(57)【要約】誘導パワーラインデータ結合器10が提供される。結合器10は（ａ）データ通信周波数で高い透磁率を有し、パワーライン100が一次巻線として機能できるように構成された磁気コア105と、（ｂ）パワーライン100と通信装置130との間でデータ信号を結合するための磁気コア105を介して二次巻線115を提供するデータシグナリング回路と、（ｃ）パワー周波数電流に対して方向が反対であり大きさが匹敵するフラックスを消去するパワー周波数電流を生成するためにデータシグナリング回路に結合されているチョークコイル135とを含んでいる。結合器10はまたパワーライン100の電流レベルを感知するための回路も含んでいる。
2005524248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ通信周波数で高い透磁率を有し、配電システムのパワーラインが一次巻線として作用するように、磁気コアを通して導かれることを可能にするように構成された磁気コアと、
前記パワーラインと通信装置との間でデータ信号を結合するための前記磁気コアを通って二次巻線を提供するデータ信号回路と、
パワー周波数電流に対して方向が反対であり大きさが匹敵するフラックスを消去するパワー周波数電流を生成するため前記データシグナリング回路に結合するチョークコイルとを具備しているパワーラインデータ結合器。
【請求項２】
前記磁気コアは第１の磁気コアであり、
前記結合器はさらに、パワー周波数で高い透磁率を有する第２の磁気コアを具備しており、この第２の磁気コアは前記パワーラインと前記二次巻線が前記第２の磁気コアを通って導かれることを可能にし、それによって前記二次巻線のパワー周波数インピーダンスを増加させるように構成されている請求項１記載の結合器。
【請求項３】
前記データ信号回路の二次巻線は前記第２の磁気コアには巻かれないで前記第１の磁気コア周辺に巻かれている請求項２記載の結合器。
【請求項４】
前記第２の磁気コアは最大のパワーラインの電流レベルで飽和する請求項２記載の結合器。
【請求項５】
前記チョークコイルは前記パワー周波数で低いインピーダンスを有し、前記データ通信周波数で高いインピーダンスを有する請求項１記載の結合器。
【請求項６】
さらに、電気的なサージからのエネルギを吸収するために前記チョークコイルと並列に接続される装置を具備している請求項５記載の結合器。
【請求項７】
前記チョークコイルは前記二次巻線の磁化リアクタンスの半分よりもはるかに低い全インピーダンスを有している請求項１記載の結合器。
【請求項８】
前記チョークコイルは接地電位に接続されている請求項１記載の結合器。
【請求項９】
前記チョークコイルは接地電位に接続された中央タップを有している請求項１記載の結合器。
【請求項１０】
前記二次巻線は前記コアを中心にして多数の巻数を有している請求項１記載の結合器。
【請求項１１】
さらに、前記パワー周波数電流に比例した電流感知信号を生成するための一次巻線として前記チョークコイルを使用する電流感知変成器を具備している請求項１０記載の結合器。
【請求項１２】
前記電流感知信号は前記通信装置に通信される請求項１１記載の結合器。
【請求項１３】
前記電流感知変成器はエアギャップを有する磁気コアを含んでいる請求項１１記載の結合器。
【請求項１４】
さらに、前記パワー周波数電流の大きさが変化するとき、前記電流感知信号と前記パワー周波数電流との比を比較的一定に維持するための比例補償機構を具備している請求項１１記載の結合器。
【請求項１５】
前記磁気コアはエアギャップを含んでいる請求項１記載の結合器。
【請求項１６】
データ通信周波数で高い透磁率を有し、配電システムのパワーラインが一次巻線として作用するように、磁気コアを通って導かれることを可能にするように構成された磁気コアと、
前記パワーラインと通信装置との間でデータ信号を結合するための前記磁気コアを通って二次巻線を提供するデータ信号回路と、
パワー周波数電流に対して方向が反対であり大きさが匹敵するフラックスを消去するパワー周波数電流を生成するためのチョークコイルを有し、回路の前記磁気コアを通る三次巻線を含んでいるフラックス消去回路とを具備しているパワーラインデータ結合器。
【請求項１７】
前記磁気コアは第１の磁気コアであり、
