(57)【要約】【課題】電力線搬送通信での高周波通信信号の減衰を抑制できる高周波バイパス装置、および当該高周波バイパス装置を備える電力機器を提供する。【解決手段】電力線搬送通信が行われる複数の電力線８１〜８６に配置される高周波バイパス装置７において、電力線８１〜８６に直列に接続された変圧器１１の高圧側で、電力線８１，８２に重畳された高周波通信信号を取り出す信号取出部（高周波トランス４およびコンデンサ３１，３２）と、高周波通信信号をデータ信号に変換するデジタル変換部（信号処理部５ａ）と、デジタル変換部が出力するデータ信号を伝送するデータバス６と、データバス６によって伝送されたデータ信号を高周波通信信号に変換するアナログ変換部（信号処理部５ｄ）と、アナログ変換部が出力する高周波通信信号を、変圧器１１の低圧側で、電力線８４，８５に重畳する信号重畳部（高周波トランス４およびコンデンサ３１，３２）とを備えた。【選択図】図１
2020014166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線搬送通信が行われる複数の電力線に配置される高周波バイパス装置であって、
前記電力線に直列に接続された機器本体の一方端側で、前記電力線に重畳された高周波通信信号を取り出す信号取出部と、
前記信号取出部が取り出した高周波通信信号をデジタルのデータ信号に変換するデジタル変換部と、
前記デジタル変換部が出力するデータ信号に基づく伝送信号を伝送する伝送部と、
前記伝送部によって伝送された伝送信号に基づくデータ信号をアナログの高周波通信信号に変換するアナログ変換部と、
前記アナログ変換部が出力する高周波通信信号を、前記機器本体の他方端側で、前記電力線に重畳する信号重畳部と、
を備えることを特徴とする高周波バイパス装置。
【請求項２】
前記信号取出部は、高周波トランスと、２個のコンデンサとを備え、
前記高周波トランスは、一次側コイルが前記電力線のいずれか２本の間に接続され、高周波通信信号を一次側と二次側との間で通過させ、
前記各コンデンサは、前記一次側コイルと前記電力線との間にそれぞれ接続され、高周波通信信号を通過させ、かつ、商用周波数の電力を遮断する、
請求項１に記載の高周波バイパス装置。
【請求項３】
前記一方端側の前記電力線は三相の電力線であり、
前記信号取出部は、いずれか二相の相間に重畳された高周波通信信号を取り出し、
前記伝送部によって伝送された伝送信号に基づくデータ信号をアナログの高周波通信信号に変換する第２のアナログ変換部と、
前記第２のアナログ変換部が出力する高周波通信信号を、前記二相の相間とは異なる相間に重畳する第２の信号重畳部と、
をさらに備える、
請求項１または２に記載の高周波バイパス装置。
【請求項４】
前記一方端側の前記電力線は、単相の２本の電力線と接地用の電力線であり、
前記信号取出部は、単相の一方の電力線と接地用の電力線との間に重畳された高周波通信信号を取り出し、
前記伝送部によって伝送された伝送信号に基づくデータ信号をアナログの高周波通信信号に変換する第２のアナログ変換部と、
前記第２のアナログ変換部が出力する高周波通信信号を、単相の他方の電力線と接地用の電力線との間に重畳する第２の信号重畳部と、
をさらに備える、
請求項１または２に記載の高周波バイパス装置。
【請求項５】
前記信号取出部および前記デジタル変換部は、前記一方端側の全ての電力線の各線間、および、前記他方端側の全ての電力線の各線間に対して、それぞれ備えられ、
前記アナログ変換部および前記信号重畳部は、前記一方端側の全ての電力線の各線間、および、前記他方端側の全ての電力線の各線間に対して、それぞれ備えられる、
請求項１ないし４のいずれかに記載の高周波バイパス装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の高周波バイパス装置と、
前記機器本体と、
を備えることを特徴とする電力機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線搬送通信が行われる電力線に配置される高周波バイパス装置、および、当該高周波バイパス装置を備える電力機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力線に高周波通信信号を重畳して通信を行う電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）が知られている。電力線の途中に配置されている変圧器などの配電機器は高周波通信信号の通過を妨げるので、当該配電機器を迂回する経路で高周波通信信号をバイパスさせる高周波バイパス装置が開発されている。特許文献１には、このような高周波バイパス装置が開示されている。
【０００３】
また、電力線搬送通信において、マルチホップ方式が知られている。マルチホップ方式は、電力線に複数のＰＬＣモデムを配置して、各ＰＬＣモデムが隣接するＰＬＣモデムからの高周波通信信号をバケツリレー式に通信して、離れたＰＬＣモデム間の通信を可能にする技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１６３３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の高周波バイパス装置は、配電機器での高周波通信信号の減衰を防止できるが、高周波通信信号は、電力線および配電機器を迂回する経路でも減衰する。したがって、マルチホップ方式でＰＬＣモデムを配置する場合、ＰＬＣモデム間の距離を高周波通信信号の減衰が許容される距離にする必要がある。
