(57)【要約】  電力系統の電力線を利用して、変電所に配置された一次局と通信契約者の建物内に配置された子局との間でデータ通信を行う電力線搬送通信システムであって、  第１の電力線の第１の一次局３０と反対側の端部と第２の電力線の第２の一次局３１と反対側の端部との接続状態を開または閉に切り替える切替開閉器４３と、切替開閉器４３と並列に配置され、第１の電力線および第二の電力線の電圧検出結果に基づいて第１の電力線と第二の電力線の間で電力線搬送信号を中継する信号結合手段を有した電力線搬送信号切替装置１８０を備え、切替開閉器４３が開状態において第１の電力線あるいは第２の電力線のいずれかが一部で断状態となり、当該一次局と子局の間で電力線搬送通信が行えなくなると、電力線搬送信号切替装置１８０は切替開閉器４３を迂回して電力線搬送信号を中継する。
2007141832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の電力線を利用して、変電所に配置された一次局と通信契約者の建物内に配置された子局との間でデータ通信を行う電力線搬送通信システムであって、
バックボーンネットワークと情報データの送受信を行う第１の一次局および第二の一次局と、
第１の電力線を介して前記第１の一次局と電力線搬送通信を行う第１の子局と、
第２の電力線を介して前記第２の一次局と電力線搬送通信を行う第２の子局と、
前記第１の電力線の前記第１の一次局と反対側の端部と前記第２の電力線の前記第２の一次局と反対側の端部との接続状態を開または閉に切り替える切替開閉器と、
前記切替開閉器と並列に配置され、前記第１の電力線および前記第二の電力線の電圧検出結果に基づいて前記第１の電力線と前記第二の電力線の間で電力線搬送信号を中継する信号結合手段を有した電力線搬送信号切替装置を備え、
前記切替開閉器が開状態において、前記第１の電力線あるいは前記第２の電力線のいずれかが一部で断状態となり、当該一次局と子局の間で電力線搬送通信が行えなくなると、
前記電力線搬送信号切替装置は、前記切替開閉器を迂回して電力線搬送信号を中継することを特徴とする電力線搬送通信システム。
【請求項２】
前記電力線搬送信号切替装置は、前記前記第１の電力線および前記第２の電力線の運転電圧を検出する電圧検出装置を有し、前記電圧検出装置が前記第１の電力線あるいは前記第２の電力線のいずれかが断状態となって正常な運転電圧が印加されていないことを前記信号結合手段が検出すると、一次局と通信不可となった子局を正常な運転電圧が印加されている電力線に接続されている一次局と通信できるように、信号中継スイッチを投入して前記切替開閉器を迂回して電力線搬送信号を中継させることを特徴とする請求項１に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項３】
前記前記第１の電力線あるいは前記第２の電力線のいずれかの前記切替開閉器側の端部に電力線搬送信号ブロック装置を配置し、
前記電力線搬送信号切替装置は、前記切替開閉器と前記電力線搬送信号ブロック装置の直列接続体と並列に配置されると共に、前記切替開閉器の開閉状態を検出する開閉状態検出装置を有し、前記切替開閉器が閉状態においても通信経路を切替えて電力線搬送通信を中継できるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項４】
前記信号結合手段は、商用周波数領域に対して低いインピーダンス値を有し、当該電力線搬送信号に対して高いインピーダンスを有する接地設置で接地されていることを特徴とする請求項２に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項５】
前記接地設置と並列にサージアブゾーバが配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項６】
前記信号結合手段は、前記信号中継スイッチと該信号中継スイッチと直列に接続されたハイパスフィルターで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項７】
前記第１の一次局と前記第２の一次局は、異なる変電所に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項８】
電力系統に事故が発生したときに事故発生している区間を健全区間から切り離すための区分開閉器が前記第１の電力線あるいは前記第２電力線に配置されている場合、前記区分開閉器と並列に信号バイパス装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項９】
前記電力線搬送信号のキャリア周波数は、約１ＭＨｚ〜５０ＭＨｚであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力線搬送通信システム。
【請求項１０】
電力系統の電力線を利用して、変電所に配置された複数の一次局と、該複数の一次局とそれぞれ対応して通信契約者の建物内に配置された複数の子局との間でデータ通信を行う電力線搬送通信方法であって、
前記複数の一次局は、バックボーンネットワークとは通信するが、各々の一次局間では直接通信を行わない運用において、信号を搬送する電力線の経路の一部が開放状態となり複数の子局の一部もしくは全部が通信していた一次局と通信不可能の状況になった時に、その複数の子局の一部もしくは全部の子局を他の一次局と通信が可能となるように信号通信経路を切り替え、前記バックボーンネットワークとの通信を継続することを特徴とする電力線搬送通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブロードバンドネットワーク等の広域通信ネットワークと接続する電力線搬送（ＰＬＣ：Power  Line  Communication）通信システムおよび電力線搬送通信方法に係わり、更に詳しくは、電力線搬送用のモデムの一次局（主端末）が電力線を介して通信する子局との間で通信が不能の状態になった場合でも、他の一次局から子局に信号を中継することによってブロードバンドネットワークと通信を継続することが可能な電力線搬送通信システムおよび電力線搬送通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の配電線搬送信号の信号結合装置では、変電所の変圧器に複数の電力線が接続されている電力系統（配電系統）において変電所近傍にＰＬＣ通信のための一次局を設置し、変電所の母線に接続される電力線（配電線）を経由して電力線に接続される子局の電力線搬送用のモデムＰＬＣモデムに接続し、通信を行っていた。
