(57)【要約】【課題】サージが印加されアレスタＡＲＲ１が放電した時に、筐体寄生容量Ｃ１に起因するサージ電流および振動電流が中継器回路ＲＥＰに印加されない海底中継器サージ保護回路を得る。【解決手段】端子Ａ、チョークコイルＬ１、抵抗Ｒ１、中継器回路ＲＥＰ、抵抗Ｒ２、チョークコイルＬ２、端子Ｂの順で接続された給電路と、端子Ａ，Ｂ間に給電路と並列になるように接続されたアレスタＡＲＲ１と、接続点ａ，ｂ間に中継器回路ＲＥＰと並列になるように接続されたコンデンサＣ２とを備えた。【選択図】　　　　図１
2004032201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のチョークコイル、中継器回路、および第２のチョークコイルの順で接続された給電路と、
上記第１のチョークコイルおよび上記第２のチョークコイルの両端間に上記給電路と並列になるように接続されたアレスタと、
上記第１のチョークコイルおよび上記中継器回路間の接続点と上記第２のチョークコイルおよび上記中継器回路間の接続点との間に上記中継器回路と並列になるように接続されたコンデンサとを備えた海底中継器サージ保護回路。
【請求項２】
第１のチョークコイル、中継器回路および中継器圧力筐体間の筐体寄生容量、および第２のチョークコイルの共振周波数において、
コンデンサのインピーダンスは、上記中継器回路のインピーダンスよりも低く設定したことを特徴とする請求項１記載の海底中継器サージ保護回路。
【請求項３】
第１のチョークコイルに直列に第１の抵抗を接続し、第２のチョークコイルに直列に第２の抵抗を接続したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の海底中継器サージ保護回路。
【請求項４】
コンデンサは、複数のコンデンサが直列に接続されたものから成ることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の海底中継器サージ保護回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、海底中継器サージ保護回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の海底中継器サージ保護回路を示す回路図であり、図において、Ａ，Ｂは端子、Ｌ１，Ｌ２はチョークコイル、Ｒ１，Ｒ２は抵抗、ＲＥＰは給電装置（図示せず）から給電を受ける中継器回路、ａ，ｂは接続点、Ｃ１は中継器回路ＲＥＰおよび中継器圧力筐体間の筐体寄生容量、ＡＲＲ１はチョークコイルＬ１，Ｌ２の両端間に接続されたアレスタである。
図８は海底中継器の構造を示す断面図であり、図において、１は中継器圧力筐体、２は絶縁体、３は給電線である。この図８に示すように、海底中継器特有の構造として、中継器回路ＲＥＰと中継器圧力筐体１との間は絶縁体２により電気的に絶縁されており、コンデンサとなる。これを筐体寄生容量Ｃ１とする。
図９は従来のアレスタ放電時のサージ電流の流れを示す説明図、図１０は従来の図９とは逆の端子にサージが印加された場合のアレスタ放電時のサージ電流の流れを示す説明図である。
図１１は従来のアレスタ放電後のサージ電流の流れを示す説明図、図１２は従来の図１１とは逆の端子にサージが印加された場合のアレスタ放電後のサージ電流の流れを示す説明図である。
【０００３】
次に動作について説明する。
図９において、ケーブル切断、落雷等により発生したサージが、中継器の端子Ａに印加された場合、チョークコイルＬ１により逆起電力が発生し、端子Ａおよび端子Ｂ間の電圧が上昇し、アレスタＡＲＲ１が放電する。アレスタＡＲＲ１の放電により、サージ電流は図９の矢印点線で示すように、アレスタＡＲＲ１に流れ、中継器回路ＲＥＰにサージ電流が流れるのを防止する。
