(57)【要約】  ホットスイッチングの際の、大電流の抑制とアーク放電の抑制とを両立させるために、接地回路は、第１のリレーと、第２のリレーと、第３のリレーと、第１のリレーと直列に接続され第１のリレーによって給電路と接地とを接続可能な第１の抵抗と、第２のリレー及び第３のリレーと直列に接続され、給電路と接地との間の電圧を分圧するように接続可能な分圧手段と、を備え、第３のリレーは分圧される点に配置され、給電路を接地と接続する際には、第１のリレーによって給電路が第１の抵抗を介して接地と接続され、第２及び第３のリレーによって分圧手段が第１のリレー及び第１の抵抗と並列に接続され、さらに、第１の抵抗による接地との接続が第１のリレーによって遮断される、ように第１乃至第３のリレーが制御され、給電路の接地との接続を解除する際には、第３のリレーによって接地電流が遮断されるように第１乃至第３のリレーが制御される。
2017141855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電路を接地と接続するために用いられる接地回路であって、
第１のリレーと、第２のリレーと、第３のリレーと、
前記第１のリレーと直列に接続され前記第１のリレーによって前記給電路と前記接地とを接続可能な第１の抵抗と、
前記第２のリレー及び前記第３のリレーと直列に接続され、前記給電路と前記接地との間の電圧を分圧するように接続可能な分圧手段と、を備え、
前記第３のリレーは前記分圧される点に配置され、
前記給電路を前記接地と接続する際には、前記第１のリレーによって前記給電路が前記第１の抵抗を介して前記接地と接続され、前記第２及び第３のリレーによって前記分圧手段が前記第１のリレー及び前記第１の抵抗と並列に接続され、さらに、前記第１の抵抗による前記接地との接続が前記第１のリレーによって遮断される、ように前記第１乃至第３のリレーが制御され、
前記給電路の前記接地との接続を解除する際には、前記第３のリレーによって接地電流が遮断されるように前記第１乃至第３のリレーが制御される、
接地回路。
【請求項２】
前記第１のリレーの一端は前記給電路に接続され、前記第１のリレーの他端は前記第１の抵抗の一端に接続され、前記第１の抵抗の他端は前記接地に接続され、
前記分圧手段は第２の抵抗及び第３の抵抗を備え、前記第２のリレーの一端は前記給電路に接続され、前記第２のリレーの他端は前記第２の抵抗の一端に接続され、前記第２の抵抗の他端は前記第３のリレーの一端に接続され、前記第３のリレーの他端は前記第３の抵抗の一端に接続され、前記第３の抵抗の他端は前記接地に接続される、
請求項１に記載された接地回路。
【請求項３】
陸上局からの給電路をシーアースに接続して接地する機能を備える、請求項１又は２に記載された接地回路と、
前記陸上局からリレー制御信号を含む光信号を受信して電気信号に変換するＯ／Ｅ（optical/electrical）変換手段と、前記電気信号から前記リレー制御信号を再生するリレー制御手段と、前記リレー制御信号に基づいて前記接地回路が備えるリレーを駆動するリレー駆動手段と、
を備える海底分岐装置。
【請求項４】
請求項３に記載された海底分岐装置と、
前記海底分岐装置が備える接地回路のリレーを制御するリレー制御信号を生成する制御装置と、
前記海底分岐装置と接続され、前記制御装置が生成した前記リレー制御信号を前記海底分岐装置に送信する陸上局と、を備える給電システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記海底分岐装置の給電路の電圧ポテンシャルを検出する機能をさらに備え、前記電圧ポテンシャルが所定の値以上である場合に、前記第１乃至第３のリレーを制御する、請求項４に記載された給電システム。
【請求項６】
給電路を接地と接続するための接地方法であって、
第１のリレーと第１の抵抗とを直列に接続し、
第２のリレーと分圧手段と第３のリレーとを直列に接続し、
前記給電路と前記接地との間の電圧が前記分圧手段により分圧される点に前記第３のリレーを配置し、
前記給電路を前記接地と接続する際には、
前記第１のリレーによって、前記第１の抵抗を介して前記給電路を前記接地と接続し、
前記第２及び第３のリレーによって、前記分圧手段を前記第１のリレー及び前記第１の抵抗と並列に接続し、さらに、
