(57)【要約】【課題】送電線に流れる電流が小さいときでも所望の電力を発電でき、電流が大きいときには余剰電力をできるだけ発生させないようにする。【解決手段】カレントトランス１０は、一次巻線としての送電線２に取り付け可能な第１及び第２磁性コア１１Ａ〜１１Ｄと、第１磁性コア１１Ａに巻回された発電コイル１２と、送電線２に電流が流れたとき発電コイル１２が発生する電圧と逆向きの電圧が発生するように第２磁性コア１１Ｂ〜１１Ｄに巻回された減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃと、発電コイル１２の電圧が減圧されるように減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃを発電コイル１２に並列接続するスイッチ回路１４と、発電コイル１２が発生する電圧に基づいてスイッチ回路１４を制御するスイッチ制御部１５とを備え、スイッチ制御部１５は、発電コイル１２が発生する電圧が第１の閾値を超えたとき、発電コイル１２の電圧が減圧されるようにスイッチ回路１４を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線としての送電線に取り付け可能な第１及び第２磁性コアと、
前記第１磁性コアに巻回された発電コイルと、
前記送電線に電流が流れたとき前記発電コイルが発生する電圧と逆向きの電圧が発生するように前記第２磁性コアに巻回された減圧コイルと、
前記発電コイルの電圧が減圧されるように前記減圧コイルを前記発電コイルに並列接続するスイッチ回路と、
前記発電コイルが発生する電圧に基づいて前記スイッチ回路を制御するスイッチ制御部とを備え、
前記スイッチ制御部は、前記発電コイルが発生する電圧が第１の閾値を超えたとき、前記発電コイルの電圧が減圧されるように前記スイッチ回路を制御することを特徴とするカレントトランス。
【請求項２】
複数の前記第２磁性コアと、
前記複数の第２磁性コアにそれぞれ巻回され、ターン数が互いに異なる複数の減圧コイルとをさらに備え、
前記スイッチ回路は、前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値を超えたとき、前記端子間電圧が大きいほど前記端子間電圧を減圧する効果が大きくなるように、前記複数の減圧コイルの中からいずれか一つを選択して前記発電コイルに接続する、請求項１に記載のカレントトランス。
【請求項３】
前記複数の減圧コイルは、
第１のターン数を有する第１の減圧コイルと、
前記第１のターン数よりも大きい第２のターン数を有する第２の減圧コイルを含み、
前記スイッチ回路は、
前記発電コイルの端子間電圧が第１の閾値を超えたとき、前記第１の減圧コイルの一端を前記発電コイルの一端に接続し、
前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えたとき、前記第２の減圧コイルの一端を前記発電コイルの一端に接続する、請求項２に記載のカレントトランス。
【請求項４】
前記減圧コイルは、少なくとも一つの中間タップを有し、
前記スイッチ回路は、前記発電コイルの端子間電圧が閾値を超えたとき、前記端子間電圧が大きいほど前記端子間電圧を減圧する効果が大きくなるように、前記減圧コイルの一端及び前記中間タップからいずれか一つを選択して前記発電コイルに接続する、請求項３に記載のカレントトランス。
【請求項５】
前記スイッチ回路は、
前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値を超えたとき、前記減圧コイルの中間タップを発電コイルの一端に接続し、
前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えたとき、前記減圧コイルの一端を前記発電コイルの一端に接続する、請求項４に記載のカレントトランス。
【請求項６】
前記送電線に流れる電流の大きさに対する前記発電コイルの出力電圧はヒステリシス特性を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカレントトランス。
【請求項７】
減圧レベルを下げる方向に前記スイッチ回路を切り替える際に用いる閾値は、減圧レベルを上げる方向に前記スイッチ回路を切り換える際に用いる閾値よりも低い、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のカレントトランス。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカレントトランスと、
前記カレントトランスに接続された電源回路とを備えることを特徴とする電磁誘導型発電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁誘導型発電装置と、