また、図１０において、ケーブル切断、落雷等により発生したサージが、中継器の端子Ｂに印加された場合、チョークコイルＬ２により逆起電力が発生し、端子Ａおよび端子Ｂ間の電圧が上昇し、アレスタＡＲＲ１が放電する。ＡＲＲ１の放電により、サージ電流は図１０の矢印点線で示すように、アレスタＡＲＲ１に流れ、中継器回路ＲＥＰにサージ電流が流れるのを防止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の海底中継器サージ保護回路は以上のように構成されているので、端子Ａにサージが印加されると、チョークコイルＬ１の逆起電力により端子Ａの対地電圧が上昇し、アレスタＡＲＲ１が放電することにより端子Ｂの対地電圧が端子Ａの対地電圧とほぼ等しくなる。しかし、接続点ａの対地電圧はサージ印加時においても上昇しないため、図１１の矢印点線に示すように、海底中継器構造に起因する筐体寄生容量Ｃ１に電流が流れる。このとき、チョークコイルＬ１および筐体寄生容量Ｃ１と、チョークコイルＬ２および筐体寄生容量Ｃ１とで直列共振回路が構成され、振動電流が中継器回路ＲＥＰに印加され、中継器回路動作が不安定になるという課題があった。
また、端子Ｂにサージが印加された場合においても、端子Ａにサージが印加された場合と同様に、端子Ａと端子Ｂの対地電圧が上昇するのに対して、接続点ａの対地電圧が上昇しないため、筐体寄生容量Ｃ１に電流が流れ、図１２の矢印点線に示すように、海底中継器構造に起因する筐体寄生容量Ｃ１に電流が流れる。このとき、チョークコイルＬ１および筐体寄生容量Ｃ１と、チョークコイルＬ２および筐体寄生容量Ｃ１とで直列共振回路が構成され、振動電流が中継器回路ＲＥＰに印加され、中継器回路動作が不安定になるという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、サージが印加されアレスタが放電した時に、筐体寄生容量に起因するサージ電流および振動電流が中継器回路に印加されない海底中継器サージ保護回路を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る海底中継器サージ保護回路は、第１のチョークコイルおよび中継器回路間の接続点と第２のチョークコイルおよび中継器回路間の接続点との間に中継器回路と並列になるように接続されたコンデンサを備えたものである。
【０００７】
この発明に係る海底中継器サージ保護回路は、第１のチョークコイル、中継器回路および中継器圧力筐体間の筐体寄生容量、および第２のチョークコイルの共振周波数において、コンデンサのインピーダンスを、中継器回路のインピーダンスよりも低く設定するようにしたものである。
【０００８】
この発明に係る海底中継器サージ保護回路は、第１のチョークコイルに直列に第１の抵抗を接続し、第２のチョークコイルに直列に第２の抵抗を接続するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係る海底中継器サージ保護回路は、コンデンサを、複数のコンデンサが直列に接続されたものから成るようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による海底中継器サージ保護回路を示す回路図であり、図において、Ａ，Ｂは端子、Ｌ１，Ｌ２はチョークコイル（第１、第２のチョークコイル）、Ｒ１，Ｒ２は抵抗（第１、第２の抵抗）、ＲＥＰは給電装置（図示せず）から給電を受ける中継器回路、ａ，ｂは接続点である。端子Ａ〜端子Ｂにより給電路を構成する。Ｃ１は中継器回路ＲＥＰおよび中継器圧力筐体間の筐体寄生容量、ＡＲＲ１はチョークコイルＬ１，Ｌ２の両端間に接続されたアレスタである。
また、Ｃ２は接続点ａと接続点ｂとの間に中継器回路ＲＥＰと並列になるように接続されたコンデンサである。
なお、サージ電流が流入したときに、中継器回路ＲＥＰのインピーダンスに対して、コンデンサＣ２のインピーダンスを小さくしておく必要がある。例えば、アレスタＡＲＲ１の放電後には、チョークコイルＬ１と筐体寄生容量Ｃ１、チョークコイルＬ２と筐体寄生容量Ｃ１で直列共振回路が構成され、振動電流が発生するが、振動周波数ｆは、チョークコイルＬ１，Ｌ２のインダクタンスをそれぞれＬ１，Ｌ２、筐体寄生容量Ｃ１の容量をＣ１とすれば、次式（１）で求めることができる。
【数１】
2004032201.tif 000003
周波数ｆにおけるコンデンサＣ２のインピーダンス｜Ｚ｜は、