前記第１のリレーによって、前記第１の抵抗による前記接地との接続のみを遮断する、
ように前記第１乃至第３のリレーを制御し、
前記給電路の前記接地との接続を解除する際には、
前記第３のリレーによって接地電流を遮断する
ように前記第１乃至第３のリレーが制御される、
ことを特徴とする接地方法。
【請求項７】
前記第１のリレーの一端を前記給電路に接続し、前記第１のリレーの他端を前記第１の抵抗の一端に接続し、前記第１の抵抗の他端を前記接地と接続し、
前記分圧手段は第２の抵抗及び第３の抵抗を備え、前記第２のリレーの一端を前記給電路に接続し、前記第２のリレーの他端を前記第２の抵抗の一端に接続し、前記第２の抵抗の他端を前記第３のリレーの一端に接続し、前記第３のリレーの他端を前記第３の抵抗の一端に接続し、前記第３の抵抗の他端を前記接地と接続する、
請求項６に記載された接地方法。
【請求項８】
給電路を接地と接続する機能を備える接地回路で用いられるコンピュータの制御プログラムを記録した記録媒体であって、
前記接地回路は、
第１のリレーと、第２のリレーと、第３のリレーと、前記第１のリレーと直列に接続され前記第１のリレーによって前記給電路と前記接地とを接続可能な第１の抵抗と、前記第２のリレー及び前記第３のリレーと直列に接続され、前記給電路と前記接地との間の電圧を分圧するように接続可能な分圧手段と、を備え、前記第３のリレーは前記分圧される点に配置され、
前記制御プログラムは、前記コンピュータに、
前記給電路を前記接地と接続する際には、前記第１のリレーによって前記給電路が前記第１の抵抗を介して前記接地と接続され、前記第２及び第３のリレーによって前記分圧手段が前記第１のリレー及び前記第１の抵抗と並列に接続され、さらに、前記第１の抵抗による前記接地との接続が前記第１のリレーによって遮断される、ように前記第１乃至第３のリレーを制御する手順、
前記給電路の前記接地との接続を解除する際には、前記第３のリレーによって接地電流が遮断されるように前記第１乃至第３のリレーを制御する手順、
を実行させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接地回路及び接地方法に関し、特に、海底中継器の給電回路で用いられる接地回路及び接地方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の海底ケーブル通信システムでは、伝送量の大容量化、中継スパンの拡大、ファイバ数の増加などに伴い、海底分岐装置で必要とされる電力が増大している。海底分岐装置に対してより高い電力を供給するためには、海底分岐装置への給電電圧を高くする必要がある。このため、例えば海底ケーブルの障害による通信ルートの切替に際して、高電圧での給電回路の切替が可能な海底分岐装置が求められている。【０００３】
図１１は、本発明に関連する、海底分岐装置（Branching Unit、以下では「ＢＵ」と記載する。）と陸上局との接続を示す図である。図１１において、ＢＵ９０１は、給電線を含む海底ケーブルによって陸上局９９１、９９２、９９３と接続されており、陸上局９９１、９９２、９９３のいずれかから受信した信号により給電回路を切り替える。切り替えによって、ＢＵ９０１の給電回路を海中のシーアース（Sea Earth、以下では「ＳＥ」と記載する。）に落としたり（図１１の右図）、給電回路をシーアースから切り離したり（図１１の左図）することができる。【０００４】
図１２は、ＢＵ９０１の給電回路の例を示す図である。内部回路９１０は、伝送される光信号を処理する電気回路を含む。給電回路は電気回路に電力を供給する。図１２に示すように、ＢＵ９０１の給電回路は、３個のリレーＲＬ１〜ＲＬ３を備える。リレーＲＬ１〜ＲＬ３を制御することで、ＢＵ９０１の給電回路のＳＥへの接地状態を切り替えることができる。図１２の左側は内部回路がシーアースから切り離された状態を示し、図１２の右側は内部回路の接地電位をシーアースに落とした状態を示す。【０００５】