【０００６】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、電力線搬送通信での高周波通信信号の減衰を抑制できる高周波バイパス装置、および、当該高周波バイパス装置を備える電力機器を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明の第１の側面によって提供される高周波バイパス装置は、電力線搬送通信が行われる複数の電力線に配置される高周波バイパス装置であって、前記電力線に直列に接続された機器本体の一方端側で、前記電力線に重畳された高周波通信信号を取り出す信号取出部と、前記信号取出部が取り出した高周波通信信号をデジタルのデータ信号に変換するデジタル変換部と、前記デジタル変換部が出力するデータ信号に基づく伝送信号を伝送する伝送部と、前記伝送部によって伝送された伝送信号に基づくデータ信号をアナログの高周波通信信号に変換するアナログ変換部と、前記アナログ変換部が出力する高周波通信信号を、前記機器本体の他方端側で、前記電力線に重畳する信号重畳部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
なお、「機器本体」とは、電気エネルギーの変換、電気エネルギーの蓄積、電力の電圧変換・力率調整、電力の接続・遮断などを行う電力機器であって、例えば変圧器、遮断器、開閉器などが含まれる。また、「機器本体」は、電力機器単体に限られず、複数の電力機器からなる物も含まれ、例えば変圧器、遮断器および開閉器などを備える高圧受電設備（一般的なキュービクルの内部に配置されている機器をまとめたもの）なども含まれる。また、電力線も、「機器本体」に含まれる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記伝送部は、前記データ信号を伝送し、前記アナログ変換部は、前記伝送部によって伝送されたデータ信号を高周波通信信号に変換する。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記信号取出部は、高周波トランスと、２個のコンデンサとを備え、前記高周波トランスは、一次側コイルが前記電力線のいずれか２本の間に接続され、前記高周波通信信号を一次側と二次側との間で通過させ、前記各コンデンサは、前記一次側コイルと前記電力線との間にそれぞれ接続され、前記高周波通信信号を通過させ、かつ、商用周波数の電力を遮断する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記一方端側の前記電力線は三相の電力線であり、前記信号取出部は、いずれか二相の相間に重畳された高周波通信信号を取り出し、前記高周波バイパス装置は、前記伝送部によって伝送された伝送信号に基づくデータ信号をアナログの高周波通信信号に変換する第２のアナログ変換部と、前記第２のアナログ変換部が出力する高周波通信信号を、前記二相の相間とは異なる相間に重畳する第２の信号重畳部とをさらに備える。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記一方端側の前記電力線は、単相の２本の電力線と接地用の電力線であり、前記信号取出部は、単相の一方の電力線と接地用の電力線との間に重畳された高周波通信信号を取り出し、前記伝送部によって伝送された伝送信号に基づくデータ信号をアナログの高周波通信信号に変換する第２のアナログ変換部と、前記第２のアナログ変換部が出力する高周波通信信号を、単相の他方の電力線と接地用の電力線との間に重畳する第２の信号重畳部とをさらに備える。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記信号取出部および前記デジタル変換部は、前記一方端側の全ての電力線の各線間、および、前記他方端側の全ての電力線の各線間に対して、それぞれ備えられ、前記アナログ変換部および前記信号重畳部は、前記一方端側の全ての電力線の各線間、および、前記他方端側の全ての電力線の各線間に対して、それぞれ備えられる。
【００１５】
本発明の第２の側面によって提供される電力機器は、本発明の第１の側面によって提供される高周波バイパス装置と、前記機器本体とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記機器本体は、変圧器である。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記機器本体は、前記電力線に直列接続された第２の電力線である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、電力線に重畳された高周波通信信号は、信号取出部によって機器本体の一方端側で取り出され、伝送部を経由して、信号重畳部によって電力機器の他方端側で電力線に重畳される。したがって、高周波通信信号は、電力線に接続された機器本体を迂回できる。これにより、機器本体を通過することによる高周波通信信号の減衰を防止できる。また、高周波通信信号は、デジタル変換部によってデータ信号に変換され、その後、アナログ変換部によって高周波通信信号に変換されるので、信号取出部によって取り出されたときに減衰していても、信号重畳部によって重畳されるときには、減衰前の状態で重畳される。したがって、電力線搬送通信で電力線を伝送する高周波通信信号の減衰を抑制できる。これにより、マルチホップ方式において配置するＰＬＣモデムを削減することができる。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る電力機器の全体構成を示す概要図である。
【図２】図１に示す電力機器の信号処理回路の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第２実施形態に係る電力機器の全体構成を示す概要図である。
【図４】第３実施形態に係る電力機器の全体構成を示す概要図である。
【図５】第４実施形態に係る電力機器の全体構成を示す概要図である。
【図６】第５実施形態に係る電力機器の全体構成を示す概要図である。
【図７】第６実施形態に係る電力機器の信号処理回路の内部構成を示すブロック図である。
【図８】第７実施形態に係る電力機器の全体構成を示す概要図である。