例えば、特開平１０−２９０１８５号公報（特許文献１）には、配電線に搬送信号（ＰＬＣ信号）を注入または抽出する際に、信号結合装置を用いて変電所母線に結合する方法が記載されている。【０００３】
また、特開昭６２−４３９２４号公報（特許文献２）には、ＰＬＣ信号を伝送する回路が開放になる場合には、開放スイッチに並列に信号の迂回路を設けて、通信を継続することが記載されている。
特開昭６２−４３９２４号公報では、上述したように開放スイッチに対してＰＬＣ信号を迂回させる回路を設けることによって通信を継続していた。
しかしながら、電力線が、断線などのように開閉器以外の部分で物理的に線路開放状態になる場合には、開閉器部分に通信の迂回路を設けても通信はできない。【０００４】
この対策として、異なる一次局の信号を伝送する隣接区間と通信を行うことによって、ブロードバンドネットワークと通信を継続することが考えられる。
この隣接区間との接続部は、通常は開放状態で運用されているため、前述の特開昭６２−４３９２４号公報で述べた迂回路を設ければ、隣接区間との通信路を確立できることになる。
ところで、ＰＬＣ通信では、主端末が子局に対してポール信号を出し、子局が受信したポール信号に対して応答することによって、通信を確立している。
なお、ポール信号とは、送信局が送信した信号が相手局に届いたら、相手局から送信局に対して送り返す信号のことであり、通信を確立するための信号である。【０００５】
隣接区間との間にＰＬＣ信号を常時迂回させる迂回路を設けていると、常時２系統で一次局（主端末）から子局に信号を送信するようにしている場合には、２つの異なる一次局（主端末）からのポール信号を受け取ることになり、いずれの一次局と通信をしてよいのかが判断できなくなり、一次局と子局の間で１対１の通信ができなくなるという問題点がある。
また、特開平１０−２９０１８５号公報に示されている配電線搬送信号の結合装置においても同様の問題点がある。【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２９０１８５号公報
【特許文献２】公開特許公報昭６２−４３９２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、上述したような課題点を解決するためになされたものであり、ＰＬＣ通信（電力線搬送通信）を行っている系統の電力線（配電線）が“断”の状態になっても、他の系統を使用してブロードバンドネットワークとの通信を継続することのできる電力線搬送通信システムおよび電力線搬送通信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】
【０００８】
本発明に係わる電力線搬送通信システムは、電力系統の電力線を利用して、変電所に配置された一次局と通信契約者の建物内に配置された子局との間でデータ通信を行う電力線搬送通信システムであって、
バックボーンネットワークと情報データの送受信を行う第１の一次局および第二の一次局と、第１の電力線を介して前記第１の一次局と電力線搬送通信を行う第１の子局と、第２の電力線を介して前記第２の一次局と電力線搬送通信を行う第２の子局と、前記第１の電力線の前記第１の一次局と反対側の端部と前記第２の電力線の前記第２の一次局と反対側の端部との接続状態を開または閉に切り替える切替開閉器と、前記切替開閉器と並列に配置され、前記第１の電力線および前記第二の電力線の電圧検出結果に基づいて前記第１の電力線と前記第二の電力線の間で電力線搬送信号を中継する信号結合手段を有した電力線搬送信号切替装置（１８０）を備え、
前記切替開閉器が開状態において、前記第１の電力線あるいは前記第２の電力線のいずれかが一部で断状態となり、当該一次局と子局の間で電力線搬送通信が行えなくなると、前記電力線搬送信号切替装置は前記切替開閉器を迂回して電力線搬送信号を中継するものである。【０００９】
本発明に係わる電力線搬送通信方法は、電力系統の電力線を利用して、変電所に配置された複数の一次局と、該複数の一次局とそれぞれ対応して通信契約者の建物内に配置された複数の子局との間でデータ通信を行う電力線搬送通信方法であって、
前記複数の一次局は、バックボーンネットワークとは通信するが、各々の一次局間では直接通信を行わない運用において、信号を搬送する電力線の経路の一部が開放状態となり複数の子局の一部もしくは全部が通信していた一次局と通信不可能の状況になった時に、その複数の子局の一部もしくは全部の子局を他の一次局と通信が可能となるように信号通信経路を切り替え、前記バックボーンネットワークとの通信を継続するものである。
ことを特徴とする電力線搬送通信方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による電力線搬送通信システムあるいは電力線搬送通信方法によれば、電力線搬送通信を行っている系統の電力線（配電線）が“断”の状態になっても、信号の通信経路を切り替えることによって、他の系統の電力線を使用してブロードバンドネットワークと通信を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係るＰＬＣ通信システムの全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るＰＬＣ通信システムにおけるＰＬＣ信号切替装置の概略構成を示す図である。