また、本発明に関連して、特許文献１には、海底分岐装置の給電切替に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−３２３９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２において、内部回路をシーアースと接続する際には、リレーＲＬ１の切替は通電状態で行われる（ホットスイッチング）。このため、ＢＵ９０１の内部回路９１０が数ｋＶを超える高電圧で給電されている場合、リレーＲＬ１を閉じた直後にリレーＲＬ１に大電流が流れる可能性がある。この際の電流はリレー接点の劣化を加速する可能性がある。リレーＲＬ１とシーアースとの間に接続された抵抗Ｒｐの抵抗値を大きくすることでスイッチング時に流れる電流を下げることができる。しかし、抵抗Ｒｐを高抵抗にすると、ＢＵ９０１全体の消費電力が上昇するという課題がある。【０００８】
一方、図１２の右図において、リレーＲＬ１の接点を開放することで、内部回路９１０のシーアースへの接地を解除する際には、リレーＲＬ１及び抵抗Ｒｐを通ってシーアースに流れる電流を遮断する必要がある。この場合、切替直前に接点へ印加されている電圧によりリレーＲＬ１の接点にアーク放電が発生する恐れがある。アーク放電はリレーＲＬ１の接点の劣化を加速するため、アーク放電の発生を抑えることがリレー接点の信頼性の向上につながる。リレーＲＬ１の接点へ印加されている電圧を低減することでアーク放電の発生を抑制するためには、抵抗Ｒｐを小さくし、リレーＲＬ１の接点の電圧を低下させることが望ましい。【０００９】
このように、ホットスイッチングの際の大電流を抑制するためにはリレーＲＬ１の接点とシーアースとの間の抵抗Ｒｐを大きくする必要がある。一方で、アーク放電の抑制のためには、リレーＲＬ１の接点の電圧を低下させるために抵抗Ｒｐを小さくする必要がある。すなわち図１２に記載された海底分岐装置９０１には、抵抗Ｒｐの抵抗値に対して相反する要求があるという課題があった。そして、特許文献１は、このような課題を解決するための技術を記載していない。【００１０】
（発明の目的）
本発明は、ホットスイッチングの際の、大電流の抑制とアーク放電の抑制とを両立させることが可能な接地回路及び接地方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の接地回路は、給電路を接地と接続するために用いられる接地回路であって、第１のリレーと、第２のリレーと、第３のリレーと、
第１のリレーと直列に接続され第１のリレーによって給電路と接地とを接続可能な第１の抵抗と、
第２のリレー及び第３のリレーと直列に接続され、給電路と接地との間の電圧を分圧するように接続可能な分圧手段と、を備え、
第３のリレーは分圧される点に配置され、
給電路を接地と接続する際には、第１のリレーによって給電路が第１の抵抗を介して接地と接続され、第２及び第３のリレーによって分圧手段が第１のリレー及び第１の抵抗と並列に接続され、さらに、第１の抵抗による接地との接続が第１のリレーによって遮断される、ように第１乃至第３のリレーが制御され、
給電路の接地との接続を解除する際には、第３のリレーによって接地電流が遮断されるように第１乃至第３のリレーが制御される。【００１２】
本発明の接地方法は、給電路を接地と接続するための接地方法であって、
第１のリレーと第１の抵抗とを直列に接続し、
第２のリレーと分圧手段と第３のリレーとを直列に接続し、
給電路と接地との間の電圧が分圧手段により分圧される点に第３のリレーを配置し、
給電路を接地と接続する際には、
第１のリレーによって、第１の抵抗を介して給電路を接地と接続し、
第２及び第３のリレーによって、分圧手段を第１のリレー及び第１の抵抗と並列に接続し、さらに、
第１のリレーによって、第１の抵抗による接地との接続のみを遮断する、
ように第１乃至第３のリレーを制御し、
給電路の接地との接続を解除する際には、
第３のリレーによって接地電流を遮断する
ように第１乃至第３のリレーが制御される、
ことを特徴とする。【００１３】
本発明のプログラムは、給電路を接地と接続する機能を備える接地回路で用いられる制御プログラムであって、
接地回路は、
第１のリレーと、第２のリレーと、第３のリレーと、第１のリレーと直列に接続され第１のリレーによって給電路と接地とを接続可能な第１の抵抗と、第２のリレー及び第３のリレーと直列に接続され、給電路と接地との間の電圧を分圧するように接続可能な分圧手段と、を備え、第３のリレーは分圧される点に配置され、