前記結合器はさらに、パワー周波数で高い透磁率を有する第２の磁気コアを具備しており、この第２の磁気コアは前記パワーラインと前記三次巻線が前記第２の磁気コアを通って導かれることを可能にして、それによって前記三次巻線のパワー周波数インピーダンスを増加するように構成されている請求項１６記載の結合器。
【請求項１８】
前記二次巻線は前記第２の磁気コアに巻かれていない請求項１７記載の結合器。
【請求項１９】
前記二次巻線は前記第２の磁気コアに巻かれている請求項１７記載の結合器。
【請求項２０】
配電システムのパワーライン上で電流を感知するシステムにおいて、
一次巻線およびチョークコイルに接続されている二次巻線として配電システムのパワーラインを使用し、それによって、前記チョークコイル中の電流が前記パワーラインのパワー電流に比例している第１の電流変成器と、
一次巻線として前記チョークコイルの導体を有し、二次巻線回路で前記パワー電流に比例して電流感知信号を生成する第２の電流変成器とを具備しているシステム。
【請求項２１】
前記チョークコイルは接地電位に接続されている請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記第２の電流変成器は前記チョークコイルが前記接地電位に接続されている点の近くに位置されている請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
さらに、前記電流感知信号をデジタル値へ変換するための信号捕捉装置を具備している請求項２０記載のシステム。
【請求項２４】
前記デジタル値はコンピュータネットワークに与えられる請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
さらに、前記パワー電流の大きさが変化するとき、前記電流感知信号と前記パワー電流との間の比較的一定の比を維持するための比例補償機構を具備している請求項２０記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパワーライン通信、特にパワーラインの誘導結合器における磁気飽和の防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーライン通信システムでは、パワー周波数は典型的に５０−６０Ｈｚの範囲であり、データ通信信号周波数は典型的に１−５０ＭＨｚの範囲である。変調されたデータをパワーラインへ結合し、またパワーラインから結合して取出すための誘導結合器はパワーラインと二次巻線が通る磁気コアを含んでいる。これは例えば2000年12月28日出願の米国特許出願第09/752,705号明細書、2002年2月25日出願の米国特許出願第10/082,063号明細書、2002年3月14日出願の米国特許出願第60/364,321号明細書に記載されており、これらの明細書は本出願で参考文献とされている。高電流の一次および二次巻線におけるこのような結合器の使用についての１つの制限は磁気飽和なく、大きい磁化電流に耐える磁気コアの限定された能力である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
飽和は２つの方法で性能を劣化する。第１に、飽和は磁化インダクタンスを減少し、これはデータ信号のシャントアドミタンス負荷を増加する。第２に、パワーラインの電流の瞬間的な大きさはゼロからピーク値までａｃパワーラインの各サイクルで二倍に上昇し、データ信号はこの二倍の周波数のパワーライン周波数および高調波の二倍で変調された振幅である。変調の深さがある特定の値を超えるならば、この変調はデータエラーを生じさせる。
【０００４】
コア飽和を最小にする１方法は、コアの磁気回路に１以上のエアギャップを導入し、したがって磁気抵抗を増加し、飽和に遭遇する前に高い電流が流れることを許容することである。しかし、一次および二次巻線のインダクタンスは総磁気抵抗に比例して低下し、そのため広いエアギャップは非実用的な大きい質量のコアが最小の許容可能な磁化インダクタンスを有することを必要とされることを示唆している。結合器は通常、パワー回路を中断せずに大きい直径のパワーラインに設置されるので、巻数が増加することも実用的ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の代表的な実施形態は高周波データ信号を配電システムとモデム装置との間で結合するパワーラインデータ結合器を含んでいる。