【図９】第８実施形態に係る電力機器の全体構成を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
〔第１実施形態〕
図１〜図２は、第１実施形態に係る電力機器Ａ１を説明するための図である。図１は、電力機器Ａ１の全体構成を示す概要図である。図２は、電力機器Ａ１の信号処理回路５の内部構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、電力機器Ａ１は、電力線８１〜８３からなる三相の高圧配電線と、電力線８４〜８６からなる三相の低圧配電線との間に接続された変圧器である。電力機器Ａ１は、電力線８１〜８３によって伝送される高電圧（例えば６６００Ｖ）を低電圧（例えば２００Ｖ）に降圧する。また、電力機器Ａ１は、電力線８１〜８６に重畳された、電力線搬送通信のための高周波通信信号を迂回させる機能を有する。
【００２４】
また、本実施形態では、電力機器Ａ１は、高周波通信信号を高圧配電線と低圧配電線との間で伝送させるだけではなく、他の相間にも伝送させる。例えば、電力線８１と電力線８２との間に重畳された高周波通信信号を、電力線８２と電力線８３との間、および、電力線８３と電力線８１との間にも伝送させる。また、電力線８４と電力線８５との間、電力線８５と電力線８６との間、および、電力線８６と電力線８４との間にも伝送させる。つまり、電力機器Ａ１は、高圧側または低圧側のいずれの相間に高周波通信信号が重畳されたとしても、当該高周波通信信号を他の全ての相間に伝送することができる。
【００２５】
電力機器Ａ１は、変圧器１１、電力線２１〜２６、および高周波バイパス装置７を備える。高周波バイパス装置７は、コンデンサ３１，３２、高周波トランス４、信号処理回路５、およびデータバス６を備える。
【００２６】
変圧器１１は、電力線８１〜８３によって伝送される高電圧（例えば６６００Ｖ）を低電圧（例えば２００Ｖ）に降圧する変圧器である。本実施形態では、変圧器１１は、Ｙ−Ｙ結線方式の変圧器であるが、これに限定されず、その他の結線方式であってもよい。変圧器１１は高周波通信信号ほとんど伝送できないので、電力機器Ａ１は、高周波通信信号を迂回させるための経路を備える。変圧器１１が、本発明の「機器本体」に相当する。
【００２７】
電力線２１〜２６は、電力機器Ａ１の内部で、電力線８１〜８６と変圧器１１とをそれぞれ接続する電力線である。電力線２１〜２３は、それぞれ、高圧配電線の電力線８１〜８３と変圧器１１の一次側の各端子とを接続する。電力線２４〜２６は、それぞれ、低圧配電線の電力線８４〜８６と変圧器１１の二次側の各端子とを接続する。
【００２８】
高周波トランス４は、電力線間に重畳された高周波通信信号を取り出して信号処理回路５に出力し、また、信号処理回路５から入力された高周波通信信号を電力線間に重畳する。高周波トランス４は、コンデンサ３１，３２を介して２本の電力線の間に接続された一次側コイル４１と、信号処理回路５に接続された二次側コイル４２とを磁気結合させたトランスである。高周波トランス４は、高周波通信信号を一次側と二次側との間で通過させる。すなわち、一次側コイル４１に入力された高周波通信信号によって、二次側コイル４２に高周波通信信号が誘導され、二次側コイル４２に入力された高周波通信信号によって、一次側コイル４１に高周波通信信号が誘導される。高周波トランス４は、高圧側および低圧側の各電力線間にそれぞれ配置されており、本実施形態では６個配置されている。各高周波トランス４は、一次側コイル４１の一方の端子と電力線との間にコンデンサ３１が配置され、一次側コイル４１の他方の端子と電力線との間にコンデンサ３２が配置される。例えば、図１の一番上に記載されている高周波トランス４は、一次側コイル４１の一方の端子がコンデンサ３１を介して電力線２１に接続され、一次側コイル４１の他方の端子がコンデンサ３２を介して電力線２２に接続される。当該高周波トランス４は、電力線２１と電力線２２との間に重畳された高周波通信信号を取り出して信号処理回路５に出力し、また、信号処理回路５から入力された高周波通信信号を電力線２１と電力線２２との間に重畳する。なお、高周波トランス４は、電力線の途中に接続されるのではなく、配電線の電力線８１（８２〜８６）と電力線２１（２２〜２６）との接続点や、電力線２１（２２〜２６）と変圧器１１との接続点に接続されてもよい。
【００２９】
コンデンサ３１，３２は、高周波通信信号の周波数帯（例えば２〜３０ＭＨｚの帯域）では低インピーダンスであり、商用電力の周波数（商用周波数）（例えば５０，６０Ｈｚ）では高インピーダンスになっている。したがって、コンデンサ３１，３２は、高周波通信信号を通過させ、高周波トランス４に高周波通信信号を入力させる。一方、コンデンサ３１，３２は、商用周波数の電力を遮断して、高周波トランス４に当該電力が入力されることを防止する。これにより、高周波トランス４には、高周波通信信号が入力される。なお、コンデンサ３１，３２は高周波ノイズも通過させるが、高周波トランス４がバンドパスフィルタとしての特性を有し、当該高周波ノイズの通過を妨げて、高周波通信信号の周波数帯だけを通過させる。また、高周波トランス４が一次側に出力する高周波通信信号は、コンデンサ３１，３２を通過して、電力線に重畳される。なお、高周波トランス４が商用電力の入力に耐えられるのであれば、コンデンサ３１，３２の一方または両方を省略してもよい。高周波トランス４およびコンデンサ３１，３２が、本発明の「信号取出部」に相当し、また、「信号重畳部」に相当する。
【００３０】