【図３】図２に示したＰＬＣ信号切替装置の動作例を説明するための図である。
【図４】図２に示したＰＬＣ信号切替装置の動作例を説明するための図である。
【図５】実施の形態１に係るＰＬＣ通信システムにおける信号切替動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】実施の形態１に係るＰＬＣ通信システムの変形例を示す図である。
【図７】実施の形態２に係るＰＬＣ通信システムにおけるＰＬＣ信号切替装置の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２に係るＰＬＣ通信システムにおける信号切替動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】実施の形態３に係るＰＬＣ通信システムにおけるＰＬＣ信号切替装置の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態４に係るＰＬＣ通信システムにおけるＰＬＣ信号切替装置の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態５に係るＰＬＣ通信システムにおけるＰＬＣ信号切替装置の構成を示す図である。
【図１２】実施の形態６に係るＰＬＣ通信システムの全体構成を示す図である。
【図１３】実施の形態７に係るＰＬＣ通信システムの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  バックボーンネットワーク（ブロードバンドネットワーク）
２、３、４  ネットワーク通信線
３  ネットワーク通信線
５  上位電力系統Ａ                      ６  上位電力系統Ｂ
１０  変電所Ａ                        １１  変電所Ｂ
２０、２１、２２  高圧／中圧変圧器
３０、３１、３２  一次局
４０、５０、５４，５５  変電所母線
４１、４８、４９、５１  遮断器
４２  区分開閉器                        ４３  切替開閉器
４４、４５、４７、５２  配電線（電力線）
４６、５３  分岐配電線（分岐電力線）
６０、６１、６２  中圧/低圧変圧器
７０、７１、７２、７３，７４  低圧配電線（低圧電力線）
１００、１１１、１１２、１１３  ＭＶノード
１２１、１２２、１２３、１２４、１２５  ＣＰＥ（子局）
１８０  ＰＬＣ信号切替装置
１９１、１９２  ＰＬＣ通信データ信号
２１０、２１４  信号結合装置
２１３  制御装置                        ２１５  信号保持装置１
２１６  信号有無チェック装置            ２１７  信号保持装置２
２１８  信号中継指令装置
２２０  電圧計１                        ２２１  電圧計２
２２３  電圧検出装置１                  ２２４  電圧検出装置２
２２５  信号中継スイッチ                ２２６  開閉状態検出装置
２３０、２３１  接地装置（インダクタンス）
２４０、２４１  サージアブゾーバ（アレスター）
２５１  信号バイパス装置                ２６０  信号ブロック装置
２７０  ハイパスフィルター（ＨＰＦ）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態について説明する。
なお、各図間において、同一符合は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる電力線搬送通信システムの全体構成を説明するための図である。
図において、１０は配電変電所（以下、単に変電所と称す）であり、変電所１０内には複数の一次局（ＭＶＨＥ：主端末）が配設されている。
例えば、変電所１０内に一次局３０および一次局３１の２つの一次局が配設されているとする。
また、５５、４０および５４は変電所母線（以下、単に母線と称す）であって、変電所母線５５は上位電力系統Ａ（符合５で示す）に接続されており、母線４０は高圧／中圧変圧器２０を介して母線５５に接続され、母線５４は高圧／中圧変圧器２１を介して母線５５に接続されている。【００１４】
一次局３０は、ネットワーク通信線２によりバックボーンネットワーク（ブロードバンドネットワーク）１と接続されていると共に、母線４０に接続されている。
また、一次局３１は、ネットワーク通信線２とは異なるネットワーク通信線３によってバックボーンネットワーク（ブロードバンドネットワーク）１と接続されていると共に、母線５４に接続されている。
なお、２ａはネットワーク通信線２を介してバックボーンネットワーク１と一次局３０との間で送受信される情報データ、３ａはネットワーク通信線３を介してバックボーンネットワーク１と一次局３１との間で送受信される情報データである。【００１５】
また、４４は変電所１０内の配電線遮断器（以下、単に遮断器と称す）４１を介して母線４０に接続されている配電線（電力線）、４５は変電所１０内の遮断器４９を介して母線５４に接続されている配電線（電力線）である。
また、４７は区分開閉器４２を介して配電線４４と接続されている配電線（電力線）である。
なお、区分開閉器とは、配電系統に事故が発生した場合に、事故が発生している区間を健全区間から切り離すための開閉器である。
４３は配電線４７と配電線４５に接続された切替開閉器であって、この切替開閉器４３と並列に後述するＰＬＣ信号切替装置１８０が接続されている。【００１６】
変電所１０に設置された一次局３０は、母線４０、遮断器４１、配電線４４、区分開閉器４２、配電線４７、分岐配電線４６、中圧／低圧変圧器６０に並列に接続されたＭＶ（Medium  Voltage  ：６０００Ｖ〜３万Ｖ程度の中圧電圧のこと）ノード１１１、低圧配電線７０を経由して、ＰＬＣ通信契約者の建物１２０内に配置されている子局であるＣＰＥ(Customer  Premise  Equipment  ：宅内用通信装置／宅内モデムのこと)１２１とＰＬＣ通信を行なう。