前記電磁誘導型発電装置から電力の供給を受けて前記送電線の監視動作を行うＩｏＴデバイスとを備えることを特徴とする送電線監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カレントトランス及びこれを用いた電磁誘導型発電装置並びに送電線監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線に取り付けられてその状態を監視するＩｏＴデバイスが知られている。例えば、特許文献１には、送電線の異常振動を検出するための振動検出装置が記載されている。振動検出装置の電源には、送電線の周囲に発生する磁界の変化による電磁誘導を利用した発電装置、あるいは太陽光発電装置が用いられている。
【０００３】
また特許文献２には、電磁誘導方式の電源装置を用いた監視カメラシステムが記載されている。この監視カメラシステムは、送・配電線路に着脱可能に設けられ、電磁誘導方式で電力を生成する発電用ＣＴコアと、発電用ＣＴコアから発生した交流電力を直流電力に変換する電力変換部と、動画を撮影するカメラモジュールと、カメラモジュールの出力データを外部に伝送する無線通信モジュールとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９３３４２号公報
【特許文献２】特表２０１６−５１７２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４に示すように、送電線に流れる電流は電力需要により大きく変動する。送電線に流れる電流が変動してもＩｏＴデバイスが安定的に動作するためには、送電線に流れる電流が最小値のときでもＩｏＴデバイスが動作可能な最低限の電力が常に発電されるように電磁誘導型発電装置を設計する必要がある。
【０００６】
一方、送電線に流れる電流で発電する電磁誘導型発電装置では、送電線の通電時間を変えることができないため、送電線の電流の増加と共に二次電流も増加する。そのため、図７に示すように、送電線に流れる電流が非常に大きい場合には、発電される電力も非常に大きくなる。このように発電量が増加しているにもかかわらず、ＩｏＴデバイスが一定の消費電力で動作している場合には、余分な電力が大量に発生することなるため、熱に変換するなど、何らかの方法で余剰電力を消費する必要がある。
【０００７】
しかしながら、余剰電力を熱に変換する場合、ＩｏＴデバイスの不要な温度上昇を招くことになり、ＩｏＴデバイス内の部品や素子の劣化が加速するおそれがある。また例えば、高圧送電線には数千アンペア以上の大電流が流れる場合があるが、大電流によって発生した余剰電力をすべて熱に変換することは極めて困難である。さらにＩｏＴデバイスが架空送電線に設置される場合、その設置やメンテナンスは非常に困難である。そのため、そのような場所に設置されるＩｏＴデバイスには、一度設置したら例えば１０年以上の長期間にわたって安定的に動作することが求められていることから、高温化等によるＩｏＴデバイスの特性劣化を極力防止することが望ましい。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、送電線に流れる電流が小さいときでも所望の電力を発電でき、電流が大きいときには余分な電力をできるだけ発電しないカレントトランス及びこれを用いた電磁誘導型発電装置並びに送電線監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明によるカレントトランスは、一次巻線としての送電線に取り付け可能な第１及び第２磁性コアと、前記第１磁性コアに巻回された発電コイルと、前記送電線に電流が流れたとき前記発電コイルが発生する電圧と逆向きの電圧が発生するように前記第２磁性コアに巻回された減圧コイルと、前記発電コイルの電圧が減圧されるように前記減圧コイルを前記発電コイルに並列接続するスイッチ回路と、前記発電コイルが発生する電圧に基づいて前記スイッチ回路を制御するスイッチ制御部とを備え、前記スイッチ制御部は、前記発電コイルが発生する電圧が第１の閾値を超えたとき、前記発電コイルの電圧が減圧されるように前記スイッチ回路を制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明によるカレントトランスは、複数の前記第２磁性コアと、前記複数の第２磁性コアにそれぞれ巻回され、ターン数が互いに異なる複数の減圧コイルとをさらに備え、前記スイッチ回路は、前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値を超えたとき、前記端子間電圧が大きいほど前記端子間電圧を減圧する効果が大きくなるように、前記複数の減圧コイルの中からいずれか一つを選択して前記発電コイルに接続することが好ましい。