線通信的高頻信號(hào)，可以利用插入式分接頭13a、13b及耦合器14a取出，并將其經(jīng)由電纜29、30利用耦合器14b及插入式分接頭15a、15b注入到配電線27、28中。反方向地，由于其結(jié)構(gòu)以配電設(shè)備5為中心對(duì)稱，因此也可以與上述同樣地進(jìn)行。即對(duì)于注入到配電線27、28并傳送來的電力線通信的高頻信號(hào)，利用插入式分接頭15a、15b及耦合器14b取出，并將其經(jīng)由電纜29、30且利用耦合器14a及插入式分接頭13a、13b注入到配電線21、22，如上所述，根據(jù)實(shí)施方式2，作為將高頻信號(hào)從配電線取出和向配電線注入的單元，將插入式分接頭及耦合器分別設(shè)置在配電設(shè)備的兩側(cè)的兩根配電線上，用電纜連接在耦合器之間，并且將發(fā)揮作為電感的功能的分裂型鐵芯分別配置在配電設(shè)備的兩側(cè)的兩根配電線上，由于另外在配電設(shè)備和配電線的連接點(diǎn)之間設(shè)置電容器，因此，可在高頻信號(hào)的頻帶中不受配電設(shè)備的損耗特性的影響，而使高頻信號(hào)繞過。
此時(shí)，由于在將高頻信號(hào)從配電線取出和注入的插入式分接頭和配電設(shè)備之間設(shè)置作為電感發(fā)揮功能的鐵芯，因此可以提高繞過用的高頻信號(hào)的取出效率和注入效率。
此外，因?yàn)樽鳛樵O(shè)置在配電線上的電感的鐵芯是分裂型的，因此可以夾著配電線而設(shè)置。另外，電容器的連接位置是配電設(shè)備和配電線的連接端，其連接部分是裸露在外的。此外，設(shè)置在配電線上的旁路部的連接使用插入式分接頭。因此，可以在配電線為有源狀態(tài)下進(jìn)行安裝操作，即可不停電操作。
(實(shí)施方式3)
圖5是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式3的高頻旁路裝置的設(shè)備配置圖。圖6是表示圖5中所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖。此外，在圖5和圖6中，對(duì)與圖1和圖2(實(shí)施方式1)中所示的結(jié)構(gòu)要素相同或者相應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的附圖標(biāo)記。在此，以與本實(shí)施方式3相關(guān)的部分為中心進(jìn)行說明。
即，如圖5所示，在根據(jù)本實(shí)施方式3的高頻旁路裝置中，在圖1(實(shí)施方式1)中所示的結(jié)構(gòu)的配電線1、2中的任一個(gè)配電線上設(shè)置作為變壓器發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯，另一個(gè)配電線上不配置作為變壓器發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯。在圖5中是在配電線1上配置分裂型的鐵芯6a，在配電線2上省略了分裂型的鐵芯6b。
另外，在配電線3、4中的任一個(gè)配電線上設(shè)置作為變壓器發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯，另一個(gè)配電線上不配置作為變壓器發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯。在圖5中是在配電線3上配置分裂型的鐵芯7a，在配電線4上省略了分裂型的鐵芯7b。
因此，圖5所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)成為如圖6所示那樣。在圖6中，在配電設(shè)備5的一端側(cè)，配電線21一端被連接到外部，另一端經(jīng)鐵芯6a形成的變壓器T1的一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈被連接到配電線23的一端，而配電線23的另一端則被連接到配電設(shè)備5的一端側(cè)的連接點(diǎn)A1上。以上是圖5中所示的配電線1和鐵芯6a之間的關(guān)系。另一方面，配電線22一端被連接到外部，另一端被連接到配電設(shè)備5的一端側(cè)的連接點(diǎn)A2上。
同樣地，在配電設(shè)備5的另一端側(cè)，配電線27一端被連接到外部，另一端經(jīng)鐵芯7a形成的變壓器T3的一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈被連接到配電線25的一端，而配電線25的另一端則被連接到配電設(shè)備的另一端的連接點(diǎn)B1上。以上是圖5中所示的配電線3和鐵芯7a之間的關(guān)系。另一方面，配電線28一端被連接到外部，另一端被連接到配電設(shè)備5的另一端側(cè)的連接點(diǎn)B2上。
變壓器T1以及變壓器T3的另一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈的一端經(jīng)電纜29被連接，變壓器T1以及變壓器T3的另一側(cè)的輸入輸出側(cè)線圈的另一端經(jīng)電纜30被連接。以上是圖1中表示的鐵芯6a、電纜8以及鐵芯7a之間的關(guān)系。電容器C1、C2設(shè)置在與實(shí)施方式1相同的位置。
如上所述構(gòu)成的根據(jù)實(shí)施方式3的高頻旁路裝置所實(shí)現(xiàn)的繞過動(dòng)作與實(shí)施方式1中的說明相同，因此省略其說明。
