(57)【要約】信号結合装置が提供される。この信号結合装置は、（ａ）信号を電力線に結合するキャパシタと、（ｂ）前記キャパシタと直列のスイッチとを有する回路を備えている。この回路は、電力線と別の回路との間を接続するためのものである。このような信号結合装置を使用する方法もまた提供される。
2006506016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）信号を電力線に結合するキャパシタと、
（ｂ）前記キャパシタと直列のスイッチと、
（ｃ）前記スイッチと並列の抵抗器とを有する回路を備えており、
前記抵抗器および前記キャパシタは、前記電力線上の電力周波数の周期よりも実質的に小さいＲＣ時定数を形成し、
前記回路は電力線と別の回路との間を接続するためのものである信号結合装置。
【請求項２】
前記別の回路は、接地された回路である請求項１記載の信号結合装置。
【請求項３】
前記キャパシタは、前記電力線に接続するための端子を含んでいる請求項１記載の信号結合装置。
【請求項４】
さらに、前記スイッチを遠隔的に起動させるコンポーネントを備えている請求項１記載の信号結合装置。
【請求項５】
さらに、前記スイッチを起動させる絶縁コードを備えている請求項１記載の信号結合装置。
【請求項６】
さらに、前記スイッチを起動させる時間遅延メカニズムを備えている請求項１記載の信号結合装置。
【請求項７】
前記抵抗器は第１の抵抗を有する第１の抵抗器であり、
前記信号結合装置はさらに第２の抵抗器を備えており、この第２の抵抗器前記キャパシタと並列に接続され、第２の抵抗を有し、
前記第２の抵抗器は、前記第１の抵抗の１００倍以上の大きさである請求項１記載の信号結合装置。
【請求項８】
（ａ）回路の端子を活性状態の電力線に接続し、
前記回路は結合キャパシタと直列のスイッチと、前記スイッチと並列の抵抗器とを有しており、
前記抵抗器および前記キャパシタは、前記活性状態の電力線上の電力周波数の周期より実質的に小さい時定数を形成し、
（ｂ）スイッチを閉じるステップを含んでいる方法。
【請求項９】
前記接続するステップは、前記キャパシタの端子を前記電力線に接続するステップを含んでいる請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記閉じるステップは、前記スイッチをそこから離れた位置から起動させるステップを含んでいる請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記閉じるステップは、前記スイッチを起動するために前記絶縁コードを使用するステップを含んでいる請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記閉じるステップは、前記スイッチを起動する時間遅延メカニズムを使用するステップを含んでいる請求項８記載の方法。
【請求項１３】
キャパシタを電力線に接続し、
抵抗器を前記キャパシタと直列に接続し、
スイッチを前記抵抗器と並列に接続して前記キャパシタと回路との間の接続を行わせるステップを含んでいる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信用の容量性結合器に関し、とくに、活性状態の電力線に接続可能である容量性結合器に関する。
【背景技術】
【０００２】
中程度の電圧容量性電力線結合器に関する１つの操作問題は、活性状態の交流電圧線に対する設置手順に関するものである。設置の前に、結合器内のキャパシタは放電される。結合器が交流ラインに接続された瞬間と交流電圧がゼロを横切った時点とがちょうど一致するありそうもない場合を除き、結合器のインピーダンスによってのみ制限される充電電流が生じている。
【０００３】
物理的な接続プロセスは、クリーンな一度だけのコンタクトではなく、むしろそれは接点のはね返りを生じるために、複数の不連続なコンタクト回数と対応した複数の電流パルスが発生する可能性がある。キャパシタが１つの極性のライン電圧に充電されてから瞬間的に遮断され、その後逆の極性で再接続された場合、さらに強い充電電流が、おそらく火花を伴って流れるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