この場合、前記複数の減圧コイルは、第１のターン数を有する第１の減圧コイルと、前記第１のターン数よりも大きい第２のターン数を有する第２の減圧コイルを含み、前記スイッチ回路は、前記発電コイルの端子間電圧が第１の閾値を超えたとき、前記第１の減圧コイルの一端を前記発電コイルの一端に接続し、前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えたとき、前記第２の減圧コイルの一端を前記発電コイルの一端に接続することが好ましい。これにより、ＩｏＴデバイスの動作に必要な電力を安定的に確保しつつ、余剰電力の発生を抑えることができる。
【００１１】
本発明において、前記減圧コイルは、少なくとも一つの中間タップを有し、前記スイッチ回路は、前記発電コイルの端子間電圧が閾値を超えたとき、前記端子間電圧が大きいほど前記端子間電圧を減圧する効果が大きくなるように、前記減圧コイルの一端及び前記中間タップからいずれか一つを選択して前記発電コイルに接続することが好ましい。この場合、前記スイッチ回路は、前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値を超えたとき、前記減圧コイルの中間タップを発電コイルの一端に接続し、前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えたとき、前記減圧コイルの一端を前記発電コイルの一端に接続することが好ましい。これにより、ＩｏＴデバイスの動作に必要な電力を安定的に確保しつつ、余剰電力の発生を抑えることができる。
【００１２】
本発明において、前記送電線に流れる電流の大きさに対する前記発電コイルの出力電圧はヒステリシス特性を有することが好ましい。この場合、減圧レベルを下げる方向に前記スイッチ回路を切り替える際に用いる閾値は、減圧レベルを上げる方向に前記スイッチ回路を切り換える際に用いる閾値よりも低いことが好ましい。これにより、スイッチング回路の不安定な動作を防止することができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明による電磁誘導型発電装置は、上述した本発明の特徴を有するカレントトランスと、前記カレントトランスに接続された電源回路とを備えることを特徴とする。本発明によれば、送電線に流れる電流が小さいときでも所望の電力を発電でき、電流が大きいときには余分な電力をできるだけ発電しない電磁誘導型発電装置を提供することができる。
【００１４】
さらに本発明による送電線監視システムは、上述した本発明の特徴を有する電磁誘導型発電装置と、前記電磁誘導型発電装置から電力の供給を受けて前記送電線の監視動作を行うＩｏＴデバイスとを備えることを特徴とする。本発明によれば、送電線に流れる一次電流が非常に小さいときでも所望の電力を発電でき、ＩｏＴデバイスに対して安定的に電力を供給することができる。また一次電流が非常に大きいときには、二次巻線からの出力電圧の増加は一次電流に比例せず、出力電圧の増加が抑制されるので、余剰電力の発生を抑えることができ、余剰電力を熱に変換することによる不要な温度上昇を防止することができる。これにより、電力供給を受けるＩｏＴデバイスの性能の低下等を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、送電線に流れる電流が小さいときでも所望の電力を発電でき、電流が大きいときには余分な電力をできるだけ発電しないカレントトランス及びこれを用いた電磁誘導型発電装置並びに送電線監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による送電線監視システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、電磁誘導型発電装置３の動作の一例を示す説明図であって、送電線２に流れる電流と電磁誘導型発電装置３の出力電圧との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態による送電線監視システムの構成を概略的に示す図である。
【図４】図４は、従来の電磁誘導型発電装置の動作を示す説明図であって、送電線に流れる電流と誘導型発電装置の出力電圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施の形態による送電線監視システムの構成を概略的に示す図である。
【００１９】