【数２】
2004032201.tif 000004
であるから、インピーダンス｜Ｚ｜が中継器回路ＲＥＰのインピーダンスより小さくなるようにＣ２の値を選べば良い。
図２はこの発明の実施の形態１によるアレスタ放電時のサージ電流の流れを示す説明図、図３はこの発明の実施の形態１によるアレスタ放電後のサージ電流の流れを示す説明図である。
図４はこの発明の実施の形態１による図２とは逆の端子にサージが印加された場合のアレスタ放電時のサージ電流の流れを示す説明図、図５はこの発明の実施の形態１による図２とは逆の端子にサージが印加された場合のアレスタ放電後のサージ電流の流れを示す説明図である。
【００１１】
次に動作について説明する。
図２において、ケーブル切断、落雷等により発生したサージが、中継器の端子Ａに印加された場合、チョークコイルＬ１により逆起電力が発生し、端子Ａと端子Ｂ間の電圧が上昇し、アレスタＡＲＲ１が放電する。アレスタＡＲＲ１の放電により、図２の矢印点線で示すように、サージ電流はアレスタＡＲＲ１に流れ、中継器回路ＲＥＰにサージ電流が流れるのを防止するのは、従来の技術の場合と同じである。
サージが印加され、アレスタＡＲＲ１が放電し、端子Ａ，Ｂの対地電圧が上昇するのに対して、接続点ａの対地電圧が上昇しないため、端子Ａ，Ｂから接続点ａの方向に電流が流れるが、中継器回路ＲＥＰのインピーダンスに比べてコンデンサＣ２のインピーダンスが低いため、図３の矢印点線に示すようにコンデンサＣ２にバイパスされ、中継器回路ＲＥＰをサージ電流から保護する。
また、図４において、ケーブル切断、落雷等により発生したサージが、中継器の端子Ｂに印加された場合、チョークコイルＬ２により逆起電力が発生し、端子Ａと端子Ｂ間の電圧が上昇し、アレスタＡＲＲ１が放電する。アレスタＡＲＲ１の放電により、図４の矢印点線で示すように、サージ電流はアレスタＡＲＲ１に流れ、中継器回路ＲＥＰにサージ電流が流れるのを防止するのは、従来の技術の場合と同じである。
サージが印加され、アレスタＡＲＲ１が放電し、端子Ａ，Ｂの対地電圧が上昇するのに対して、接続点ａの対地電圧が上昇しないため、端子Ａ，Ｂから接続点ａの方向に電流が流れるが、中継器回路ＲＥＰのインピーダンスに比べてコンデンサＣ２のインピーダンスが低いため、図５の矢印点線に示すようにコンデンサＣ２にバイパスされ、中継器回路ＲＥＰをサージ電流から保護する。
【００１２】
以上のように、この実施の形態１によれば、接続点ａと接続点ｂとの間に中継器回路ＲＥＰと並列になるように接続されたコンデンサＣ２を備えたので、中継器回路ＲＥＰをサージ電流から保護することができる。
また、共振周波数において、コンデンサＣ２のインピーダンスを、中継器回路ＲＥＰのインピーダンスよりも小さくしたことにより、サージ電流を中継器回路ＲＥＰではなく、並列接続されたコンデンサＣ２に多く流すことができる。
さらに、チョークコイルＬ１に直列に抵抗Ｒ１を接続し、チョークコイルＬ２に直列に抵抗Ｒ２を接続したので、抵抗Ｒ１，Ｒ２によりサージ電流を減衰させることができる。
【００１３】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２による海底中継器サージ保護回路を示す回路図であり、図において、Ｃ２１〜Ｃ２ｎは直列接続されたｎ個（ｎは２以上の自然数）のコンデンサである。その他の構成については図１と同一である。
【００１４】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、中継器回路ＲＥＰの接続点ａ，ｂ間にコンデンサＣ２を接続した構成を示したが、図６に示すように、コンデンサ複数個を直列に接続した冗長構成としても良い。
図１において、コンデンサＣ２がショート故障した場合、定常給電状態において中継器回路ＲＥＰに給電できなくなるが、コンデンサを複数個直列に接続することにより、図６に示すコンデンサＣ２１〜Ｃ２ｎのうちのあるコンデンサがショート故障となった場合においても、定常給電状態において中継器回路ＲＥＰに給電が行え、サージ印加時にはサージ保護効果が達成できる。