信号処理回路５は、送受信する信号を処理するものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現される。信号処理回路５は、高周波トランス４より入力される高周波通信信号をデータ信号に変換してデータバス６に出力し、また、データバス６より入力されるデータ信号を高周波通信信号に変換して高周波トランス４に出力する。信号処理回路５は、６個の高周波トランス４にそれぞれ１個ずつ接続されており、本実施形態では６個配置されている。図２に示すように、信号処理回路５は、機能ブロックとして、Ａ／Ｄ変換部５１、復調処理部５２、変調処理部５３、およびＤ／Ａ変換部５４を備える。なお、信号処理回路５は、不要な周波数成分を除去するフィルタ回路や信号を増幅する増幅回路を備えてもよい。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換部５１は、高周波トランス４より入力される高周波通信信号をデジタル信号に変換して、復調処理部５２に出力する。復調処理部５２は、Ａ／Ｄ変換部５１より入力されるデジタル信号を所定の復調方式により復調して、復調されたデータ信号をデータバス６に出力する。なお、復調処理部５２は、Ａ／Ｄ変換部５１より入力されるデジタル信号がスペクトル拡散されたものである場合、拡散符号を用いて逆拡散を行う。なお、復調処理部５２による復調方式は、利用する電力線搬送通信の復調方式に合わせる。復調処理部５２がデータバス６に出力するデータ信号は、電力線搬送通信の送信元が高周波通信信号に変換した元のデータ信号と同じ信号であり、宛先ＭＡＣアドレスなどのヘッダーや誤り検出のためのデータも含んでいる。Ａ／Ｄ変換部５１および復調処理部５２が本発明の「デジタル変換部」に相当する。
【００３２】
変調処理部５３は、データバス６より入力されるデータ信号を所定の変調方式により変調し、変調されたデジタル信号を、Ｄ／Ａ変換部５４に出力する。なお、変調処理部５３は、さらに、拡散符号を用いてスペクトル拡散を行ってもよい。なお、変調処理部５３による変調方式は、利用する電力線搬送通信の変調方式に合わせる。Ｄ／Ａ変換部５４は、変調処理部５３より入力されるデジタル信号をアナログ信号である高周波通信信号に変換して高周波トランス４に出力する。変調処理部５３およびＤ／Ａ変換部５４が本発明の「アナログ変換部」に相当する。
【００３３】
データバス６は、（本実施形態では６個ある）信号処理回路５間でデータ信号の伝送を行うバスである。データバス６は、ある信号処理回路５より入力されたデータ信号を、他のすべての信号処理回路５に出力する。データバス６が本発明の「伝送部」に相当し、データ信号が本発明の「伝送信号」に相当する。
【００３４】
なお、信号処理回路５は、各相間に重畳された高周波通信信号が干渉しあわないように、他の各信号処理回路５にデータ信号を送るタイミングをそれぞれ異ならせる。また、信号処理回路５は、復調処理部５２が復調したデータ信号の宛先ＭＡＣアドレスに基づいて、当該ＭＡＣアドレスの端末につながる信号線にのみ高周波通信信号を重畳させるように、該当する信号処理回路５にのみデータ信号を伝送してもよい。また、信号処理回路５は、利用する電力線搬送通信が高周波通信信号を差動信号で送受信する場合、高周波通信信号を差動信号として、高周波トランス４に出力する。
【００３５】
次に、電力機器Ａ１の動作について説明する。
【００３６】
三相の高圧配電線の電力線８１〜８３より入力された商用周波数の電力は、電力線２１〜２３によって伝送され、高周波トランス４を通過することなく、変圧器１１に入力される。変圧器１１で降圧された商用電力は、電力線２４〜２６によって伝送され、三相の低圧配電線の電力線８４〜８６に出力される。したがって、電力機器Ａ１は、高圧配電線（電力線８１〜８３）より入力される高電圧を低電圧に降圧して、低圧配電線（電力線８４〜８６）に出力する。
【００３７】
高圧配電線の電力線８１と電力線８２との間に配置された図示しないＰＬＣモデムが、高周波通信信号を電力線８１と電力線８２との間に重畳した場合、高周波通信信号は、電力線２１および電力線２２によって伝送され、高周波トランス４を介して信号処理回路５ａに入力される。信号処理回路５ａは、高周波通信信号をデータ信号に変換してデータバス６に出力する。信号処理回路５ｄは、データバス６より入力されるデータ信号を高周波通信信号に変換する。高周波通信信号は、高周波トランス４を介して、電力線２４と電力線２５との間に重畳され、低圧配電線の電力線８４および電力線８５によって伝送される。したがって、電力機器Ａ１は、電力線８１と電力線８２との間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、電力線８４および電力線８５に伝送させる。この場合、信号処理回路５ａに対応する高周波トランス４およびコンデンサ３１，３２が本発明の「信号取出部」に相当し、信号処理回路５ａ（Ａ／Ｄ変換部５１および復調処理部５２）が本発明の「デジタル変換部」に相当する。また、信号処理回路５ｄに対応する高周波トランス４およびコンデンサ３１，３２が本発明の「信号重畳部」に相当し、信号処理回路５ｄ（変調処理部５３およびＤ／Ａ変換部５４）が本発明の「アナログ変換部」に相当する。
【００３８】
また、信号処理回路５ａがデータバス６に出力したデータ信号は、信号処理回路５ｂ（５ｃ）にも入力され、高周波通信信号に変換される。高周波通信信号は、電力線２２と電力線２３との間（電力線２３と電力線２１との間）に重畳され、高圧配電線の電力線８２および電力線８３（電力線８３および電力線８１）によって伝送される。したがって、電力機器Ａ１は、電力線８１と電力線８２との間に重畳された高周波通信信号を、三相の高圧配電線の異なる相間にも伝送させる。この場合、信号処理回路５ｂ（５ｃ）に対応する高周波トランス４およびコンデンサ３１，３２が本発明の「第２の信号重畳部」に相当し、信号処理回路５ｂ（５ｃ）（変調処理部５３およびＤ／Ａ変換部５４）が本発明の「第２のアナログ変換部」に相当する。また、信号処理回路５ａがデータバス６に出力したデータ信号は、信号処理回路５ｅ（５ｆ）にも入力され、高周波通信信号に変換される。高周波通信信号は、電力線２５と電力線２６との間（電力線２６と電力線２４との間）に重畳され、低圧配電線の電力線８５および電力線８６（電力線８６および電力線８４）によって伝送される。したがって、電力機器Ａ１は、電力線８１と電力線８２との間に重畳された高周波通信信号を、三相の低圧配電線の異なる相間にも伝送させる。
