(57)【要約】エネルギー伝送回路網の母線システムを経てキロヘルツおよびメガヘルツ範囲内の情報信号も伝送され得ることは知られている。本発明によれば伝送特性を改善するため、信号がエネルギー供給の母線にではなく出線または母線トランキングシステムのエネルギー供給と反対側の端に送り込まれる。通信技術的な結合はその際にＰＬＣ結合線（１０）を経て行われ、その際に結合線（１０）はＰＬＣ結合ユニット（１２、１２′、…）を経て母線トランキングシステム／出線（２、２′、…）と接続されている。
2004507926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーが中央のエネルギー供給源から母線により与えられ、出線または母線トランキングシステムを経て負荷に導かれる低圧回路網であって、キロヘルツ（ｋＨｚ）範囲内およびメガヘルツ（ＭＨｚ）範囲内の信号を送り込むためのインプット点と、導体システムに伝送された信号およびエネルギーを取り出すためのアウトプット点とを有する低圧回路網に高周波信号を伝送するための方法において、伝送特性を改善するため信号が回路網周波数のエネルギー供給源と反対側の出線または母線トランキングシステムの側で送り込まれることを特徴とする低圧回路網への高周波信号伝送方法。
【請求項２】
信号周波数範囲において信号に対して高抵抗のフィルタにより、エネルギー供給源を介してそれぞれ２つの出線または母線トランキングシステムの間の高周波の分路が回避されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
高周波信号を導く出線または母線トランキングシステムが信号コンディショニングのための場合によっては必要な措置を含めてエネルギー供給源と反対の側にＰＬＣ結合線によって接続され、こうして種々の出線または母線トランキングシステムにおける負荷の間のデータ交換が可能にされることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法を実施するための手段を有する装置であって、手段が導体システムの通信技術的な結合を含んでいる装置において、通信技術的な結合がＰＬＣ結合線（１０）を介して行われ、結合線（１０）がＰＬＣ結合ユニット（１２、１２′、…）を介して出線または母線トランキングシステム（２、２′、…）と接続されていることを特徴とする装置。
【請求項５】
ＰＬＣ結合ユニット（１２、１２′、…）が静電容量的／変圧器的に構成されていることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
結合ユニット（１２、１２′、…）が能動的な要素を含んでいることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項７】
能動的な要素が増幅器であることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
結合線が双方向の増幅器装置（１１、１１′、…）、いわゆるリピータ、を含んでいることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項９】
請求項２による方法を実施するため、データ線の周波数範囲に対して高抵抗であるが、回路網周波数に対しては低抵抗であるフィルタを有する装置において、フィルタ（２０、３０、４０）が磁化可能な材料から成っていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項１０】
フィルタ（２０）が供給線の個別心線（２）の周りに取付けられたスリーブから形成されていることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
スリーブが線への取付を容易にするために分割されたスリーブ（２１、２２）として構成されていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
フィルタが、導体（３５）が複数回往復して導かれ得る溝（３３）を有する箱（３０）を一緒に形成する平行な凹みを有する２つの平面部分から構成されていることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１３】
フィルタが、導体（４５）が複数回往復して導かれ得る複数の平行な溝（４３）を有する円筒（４０）から構成されていることを特徴とする請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は請求項１の前文による低圧回路網に高周波信号を伝送するための方法に関する。それに加えて本発明は請求項４の前文による方法を実施するための手段を有する装置にも関する。