制御プログラムは、
給電路を接地と接続する際には、第１のリレーによって給電路が第１の抵抗を介して接地と接続され、第２及び第３のリレーによって分圧手段が第１のリレー及び第１の抵抗と並列に接続され、さらに、第１の抵抗による接地との接続が第１のリレーによって遮断される、ように第１乃至第３のリレーを制御する手順、
給電路の接地との接続を解除する際には、第３のリレーによって接地電流が遮断されるように第１乃至第３のリレーを制御する手順、
を実行させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、ホットスイッチングの際の大電流の抑制とアーク放電の抑制とを両立させることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態の給電システム１００の構成例を示すブロック図である。
【図２】ＢＵ１０１が備える、リレーを制御するための構成例を示すブロック図である。
【図３】ＢＵ１０１の給電回路３０１の構成を説明するための図である。
【図４】リレーの開閉状態の例を示す図である。
【図５】リレーの開閉状態の例を示す図である。
【図６】リレーの開閉状態の例を示す図である。
【図７】リレーの開閉状態の例を示す図である。
【図８】リレーの開閉状態の例を示す図である。
【図９】各リレーの制御手順の例を示すフローチャートである。
【図１０】各リレーの制御手順の例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に関連する、海底分岐装置と陸上局との接続を示す図である。
【図１２】本発明に関連するＢＵ９０１の給電切替回路の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。参照される各図面の矢印は、実施形態の動作を説明するために信号の方向の例を示すものであり、信号の種類及び方向を限定しない。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の給電システム１００の構成例を示すブロック図である。図１において、給電システム１００は、海底分岐装置（ＢＵ）１０１、陸上局１１１、１１２、１１３、及び制御部１２１を備える。ＢＵ１０１は、海底ケーブルを分岐する装置であり、海底に設置される。ＢＵ１０１と陸上局１１１〜１１３とは海底ケーブルで接続され、各陸上局間でデータが伝送される。
【００１８】
陸上局１１１〜１１３は、ＢＵ１０１に対する給電装置及び伝送装置を備えるとともに、ＢＵ１０１との間で送受信される信号によりＢＵ１０１を監視及び制御する機能を備える。陸上局１１１〜１１３は、ＢＵ１０１の監視結果を制御部１２１に通知するとともに、制御部１２１から通知された、ＢＵ１０１を制御する信号をＢＵ１０１に送信する。制御部１２１として、ワークステーションやボードコンピュータが用いられてもよい。
【００１９】
制御部１２１は、陸上局１１１〜１１３から受信した監視結果に基づいてＢＵ１０１の給電状態を監視し、ＢＵ１０１の給電回路を制御する。制御部１２１は、ＢＵ１０１が備える、給電回路の切替のためのリレーを切り替える命令を含む信号（リレー制御信号）を生成して、陸上局１１１〜１１３のいずれかを経由して当該命令をＢＵ１０１に通知する。制御部１２１は、さらに、ＢＵ１０１の給電回路の電圧ポテンシャルを監視する機能を備えてもよい。
【００２０】
ＢＵ１０１は、陸上局１１１〜１１３の少なくとも１つからの給電により動作する。また、ＢＵ１０１は、陸上局１１１〜１１３のいずれかから海底ケーブルを経由して受信したリレー制御信号により、給電回路のリレーを制御することで、給電回路のシーアース（ＳＥ）との接続状態（すなわち、接地状態）を切り替える機能を備える。給電回路の接地状態の切り替えは、例えば、ＢＵ１０１と陸上局１１１〜１１３との間の給電路の故障や海底ケーブルの工事を契機として実施される。また、給電回路の接地状態の切り替えは、給電システム１００内で自律的に行われてもよく、保守者の指示に基づいて行われてもよい。
【００２１】