高周波磁気コアはデータ通信周波数で高い透磁率を有する。データ信号二次回路は配電システムのパワーライン一次巻線と通信モデム装置との間でデータ信号を結合する。誘導型データ結合器は変成器として観察され、結合器のコアを通過しているパワーワイヤは一次巻線として作用し、結合器の巻線は二次巻線として作用する。チョークコイルのような、低値のパワー周波数インピーダンスで二次巻線を終端することにより、一次電流は一次パワー周波数電流に対して方向が反対であり大きさが匹敵する二次電流を誘導する。二次電流が一次電流から反対の方向で誘導されるので、この二次電流は結合器コア中に誘導されたパワー周波数フラックスのある程度の部分を消去する。
【０００６】
１実施形態では、フラックスを消去する二次回路は、パワー周波数で比較的低いインピーダンスを有し、データ通信周波数で比較的高いインピーダンスを有しているチョークインダクタを使用して、パワー周波数では短絡状態にされる。このような二次回路はチョークインダクタと並列して接続されたスパークギャップまたはガス管避雷器を含むこともできる。フラックスを消去する二次回路は、変成器の二次巻線の磁化リアクタンスの半分よりもはるかに低い総インピーダンスを有するように設計されることができる。二次巻線に接続されるインピーダンスが低い程、二次電流の大きさはパワーラインの電流の大きさに近づく。
【０００７】
データ信号二次巻線は高周波用の磁気コア上に巻かれる。フラックスを消去する二次回路の二次巻線は多数の巻数を有することができる。これはまた例えば中央タップにより接地電位に接続されてもよい。
【０００８】
別の実施形態では、パワーラインのパワー周波数で高い透磁率を有する付加的な低周波磁気コアが高い周波用のコアと共に使用されることができる。データ信号二次巻線は高周波用の磁気コア上に巻かれることができるが、低周波用の磁気コア上には巻かれない。低周波用の磁気コアは最大パワーライン電流レベルで飽和するように選択されてもよい。このような飽和は二次巻線で誘導される最大のパワー周波数電流を限定し、その過熱を阻止する。
【０００９】
さらに本発明の実施形態はまた配電システムのパワーライン上の電流を感知するシステムを含んでいる。第１の電流変成器はその一次巻線として配電システムのパワーラインを有し、その二次巻線として結合器の二次巻線とを有している。結合器の二次巻線の電流はパワーラインのパワー電流と方向が反対であり、それに比例している。第２の電流変成器はその一次巻線として二次巻線に接続されているチョークコイルを有し、その二次巻線回路で、パワー電流に比例して電流感知信号を発生する。
【００１０】
さらに別の実施形態では、フラックスを消去するコイルは接地電位に接続され、それによって二次巻線の絶縁故障の場合、故障電流は全て直接接地電位に分路される。信号捕捉装置は電流感知信号をそれを表すデジタル値へ変換するために含まれることができる。そのデジタル値はコンピュータネットワークに与えられてもよい。比例補償機構は、パワー電流の大きさが変化するとき、電流感知信号とパワー電流との間の比を比較的一定に維持するために含まれることができる。
【００１１】
別の実施形態では、第２の電流変成器はコイルにより置換されることができ、その巻線はチョークコイルと同軸である。したがってコイルはパワー周波用の電流センサとして作用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は以下の詳細な説明と添付図面を参照して、良好に理解されるであろう。  
顕著なコア飽和の開始前に与えられることができる一次パワーライン電流の大きさは、一次パワーライン電流と反対方向でパワー周波数電流を流す二次巻線を提供することによって、著しく増加されることができる。その端子が短絡回路または非常に低いインピーダンスにより相互に接続されている二次巻線では、一次電流にほぼ等しい大きさの電流が誘導される。これらの状態では、一次および二次巻線が導かれるコアを駆動する起磁力は一次および二次巻線のそれぞれの電流×巻数の代数和へ減少され、一次電流単独よりもはるかに低い。これは飽和の開始前に許容可能な一次電流の増加を許容する。
【００１３】