故障したキャパシタが爆発する可能性が最も高いケースの１つは、個の物理的接続および最大応力の時点である。そのキャパシタの近くの利用施設の架線作業員は負傷する危険にさらされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１実施形態は、信号結合装置である。この信号結合装置は、（ａ）信号を電力線に結合するキャパシタと、（ｂ）このキャパシタと直列のスイッチとを有する回路を備えている。個の回路は、電力線と別の回路との間を接続するためのものである。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、結合キャパシタを活性状態の電力線に接続する方法である。この方法は、結合キャパシタと直列のスイッチを有する回路を提供し、この回路の端子を活性状態の電力線に接続し、スイッチを閉じるステップを含んでいる。
【０００７】
本発明による方法のさらに別の実施形態は、（ａ）キャパシタを電力線に接続し、（ｂ）抵抗器をこのキャパシタと直列に接続し、（ｃ）スイッチをこの抵抗器と並列に接続してこのキャパシタと回路との間の接続を行わせるステップを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
容量性結合器は、たとえば、データ信号等の信号を電力線に結合する装置である。本発明は、架線作業員が負傷する危険を制限すると共に、活性状態の電力線に対する容量性結合器の接続中に、そうでなければ発生する可能性のあるその他の損害を制限する。
【０００９】
本発明の１実施形態において、容量性結合器は、キャパシタと、このキャパシタと直列の開回路を配置するスイッチとを備えている。このスイッチは、架線作業員によりキャパシタから離れた安全な場所でランヤードを使用して起動されることが可能であるため、付勢時にはその付近に誰も存在しない。その代り、スイッチは時間遅延メカニズムにより自動的に付勢されることができ、それによって付勢の前に架線作業員は容量性結合器から遠ざかる時間を与えられる。これは、スイッチが付勢されたときにキャパシタが爆発した場合、とくに有効である。
【００１０】
図１は、本発明にしたがって構成された容量性結合器102の概略図である。この容量性結合器102は、キャパシタ150と、スイッチ120とを備えている。この容量性結合器102は、電力線100と接地された回路の一部であるチョーク110との間に接続されている。
【００１１】
キャパシタ150、スイッチ120およびチョーク110はそれぞれ、第１の端子および第２の端子を有している。キャパシタ150、スイッチ120およびチョーク110は互いに直列に接続されている。図１は、チョーク110の第１の端子が接地され、チョーク110の第２の端子がスイッチ120の第１の端子に接続され、スイッチ120の第２の端子がキャパシタ150の第１の端子に接続され、キャパシタ150の第２の端子がクランプ125に接続された例示的な直列装置を示している。しかしながら、本発明は、図１に示されたチョーク110、スイッチ120およびキャパシタ150の直列装置に限定されないことを認識すべきである。たとえば、スイッチ120の１つの端子が電力線100に接続されることが可能であり、キャパシタ150はスイッチ120とチョーク110との間に接続されることが可能である。
【００１２】
クランプ125は、最初いずれにも接続されておらず、その結果キャパシタ150の第２の端子は電気的に開いている。しかし、以下に説明するように、最終的には、クランプ125および、したがって、キャパシタ150の第２の端子は電力線100に接続される。
【００１３】
チョーク110は通信装置（示されていない）を介して通信された信号に対する信号周波数チョークである。チョーク110の第２の端子とスイッチ120の第１の端子との間の接続に一致する接続部115が通信装置に対して与えられる。
【００１４】
絶縁材料の、たとえば、ランヤード130はスイッチ120を動作させるために使用される。ランヤード130は、架線作業員が容量性結合器102から離れた安全な位置でスイッチ120を開閉することを可能にするコードである。適切な安全距離は、電力線100上の電圧レベルのようなファクタに依存するが、しかし、このような距離は少なくとも１０メートルであることが好ましい。絶縁材料はコードである必要はなく、また、それは、たとえば、ポールのような任意の適切な形態であることができる。スイッチ120は最初は、非導電性の、すなわち、開いた位置に設定されている。