根據(jù)本實(shí)施方式3，除了能獲得與實(shí)施方式1相同的效果，還因?yàn)殍F芯數(shù)量成為一半，可以進(jìn)一步提高設(shè)置操作性。但是，因?yàn)閮H對(duì)兩根配電線之中的任一個(gè)配置鐵芯，所以其平衡度變差。即，共模噪聲(common mode noise)增加。
(實(shí)施方式4)圖7是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式4的高頻旁路裝置的設(shè)備配置圖。圖8是表示圖7中所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖。此外，在圖7和圖8中，對(duì)與圖3和圖4(實(shí)施方式2)中所示的結(jié)構(gòu)要素相同或者相應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的附圖標(biāo)記。在此，以與本實(shí)施方式4相關(guān)的部分為中心進(jìn)行說明。
即，如圖7所示，在根據(jù)本實(shí)施方式4的高頻旁路裝置中，在圖3(實(shí)施方式2)中所示的結(jié)構(gòu)的配電線1、2中的任一個(gè)配電線上設(shè)置作為電感發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯，另一個(gè)配電線上不配置作為電感發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯。在圖7中，在配電線1上配置作為電感發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯11a，在配電線2上省略了作為電感發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯11b。
另外，在配電線3、4中的任一個(gè)配電線上設(shè)置作為電感發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯，在另一個(gè)配電線上不配置作為電感發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯。在圖7中，在配電線3上配置作為電感發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯12a，在配電線4上省略了作為電感發(fā)揮功能的分裂型的鐵芯12b。
因此，圖7所示的高頻旁路裝置的電路結(jié)構(gòu)成為如圖8所示那樣。在圖8中，在配電設(shè)備5的一端側(cè)，配電線21一端被連接到外部，另一端與耦合器14a連接，并且該另一端還經(jīng)鐵芯12a形成的電感L1被連接到配電線23的一端，而配電線23的另一端則被連接到配電設(shè)備5的一端側(cè)的連接點(diǎn)A1上。以上是圖7中所示的配電線1、經(jīng)插入式分接頭13a的耦合器14a以及鐵芯12a的關(guān)系。另一方面，配電線22一端被連接到外部，另一端被連接到配電設(shè)備5的一端側(cè)的連接點(diǎn)A2上。
同樣地，在配電設(shè)備5的另一端側(cè)，配電線27一端被連接到外部，另一端與耦合器14b連接，并且該另一端還經(jīng)鐵芯12a形成的電感L3被連接到配電線25的一端，而配電線25的另一端則被連接到配電設(shè)備的另一端的連接點(diǎn)B1上。以上是圖7中所示的配電線3、經(jīng)插入式分接頭15a的耦合器14b以及鐵芯12a之間的關(guān)系。另一方面，配電線28一端被連接到外部，另一端被連接到配電設(shè)備的另一端的連接點(diǎn)B1上。
另外，電容器C1、C2被設(shè)置在與實(shí)施方式1相同的位置上。此外，配電線21、22、耦合器14a、電纜29、30、耦合器14b以及配電線27、28的關(guān)系與圖4相同。
如上所述構(gòu)成的實(shí)施方式4的高頻旁路裝置所實(shí)現(xiàn)的繞過動(dòng)作與實(shí)施方式2中的說明相同，因此省略其說明。
根據(jù)本實(shí)施方式4，除了能獲得與實(shí)施方式2相同的效果外，還因?yàn)殍F芯數(shù)量成為一半，可以進(jìn)一步提高設(shè)置操作性。但是，因?yàn)閮H對(duì)兩根配電線之中的任一個(gè)配置鐵芯，所以其平衡度變差。即，共模噪聲增加。
此外，在實(shí)施方式1～4中，舉例說明了通信裝置為電力線通信裝置，作為其通信路徑應(yīng)用配電線，作為其繞過對(duì)象應(yīng)用配電設(shè)備的情況，但本發(fā)明并不限定于這些情況。即，在本發(fā)明中，通信裝置也可以是電力線通信裝置以外的裝置，通信路徑也可以是配電線以外的為金屬線的所有電線，另外作為繞過對(duì)象也可以是配電設(shè)備以外的設(shè)備。
具體來說，例如，在兩根電線的中途介入開關(guān)，在該開關(guān)為開路情況下，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的高頻旁路裝置時(shí)，可以繞過開關(guān)將兩端高頻連接而將電線作為通信路徑來使用。
另外，例如，考慮在電車中，即使在設(shè)備的控制用電線或揚(yáng)聲器用電線上連接調(diào)制解調(diào)器也無妨?xí)r，使用這些電線之中的兩根進(jìn)行調(diào)制解調(diào)器通信的情況。此時(shí)，在中途，存在成為通信的障礙的設(shè)備(該設(shè)備的特性對(duì)調(diào)制解調(diào)器信號(hào)產(chǎn)生影響)時(shí)，如果應(yīng)用本發(fā)明的高頻旁路裝置繞過該障礙設(shè)備，就可以在電車內(nèi)利用設(shè)備的控制用電線或揚(yáng)聲器用電線實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器通信。