【００３９】
逆に、電力機器Ａ１は、低圧配電線の電力線８４と電力線８５との間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、高圧配電線の電力線８１および電力線８２に伝送させる。また、電力機器Ａ１は、当該高周波通信信号を、三相の低圧配電線の異なる相間、および、三相の高圧配電線の異なる相間にも伝送させる。
【００４０】
次に、電力機器Ａ１の作用効果について説明する。
【００４１】
本実施形態によると、電力機器Ａ１は、高圧配電線の相間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、低圧配電線の同じ相間に伝送させる。また、低圧配電線の相間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、高圧配電線の同じ相間に伝送させる。したがって、高周波通信信号は、電力線に接続された変圧器１１を迂回できる。これにより、変圧器１１を通過することによる高周波通信信号の減衰を防止できる。
【００４２】
また、本実施形態によると、電力機器Ａ１は、相間に重畳された高周波通信信号を他の相間に伝送させる。これにより、ＰＬＣモデムが異なる相間に接続された場合でも、これらのＰＬＣモデム同士での通信を可能にする。例えば、第１のＰＬＣモデムが電力線８１と電力線８２との間に接続され、第２のＰＬＣモデムが電力線８２と電力線８３との間に接続されていた場合でも、電力機器Ａ１は、第１のＰＬＣモデムと第２のＰＬＣモデムとの通信を可能にする。また、第３のＰＬＣモデムが電力線８５と電力線８６との間に接続されていた場合でも、電力機器Ａ１は、第１のＰＬＣモデムと第３のＰＬＣモデムとの通信を可能にする。
【００４３】
また、本実施形態によると、高周波トランス４が取り出した高周波通信信号は、信号処理回路５（Ａ／Ｄ変換部５１および復調処理部５２）によってデータ信号に変換され、その後、信号処理回路５（変調処理部５３およびＤ／Ａ変換部５４）によって高周波通信信号に変換される。したがって、高周波通信信号は、高周波トランス４によって電力線から取り出されたときに減衰していても、高周波トランス４によって電力線に重畳されるときには、減衰前の状態で重畳される。つまり、電力機器Ａ１は、電力線に重畳された高周波通信信号を増幅して、隣接するＰＬＣモデムに送信する、マルチホップ方式のＰＬＣモデムと同様の機能を有する。したがって、電力機器Ａ１は、電力線搬送通信で電力線を伝送する高周波通信信号の減衰を抑制できる。これにより、マルチホップ方式において配置するＰＬＣモデムの削減に貢献できる。
【００４４】
送電線や配電線などの高圧系統の電力線の場合、建物内の電力線とは異なりコンセントなどの接続端子が存在しないので、ＰＬＣモデムを配置することが難しい。したがって、高圧系統の電力線での電力線搬送通信でマルチホップ方式を採用することは困難であった。しかし、電力機器Ａ１がマルチホップ方式のＰＬＣモデムと同様の機能を有するので、高圧系統の電力線に配置される変圧器を電力機器Ａ１に置き換えれば、当該電力線にＰＬＣモデムを配置したのと同様になる。これにより、高圧系統の電力線での電力線搬送通信でマルチホップ方式を採用することが可能になる。
【００４５】
また、本実施形態によると、高圧側および低圧側の各電力線間のすべてに、高周波トランス４およびこれに接続する信号処理回路５がそれぞれ配置されている。したがって、高周波通信信号をすべての電力線間に伝送できる。
【００４６】
また、本実施形態によると、高周波通信信号がデータ信号に変換され、当該データ信号がデータバス６によって伝送される。したがって、アナログ信号を伝送する場合と比較して、より信頼性が増す。
【００４７】
なお、本実施形態においては、高周波トランス４（およびこれに接続する信号処理回路５）が三相の高圧配電線にそれぞれ接続する電力線２１〜２３の全ての線間に配置されている場合について説明したが、これに限られない。高周波トランス４（およびこれに接続する信号処理回路５）は、少なくとも１つの線間に配置されていればよく、例えば、電力線２１と電力線２２との間にだけ配置されてもよい。また、本実施形態においては、高周波トランス４（およびこれに接続する信号処理回路５）が三相の低圧配電線にそれぞれ接続する電力線２４〜２６の全ての線間に配置されている場合について説明したが、これに限られない。高周波トランス４（およびこれに接続する信号処理回路５）は、少なくとも１つの線間に配置されていればよく、例えば、電力線２４と電力線２５との間にだけ配置されてもよい。
【００４８】
また、本実施形態においては、電力機器Ａ１が、配電線の途中（高圧配電線と低圧配電線との間）に配置される場合について説明したが、電力機器Ａ１が配置される電力線は限定されない。例えば、電力機器Ａ１は、送電線の途中に配置されてもよいし、送電線と配電線との間に配置されてもよい。
【００４９】
また、本実施形態においては、信号処理回路５が高周波通信信号をデジタル信号に変換してから復調する場合について説明したが、これに限られない。信号処理回路５は、高周波通信信号をアナログ信号のまま復調して、復調した信号をデジタル変換したデータ信号をデータバス６に出力してもよい。この場合、信号処理回路５は、データバス６から入力されるデータ信号をアナログ信号に変換して、アナログ信号を変調した高周波通信信号を出力する。
【００５０】
また、本実施形態においては、高周波バイパス装置７を電力機器Ａ１の内部に組み込んだ場合について説明したが、これに限られない。変圧器１１に高周波バイパス装置７を外付けすることで、電力機器Ａ１としてもよい。
【００５１】
〔第２実施形態〕
図３は、第２実施形態に係る電力機器Ａ２を説明するための図であり、電力機器Ａ２の全体構成を示す概要図である。同図において、電力機器Ａ１（図１参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５２】