【０００２】
電力回路網に高周波信号をデータ伝送することはは知られている。それによって通常の電話に対して補足して又はそれに代えて情報を伝送することができるが、このことは特に、網接続を有する電力回路網は実際上どこにでも存在しているので有利である。特に母線システムおよび母線トランキングシステムを有する産業用の低圧回路網に対しては、それによって固有のデータ伝送システムを構成する可能性も生ずる。
【０００３】
通常、産業設備へのエネルギー供給は、すぐ近くに位置している変圧器から給電される母線システムを経て行われる。母線システムには負荷が個別導線または母線トランキングシステムの形態の出線を介して接続されている。母線トランキングシステムはまた、たいてい製造設備内に給電すべき負荷の下側または上側に水平に取付けられている長手方向に延びカプセルに入れられた小さい断面の中実の導体である。さらに母線トランキングシステムは特定のラスターのなかに配置されている出口を有し、これらの出口に負荷がいわゆる出口ボックスにより接続され得る。
【０００４】
低圧回路網における母線システムおよび母線トランキングシステムは、通信技術的に考察すると数１００オームの範囲内の非常に高い波動抵抗を有する導体である。それに加え、特にエネルギー供給する母線システムがそれらの高い固有の短絡電流と、たとえば最近の電力線通信（Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ‐Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＰＬＣ））が作動する１００ｋＨｚないし数ＭＨｚの周波数範囲内の信号に対する非常に低いインピーダンスとにより、低抵抗の分路を成している。それにより直接母線システムに送り込まれる信号のレベルが強く減衰される。産業用の低圧回路網に生ずる高い擾乱レベルと結び付いて、この形式の送り込みの際には数１０ｍの比較的短い距離の後に既に確実なデータトラフィックがもはや不可能である。
【０００５】
欧州特許出願公開第０ ８８９ ６０２ Ａ２号明細書から、少なくとも１つの電気エネルギーケーブルを経てデータを伝送するためのデータ処理システムは知られており、その際にデータのインプットおよびアウトプットはエネルギー伝送ケーブルの末端領域において行われる。さらに独国特許出願公開第４４ １８ ２９６ Ａ１号明細書から、データ伝送するための回路網結合を入結合個所における付属のフィルタを有する電気分配回路網を介して行うことは知られている。最後に独国特許出願公開第１ ５０４ ５８７ Ａ１号明細書から低圧回路網のおけるエネルギー供給回路網に対する、データが伝送される双方向通信システムが知られている。
【０００６】
従来技術から出発して本発明の課題は、伝送の際の信号の減衰を減ずることにある。さらに本発明の課題は、付属装置を提供することにある。
【０００７】
この課題は、本発明によれば、請求項１の措置により解決される。本方法を実施するための装置を実現するための付属の手段は請求項５にあげられている。それぞれ有利な構成は従属請求項にあげられている。
【０００８】
本発明では信号は母線にではなく出線または母線トランキングシステムの母線システムと反対側の端に送り込まれ、他方において母線システムおよび信号送り込みの分路は電力線の周波数範囲において信号に対しては高抵抗であるが回路網周波数に対しては低抵抗であるフィルタにより回避され、それによって明らかに改善された伝送特性が達成される。
【０００９】
出線／母線システムの通信技術的な結合は、場合によってはリピータ、すなわち双方向の増幅器を含み、またＰＬＣ結合ユニットを介して出線／母線トランキングシステムと接続されているＰＬＣ結合線を介して行われる。ＰＬＣ結合ユニットは静電容量的／変圧器的に構成されていてよく、また増幅器のような能動的な要素を含んでいてもよい。
【００１０】
フィルタは供給線の個別心線の周りに取付けられた磁化可能な材料より構成されたスリーブから成っているのが有利であり、その際にスリーブは、導線の切断なしに容易な取付を可能にするため、分割されるのが有利である。
【００１１】
本発明の他の詳細および利点は以下に特許請求の範囲と関連して図面により実施例を説明するなかで明らかになる。
【００１２】
図１中で１は産業用低圧回路網の母線である。このような母線を経て電気エネルギーが負荷に伝送される。変圧器５を経て電力の供給が行われる。
【００１３】
母線システムから出線または母線トランキングシステムが出ている。例として母線トランキングシステム２および２′が示されている。その他の出線または母線トランキングシステムも存在していてよい。