図２は、ＢＵ１０１が備える、リレーを制御するための構成例を示すブロック図である。ＢＵ１０１は、光カプラ２１１、Ｏ／Ｅ（optical/electrical）コンバータ２１２、リレー制御回路２１３、リレー駆動回路２１４、リレー２１５を備える。リレー２１５は、給電回路に含まれるリレーである。図２には、ＢＵ１０１が陸上局１１１の指示によりリレー２１５を制御するための構成のみが例として示される。リレー２１５は、陸上局１１１以外の陸上局から受信した信号によって制御されてもよい。
【００２２】
ＢＵ１０１は、陸上局１１１からリレー制御信号を含む光信号を受信する。リレー制御信号は、制御部１２１によって生成される。光カプラ２１１は、受信された光信号を分岐して、一方をＯ／Ｅコンバータ２１２に入力する。分岐された他方の光信号は、ＢＵ１０１が備える中継機能により他のＢＵ又は陸上局へ送信される。
【００２３】
Ｏ／Ｅコンバータ２１２は、光カプラ２１１から入力された光信号を電気信号に変換する、光受信回路である。リレー制御回路２１３は、Ｏ／Ｅコンバータ２１２から出力された電気信号に基づいて、リレー制御信号を再生する。リレー制御信号は、制御の対象となるリレー２１５及びリレー２１５への制御命令（例えば、リレー接点を「開」又は「閉」とする）の情報を含む。リレー駆動回路２１４は、リレー制御信号に基づいて、該当するリレー２１５を駆動可能な振幅の信号を生成する。リレー２１５はＢＵ１０１の給電回路の切替に用いられるリレーであり、ＢＵ１０１は複数のリレー２１５を備える場合がある。
【００２４】
図３は、ＢＵ１０１の給電回路３０１の構成を説明するための図である。給電回路３０１は、内部回路３１１、接地回路３１２、リレーＲＬ２、ＲＬ３及び抵抗Ｒｃを備える。給電回路３０１は、内部回路３１１に電力を供給する。内部回路３１１は、ＢＵ１０１の機能を実現するための電気回路及び当該電気回路への給電機能部を含む。内部回路３１１に含まれる電気回路は、例えば、図２に示されたＯ／Ｅコンバータ２１２、リレー制御回路２１３及びリレー駆動回路２１４、並びに、陸上局１１１〜１１３の間で伝送される信号（主信号）の中継に用いられる電気回路である。しかし、内部回路３１１は、ＢＵ１０１の内部でかつ給電回路３０１の外部に配置されてもよい。内部回路３１１には、ＢＵ１０１の端子Ａ、Ｂ、Ｃに接続された給電路から電力が供給される。端子Ａ、Ｂ、Ｃは、海底ケーブルによりそれぞれ陸上局１１１、１１２、１１３と接続される。
【００２５】
接地回路３１２は、抵抗Ｒｈ、Ｒｍ、Ｒｓ、及び、リレーＲＬ１−１、ＲＬ１−２、ＲＬ１−３を備える。抵抗Ｒｈは、抵抗Ｒｍ、Ｒｓと比較して大きな抵抗値を持つ。また、抵抗Ｒｈには、大きな電力に耐えうるホーロー抵抗などが用いられる。抵抗Ｒｍは、抵抗Ｒｈ、Ｒｓと比較して中程度の抵抗値を持つ抵抗である。抵抗Ｒｓは、数Ωなどの小さな抵抗値を持つ抵抗である。抵抗Ｒｈ、Ｒｍ、Ｒｓの抵抗値の関係は、Ｒｈ＞Ｒｍ＞Ｒｓであり、また、Ｒｈ＞Ｒｍ＋Ｒｓである。
【００２６】
給電回路３０１は、さらに、リレーＲＬ２、ＲＬ３及び抵抗Ｒｃを備える。リレーＲＬ２は、端子Ａに接続された給電路をＳＥ（シーアース）と接続する際に閉となる。リレーＲＬ３は、端子Ａ又は端子Ｃに接続された給電回路をＳＥと接続する際に閉となる。抵抗Ｒｃは中程度の抵抗値をもつ抵抗であり、端子Ａ又は端子ＣがＳＥと接続される際の保護抵抗である。本実施形態では、内部回路３１１は端子Ａ及び端子Ｂに接続された給電路から給電されており、端子Ｃに接続された給電路は常時ＳＥに接続されている。従って、本実施形態では、リレーＲＬ２は常時開いており、リレーＲＬ３は常時閉じている。以下では端子Ｂからの給電路を接地と接続する形態について説明する。なお、図３及び以降の本実施形態の図面において、リレーＲＬ２、ＲＬ３及び抵抗Ｒｃの接続構成は一例であり、接地回路３１２が適用される給電回路３０１の構成を限定するものではない。端子Ａ及び端子Ｃと接続される給電あるいは接地のための回路には、ＢＵ１０１が用いられる給電システム１００の仕様に応じて異なる構成の回路を用いることができる。
【００２７】
リレーＲＬ１−１、ＲＬ１−２、ＲＬ１−３、ＲＬ２、ＲＬ３は、図２に示したリレー２１５に相当する。これらのリレーは、リレー駆動回路２１４が出力する信号に基づいて独立に動作し、給電回路３０１のＳＥへの接続状態を切り替える。