本実施形態にかかる電力機器Ａ２は、三相の変圧器１１に代えて単相の変圧器１２を備える点で電力機器Ａ１と異なる。変圧器１２は、電力線８１，８２からなる単相の高圧配電線の電圧を、電力線８４，８５からなる単相の低圧配電線の電圧に降圧する変圧器である。
【００５３】
電力機器Ａ２は、電力線２１と電力線２２との間に接続された高周波トランス４と、これに接続する信号処理回路５ａ、および、電力線２４と電力線２５との間に接続された高周波トランス４と、これに接続する信号処理回路５ｄを備える。
【００５４】
本実施形態によると、電力機器Ａ２は、高圧配電線の相間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、低圧配電線の相間に伝送させる。また、低圧配電線の相間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、高圧配電線の相間に伝送させる。したがって、高周波通信信号は、電力線に接続された変圧器１２を迂回できる。これにより、変圧器１２を通過することによる高周波通信信号の減衰を防止できる。
【００５５】
また、本実施形態においても、高周波トランス４が取り出した高周波通信信号はデータ信号に変換され、その後、高周波通信信号に変換される。したがって、電力機器Ａ２は、電力線搬送通信で電力線を伝送する高周波通信信号の減衰を抑制できる。また、電力機器Ａ２も、マルチホップ方式のＰＬＣモデムと同様の機能を有するので、マルチホップ方式において配置するＰＬＣモデムの削減に貢献できる。
【００５６】
〔第３実施形態〕
図４は、第３実施形態に係る電力機器Ａ３を説明するための図であり、電力機器Ａ３の全体構成を示す概要図である。同図において、電力機器Ａ２（図３参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５７】
本実施形態にかかる電力機器Ａ３は、変圧器１２に代えて変圧器１３を備える点で電力機器Ａ２と異なる。変圧器１３は、２次側コイルの中間から接地用の端子が引き出され、当該端子に電力線２７を介して、電力線８７が接続される。つまり、変圧器１３の出力側は、電力線８４，８５，８７からなる単相三線式の低圧配電線である。
【００５８】
電力機器Ａ３は、電力線２１と電力線２２との間に接続された高周波トランス４と、これに接続する信号処理回路５ａ、電力線２４と電力線２７との間に接続された高周波トランス４と、これに接続する信号処理回路５ｄ、および、電力線２５と電力線２７との間に接続された高周波トランス４と、これに接続する信号処理回路５ｅを備える。なお、電力線２４と電力線２５との間に接続された高周波トランス４と、これに接続する信号処理回路をさらに備えてもよい。
【００５９】
本実施形態によると、電力機器Ａ３は、高圧配電線の相間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、低圧配電線の相間に伝送させる。また、低圧配電線の相間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、高圧配電線の相間に伝送させる。したがって、高周波通信信号は、電力線に接続された変圧器１３を迂回できる。これにより、変圧器１３を通過することによる高周波通信信号の減衰を防止できる。
【００６０】
また、本実施形態によると、電力機器Ａ３は、相間に重畳された高周波通信信号を他の相間に伝送させる。これにより、ＰＬＣモデムが異なる相間に接続された場合でも、これらのＰＬＣモデム同士での通信を可能にする。例えば、第１のＰＬＣモデムが電力線８４と電力線８７との間に接続され、第２のＰＬＣモデムが電力線８５と電力線８７との間に接続されていた場合でも、電力機器Ａ３は、第１のＰＬＣモデムと第２のＰＬＣモデムとの通信を可能にする。
【００６１】
また、本実施形態においても、高周波トランス４が取り出した高周波通信信号はデータ信号に変換され、その後、高周波通信信号に変換される。したがって、電力機器Ａ３は、電力線搬送通信で電力線を伝送する高周波通信信号の減衰を抑制できる。また、電力機器Ａ３も、マルチホップ方式のＰＬＣモデムと同様の機能を有するので、マルチホップ方式において配置するＰＬＣモデムの削減に貢献できる。
【００６２】
〔第４実施形態〕
図５は、第４実施形態に係る電力機器Ａ４を説明するための図であり、電力機器Ａ４の全体構成を示す概要図である。同図において、電力機器Ａ１（図１参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００６３】
本実施形態にかかる電力機器Ａ４は、高周波トランス４に代えて、コア４３を備える点で電力機器Ａ１と異なる。コア４３は、電力線の間に接続された接続線４１’と信号処理回路５に接続されたループ状の接続線４２’とを磁気的に結合するための磁気結合素子である。コア４３は、例えば、円筒形状の分割型のフェライトコアである。接続線４１’に入力された高周波通信信号によって、接続線４２’に高周波通信信号が誘導され、接続線４２’に入力された高周波通信信号によって、接続線４１’に高周波通信信号が誘導される。したがって、電力線の線間に重畳された高周波通信信号は、接続線４１’からコア４３を介して接続線４２’を流れて、信号処理回路５に入力される。また、信号処理回路５から出力された高周波通信信号は、接続線４２’からコア４３を介して接続線４１’を流れて、電力線の線間に重畳される。
【００６４】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６５】
〔第５実施形態〕
図６は、第５実施形態に係る電力機器Ａ５を説明するための図であり、電力機器Ａ５の全体構成を示す概要図である。同図において、電力機器Ａ４（図５参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００６６】