【００１５】
以上のように、この実施の形態２によれば、複数のコンデンサＣ２１〜Ｃ２ｎが直列に接続されたものとしたので、あるコンデンサがショート故障となった場合においても、定常給電状態において中継器回路ＲＥＰに給電が行え、サージ印加時にはサージ保護効果を達成することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第１のチョークコイルおよび中継器回路間の接続点と第２のチョークコイルおよび中継器回路間の接続点との間に中継器回路と並列になるように接続されたコンデンサを備えるように構成したので、海底中継器構造特有の筐体寄生容量に起因するサージについても保護効果が得られ、中継器回路の信頼性を向上させることができる効果がある。
【００１７】
この発明によれば、第１のチョークコイル、中継器回路および中継器圧力筐体間の筐体寄生容量、および第２のチョークコイルの共振周波数において、コンデンサのインピーダンスを、中継器回路のインピーダンスよりも低く設定するように構成したので、サージ電流を中継器回路ではなく、並列接続されたコンデンサに多く流すことができ、中継器回路をサージからより確かに保護することができる効果がある。
【００１８】
この発明によれば、第１のチョークコイルに直列に第１の抵抗を接続し、第２のチョークコイルに直列に第２の抵抗を接続するように構成したので、第１の抵抗および第２の抵抗によりサージ電流を減衰させることができ、中継器回路をサージからより確かに保護することができる効果がある。
【００１９】
この発明によれば、コンデンサを、複数のコンデンサが直列に接続されたものから成るように構成したので、あるコンデンサがショート故障となった場合においても、定常給電状態において中継器回路に給電が行え、サージ印加時にはサージ保護効果を達成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による海底中継器サージ保護回路を示す回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるアレスタ放電時のサージ電流の流れを示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるアレスタ放電後のサージ電流の流れを示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による図２とは逆の端子にサージが印加された場合のアレスタ放電時のサージ電流の流れを示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による図２とは逆の端子にサージが印加された場合のアレスタ放電後のサージ電流の流れを示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２による海底中継器サージ保護回路を示す回路図である。
【図７】従来の海底中継器サージ保護回路を示す回路図である。
【図８】海底中継器の構造を示す断面図である。
【図９】従来のアレスタ放電時のサージ電流の流れを示す説明図である。
【図１０】従来の図９とは逆の端子にサージが印加された場合のアレスタ放電時のサージ電流の流れを示す説明図である。
【図１１】従来のアレスタ放電後のサージ電流の流れを示す説明図である。
【図１２】従来の図１１とは逆の端子にサージが印加された場合のアレスタ放電後のサージ電流の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ　端子、ＡＲＲ１　アレスタ、ａ，ｂ　接続点、Ｃ１　筐体寄生容量、Ｃ２，Ｃ２１〜Ｃ２ｎ　コンデンサ、Ｌ１　チョークコイル（第１のチョークコイル）、Ｌ２　チョークコイル（第２のチョークコイル）、Ｒ１　抵抗（第１の抵抗）、Ｒ２　抵抗（第２の抵抗）、ＲＥＰ　中継器回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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