実質的な電流を二次巻線に誘導するために必要な条件には、短絡された巻線回路のインピーダンスが一次および二次巻線とそれらの共通の磁気コアを備えた変成器の磁化インダクタンスよりも非常に小さいように限定することが含まれている。しかしながら、高い周波数パワーライン結合器では、無線周波数（ｒｆ）チョークが一次巻線から誘導される高周波数信号の短絡を防止するためにこの短絡された巻線と直列に接続されなければならない。ほぼ一次電流程の大きさのパワー周波数電流を伝送するｒｆチョークは最高の定格の電流で飽和されてはならない。このようなｒｆチョークコイルは非磁気コア上に巻かれるか、随意選択的に非磁気成分をその磁束通路に含むような形状にされた磁気コアを含んでいる。
【００１４】
図１ａは単一の二次巻線が双方向性の信号巻線およびフラックスを消去する短絡された巻線として機能する符号10で表された誘導結合器の１実施形態の構造を示している。誘導結合器10はコア105、二次巻線115およびチョークコイル135を含んでいる。配電システムのパワーライン100は一次巻線としてコア105を通って導かれている。
【００１５】
高い周波数のコアであるコア105はパワーライン100が付勢されている状態で、これらがパワーライン100周辺に位置されることができるように構成される。例えばコア105は蹄鉄形状にされるか、パワーライン100上に結合器10を配置するのを容易にするためにスプリット環状コアである。対向するスプリットコアが交差する対向するポール面は相互に接触している。随意選択的に、非磁気材料のギャップ140がそれらの間に導入され、共通してエアギャップと呼ばれる。コア105はデータ通信周波数で高い透磁率を有する磁気コアである。
【００１６】
二次巻線115は電気的に絶縁され、コア105を通過し、インピーダンス整合およびサージ保護回路125を介して、通信装置、例えばモデム120へ接続されている。したがって二次巻線115はパワーライン100とモデム120間でデータ信号を結合するためのデータ信号回路としての役目を行う。モデム120はさらに、データ端子130を介して通信システム（図示せず）との双方向データ通信のために結合される。
【００１７】
チョークコイル135はパワー周波数の電流に対しては低インピーダンスであり、データ通信周波数の電流に対しては高インピーダンスを与えるために二次巻線115と並列に接続された高周波チョークインダクタである。チョークコイル135はまたパワー周波数の電流に対して方向が反対で、大きさが匹敵するフラックス消去パワー周波数電流を発生するためのフラックス消去回路の一部分である。コイル135のインピーダンスは二次回路電流と一次パワーライン電流との比を増加するように、二次巻線115の磁化インピーダンスと比較して小さくなければならない。フラックス消去電流の大きさはパワーライン電流の３分の１を超え、パワーライン電流に近いことが好ましい。
【００１８】
動作において、パワー周波数の電流Ｉｐはパワーライン100を流れ、Ｉｐから反対方向に流れる電流Ｉｓを二次巻線115に誘導する。図１ａに示されているようなＩｐとＩｓの方向によって、コア105は起磁力Ｉｐ−Ｉｓを受け、これはＩｐ単独よりもかなり小さい。Ｉｐはしたがってコア105が大きな飽和に到達する前に増加されることができる。
【００１９】
高インピーダンスの無線周波数チョークによる二次回路の最小の信号の負荷と、チョークインピーダンスの制限によるパワー周波数インピーダンスの最小化との相反する要求は以下のように克服されることができる。
【００２０】
図１ｂは低周波数で、高い透磁率の１以上のコア110が結合器10の高周波数コア105の隣に置かれ、高周波数渦電流損失が付加されたコア110中で最小にされることを確実にするように考慮された１実施形態を示している。典型的な低周波数磁気コア材料は無線周波数インピーダンスにほとんど影響せずにパワー周波数インピーダンスを増加する。コア110は信号周波数においてそのインピーダンスに大きく影響せずにパワー周波数に対する二次巻線115の磁化インピーダンスを増加する。図１ｂに示されているように、１以上のコア110がコア105に並んで位置されている。コア110はパワー周波数で数千程度、信号周波数でほぼ１の透磁率を有する磁気コアである。二次巻線115はチョークコイル135と直列に接続されている。
【００２１】