【００２８】
（動作の説明）
図３〜図１０を用いて接地回路３１２の動作を説明する。図３は、各リレーの接点の開閉状態の初期状態を示す。図４〜図８は、リレーの開閉状態の例を示す図であり、図３とは異なる開閉状態が示される。図９及び図１０は、リレー制御回路２１３による各リレーの制御手順の例を示すフローチャートである。以下では、リレー制御回路２１３が各リレーを制御する際の手順について説明する。リレー制御回路２１３は、制御部１２１が生成したリレー制御信号に基づいて各リレーを制御する。
【００２９】
図３に示された初期状態では、リレーＲＬ１−１、ＲＬ１−２及びＲＬ２は開（非導通）であり、リレーＲＬ１−３及びＲＬ３は閉（導通）である。ＢＵ１０１は、端子Ａに接続された給電路と端子Ｂに接続された給電路とにより給電される。端子Ｃの給電路はＳＥに接続される。図３の状態では、内部回路３１１は、ＳＥとは接続されていない。なお、以降の動作は、図１に記載された制御部１２１が、内部回路３１１の給電電圧が高い（高ポテンシャル）ことを検知した場合に行われてもよい。
【００３０】
制御部１２１で生成されたリレー制御信号を受信した陸上局１１１〜１１３のいずれかは、リレー制御信号を光信号に変換してＢＵ１０１へ送信する。リレー制御信号は海底ケーブルを伝送されて、ＢＵ１０１に到達する。図２を参照して説明したように、Ｏ／Ｅコンバータ２１２は、受信した光信号を電気信号へ変換する。リレー制御回路２１３は、制御部１２１が送信したリレー制御信号の内容に従って、該当するリレーを動作させるようにリレー駆動回路２１４へ信号を出力する。リレー駆動回路２１４は、リレー制御回路２１３からの指示に基づいて、該当するリレーを制御する。このような手順により、ＢＵ１０１内のリレーは、制御部１２１からのリレー制御信号により切り替えられる。
【００３１】
図３の初期状態（図９のステップＳ０１）から端子Ｂの給電回路をＳＥに接地する手順が開始される場合、まず、リレー制御回路２１３は、リレーＲＬ１−１を制御して、接点を開から閉にする（図９のステップＳ０２及び図４）。その結果、抵抗Ｒｈに電流が流れ、内部回路３１１はＳＥに接続される。抵抗Ｒｈはホーロー抵抗などの高抵抗であり、給電回路の電圧が高い場合でも、高電圧からのホットスイッチングに耐えることができる。
【００３２】
リレーＲＬ１−１が閉じた後、ＢＵ１０１の内部回路の電位は低下する。電位が低下した後に、リレー制御回路２１３は、リレーＲＬ１−２を閉じる（ステップＳ０３及び図５）。リレーＲＬ１−２を閉じることにより、抵抗Ｒｍと抵抗Ｒｓとが直列に接続された回路もＳＥと接続される。すなわち、抵抗Ｒｍ、Ｒｓの合成抵抗の経路にもＳＥへの電流が流れる。
【００３３】
リレー制御回路２１３は、リレーＲＬ１−２を閉じた後、リレーＲＬ１−１を開く（ステップＳ０４及び図６）。リレーＲＬ１−１が開かれることにより、電流が抵抗Ｒｈへ流れなくなるため、ＢＵ１０１がＳＥへ接地されている時の消費電力および発熱量が低下する。ステップＳ０４までの手順により、接地回路３１２のＳＥへの接続動作が終了する。
【００３４】
次に、図６に示される、ＳＥとの接続を解除する場合の手順について図７〜図８及び図１０を参照して説明する。ＳＥへの接地状態を解除する場合、リレー制御回路２１３は、まず、リレーＲＬ１−３を開き、給電回路をＳＥと切り離す（図１０のステップＳ０５及び図７）。ここで、リレーＲＬ１−３とＳＥとの間にある抵抗Ｒｓは比較的小さな抵抗（例えば数Ω）であり、また、リレーＲＬ１−３に印加される電圧は、抵抗Ｒｍと抵抗Ｒｓとによって分圧される。このため、ＳＥとリレーＲＬ１−３との間の電圧を小さくすることができる。その結果、リレーＲＬ１−３の切替時のリレーＲＬ１−３の接点の電圧がアーク放電が発生する電圧を下回るように抵抗Ｒｍ及びＲｓを選択することにより、リレーＲＬ１−３におけるアーク放電の発生を抑制できる。
【００３５】