なお、図中の一点鎖線で示した矢印１９１は、一次局３０から配信されるＰＬＣ通信データ信号を示している。
また、一次局３０は、ネットワーク通信線２を経由してバックボーンネットワーク１と通信を行なっている。【００１７】
同様に、変電所１０に設置された一次局３１は、母線５４、遮断器４９、配電線４５、ＭＶノード１１３、中圧／低圧変圧器６２に並列に接続されたＭＶノード１１３、低圧配電線７４を経由して、子局であるＣＰＥ(Customer  Premise  Equipment)１２４と通信を行なう。
また、図中の破線で示した矢印１９２は、一次局３１から配信されるＰＬＣ通信データ２を示している。
なお、一次局３０あるいは一次局３１から配信されるＰＬＣ通信データのキャリア周波数は、約１ＭＨｚ〜５０ＭＨｚであることが好ましい。【００１８】
また、一次局３１は、ネットワーク通信線３を経由してバックボーンネットワーク１と通信を行なっている。
配電線４７と、配電線４５は、切替開閉器４３によって連系されているが、常時の運用状態では切替開閉器４３は開放状態であり、配電線４７と配電線４５は切替開閉器４３によって電気的に切り離された状態にある。【００１９】
図２は、図１に示した本実施の形態による電力線搬送通信システムに用いられるＰＬＣ信号切替装置１８０の概略の構成を示した図である。
ＰＬＣ信号切替装置１８０は、配電線４７と接続した信号結合装置（キャバシタンスあるいは電磁結合装置などで構成）２１０および配電線４５と接続した信号結合装置２１４、信号結合装置２１０および２１４とを接続する信号中継スイッチ２２５、配電線４７の電圧を計測する電圧計１(符合２２０で示す)、配電線４５の電圧を計測する電圧計２(符合２２１で示す)、電圧検出装置１（符合２２３で示す）、電圧検出装置２(符合２２４で示す)、電圧検出装置の信号を受けて信号中継スイッチ２２５を開閉する制御装置２１３から構成される。【００２０】
次に動作について説明する。
図２に示すように、配電線４７および配電線４５が健全であり、電力が正常に供給されている場合、配電線４７および配電線４５には、定格の運転電圧が印加されている。
電圧計１(符合２２０で示す)は、電力線４７の電圧を計測し電圧値を出力する。
電圧検出装置１(符合２２３で示す)は、電圧計１(２２０)の出力が設定値（例えば定格電圧値の９０％）より大きい場合、変電所１０との間の経路が正常であると判定し、信号（例えば１．０）を出力する。
同様に、電圧計２(符合２２１で示す)は配電線４５の電圧を計測し電圧値を出力する。
電圧検出装置２(符合２２４で示す)は、電圧計２(２２１)の出力が設定値（例えば定格電圧値の９０％）より大きい場合、変電所との間の経路が正常であると判定し、信号（例えば１．０）を出力する。
制御装置２１３は、電圧検出装置１（２２３）あるいは電圧検出装置２(２２４)が検出する電圧（即ち、Ｖ１あるいはＶ２）が無電圧であると、信号中継スイッチ２２５を投入（閉路）する。【００２１】
図３は、図２に示したＰＬＣ信号切替装置１８０の動作例を説明するための図であり、制御装置２１３の具体的構成を示している。
図３に示すように、制御装置２１３の信号保持装置１(符合２１５で示す)は、電圧検出装置１(２２３)から信号が出力されると、ｎ×ΔＴ時間継続する一定の大きさ、例えば１．０の出力を出する。
ここで、ΔＴは電圧検出装置１(２２３)および電圧検出装置２(２２４)のサンプルホールド時間であり、ｎは２以上の値である。
同様に、制御装置２１３の信号保持装置２(符合２１７で示す)は、電圧検出装置２(２２４)から信号が出力されると、ｎ×ΔＴ時間継続する一定の大きさ、例えば１．０の出力を出する。
信号有無チェック装置（符合２１６で示す）は、信号保持装置１(２１５)と信号保持装置２(２１７)の出力の大きさをチェックする。
信号保持装置１(２１５)の出力が規定値、例えば０．５以上であれば、信号中継スイッチ運転指令値を０にセットする。【００２２】
図３のように、信号保持装置２(２１７)の出力が規定値、例えば０．５以上であっても信号保持装置１(２１５)の出力が規定値、例えば、０．５以上であれば指令値は０にセットする。
一方、信号保持装置１(２１５)の出力が規定値以下で、信号保持装置２(２１７)の出力が規定値（例えば０．５）以上であれば、信号中継装置運２１８の転指令値を１．０にセットする。
信号中継指令装置２１８は、信号有無チェック装置２１６の中継指令値をΔＴ毎にチェックし、規定値(例えば０．５)未満であれば、信号中継スイッチ２２５を開放状態にする。
規定値(例えば０．５)以上であれば、信号中継装置２２５を投入（閉路）する。【００２３】
即ち、両側の線路（配電線４７および配電線４５）の定格運転電圧を共に検出した場合は、両側の一次局３０および一次局３１の両方が健全と判定し、信号中継スイッチ２２５を投入（閉路）させない。
従って、一次局３０の信号は、配電線４７までは送信されるが、配電線４５側には送信されず、同様に、一次局３１の信号は配電線４５まで送信されるが、配電線４７側には送信されず、一次局３０は子局であるＣＰＥ１２１との間で、一次局３１は子局であるＣＰＥ１２４との間で、それぞれ通信が行なわれる。【００２４】
図４は、電圧検出装置１（２２３）で電圧が検出されない場合の制御装置２１３の動作を説明するための図である。
例えば、一次局３０から配電線４７の間の経路が断路されており、一次局３０の信号を通せない状態にある場合、電圧検出装置１(２２３)では配電線４７の通常定格電圧が検出されず、信号保持装置１から信号が出力されない。
一方、電圧検出装置２(２２４)で配電線４５の電圧が検出されており、一次局３１から配電線４５までの線路が健全であれば、一次局３１から配信される信号を信号結合装置２１４まで通すことができる。
制御装置２１３は、配電線４５あるいは配電線４７の一方のみの電圧が検出されると、他方の通信経路に障害が発生したと判断し、信号中継スイッチ２２５を投入する。【００２５】