図１に示すように、送電線監視システム１は、送電線２に流れる電流によって発電する電磁誘導型発電装置３と、電磁誘導型発電装置３から電力の供給を受けて送電線２の監視動作を行うＩｏＴデバイス４とを備えている。電磁誘導型発電装置３はＩｏＴデバイス４の電源となるものであり、ＩｏＴデバイス４は電磁誘導型発電装置３の出力端子に接続されている。ＩｏＴデバイス４の種類は特に限定されず、送電線２の物理的又は電気的な状態を計測する各種センサモジュールであってもよく、遠隔監視カメラなどであってもよい。ＩｏＴデバイス４は通信機能を有し、センサやカメラで収集したデータをサーバに向けて送信することができる。
【００２０】
送電線２は架空送電線であることが好ましく、送電電圧が６６ｋＶ以上の高圧送電線であることがさらに好ましい。架空送電線は地上から数十メートル以上の高所に架設されているため、ＩｏＴデバイス４の設置やメンテナンスが極めて困難であり、さらに送電線２に流れる電流の変動範囲（ダイナミックレンジ）が５０Ａ〜３０００Ａと非常に広く、本発明の効果が顕著だからである。送電線２には商用周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の交流電流が流れており、送電線２の周囲には交番磁界が発生している。交番磁界の大きさは、送電線２に流れる電流の大きさによって変化する。
【００２１】
電磁誘導型発電装置３は、送電線２に取り付けられるカレントトランス１０と、カレントトランス１０に接続された電源回路２０とを備えている。図示しないが、電源回路２０は、カレントトランス１０からの交流出力電圧を整流する整流回路と、整流回路から出力される直流電圧を一定の電圧レベルに制限するレギュレータ回路を有している。
【００２２】
カレントトランス１０は、一次巻線としての送電線２に取り付けられた４つの磁性コア１１Ａ、１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄと、磁性コア１１Ａを介して送電線２に磁気結合された発電コイル１２と、磁性コア１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを介して送電線２にそれぞれ磁気結合された３つの減圧コイル１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと、減圧コイル１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの一端に接続されたスイッチ回路１４と、送電線２に電流が流れたときに発生する発電コイル１２の端子間電圧（出力電圧）に基づいてスイッチ回路１４を制御するスイッチ制御部１５とを有している。
【００２３】
磁性コア１１Ａ〜１１Ｄは例えば分割型トロイダルコアであり、送電線２がトロイダルコアの中空部を貫通するように当該送電線２に取り付けられている。発電コイル１２は磁性コア１１Ａに所定のターン数で巻回された二次巻線であり、電源回路２０の一対の入力端子は発電コイル１２の一端１２ａ及び他端１２ｂに接続されている。
【００２４】
減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃは一次巻線としての送電線２に磁気結合された二次巻線であり、減圧コイル１３Ａは磁性コア１１Ｂに所定のターン数（第１のターン数）で巻き回されており、減圧コイル１３Ｂは磁性コア１１Ｃに減圧コイル１３Ａよりも大きなターン数（第２のターン数）で巻き回されており、減圧コイル１３Ｃは磁性コア１１Ｄに減圧コイル１３Ｂよりも大きなターン数（第３のターン数）で巻き回されている。したがって、送電線２に電流が流れたときに発生する減圧コイル１３Ｂの端子間電圧は減圧コイル１３Ａの端子間電圧よりも大きく、減圧コイル１３Ｃの端子間電圧は減圧コイル１３Ｂの端子間電圧よりも大きい。減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃそれぞれの一端１３Ａａ，１３Ｂａ，１３Ｃａは、スイッチ回路１４を介して発電コイル１２の一端１２ａに接続可能に構成されており、減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃそれぞれの他端１３Ａｂ，１３Ｂｂ，１３Ｃｂは発電コイル１２の他端１２ｂに接続されている。
【００２５】
スイッチ回路１４は、減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃのいずれかを発電コイル１２に並列接続するための回路である。スイッチ制御部１５は、発電コイル１２の端子間電圧の大きさに応じてスイッチ回路１４を制御する。特に、発電コイル１２の出力電圧が小さいときいずれの減圧コイルも選択しないようにスイッチ回路１４の接続先をオープン接点Ｐ０に接続し、発電コイル１２の出力電圧の増加に合わせて接点Ｐ０→Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３の順に切り替える。