リレー制御回路２１３は、リレーＲＬ１−３を開いた後にリレーＲＬ１−２を開き（ステップＳ０６及び図８）、その後、さらにリレーＲＬ１−３を閉じる（ステップＳ０７）。ステップＳ０６及びＳ０７において、リレーＲＬ１−２及びＲＬ１−３は通電されないため、ステップＳ０６及びＳ０７においては大電流やアーク放電によるリレー接点への悪影響は生じない。ステップＳ０７の手順の実行により、接地回路３１２は図３の初期状態に復帰する。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態においては、内部回路３１１をＳＥに接地する場合は、一旦、抵抗値が高い抵抗Ｒｈによって接地される。その後、内部回路３１１は抵抗Ｒｍ及び抵抗Ｒｓによって接地される。また、ＳＥへの接地状態を解除する場合には、抵抗Ｒｍと抵抗Ｒｓとの間に配置されたリレーＲＬ１−３を用いて接地電流を遮断する。この際、リレーＲＬ１−３に印加される電圧は抵抗Ｒｍ及びＲｓによって分圧される。その結果、本実施形態の接地回路３１２は、ＢＵ１０１の給電切替に際して、接地時に発生する大電流の抑制と、接地解除時に発生するアーク放電の抑制とを両立させることができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態で説明したＢＵ１０１が備える給電回路の切り替え機能は、接地回路３１２単独によっても実現される。以下に、接地回路３１２の他の表現について記載する。第２の実施形態の説明において、対応する図３〜図８の要素の記号を括弧内に示す。第１〜第３のリレー（リレーＲＬ１−１〜ＲＬ１−３）の動作手順は、第１の実施形態と同様である。
【００３８】
接地回路３１２は、給電路を接地（例えばＳＥ）と接続するために用いられる接地回路である。接地回路３１２は、第１のリレー（ＲＬ１−１）と、第２のリレー（ＲＬ１−２）と、第３のリレー（ＲＬ１−３）と、第１の抵抗（Ｒｈ）と、分圧手段（Ｒｍ及びＲｓ）と、を備える。第１の抵抗は、第１のリレーと直列に接続され、第１のリレーによって給電路を接地と接続するように接続可能な抵抗器である。
【００３９】
分圧手段は、第２のリレー及び第３のリレーと直列に接続される。そして、分圧手段は、給電路と接地との間の電圧を分圧するとともに、第３のリレーは分圧手段により電圧が分圧される点に配置される。
【００４０】
給電路が接地される場合には、第１〜第３のリレーは、以下のように回路が接続されるように制御される。まず、第１のリレーによって給電路が第１の抵抗を介して接地される。その後、第２及び第３のリレーによって分圧手段が第１の抵抗と並列に接続され、さらに、第１の抵抗による接地のみが第１のリレーによって遮断される。
【００４１】
また、給電路の接地が解除される際には、まず、第３のリレーによって接地電流が遮断されるように第１〜第３のリレーが制御される。
【００４２】
第２の実施形態においては、給電路を接地と接続する場合は、まず、抵抗値が高い第１の抵抗のみが接地される。第１の抵抗による接地によって給電路の電位が低下した後、さらに分圧回路による接地が実施され、その後、第１の抵抗による接地が遮断される。
【００４３】
また、給電路と接地との間に直列に接続された分圧回路により、第３のリレーに印加される電圧が分圧される。従って、第３のリレーを用いて接地電流を遮断する際に第３のリレーに印加される電圧は分圧されるため、接地解除時に発生するアーク放電の発生を抑制できる。すなわち、第２の実施形態の接地回路も、接地時に発生する大電流の抑制と、接地解除時に発生するアーク放電の抑制とを両立させることができる。
【００４４】
（第２の実施形態の変形例）
接地回路３１２の構成及び動作は、さらに、以下のようにも記載されうる。すなわち、接地回路３１２は、第１乃至第３のリレー（ＲＬ１−１〜ＲＬ１−３）と、第１の抵抗（Ｒｈ）と、第２の抵抗（Ｒｍ）と、第３の抵抗（Ｒｓ）と、を備える。第１のリレーの一端は給電路に接続され、第１のリレーの他端は第１の抵抗（Ｒｈ）の一端に接続され、第１の抵抗の他端は接地される。第２のリレーの一端は給電路に接続され、第２のリレーの他端は第２の抵抗の一端に接続される。第２の抵抗の他端は第３のリレーの一端に接続され、第３のリレーの他端は第３の抵抗の一端に接続される。第３の抵抗の他端は接地される。第２の抵抗と第３の抵抗とは、第３のリレーを介して直列に接続される。すなわち、第２の抵抗と第３の抵抗とは、給電路と接地との間に接続可能な分圧回路ということができる。
【００４５】