これにより、一次局３１の信号は、信号結合装置２１４、信号中継スイッチ２２５、信号結合装置２１０を経由して配電線４７に注入され、配電線４７に接続されているＣＰＥ１２１と通信を確立できる。
また、通信ができなくなっていた一次局３０と配電線４７間の経路が正常に復帰して、配電線４７の電圧が電圧検出装置１(２２３)で検出されれば、信号中継指令装置２１８の運転指令値を０にセットする。
信号中継指令装置２１８は、運転指令値０を受けて、中継スイッチ２２５を開放状態にする。【００２６】
図５は、本実施の形態によるＰＬＣ通信システムにおける信号切替動作を説明するためのフローチャートである。
図５のフローチャートに基づいて、本実施の形態による信号切替動作について説明する。
まず、配電線４７および配電線４５の両方に、電圧が印加されている場合について説明する。
この場合、電圧検出装置１（２２３）および電圧検出装置２（２２４）のいずれも電圧を検出するので、信号保持装置１（２１５）および信号保持装置２（２１７）のいずれもが信号１．０を出力している。
演算がスタートすると、まず、信号保持装置１（２１５）の出力信号レベルをチェックする（ステップＳ１００）。
電圧検出装置１（２２３）が信号１．０を出力しているので信号保持装置１（２１５）の出力信号は１．０となる。
従って、ステップＳ１００では、“ 信号＞０．５ ”の条件を満たすため、Ｙｅｓ判定となり、ステップＳ２００に移る。【００２７】
ステップＳ２００では、信号保持装置２（２１７）の出力信号も１．０であるため、Ｙｅｓ判定となり、ステップＳ２０１に移る。
ステップＳ２０１では、信号中継スイッチ２２５の動作指令は０と設定され、ステップＳ３００へ処理が移る。
ステップＳ３００では、信号中継スイッチ２２５の動作指令値が０であるため、Ｎｏ判定となり、ステップＳ３０１に移り信号中継スイッチ２２５は開放が選択される。
このため、信号結合装置２１０と信号結合装置２１４はと結合されず、ＰＬＣ信号切替装置１８０による信号中継動作が発生しない。
以上のように、配電線４７および配電線４５のいずれにも電圧が印加されている場合には、信号中継動作が行われない。【００２８】
次に、何らかの原因で配電線４７に電圧が印加されていない状態であり、配電線４５は正常に電圧が印加されている場合について説明する。
この場合では、電圧検出装置１（２２３）は電圧を検出しないため、信号保持装置１（２１５）は信号０を出力する。
一方、電圧検出装置２（２２４）は電圧を検出するので、信号保持装置２（２１７）は信号１．０を出力している。
この場合の信号切替動作について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
演算がスタートすると、ステップＳ１００で信号保持装置１（２１５）の信号のレベルをチェックする。
電圧検出装置１（２２３）が信号０を出力しているので、信号保持装置１（２１５）の出力信号は０となる。
従って、ステップＳ１００では“信号＞０．５”の条件を満たさず、Ｎｏ判定となり、ステップＳ４００の処理に移る。【００２９】
ステップＳ４００では、信号保持装置２（２１７）の信号が１．０であるためＹｅｓ判定となり、ステップＳ４０１に移る。
ステップＳ４０１では信号中継スイッチ２２５の動作指令は１と設定され、ステップＳ３００へ処理が移る。
ステップＳ３００では信号中継スイッチ２２５の動作指令値が１であるため、Ｙｅｓ判定となり、ステップＳ３０２に移り、信号中継スイッチ２２５は投入が選択される。
これによって信号中継動作が発生する。
なお、図５のフローチャートに基づく演算処理のステップは、ΔＴ（電圧検出装置１および電圧検出装置２の所定のサンプルホールド時間）毎に繰り返される。
以上の様に、配電線４７に電圧がなく、配電線４５に電圧が印加されている場合、信号中継動作が発生し、配電線４７に接続している子局（ＣＰＥ）は配電線４５、一次局３１を介して、バックボーンネットワーク１と通信を継続できる。【００３０】
なお、図１に示しているように、一次局３０と子局（ＣＰＥ）１２１の間に、搬送信号を中継するためのＭＶノード１００を設置して信号を増幅しても良い。
また、ＰＬＣ信号切替装置１８０は、切替開閉器４３の存在を必須とはしない。
また、ＰＬＣ信号切替装置１８０は、必ずしも配電線の端部に接続する必要性はなく、本実施の形態の変形例を示す図６のように、配電線の中間部に設けても良い。
図６は、配電線４４の区分開閉器４２の手前の位置と配電線４５の子局（ＣＰＥ）１２４に繋がる中圧／低圧変圧器６２の手前の位置との間にＰＬＣ信号切替装置１８０が配置されている場合を示している。【００３１】
以上説明したように、本実施の形態によるＰＬＣ（電力線搬送）通信システムは、電力系統の電力線を利用して、変電所に配置された一次局と通信契約者の建物内に配置された子局との間でデータ通信を行う電力線搬送通信システムであって、
バックボーンネットワーク１と情報データの送受信を行う第１の一次局３０および第二の一次局３１と、第１の電力線（配電線４４、４７）を介して第１の一次局０と電力線搬送通信を行う第１の子局（１２１）と、第２の電力線（配電線４５）を介して第２の一次局３０と電力線搬送通信を行う第２の子局１２４と、第１の電力線の第１の一次局と反対側の端部と第２の電力線の第２の一次局と反対側の端部との接続状態を開または閉に切り替える切替開閉器４３と、切替開閉器４３と並列に配置され、第１の電力線および前記第二の電力線の電圧検出結果に基づいて第１の電力線と第二の電力線の間で電力線搬送信号を中継する信号結合手段（信号結合装置２１０、信号結合装置２１４、制御装置２１３、中継スイッチ２２５）を有した電力線搬送信号切替装置１８０を備え、切替開閉器４３が開状態において、第１の電力線あるいは第２の電力線のいずれかが一部で断状態となり、当該一次局と子局の間で電力線搬送通信が行えなくなると、電力線搬送信号切替装置１８０は、前記切替開閉器を迂回して電力線搬送信号を中継するように構成されている。【００３２】