【００２６】
送電線２に流れる電流によって磁性コア１１Ａに時計回りの磁束φ１が発生したとき、発電コイル１２には一端１２ａ側をプラス、他端１２ｂ側をマイナスとする起電力が発生する。一方、送電線２に流れる電流によって磁性コア１１Ｂ〜１１Ｄに時計回りの磁束φ２〜φ４がそれぞれ発生したとき、減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃには一端１３Ａａ〜１３Ｃａ側をマイナス、他端１３Ａｂ〜１３Ｃｂ側をプラスとする発電コイル１２と逆向きの起電力が発生する。
【００２７】
スイッチ回路１４が例えば接点Ｐ１に接続されている場合、発電コイル１２の一端１２ａには減圧コイル１３Ａの一端１３Ａａが接続されるので、減圧コイルを何も接続しないときと比べて発電コイル１２の出力電圧は小さくなる。したがって、電磁誘導型発電装置３による発電電力の増加を抑制することができる。
【００２８】
スイッチ回路１４が接点Ｐ２に接続されている場合、発電コイル１２の一端１２ａには減圧コイル１３Ｂの一端１３Ｂａが接続されるので、減圧コイル１３Ａが接続されているときと比べて発電コイル１２の出力電圧は小さくなる。したがって、電磁誘導型発電装置３による発電電力の増加をさらに抑制することができる。
【００２９】
スイッチ回路１４が図示のように接点Ｐ３に接続されている場合、発電コイル１２の一端１２ａには減圧コイル１３Ｃの一端１３Ｃａが接続されるので、減圧コイル１３Ｂが接続されているときと比べて発電コイル１２の出力電圧はさらに小さくなる。したがって、電磁誘導型発電装置３による発電電力の増加をさらに抑制することができる。
【００３０】
図２は、電磁誘導型発電装置３の動作の一例を示す説明図であって、送電線２に流れる電流と電磁誘導型発電装置３の出力電圧との関係を示すグラフである。
【００３１】
図２に示すように、送電線２に流れる電流のダイナミックレンジが例えば５０Ａ〜３０００Ａであり、送電線２に流れる電流が５０Ａ〜７５０Ａの範囲内とき、スイッチ制御部１５はスイッチ回路１４が接点Ｐ０を選択するように制御して減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃを無効にする。この場合、発電コイル１２の出力電圧は減圧コイル１３によって抑制されることなく、送電線２に流れる電流の変化に合わせて大きく増減する。発電コイル１２は、送電線２に流れる電流の最低値Ｉ１＝５０Ａのときに最低必要な電圧を発電するようにターン数等の条件が設定される。
【００３２】
送電線２に流れる電流が増加して７５０Ａ以上に達したことを検出したとき、スイッチ制御部１５はスイッチ回路１４が接点Ｐ１を選択するように制御して発電抑制を開始する。スイッチ制御部１５は、送電線２に流れる電流が７５０Ａ〜１５００Ａのときにスイッチ回路１４が接点Ｐ１を選択するように制御し、これにより減圧コイル１３Ａを発電コイル１２に並列接続する。またスイッチ制御部１５は、１５００Ａ〜２２５０Ａのときにスイッチ回路１４が接点Ｐ２を選択するように制御し、これにより減圧コイル１３Ｂを発電コイル１２に並列接続する。さらにスイッチ制御部１５は、２２５０Ａ〜３０００Ａのときにスイッチ回路１４が接点Ｐ３を選択するように制御する。
【００３３】
図示のように、スイッチ回路１４を切り替えて減圧レベル（発電抑制効果）を下げる（例えば接点Ｐ１→Ｐ０に切り替える）際に用いる閾値は、減圧レベルを上げる（接点Ｐ０→Ｐ１に切り替える）際に用いる閾値（例えば７５０Ａ）よりも低い値（例えば７００Ａ）に設定される。このように、送電線２に流れる電流の大きさに対する発電コイル１２の出力電圧にヒステリシス特性を持たせるにより、スイッチ回路１４の不安定な動作（チャタリング）を防止することができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態による送電線監視システム１は、ＩｏＴデバイス４に電力を供給する電磁誘導型発電装置３を備え、電磁誘導型発電装置３のカレントトランス１０は、ターン数が互いに異なる複数の減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃを含み、発電コイル１２の端子間電圧が閾値を超えたとき、複数の減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃのいずれかを発電コイル１２に並列接続し、送電線２に電流が流れたとき発電コイル１２が発生する電圧と逆向きの電圧を印加して発電電力を抑制するので、送電線２に流れる電流が小さいときには所望の電力を発電でき、電流が大きいときには余分な発電を抑制することができる。またカレントトランス１０は、発電コイル１２の端子間電圧が大きいほど当該端子間電圧を減圧する効果が大きくなるように、減圧コイル１３Ａ〜１３Ｃを順に選択して発電コイル１２に接続するので、送電線２に流れる電流の変動範囲が広い場合であっても余剰電力の発生を十分に抑制することができる。したがって、余剰電力を熱に変換することによる不要な温度上昇を防止することができ、ＩｏＴデバイス４の性能の低下等を防止することができる。