此外，例如，考慮在電車內(nèi)，在多個(gè)電源線之中的任意兩根上連接調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信的情況。此時(shí)，作為成為通信的障礙的設(shè)備，如果在中途存在與發(fā)動(dòng)機(jī)的連接部分(發(fā)動(dòng)機(jī)的特性對(duì)調(diào)制解調(diào)器信號(hào)產(chǎn)生影響)、開路狀態(tài)的電源切斷開關(guān)等通信障礙設(shè)備時(shí)，通過應(yīng)用本發(fā)明的高頻旁路裝置繞過它們，可以實(shí)現(xiàn)使用多個(gè)電源線之中的任意兩根的調(diào)制解調(diào)器通信。
工業(yè)上可利用性本發(fā)明由于可以使電線上的通信信號(hào)不依靠其機(jī)器種類而繞過中途存在的通信障礙設(shè)備進(jìn)行傳送，因此不僅適合利用電力線傳送高頻信號(hào)的電力線通信，而且適合作為利用任意電線傳送高頻信號(hào)的高頻旁路裝置，并且由于設(shè)置操作容易，因此適合作為在使用電源線的情況下不停電地進(jìn)行安裝的高頻旁路裝置。
權(quán)利要求
1.一種在兩根電線的中途存在通信障礙設(shè)備的情況下使用的高頻旁路裝置，其特征在于，具有分裂型鐵芯，其分別被配置在上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的各兩根電線上；電容器，其分別連接在位于上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的、電線連接端之間；以及電纜，其將上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的對(duì)應(yīng)分裂型鐵芯彼此連接，以使得上述分裂型鐵芯作為變壓器發(fā)揮功能。
2.一種在兩根電線的中途存在通信障礙設(shè)備的情況下使用的高頻旁路裝置，其特征在于，具有插入式分接頭，其分別與上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的各兩根電線連接；電纜，其經(jīng)高頻輸入輸出單元將上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的對(duì)應(yīng)插入式分接頭彼此連接；分裂型鐵芯，其在上述通信障礙設(shè)備的兩端側(cè)，作為電感分別配置在位于上述插入式分接頭的配置位置與上述通信障礙設(shè)備之間的各兩根電線上；以及電容器，其分別連接在位于上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的、電線連接端之間。
3.一種在兩根電線的中途存在通信障礙設(shè)備的情況下使用的高頻旁路裝置，其特征在于，具有分裂型鐵芯，其被配置在上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的各兩根電線中的任一根上；電容器，其分別連接在位于上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的、電線連接端之間；以及電纜，其將上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的上述分裂型鐵芯彼此連接，以使得上述分裂型鐵芯作為變壓器發(fā)揮功能。
4.一種在兩根電線的中途存在通信障礙設(shè)備的情況下使用的高頻旁路裝置，其特征在于，具有插入式分接頭，其分別與位于上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的各兩根電線連接；電纜，其經(jīng)高頻輸入輸出單元將位于上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的對(duì)應(yīng)插入式分接頭彼此連接；分裂型鐵芯，其在上述通信障礙設(shè)備的兩端側(cè)，作為電感分別配置在位于上述插入式分接頭的配置位置與上述通信障礙設(shè)備之間的各兩根電線中的任一根電線上；以及電容器，其分別連接在位于上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的、電線連接端之間。
全文摘要
在本發(fā)明中，在兩根電線的中途存在通信障礙設(shè)備的情況下，具有分裂型鐵芯，其分別被配置在上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的各兩根電線上；電容器，其分別連接在位于上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的、電線連接端之間；以及電纜，其將上述通信障礙設(shè)備兩端側(cè)的對(duì)應(yīng)分裂型鐵芯彼此連接，以使得上述分裂型鐵芯作為變壓器發(fā)揮功能。由此，可以得到不僅是在利用電力線傳送高頻信號(hào)的電力線通信的情況下，而且在利用任意電線傳送高頻信號(hào)的情況下，可以不依靠繞過對(duì)象設(shè)備的機(jī)器種類而執(zhí)行繞過，并且設(shè)置操作容易的高頻旁路裝置。
文檔編號(hào)H04B3/02GK1871787SQ200480030698
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者木村亨, 水谷良則 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社