また、電力線搬送信号切替装置１８０は、前記第１の電力線および第２の電力線の運転電圧を検出する電圧検出装置（２２３、２２４）を有し、電圧検出装置が第１の電力線あるいは前記第２の電力線のいずれかが断状態となって正常な運転電圧が印加されていないことを前記信号結合手段が検出すると、一次局と通信不可となった子局を正常な運転電圧が印加されている電力線に接続されている一次局と通信できるように、信号中継スイッチ２２５を投入して前記切替開閉器を迂回して電力線搬送信号を中継させる。【００３３】
また、本実施の形態による電力線搬送通信方法は、電力系統の電力線を利用して、変電所に配置された複数の一次局と、該複数の一次局とそれぞれ対応して通信契約者の建物内に配置された複数の子局との間でデータ通信を行う電力線搬送通信方法であって、
複数の一次局は、バックボーンネットワークとは通信するが、各々の一次局間では直接通信を行わない運用において、信号を搬送する電力線の経路の一部が開放状態となり複数の子局の一部もしくは全部が通信していた一次局と通信不可能の状況になった時に、その複数の子局の一部もしくは全部の子局を他の一次局と通信が可能となるように信号通信経路を切り替え、バックボーンネットワークとの通信を継続する。【００３４】
従って、本実施の形態による電力線搬送通信システムあるいは電力線搬送通信方法によれば、電力線搬送通信を行っている系統の電力線（配電線）が“断”の状態になっても、信号の通信経路を切り替えることが可能であるので、他の系統の電力線を使用してブロードバンドネットワークと通信を継続することができる。【００３５】
実施の形態２．
前述の実施の形態１では、切替開閉器４３は常に開放（開路）状態であり、切替開閉器４３と並列に信号中継用スイッチ２２５を設け、ＰＬＣ信号伝送媒体である配電線（電力線）の経路の一部が開放状態となり、子局が通信していた一次局と通信不可能な状況になったときに、信号中継用スイッチ２２５を投入することによりＰＬＣ通信を継続する場合について説明した。
しかし、切替開閉器４３が投入（閉路）状態の場合では、配電線４７および配電線４５のいずれか一方が健全で、定格の運転電圧が印加されていれば、電圧検出装置１(２２３)および電圧検出装置２(２２４)のいずれも電圧を検出する。
この場合、図５のフローチャートに示すように、信号中継スイッチ開放指令が出されるので、信号中継スイッチ２２５は開放状態となり、信号は中継されない。
図７は、実施の形態２によるＰＬＣ通信システムにおけるＰＬＣ信号切替装置１８０の構成を示した図である。
信号中継スイッチ開放指令が出されると信号は中継されない、という問題に対する対策として、図７に示すように切替開閉器４３の開閉状態を検出する開閉状態検出装置２２６を設け、切替開閉器４３の開閉状態を開閉状態検出装置２２６で検出する。【００３６】
図８は、本実施の形態によるＰＬＣ通信システムにおける信号切替動作を説明するためのフローチャートである。
なお、図８において図５と同一のステップ番号を付しているステップは、図５のステップと同一の処理を行うステップであることを表している。
本実施の形態では、実施の形態１における信号切替動作を説明するためのフローチャートである図５に対して、ステップＳ５００が追加されている。
ステップＳ５００に示すように、開閉状態検出装置２２６によって切替開閉器４３が閉路状態であることが検出されると、即ち、切替開閉器４３の投入状態が“閉”であると検出（Ｙｅｓ判定）されると、ステップＳ２０２に示すように信号中継指令を１として信号中継スイッチ２２５を投入する。
ただし、切替開閉器４３が投入状態であると、ＰＬＣ信号が切替開閉器４３を通過するため、信号中継スイッチ２２５の開閉によって通信の切替制御はできない。
そのため、本実施の形態においては、図７に示すように、切替開閉器４３に直列に、例えばローパスフィルターを用いたＰＬＣ信号ブロック装置２６０を設置し、切替開閉器４３を介してＰＬＣ信号が通過するのを防止する。
切替開閉器４３の開閉状態検出装置２２６は、例えば開閉器動作による開閉器操作機構部の位置変化をマイクロスイッチで検出することによって実現できる。【００３７】
以上説明したように、本実施の形態によるＰＬＣ通信システムは、前記第１の電力線あるいは第２の電力線のいずれかの切替開閉器４３側の端部に電力線搬送信号ブロック装置２６０を配置し、電力線搬送信号切替装置１８０は、切替開閉器４３と電力線搬送信号ブロック装置２６０の直列接続体と並列に配置されると共に、切替開閉器４３の開閉状態を検出する開閉状態検出装置２２６を有し、切替開閉器４３が閉状態においても通信経路を切替えて電力線搬送通信を中継できるようにしている。【００３８】
実施の形態３．
前述の実施の形態１では、配電線４７は信号結合装置２１０を介して信号中継スイッチ２２５と接続され、配電線４５は信号結合装置２１４を介して信号中継スイッチ２２５と接続されている。
このように、信号結合装置２１０および信号結合装置２１４を介して、信号中継スイッチ２２５が配電線に接続されていると、配電線の常時電圧、例えば２０ＫＶの一部が信号中継スイッチ２２５に印加されるので、信号中継スイッチ２２５のスイッチ極間の閃絡による導通あるいはスイッチの損傷に至る恐れがある。
そのため、本実施の形態では、信号結合装置２１０および信号結合装置２１４として、例えばキャパシタンスを用い、信号結合装置２１０および信号結合装置２１４が商用周波数に対しては高いインピーダンス値を示し、高周波のＰＬＣ信号に対しては低いインピーダンス値となるようにしている。【００３９】
図９は、実施の形態３によるＰＬＣ通信システムにおけるＰＬＣ信号切替装置の構成を示した図である。
図９に示すように、本実施の形態におけるＰＬＣ信号切替装置１８０の信号結合装置２１０は、商用周波数では低いインピーダンス値（例えば１／１００００００以下）となり、高周波のＰＬＣ信号に対しては高いインピーダンス値（例えば１／１０）となるインダクタを用いた接地装置（即ち、インダクタ）２３０を介して接地する。