本実施形態にかかる電力機器Ａ５は、コア４３が電力線２１（２２〜２６）と接続線４２’とを磁気的に結合する点で電力機器Ａ４と異なる。電力線８１（８２〜８６）に重畳された高周波通信信号は、コア４３を介して接続線４２’を流れて、信号処理回路５に入力される。また、信号処理回路５から出力された高周波通信信号は、接続線４２’からコア４３を介して、電力線８１（８２〜８６）に重畳される。コンデンサ３３は、高周波通信信号が変圧器１１に入力されることを抑制するためのバイパスコンデンサである。
【００６７】
本実施形態においても、第４実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
〔第６実施形態〕
図７は、第６実施形態に係る電力機器Ａ６を説明するための図であり、電力機器Ａ６の信号処理回路５’の内部構成を示すブロック図である。同図において、電力機器Ａ１の信号処理回路５（図２参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、電力機器Ａ６のその他の構成は第１実施形態に係る電力機器Ａ１（図１参照）と同様なので、電力機器Ａ６の全体構成を示す概要図を省略する。
【００６９】
本実施形態にかかる電力機器Ａ６は、高周波バイパス装置７がアナログ信号を迂回させる点で電力機器Ａ１と異なる。電力機器Ａ６は、データバス６に代えて、アナログ信号である高周波通信信号を伝送する伝送線６’を備える。また、電力機器Ａ６は、信号処理回路５に代えて、信号処理回路５’を備える。本実施形態においては、伝送線６’が本発明の「伝送部」に相当し、高周波通信信号が本発明の「伝送信号」に相当する。
【００７０】
信号処理回路５’は、図７に示すように、機能ブロックとして、変調処理部５５、Ｄ／Ａ変換部５６、Ａ／Ｄ変換部５７、および復調処理部５８をさらに備える。変調処理部５５は、復調処理部５２より入力されるデータ信号を所定の変調方式により変調し、変調されたデジタル信号を、Ｄ／Ａ変換部５６に出力する。Ｄ／Ａ変換部５６は、変調処理部５５より入力されるデジタル信号をアナログ信号である高周波通信信号に変換して伝送線６’に出力する。Ａ／Ｄ変換部５７は、伝送線６’より入力される高周波通信信号をデジタル信号に変換して、復調処理部５８に出力する。復調処理部５８は、Ａ／Ｄ変換部５７より入力されるデジタル信号を所定の復調方式により復調して、復調されたデータ信号を変調処理部５３に出力する。つまり、信号処理回路５’は、高周波トランス４より入力される高周波通信信号をデータ信号に変換して、さらに高周波通信信号に変換してから伝送線６’に出力する。また、伝送線６’より入力される高周波通信信号をデータ信号に変換して、さらに高周波通信信号に変換してから高周波トランス４に出力する。なお、信号処理回路５’は、Ａ／Ｄ変換部５７、復調処理部５８、変調処理部５３、およびＤ／Ａ変換部５４を備えずに、伝送線６’より入力される高周波通信信号をそのまま高周波トランス４に出力してもよい。
【００７１】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
上記第１〜第６実施形態においては、高周波バイパス装置７が高周波通信信号を迂回させる機器本体が変圧器１１（１２，１３）である場合について説明したが、これに限られない。機器本体は、電力線に接続されて高周波通信信号を減衰させたり、遮断する電力機器などのあらゆる機器が該当する。例えば、機器本体は、遮断器、開閉器などであってもよい。
【００７３】
〔第７実施形態〕
図８は、第７実施形態に係る電力機器Ａ７を説明するための図であり、電力機器Ａ７の全体構成を示す概要図である。同図において、電力機器Ａ１（図１参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００７４】
本実施形態にかかる電力機器Ａ７は、機器本体が変圧器１１に代えて、キュービクル内部の高圧受電設備１４である点で電力機器Ａ１と異なる。高圧受電設備１４は、変圧器、遮断器、開閉器、保護継電器、その他機器を組み込んだ高圧受電設備であり、一般的なキュービクルの内部に配置されている機器をまとめたものである。つまり、電力機器Ａ７は、キュービクルであって、従来のキュービクルの内部に高周波バイパス装置７を組み込んだものである。本実施形態では、高圧受電設備１４は、三相三線式の高電圧を三相三線式の低電圧に降圧する変圧器（図示なし）と、高圧側の三相のうちの二相から高電圧を取り出して単相三線式の低電圧に降圧する変圧器（図示なし）とを備える。したがって、電力機器Ａ７の出力側（低圧側）には、電力線８４，８５，８６からなる三相三線式の低圧配電線と、電力線８４，８５，８７からなる単相三線式の低圧配電線とが接続されている。電力機器Ａ７は、三相三線式の低圧配電線に接続する電力線２４，２５，２６の各線間に接続された高周波トランス４と、これに接続する信号処理回路５とを備える。また、電力機器Ａ７は、単相三線式の低圧配電線に接続する電力線２４と電力線２７との間に接続された高周波トランス４と、これに接続する信号処理回路５、および、電力線２５と電力線２７との間に接続された高周波トランス４と、これに接続する信号処理回路５を備える。したがって、電力機器Ａ７は、出力側（低圧側）に、５個の高周波トランス４および信号処理回路５を備える。入力側（高圧側）の３個の信号処理回路５、および、出力側（低圧側）の５個の信号処理回路５は、それぞれ互いに、データバス６を介してデータ信号の入出力を行う。なお、高圧受電設備１４の構成は限定されない。
【００７５】
本実施形態によると、電力機器Ａ７は、高圧配電線の相間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、低圧配電線の相間に伝送させる。また、低圧配電線の相間に重畳された高周波通信信号を迂回させて、高圧配電線の相間に伝送させる。したがって、高周波通信信号は、電力線に接続された高圧受電設備１４を迂回できる。これにより、高圧受電設備１４を通過することによる高周波通信信号の減衰を防止できる。