コア110は図１ａに示されている実施形態で存在する比と比較するとき、チョークコイル135のパワー周波数インピーダンスと、二次巻線115のパワー周波数インピーダンスとの比を減少させる。この比の減少は二次パワー周波数電流と一次パワー周波数電流の比を増加し、したがってフラックス消去と、高周波用のコア105で飽和に遭遇せずに与えられることができる一次電流レベルとを増加する。エアギャップ150と155はそれぞれコア110と105の一方または双方で使用されてもよい。
【００２２】
別の実施形態では、二次巻線115は２以上のターンアラウンドコア105および／またはコア110を有するが、前述した全てのフラックス消去効果は依然として関係している。
【００２３】
図１ｂはまた多数の巻回数の巻線で構成されているチョークコイル135を示しており、これは電気的な接地電位140に対するチョークコイル135の中央タップ137の接続を有する。これはパワーライン100と二次巻線115との間に絶縁破壊が存在するならば、任意の故障電流の通路を提供する安全のための接続である。接地電位140は典型的に結合器10に最も近い電極（図示せず）のベースの接地電位ロッドである。接地電位ロッドからの電極まで走行するワイヤもまたその極に存在する任意の中性ワイヤに接続されている。接地電位140を中央タップ137に接続することは接地電位140に存在する任意の高周波数雑音の対称パスを各２つのモデム端子121と122に提供し、モデム120の共通のモード拒否比の係数による雑音の消去を行う。
【００２４】
図２ａはデータ結合器の機能性を維持しながら、パワーライン電流の最大レベルを増加することを意図している代わりの構成の構造を示している。ここで、別々の巻線、即ち三次巻線はパワーワイヤに流れる電流とは反対方向のパワー周波数電流を誘導するために使用される。それはパワー周波数で低いインピーダンスおよび信号周波数で高いインピーダンスとして作用するチョークを含んでおり、これは三次巻線が短絡された巻線として動作することを防止し、したがって信号の短絡を防止する。
【００２５】
パワーライン100はコア105を通過する１度巻きの巻線として考えることができる。二次巻線210は信号周波数巻線としてのみ機能し、インピーダンス整合およびサージ保護回路125を介してモデム120に接続される。図１ａおよび１ｂと対照的に、コア105中の磁束の大部分を消去するために電流の誘導専用の三次巻線200が付加されている。三次巻線200は図１ａおよび１ｂのチョークコイル135と類似の高電流で信号周波数のチョーク205により終端され、これは信号周波数ではなくパワー周波数に対して短絡回路を形成する。
【００２６】
図２ｂはコア105への第２の磁気コア110の付加を示している。磁気コア110はパワー周波数で高い透磁率を有する。これは三次電流と一次パワーライン電流との比を増加するために三次巻線200の磁化インピーダンスを増加させる。
【００２７】
図３は別の代わりの構成の構造を示しており、これは巻線300がパワー周波数コア110を通過しないで高周波数コア105のみを通過する点で図２ｂの構造と異なっている。
【００２８】
図４ａ、４ｂ、４ｃはそれぞれ図１ｂ、２ｂ、３の構造に対応する概略図であり、選択的なスパークギャップまたはガス管避雷器440を付加している。スパークギャップまたはサージ避雷器440は落雷またはその他の電気的なサージ状態によりパワーライン100から誘導されるエネルギを吸収する。符号105、110、120、125、135、137、140は図１ｂの対応する構成要素を示している。
【００２９】
図４ｂを参照すると、定量的に、パワー電流Ｉｐはパワーライン100を通って流れ、これは一次巻線220として作用し、三次巻線200中に反対方向の電流Ｉｔ＝ｅＩｐ／Ｍを誘導し、ここでｅは１に近い値の“効率係数”であり、Ｉｐは一次電流、Ｍは三次巻線200の巻数である。ｅ＝１では、コア105と110の磁束はゼロである。インピーダンス整合およびサージ保護回路125が１アンペアより下まで循環電流を減少するのに十分な抵抗を有して設計されるので（例えば2002年３月14日出願の米国特許出願第60/364,321号明細書を参照）、巻線210のパワー周波数電流は無視されることができる。係数ｅはコア105と110が１に近いの結合係数を提供するならば１に近づき、信号周波数チョーク205のインピーダンスと三次巻線200の磁化インピーダンスとの比はパワー周波数で１よりも非常に小さい。