同様に、信号結合装置２１４は、商用周波数では低いインピーダンス値となり、高周波のＰＬＣ信号に対しては高いインピーダンス値となるインダクタを用いた接地装置（即ち、インダクタ）２３１を介して接地する。
例えば、接地装置２３０および接地装置２３１は、商用周波数領域において信号結合装置のインピーダンスの１／１０００００以下の低いインピーダンス値を有し、ＰＬＣ信号周波数領域においては、信号結合装置のインピーダンスの１／１０以上のインピーダンスを有する。【００４０】
これにより、信号中継スイッチ２２５に印加される常時の商用周波電圧の分圧比の値を小さくして、常時の電圧ストレスを軽減する。
また、信号結合装置２１０および信号結合装置２１４は、低い定格電圧の装置を使用することが可能となり、装置のコストを下げることができる。
以上説明したように、本実施の形態によるＰＬＣ通信システムの信号結合手段は、商用周波数領域に対して低いインピーダンス値を有し、当該電力線搬送信号に対して高いインピーダンスを有する接地設置（インダクタ２３０、２３１）で接地されているので、常時の電圧ストレスを軽減できると共に、装置のコスト低減も図れる。【００４１】
実施の形態４．
前述した実施の形態３によるＰＬＣ通信システムでは、配電線に発生したサージが信号結合装置２１０あるいは信号結合装置２１４を介してＰＬＣ信号切替装置１８０の内部に侵入し、ＰＬＣ信号切替装置１８０の電子回路を損傷する恐れがある。
そのため、本実施の形態では、図１０に示すように、ＰＬＣ信号切替装置１８０は、接地装置２３０および接地装置２３１のそれぞれと並列にアレスターあるいは放電ギャップなどのサージ抑制装置２４０およびサージ抑制装置２４１を配置している。
これにより、配電線に発生あるいは伝播してくる高周波サージが信号結合装置を介してＰＬＣ信号切替装置に侵入した場合に、信号結合装置の電子回路への過電圧侵入を防止し、電子回路の損傷を防止することができる。
以上説明したように、本実施の形態によるＰＬＣ通信システムでは、接地設置（インダクタ２３０、２３１）と並列にサージアブゾーバ（アレスタ２４０、２４１）が配置されているので、信号結合装置の電子回路への過電圧侵入を防止し、過電圧による損傷の防止を図れる。【００４２】
実施の形態５．
前述の実施の形態１〜実施の形態４では、２つの信号結合装置（即ち、信号結合装置２１０および信号結合装置２１４）と信号中継スイッチ２２５の３部品で信号中継経路を構成していた。
信号結合装置２１０および信号結合装置２１４は、もともと高周波のＰＬＣ信号を通過させるものであるので、図１１に示すように、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）２７０と信号中継スイッチ２２５の２つの部品の組み合わせによって信号中継経路を構成することができる。
本実施の形態による電力線搬送通信システムでは、信号結合装置２１０および信号結合装置２１４に代えて、配電線と信号中継スイッチ２２５の間にハイパスフィルター（ＨＰＦ）２７０を配置するこれにより、部品の数を減らすことができる。
なお、図１１では、配電線４７と信号中継スイッチ２２５の間にハイパスフィルター（ＨＰＦ）２７０を配置した場合を示しているが、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）２７０は配電線４５と信号中継スイッチ２２５の間に配置してもよい。【００４３】
実施の形態６．
前述の実施の形態１では、変電所１０に複数の一次局（主端末）を持つ構成で、異なるコア圧／注圧変圧器２０、２１に接続された２本の電力線（即ち、配電線４７および配電線４５）の間に配置された切替開閉器４３に、ＰＬＣ信号切替装置１８０を設置する場合について説明したが、本実施の形態では、変電所ごとに一次局（主端末）を持つ構成で、異なる変電所に接続された２本の配電線（電力線）の間に配置された切替開閉器４３に、ＰＬＣ信号切替装置１８０を設置する場合について説明する。
図１２は、本実施の形態による電力線搬送通信システムの全体構成を説明するための図であり、変電所ごとに一次局（主端末）を持つ構成で、異なる変電所に接続された２本の配電線（電力線）の間に配置された切替開閉器４３に、ＰＬＣ信号切替装置１８０を設置した例を示している。【００４４】
変電所１０に設置された一次局３０は、変電所母線４０、遮断器４１、配電線４４、区分開閉器４２、分岐配電線４６、ＭＶノード１１１、低圧配電線７０を経由して、子局であるＣＰＥ１２１と通信を行なう。
また、一次局３０は、ネットワーク通信線２を経由してバックボーンネットワーク１と通信を行なっている。
同様に、変電所１０と異なる変電所１１に設置された一次局３２は、変電所母線５０、遮断器５１、配電線５２、分岐配電線５３、ＭＶノード１１２、低圧配電線７３を経由して子局であるＣＰＥ１２３と通信を行なう。
また、変電所１１に設置された一次局３２は、ネットワーク通信線４を経由してバックボーンネットワーク１と通信を行なっている。
なお、変電所１０の変電所母線４０に接続されている変圧器２０は、上位電力系統Ａ（５）に接続されており、変電所１１の変電所母線５０に接続されている変圧器２２は、上位電力系統Ｂ（６）に接続されている。【００４５】
変電所１０の配電線４４は、区分開閉器４２を介して配電線４７と接続されている。
配電線４７と変電所１１の配電線５２は、切替開閉器４３によって連系されているが、常時の運用状態では切替開閉器４３は開放状態であり、２つの配電線４７と配電線５２は電気的に切り離された状態にある。
ＰＬＣ信号切替装置１８０は、２箇所（２つ）の接続線を有し、切替開閉器４３と並列に接続されている。