【００３５】
図３は、本発明の第２の実施の形態による送電線監視システムの構成を概略的に示す図である。
【００３６】
図３に示すように、この送電線監視システム１の特徴は、カレントトランス１０が単一の減圧コイル１３を有し、発電コイル１２の端子間電圧に合わせて減圧コイル１３の有効ターン数を変えることにより、送電線２に流れる電流の増加に伴う発電コイル１２の出力電圧を抑制する点にある。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００３７】
カレントトランス１０は、一次巻線としての送電線２に取り付けられた２つの磁性コア１１Ａ、１１Ｂと、磁性コア１１Ａを介して送電線２に磁気結合された発電コイル１２と、磁性コア１１Ｂを介して送電線２に磁気結合された減圧コイル１３と、減圧コイル１３の一端又は中間タップに接続されたスイッチ回路１４と、送電線２に電流が流れたときに発生する発電コイル１２の端子間電圧（出力電圧）に基づいてスイッチ回路１４を制御するスイッチ制御部１５とを有している。
【００３８】
本実施形態による減圧コイル１３は、２つの中間タップ１３ｃ１，１３ｃ２を有しており、減圧コイル１３の一端１３ａ及び２つの中間タップ１３ｃ１，１３ｃ２はスイッチ回路１４を介して発電コイル１２の一端１２ａに接続可能に構成されている。また減圧コイル１３の他端１３ｂは発電コイル１２の他端１２ｂに接続されている。
【００３９】
スイッチ回路１４は、減圧コイル１３の一端１３ａ及び中間タップ１３ｃ１，１３ｃ２から選ばれた一つの端子を発電コイル１２の一端１２ａに接続するための回路である。スイッチ制御部１５は、発電コイル１２の端子間電圧の大きさに応じてスイッチ回路１４を制御する。具体的には、発電コイル１２の出力電圧が大きいほど減圧コイル１３の有効ターン数が大きくなるように制御する。発電コイル１２の出力電圧が小さいときには、減圧コイル１３に電流を供給しないための接点Ｐ０に接続し、出力電圧の増加に合わせて接点Ｐ１→接点Ｐ２→接点Ｐ３の順に切り替える。
【００４０】
上記のように、スイッチ回路１４が接点Ｐ０に接続されている場合には、減圧コイル１３が動作しないので、減圧コイル１３による発電抑制効果は得られない。スイッチ回路１４が接点Ｐ１に接続されている場合には、減圧コイル１３は動作するが、減圧コイル１３の有効ターン数が小さいので、発電抑制効果は小さい。スイッチ回路１４が接点Ｐ２に接続されている場合には、減圧コイル１３の有効ターン数がより大きくなるので、スイッチ回路１４が接点Ｐ１に接続されているときよりも発電抑制効果は大きくなる。スイッチ回路１４が接点Ｐ３に接続されている場合には、減圧コイル１３の全ターンが有効となるので、発電抑制効果は最大となる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態による送電線監視システム１は、中間タップを有する減圧コイルを用意し、発電コイルの端子間電圧が閾値を超えたとき、端子間電圧が大きいほど当該端子間電圧を減圧する効果が大きくなるように、減圧コイルの一端又は前記中間タップの一つを選択して前記発電コイルに接続し、送電線２に電流が流れることで発電コイルが発生する電圧と逆向きの電圧を発生させて発電電力を抑制するので、第１の実施の形態と同様に、送電線に流れる電流が小さいときでも所望の電力を発電でき、電流が大きいときには余剰電力を抑制することができる。したがって、余剰電力を熱に変換することによる不要な温度上昇を防止することができ、ＩｏＴデバイス４の性能の低下等を防止することができる。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４３】
例えば、上記実施形態においては、３つの減圧コイルを用いて構成されたカレントトランスを例に挙げたが、本発明において減圧コイルの数は特に限定されずいくつであってもよい。また減圧コイル１３に設けられる中間タップの数も特に限定されず、いくつであってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１    送電線監視システム
２    送電線
３    電磁誘導型発電装置
４    デバイス
１０    カレントトランス