【００７６】
また、本実施形態によると、電力機器Ａ７は、相間に重畳された高周波通信信号を他の相間に伝送させる。これにより、ＰＬＣモデムが異なる相間に接続された場合でも、これらのＰＬＣモデム同士での通信を可能にする。また、電力機器Ａ７は、出力側の一方の配電線に重畳された高周波通信信号を他方の配電線に伝送させる。これにより、ＰＬＣモデムが異なる配電線に接続された場合でも、これらのＰＬＣモデム同士での通信を可能にする。例えば、第１のＰＬＣモデムが三相三線式の低圧配電線の電力線８４と電力線８５との間に接続され、第２のＰＬＣモデムが単相三線式の低圧配電線の電力線８４と電力線８７との間に接続されていた場合でも、電力機器Ａ７は、第１のＰＬＣモデムと第２のＰＬＣモデムとの通信を可能にする。
【００７７】
また、本実施形態においても、高周波トランス４が取り出した高周波通信信号はデータ信号に変換され、その後、高周波通信信号に変換される。したがって、電力機器Ａ７は、電力線搬送通信で電力線を伝送する高周波通信信号の減衰を抑制できる。また、電力機器Ａ７も、マルチホップ方式のＰＬＣモデムと同様の機能を有するので、マルチホップ方式において配置するＰＬＣモデムの削減に貢献できる。
【００７８】
本実施形態に示すように、機器本体は、電力機器単体に限られず、複数の電力機器からなる物でもよい。
【００７９】
〔第８実施形態〕
図９は、第８実施形態に係る電力機器Ａ８を説明するための図であり、電力機器Ａ８の全体構成を示す概要図である。同図において、電力機器Ａ１（図１参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００８０】
本実施形態にかかる電力機器Ａ８は、機器本体が電力線１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）である点で電力機器Ａ１と異なる。電力線１５ａは電力線２１と電力線２４とを接続し、電力線１５ｂは電力線２２と電力線２５とを接続し、電力線１５ｃは電力線２３と電力線２６とを接続する。
【００８１】
本実施形態によると、電力機器Ａ８は、電力線８１〜８３に重畳された高周波通信信号を迂回させて、電力線８４〜８６に伝送させる。また、電力線８４〜８６に重畳された高周波通信信号を迂回させて、電力線８１〜８３に伝送させる。高周波通信信号は、電力線１５で大きく減衰することはないが、電力機器Ａ８までの電力線での伝送で減衰している。電力機器Ａ８は、高周波通信信号を高周波バイパス装置７でデータ信号に変換することで、減衰前の状態に戻して出力する。したがって、電力機器Ａ８は、電力線搬送通信で電力線を伝送する高周波通信信号の減衰を抑制できる。また、電力機器Ａ８も、マルチホップ方式のＰＬＣモデムと同様の機能を有するので、マルチホップ方式において配置するＰＬＣモデムの削減に貢献できる。
【００８２】
また、本実施形態によると、電力機器Ａ８は、相間に重畳された高周波通信信号を他の相間に伝送させる。これにより、ＰＬＣモデムが異なる相間に接続された場合でも、これらのＰＬＣモデム同士での通信を可能にする。
【００８３】
上記第１〜第７実施形態においては、電力線搬送通信のＰＬＣモデムが２本の電力線を用いて高周波通信信号を通信する場合について説明したが、これに限られない。本発明に係る電力機器および高周波バイパス装置は、ＰＬＣモデムが３本の電力線を用いて高周波通信信号を通信する場合にも、適用することができる。この場合は、ＰＬＣモデムの通信方式に合わせて、３本の電力線に重畳された高周波通信信号を受信し、送信する高周波通信信号を３本の電力線に重畳するように構成すればよい。高周波通信信号を３本の電力線で通信する場合は、高周波通信信号の放射を低減するために、例えば、各電力線に重畳する高周波通信信号の位相をずらしたり、相ごとの振幅を変えるために意図的に不平衡にするなどして漏洩電波を打ち消すことが考えられる。
【００８４】
本発明に係る高周波バイパス装置および当該高周波バイパス装置を備える電力機器は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る高周波バイパス装置および当該高周波バイパス装置を備える電力機器の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００８５】
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８：電力機器
１１，１２，１３：変圧器
１４    ：高圧受電設備
１５    ：電力線
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ：電力線
２１〜２７：電力線
３１，３２，３３：コンデンサ
４      ：高周波トランス
４１    ：一次側コイル
４２    ：二次側コイル
４１'，４２'：接続線
４３    ：コア
５，５'  ：信号処理回路
５ａ〜５ｆ：信号処理回路
５１    ：Ａ／Ｄ変換部
５２    ：復調処理部
５３    ：変調処理部
５４    ：Ｄ／Ａ変換部
５５    ：変調処理部
５６    ：Ｄ／Ａ変換部
５７    ：Ａ／Ｄ変換部
５８    ：復調処理部
６      ：データバス
６'    ：伝送線
７      ：高周波バイパス装置
８１〜８７：電力線
【図１】
2020014166.tif 000003
【図２】
2020014166.tif 000004
【図３】
2020014166.tif 000005
【図４】
2020014166.tif 000006
【図５】
2020014166.tif 000007
【図６】
2020014166.tif 000008
【図７】
2020014166.tif 000009
【図８】
2020014166.tif 000010
【図９】
2020014166.tif 000011