ＰＬＣ信号切替装置１８０の構成は、基本的には実施の形態１で説明したＰＬＣ信号切替装置（図２、図３参照）と同じ構成であり、本実施の形態におけるＰＬＣ信号切替装置１８０は、配電線４７と接続した信号結合装置２１０および配電線４７と接続した信号結合装置２１４、信号結合装置２１０および２１４と接続する信号中継スイッチ２２５、電圧計１(２２０)、電圧計２(２２１)、電圧検出装置１（２２３）、電圧検出装置２(２２４)、電圧検出装置の信号を受けて信号中継スイッチ２２５を開閉する制御装置２１３で構成されている。【００４６】
次に、図２、図３および図１２も参照しながら本実施の形態によるＰＬＣ通信システムの動作について説明する。
図１２に示すように、２つの電力線（即ち、配電線４７および配電線５２）が健全で、電力が正常に供給されている場合、電力線４７および電力線５２には、定格の運転電圧が印加されている。
電圧計１(２２０)は、電力線４７の電圧を計測し、計測した電圧値を出力する。
電圧検出装置１(２２３)は、電圧計１(２２０)の出力が設定値（例えば定格電圧値の９０％）より大きい場合、変電所１０との間の経路が正常であると判定し、信号（例えば１．０）を出力する。
同様に電圧計２(２２１)は、電力線５２の電圧を計測し、計測した電圧値を出力する。
電圧検出装置２(２２４)は、電圧計２(２２１)の出力が設定値（例えば定格電圧値の９０％）より大きい場合は、変電所１１との間の経路が正常であると判定し、信号（例えば１．０）を出力する。【００４７】
制御装置２１３の信号保持装置１(２１５)は、電圧検出装置１(２２３)の信号が出力されると、ｎ×ΔＴ時間継続する一定の大きさ、例えば、１の出力を出す。
ここで、ΔＴは、電圧検出装置１(２２３)および電圧検出装置２(２２４)のサンプルホールド時間である。なお、ｎは２以上の値である。同様に制御装置の信号保持装置１(２１７)は電圧検出装置１(２２４)の信号が出力されると、ｎ×ΔＴ時間継続する一定の大きさ、例えば１の出力を出す。
信号有無チェック装置２１６は、信号保持装置１(２１５)と信号保持装置２(２１７)の出力の大きさをチェックする。
信号保持装置１(２１５)の出力が規定値、例えば０．５以上であれば、信号中継スイッチ運転指令値を０にセットする。
信号保持装置２(２１７)の出力が規定値、例えば、０．５以上であっても信号保持装置１(２１５)の出力が規定値、例えば、０．５以上であれば指令値は０である。【００４８】
一方、信号保持装置１(２１５)の出力が規定値以下で、信号保持装置２(２１７)の出力が規定値，例えば、０．５以上であれば信号中継装置運転指令値を１にセットする。
信号中継指令装置２１８は、信号有無チェック装置２１３の中継指令値をΔＴ毎にチェックし、規定値(例えば、０．５)未満であれば信号中継スイッチ２２５を開放状態にし、規定値(例えば、０．５)以上であれば信号中継装置２２５を投入（閉路）する。
両側の線路の電圧を共に検出した場合は、両側の一次局３０および３１の両方が健全と判定し、信号中継スイッチ２２５を投入（閉路）させない。従って、一次局３０の信号は配電線４７まで送信されるが、配電線５２には送信されない。
同様に、一次局３１の信号は配電線５２まで送信されるが、配電線４７には送信されず、それぞれの一次局と子局の間で通信が行われる。
以上説明した本実施の形態におけるＰＬＣ信号切替動作のフローは、基本的には前掲の図５に示したフローチャートの動作フローと同じである。【００４９】
以上説明したように、本実施の形態によるＰＬＣ通信システムでは、複数の一次局（第１および第２の一次局）が異なる変電所に配置されていても、切替開閉器４３が開状態において、第１の電力線あるいは第２の電力線のいずれかが一部で断状態となり、当該一次局と子局の間で電力線搬送通信が行えなくなると、電力線搬送信号切替装置１８０は、切替開閉器４３を迂回して電力線搬送信号を中継することができる。【００５０】
実施の形態７．
前述の実施形態６では、変電所ごとに一次局（主端末）を持つ構成で、異なる変電所に接続された２本の電力線の間に配置された切替開閉器４３に、ＰＬＣ信号切替装置１８０を設置する例について説明したが、本実施の形態では、配電線途中に配置されている区分開閉器が開放されている場合について説明する。
図１３は、本実施の形態による電力線搬送通信システムの全体構成を説明するための図である。図に示すように、配電線４４の事故除去操作等のために遮断器４１が開放状態であり、さらに、配電線４４と４７の間の区分開閉器４２も開放状態であるとする。
このとき、配電線４４と配電線４７は電気的に切り離された状態にあるため、配電線４４と配電線４７の間でＰＬＣ信号を伝送することができない。
そこで、図に示すように区分開閉器４２と並列に信号バイパス装置（例えば、バイパスフィルタ）２５１を設置することによって、一次局３２のＰＬＣ信号が子局（ＣＰＥ）１２２に到達し、子局（ＣＰＥ）１２２はバックボーンネットワーク１と通信を行うことができる。【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によるＰＬＣ通信システムは、電力系統に事故が発生したときに事故発生している区間を健全区間から切り離すための区分開閉器４２が第１の電力線あるいは第２電力線に配置されている場合、区分開閉器４２と並列に信号バイパス装置２５１が設けられているので、区分開閉器４２が開状態であっても、区分開閉器４２を迂回して電力線搬送信号を中継することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、電力線搬送通信を行っている系統の電力線が“断”の状態になっても、他の系統の電力線を使用してブロードバンドネットワークと通信を継続することができる電力線搬送通信システムの実現に有用である。
【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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【図１３】
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【国際調査報告】
2007141832.tif 000016
2007141832.tif 000017