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ    磁性コア
１２    発電コイル
１２ａ    発電コイルの一端
１２ｂ    発電コイルの他端
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ    減圧コイル
１３ａ，１３Ａａ，１３Ｂａ，１３Ｃａ    減圧コイルの一端
１３ｂ，１３Ａｂ，１３Ｂｂ，１３Ｃｂ    減圧コイルの他端
１３ｃ１，１３ｃ２    減圧コイルの中間タップ
１４    スイッチ回路
１５    スイッチ制御部
２０    電源回路
Ｉ１    最低値
Ｐ０〜Ｐ３    スイッチ回路の接点
φ１〜φ４    磁束
【図１】
2020129857.tif 000003
【図２】
2020129857.tif 000004
【図３】
2020129857.tif 000005
【図４】
2020129857.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月24日(2020.6.24)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線としての送電線に取り付け可能な第１及び第２磁性コアと、
前記第１磁性コアに巻回された発電コイルと、
前記送電線に電流が流れたとき前記発電コイルが発生する電圧と逆向きの電圧が発生するように前記第２磁性コアに巻回された減圧コイルと、
前記発電コイルの電圧が減圧されるように前記減圧コイルを前記発電コイルに並列接続するスイッチ回路と、
前記発電コイルが発生する電圧に基づいて前記スイッチ回路を制御するスイッチ制御部とを備え、
前記スイッチ制御部は、前記発電コイルが発生する電圧が第１の閾値を超えたとき、前記発電コイルの電圧が減圧されるように前記スイッチ回路を制御することを特徴とするカレントトランス。
【請求項２】
複数の前記第２磁性コアと、
前記複数の第２磁性コアにそれぞれ巻回され、ターン数が互いに異なる複数の減圧コイルとをさらに備え、
前記スイッチ回路は、前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値を超えたとき、前記端子間電圧が大きいほど前記端子間電圧を減圧する効果が大きくなるように、前記複数の減圧コイルの中からいずれか一つを選択して前記発電コイルに接続する、請求項１に記載のカレントトランス。
【請求項３】
前記複数の減圧コイルは、
第１のターン数を有する第１の減圧コイルと、
前記第１のターン数よりも大きい第２のターン数を有する第２の減圧コイルを含み、
前記スイッチ回路は、
前記発電コイルの端子間電圧が第１の閾値を超えたとき、前記第１の減圧コイルの一端を前記発電コイルの一端に接続し、
前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えたとき、前記第２の減圧コイルの一端を前記発電コイルの一端に接続する、請求項２に記載のカレントトランス。
【請求項４】
前記減圧コイルは、少なくとも一つの中間タップを有し、
前記スイッチ回路は、前記発電コイルの端子間電圧が閾値を超えたとき、前記端子間電圧が大きいほど前記端子間電圧を減圧する効果が大きくなるように、前記減圧コイルの一端及び前記中間タップからいずれか一つを選択して前記発電コイルに接続する、請求項３に記載のカレントトランス。
【請求項５】
前記スイッチ回路は、
前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値を超えたとき、前記減圧コイルの中間タップを発電コイルの一端に接続し、
前記発電コイルの端子間電圧が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えたとき、前記減圧コイルの一端を前記発電コイルの一端に接続する、請求項４に記載のカレントトランス。
【請求項６】
前記送電線に流れる電流の大きさに対する前記発電コイルの出力電圧はヒステリシス特性を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカレントトランス。
【請求項７】
減圧レベルを下げる方向に前記スイッチ回路を切り替える際に用いる閾値は、減圧レベルを上げる方向に前記スイッチ回路を切り換える際に用いる閾値よりも低い、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のカレントトランス。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカレントトランスと、
前記カレントトランスに接続された電源回路とを備えることを特徴とする電磁誘導型発電装置。