【００３０】
高周波コア105中の起磁力が依然として係数１−ｅにより減少されるので、本発明の実施形態はｅが１から偏移しても有効である。例えばＩ＝１０００アンペアでｅ＝０．９では、高周波数コア105の起磁力は現在入手可能な材料と適切なエアギャップで管理可能な１００アンペアターンまで減少される。
【００３１】
数百アンペア以上の範囲の電流では、結果的な起磁力消去が三次巻線200の電流と巻数との積であるので、三次巻線200は数ターンのより小さくフレキシブルなワイヤの使用を可能にする。電流変成器の場合のように、二次電流は巻数比に逆比例して一次電流に対して関連されるが、巻数と電流の乗算の積は一定のままである。
【００３２】
パワーライン電流が結合器10の設計電流を超過するならば、過剰な電流は二次巻線115で流れ、二次巻線115またはチョークコイル135の絶縁を過熱または溶解する。このような損傷を防止する１方法は、二次巻線115およびチョークコイル135の導体の最大の定格電流で飽和に達するパワー周波数のコア材料を選択し、パワー周波数の二次巻線で誘導された電流を限定する方法である。
【００３３】
信号およびフラックス消去のための別々の二次巻線を有する実施形態では、図３および４ｃに示されているように、二次巻線450は信号結合に専用とされ、付加的なパワー周波数の高透磁率コア110を通過せず、インピーダンス整合回路125およびモデム120により表される信号回路への低周波数雑音の結合を減少させ、渦電流損失を減少する。
【００３４】
高いスルーレートを有する落雷、スイッチング過渡現象等による電流サージはチョーク205に大きい電圧を誘起し、絶縁に対して破壊的な絶縁破壊を発生する。スパークギャップまたはガス管避雷器440はチョーク205に組込まれ、またはそれに近接して組立てられ、これらの事象に対して保護する。
【００３５】
図１ａの二次巻線115とチョークコイル135を具備するフラックス消去のための二次回路はパワーライン結合器10で、付加的な有用な機能、即ちパワーワイヤを流れる一時電流の大きさ測定のために拡張されることができる。このような誘導結合器がパワーラインに設置されるとき、パワー周波数電流はパワーライン電流にほぼ比例する大きさでチョークコイル135を流れ、それ自体は一次電位から絶縁されている。したがってこの装置は一次巻線、即ち主パワーラインの電流を感知し監視することができる。
【００３６】
図５はこのようなパワーライン電流感知に関する１実施形態を示す図であり、図１ｂと４ａをその開始点として取る。
【００３７】
このシステムは、（ａ）二次巻線115の電流がパワーライン100のパワー電流に対して方向が反対であり大きさが比例するように、一次巻線とチョークコイル135により終端される二次巻線115としてコア105および110が通過する第１の電流変成器と、（ｂ）チョークコイル135の一部または一次巻線としてその導線の１つを有し、二次巻線回路で、二次電流、したがってパワー電流に比例する電流感知信号を発達する第２の電流変成器535とを含んでいる。
【００３８】
チョークコイル135は接地されているので、最小の絶縁だけがこのような電流感知装置で必要とされ、コストは非常に低くされることができる。また、モデム120は通信システム（図示せず）に接続され、したがって電流感知変成器535の出力は便宜的にインターフェース装置、例えば信号捕捉装置555へ接続されることができ、信号捕捉装置555は電流感知変成器535からの感知された電流信号をデジタル値へ変換し、そのデジタル値を電力事業会社の監視位置へ送信する。
【００３９】
図５はコア105と110を通過するパワーライン100を示している。二次巻線115とチョークコイル135は二次回路を形成する。２つに分割して示されているチョークコイル135は導体525を介して中性または接地電位530へ接続されている中央タップ点520を含んでいる。電流感知変成器535は二次回路の幾つかの点で導体周辺にクランプされている。電流感知変成器535の出力Ｉｓｅｎｓｅは信号捕捉装置555に接続され、この装置555はワイヤ565を介して通信装置（図示せず）へ接続されている。電流感知指示はしたがってモデム120がサービスする同一の通信システムで便宜的に転送可能である。