【００１５】
その代り、時間遅延して動作されるスイッチが使用されることができ、それによって架線作業員は安全な場所に遠ざかる時間を与えられる。たとえば、時間遅延メカニズム135は１０乃至３０秒または任意の所望の遅延を与えることができる。時間遅延メカニズム135は、これが適切に動作していることを架線作業員に確認させるために容量性結合器102の設置を始める前に動作可能であることが好ましい。
【００１６】
キャパシタ105を接続する方法は、クランプ125を使用してキャパシタ105の上方の、すなわち、第２の端子を電力線100に接続することによって始められる。この接続を形成した後、架線作業員は、容量性結合器102から離れた安全な場所であり、ランヤード130の終端部でもある場所まで遠ざかり、このランヤード130を引いてスイッチ120の設定を導通する、すなわち、閉じた位置に変化させる。
【００１７】
この方法は、この明細書では、接地された容量性結合器102に関して示されているが、それは２本の電力線の相ワイヤの間の容量性結合器102の接続にも適用可能である。この方法はまた、信号周波数シャントとして使用されるキャパシタの接続または任意の他の目的に対するキャパシタの接続に適応されることができる。
【００１８】
図２は、電力線への容量性結合器210の接続中の充電パルスの電流を制限する容量性結合器210の概略図である。この容量性結合器210は、容量性結合器102と同様に、キャパシタ105およびスイッチ120を備えており、また、それはさらに充電抵抗器200を備えている。随意に、容量性結合器210はまたブリーダー抵抗器205を備えていてもよい。
【００１９】
充電抵抗器200は、クランプ125が電力線100に接続された時点と付勢、すなわち、スイッチ120が閉じられた時点との間の期間中にキャパシタ105が充電することを可能にするようにスイッチ120と並列に接続されている。充電抵抗器200の抵抗とキャパシタ105のキャパシタンスとの積は、電力周波数の周期より実質的に小さいが、しかし初期接続電流を小さい値に制限するのには十分に大きいことが好ましいＲＣ時定数である。このＲＣ時定数は、電力周波数の周期の１／１０より小さいことが好ましい。たとえば、６０Ｈｚの電力周波数および、したがって、ほぼ１６．６７ｍ秒の周期を仮定すると、ＲＣは約１．７ｍ秒でなければならない。したがって、３ナノファラド（ｎＦ）の典型的な結合キャパシタに対して、Ｒは５６７ｋオームとなる。８ｋＶの相電圧に対して、充電電流はそのピークが２０ミリアンペア（ｍＡ）未満に制限される。
【００２０】
充電抵抗器200が容量性結合器210中に含まれていることにより、約３倍の定数である１秒の数分の一以下の割合、すなわち、上記の５ｍ秒以内に、キャパシタ105の端子間の電圧は電力線100上の電圧に厳密に追従し、スイッチ120の端子間の電圧はその小さい割合に低下する。キャパシタ105の端子間の電圧は電力線電圧に厳密に追従するので、充電電流パルスの大きさはスイッチ120の付勢中制限される。充電電流パルスの大きさが減少すると、キャパシタ105上の応力およびキャパシタ故障の確率もまた低下する。
【００２１】
ブリーダー抵抗器205は、容量性結合器210が電力線100から遮断されたときにキャパシタ105を放電する。これは、そうでなければキャパシタ105中に蓄積された電荷により引起される可能性の高い架線作業員の負傷を防止する。ブリーダー抵抗器205は、充電抵抗器200の抵抗値の少なくとも１００倍より大きい抵抗値を有していなければならない。
【００２２】
本発明の種々のその他の実施形態および修正が当業者により考案されることが可能であることを認識すべきである。しかしながら、本発明は、添付された特許請求の範囲の技術的範囲内にあるこのような他の実施形態、修正および変更を全て含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】遠隔的に動作される接続スイッチを備えた容量性結合器の概略図。
【図２】電力線への容量性結合器の接続中に充電パルスの電流を制限するために充電抵抗器を備えている容量性結合器の概略図。
【図１】
2006506016.tif 000003
【図２】
2006506016.tif 000004
【国際調査報告】
2006506016.tif 000005