第２の実施形態の変形例においては、給電路を接地と接続する場合は、まず、抵抗値が高い第１の抵抗のみが接地される。第１の抵抗による接地によって給電路の電位が低下した後、さらに第２及び第３の抵抗による接地が実施され、その後、第１の抵抗による接地が遮断される。
【００４６】
また、給電路と接地との間に直列に接続された第２の抵抗と第３の抵抗により、第３のリレーに印加される電圧が分圧される。従って、第３のリレーを用いて接地電流を遮断する際に第３のリレーに印加される電圧は分圧されるため、接地解除時に発生するアーク放電の発生を抑制できる。すなわち、第２の実施形態の変形例の接地回路も、接地時に発生する大電流の抑制と、接地解除時に発生するアーク放電の抑制とを両立させることができる。
【００４７】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００４８】
以上の各実施形態に記載された接地回路３１２の機能及び手順は、制御部１２１、あるいはリレー制御回路２１３が備える中央処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）がプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。ＣＰＵは例えば制御部１２１、あるいはリレー制御回路２１３に備えられるコンピュータであるが、ＣＰＵの配置はこれらに限定されない。
この出願は、２０１６年２月１７日に出願された日本出願特願２０１６−０２８０６６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００４９】
１００    給電システム
１１１〜１１３    陸上局
１２１    制御部
２１１    光カプラ
２１２    Ｏ／Ｅコンバータ
２１３    リレー制御回路
２１４    リレー駆動回路
２１５    リレー
３０１    給電回路
３１１    内部回路
３１２    接地回路
９０１    海底分岐装置
９１０    内部回路
９９１〜９９３    陸上局
【図１】
2017141855.tif 000003
【図２】
2017141855.tif 000004
【図３】
2017141855.tif 000005
【図４】
2017141855.tif 000006
【図５】
2017141855.tif 000007
【図６】
2017141855.tif 000008
【図７】
2017141855.tif 000009
【図８】
2017141855.tif 000010
【図９】
2017141855.tif 000011
【図１０】
2017141855.tif 000012
【図１１】
2017141855.tif 000013
【図１２】
2017141855.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月18日(2018.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
給電路を接地と接続する機能を備える接地回路で用いられるコンピュータの制御プログラムであって、
前記接地回路は、
第１のリレーと、第２のリレーと、第３のリレーと、前記第１のリレーと直列に接続され前記第１のリレーによって前記給電路と前記接地とを接続可能な第１の抵抗と、前記第２のリレー及び前記第３のリレーと直列に接続され、前記給電路と前記接地との間の電圧を分圧するように接続可能な分圧手段と、を備え、前記第３のリレーは前記分圧される点に配置され、
前記制御プログラムは、前記コンピュータに、
前記給電路を前記接地と接続する際には、前記第１のリレーによって前記給電路が前記第１の抵抗を介して前記接地と接続され、前記第２及び第３のリレーによって前記分圧手段が前記第１のリレー及び前記第１の抵抗と並列に接続され、さらに、前記第１の抵抗による前記接地との接続が前記第１のリレーによって遮断される、ように前記第１乃至第３のリレーを制御する手順、
前記給電路の前記接地との接続を解除する際には、前記第３のリレーによって接地電流が遮断されるように前記第１乃至第３のリレーを制御する手順、
を実行させる。
【国際調査報告】
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