【００４０】
電流Ｉｓｅｎｓｅはチョークコイル電流Ｉｃｈｏｋｅに比例する。整合ネットワーク125のハイパスコンポーネントはパワー周波数電流の流れを阻止し、したがってパワー周波数ではＩｃｈｏｋｅ＝Ｉｓである。Ｉｓはパワーライン電流Ｉｐに比例し、したがってＩｓｅｎｓｅはＩｐに比例する。パワーライン100を流れる大きさＩｐと信号捕捉装置555に到達する電流感知電流Ｉｓｅｎｓｅとの比は信号捕捉装置555の較正で使用される。
【００４１】
パワー周波数の電流Ｉｐが増加するとき、コア105および／または110の飽和は大きくなり、Ｉｓｅｎｓｅ／Ｉｐの比は減少し、したがってＩｐの測定の正確さを減少する。このような飽和を補償するために、Ｉｓｅｎｓｅ／Ｉｐの比はパワー周波数の電流Ｉｐの範囲にわたって測定され、ハードウェアまたはソフトウェアの比例補償機構がその比率のオフセット変化に付加されることができる。
【００４２】
電流感知変成器535は、導体525への中央タップ点520の取付け点の近くに位置されることが好ましい。これはチョークコイル135がその一部である高周波回路の接地電位に対する漂遊容量の影響を減少する。
【００４３】
図６は図５の実施形態のように、チョークコイル135の導体周辺に位置されている電流感知変成器535を有するのではなく、電流感知コイルを使用する別の構造を示している。電流感知コイル600はチョークコイル135と同軸に位置され、チョークコイル135と電流感知コイル600により形成される変成器の二次巻線と考えることができる。この関係は、チョークコイル135および／または感知コイル600が非磁気コアまたは磁気コアを有するかを保持する。
【００４４】
電流感知コイル600で誘起されたパワー周波数コンポーネントＩｓｅｎｓｅは電流測定回路555に与えられ、これは電気事業会社の配電グリッド（図示せず）の一部分として電流監視装置（図示せず）と通信する。チョーク135と感知コイル600との間の変成器の誘導により、電流Ｉｓｅｎｓｅはチョークコイル電流Ｉｃｈｏｋｅに比例する。Ｉｓはパワーライン電流Ｉｐに比例し、したがってＩｓｅｎｓｅはＩｐに比例する。結合器10と電流感知コイル600を含む結果的な装置はパワーの消費者へのサービスを中断せずに、付勢されたライン周囲に位置されることができる電流変成器を表している。
【００４５】
感知コイル600はコイル135に近く、これはそこを通って流れる高周波信号電流とその端子を横切りその接地に関する高周波電圧を有している。Ｒｆチョーク615は高周波電流の任意の流れを阻止するため感知コイル600の端子とキャパシタ620に直列に接続され、そのキャパシタ620は任意の残留する高周波数電圧を短絡し、電流測定回路555へのその接続を阻止する。キャパシタ621も任意の共通モードの高周波数電流を接地電位にバイパスするために付加されることができる。電流測定回路555の較正とライン565を介するデータの伝送は前述の図５の説明と類似している。
【００４６】
本発明の種々の例示的な実施形態を説明したが、種々の変化および変更が行われ、これらは本発明の技術的範囲を逸脱せずに本発明の幾つかの利点を実現することが当業者には明白であろう。本発明は特許請求の範囲内に入る全てのこのような変更および変形を含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１ａ】単一の二次巻線が双方向性の信号巻線およびフラックスを消去する短絡された巻線として機能する本発明の１実施形態の構造を示す図。
【図１ｂ】低周波数の磁気コアを付加する別の実施形態を示す図。
【図２ａ】三次巻線を有する別の実施形態を示す図。
【図２ｂ】三次巻線を有する別の実施形態を示す図。
【図３】三次巻線を有する別の実施形態を示す図。
【図４ａ】図１に示されている構造の概略図。
【図４ｂ】図２に示されている構造の概略図。
【図４ｃ】図３に示されている構造の概略図。
【図５】パワーラインの電流を感知する本発明の別の実施形態を示す図。
【図６】パワーラインの電流を感知する本発明のさらに別の実施形態を示す図。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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