【００１４】
出線／母線トランキングシステム２、２′に個々の負荷３、３′、たとえば電動機、が接続されている。
【００１５】
図１において、ＰＬＣ結合線が出線または母線トランキングシステムの母線システムと反対側の端に存在している。この結合線に必要な間隔をおいて、実際上いわゆるリピータとも呼ばれる双方向性の増幅器１１、１１′、…が接続されている。ＰＬＣ結合ユニット１２、１２′、…を介して結合線１０が出線２、２′、…またはこれらに相当する母線トランキングシステムと接続されている。結合ユニット１２、１２′、…を介して高周波信号が出線または母線トランキングシステムに入結合される。
【００１６】
ＰＬＣ結合ユニットは公知の仕方で静電容量的又は変圧器的に構成されている。それらは特に増幅器のような従来技術による別の要素を含んでいてもよい。
【００１７】
図１による装置において出線２、２′、…または相応して構成された母線トランキングシステムにそれぞれＰＬＣ制御ユニット１５、１５′、…が対応付けられている。これらの制御ユニットにより情報信号の適時の送り込みが保証される。
【００１８】
説明された装置により、信号が出線または母線トランキングシステムの母線システムと反対側の端に送り込まれる。母線システムおよび信号送り込みの分路を防止するため、出線／母線トランキングシステムにそれぞれフィルタ１８、１８′、…が接続されている。これらのフィルタ１８、１８′、…は電力線の周波数範囲において信号に対しては高抵抗であるが、回路網周波数に対しては低抵抗であり、その結果分路が避けられる。
【００１９】
図２には例としてこのようなフィルタの構造が示されている。このフィルタは磁石材料から成る円筒状のスリーブ２０から成っている。スリーブ２０は、取付を容易にするため２つの半円筒２１および２２から形成されており、これらの半円筒は合体されて中心の溝２３を有する円筒状のスリーブを形成し、この中心の溝に電気導体２５が電気的に絶縁されて案内されている。
【００２０】
図１中のフィルタ１８に対しては、図２に代えて他の実施形態が存在し得る。図３および４にこれらの変形が示されている。即ち図３ではそれぞれ複数の平行な互いに向かい合う凹みを有する磁石材料から成る２つの板３１および３２が、合体された状態で複数の平行な溝３３を囲んでいる。すなわちフィルタ３０は、中実の導体３５が複数回往復して導かれ得る平らな構成ユニットを形成する。端側には導体３５に対する適切な横結合片３６が存在している。
【００２１】
相応して図４では磁石材料から成る円筒４０が、そのなかを往復して導かれ端側に横結合片４６を有する導体４５を収容するための複数の平行な縦溝４３を有する。横結合片４６は円筒４０の向かい合う側で互いに垂直に向けられているので、円筒４０の材料体積がフィルタのために最適に利用される。
【００２２】
特に図３および４による実施例では、有利な特性として、こうして形成されたフィルタが低キャパシタンスであり、また小さい空間に高いインダクタンスを有することが可能である。巻線は必要でなく、その際に構成部分３０および４０から形成されるフィルタは大電流に対し中実の導体棒によっても実現可能である。
【００２３】
特に図１によるフィルタに対する下記の計算例は、示されているフィルタにより要求される特性が満足されていることを示す。例としてフィルタの幾何学的形状および材料に対して下記のデータが与えられる。
長さ１０ｃｍ、外径８ｃｍ、内径４ｃｍ、μｒ＝５・１０４、Ｐｅｒｌｅｎｏｒｍ ５０５０ Ｈ４ ０．１ｍｍ。
【００２４】
リアクタンスは相対的な透磁率に関係しており、この透磁率は磁界の強さ及び従ってまた最終的に電流ｉにより影響される。
【００２５】
これらのデータにより
ｉ＝０Ａに対して：５００ｋＨｚでのリアクタンスＸ：３ｋΩ、５０ＨｚでのＸ：０．３Ω；
ｉ＝１Ａに対して：５００ｋＨｚでのリアクタンスＸ：３ｋΩ、５０ＨｚでのＸ：０．３Ω；
ｉ＝１０Ａに対して：５００ｋＨｚでのリアクタンスＸ：９００Ω、５０ＨｚでのＸ：９０ｍΩ；
ｉ＝１００Ａに対して：５００ｋＨｚでのリアクタンスＸ：１００Ω、５０ＨｚでのＸ：１０ｍΩ；
ｉ＝１０００Ａに対して：５００ｋＨｚでのリアクタンスＸ：１０Ω、５０ＨｚでのＸ：１ｍΩ
という結果が得られる。
【００２６】
上記の結果は、５０Ｈｚの電流による予磁化に関係してリアクタンスが変動することを意味する。上記の値から、１ｋＡの波高値の５０Ｈｚ電流の際には５００ｋＨｚでのリアクタンスＸは零通過では３ｋΩであり、また５０Ｈｚ電流の波高値では１０Ωである。この依存性はディメンジョニングの際に考慮されなければならない。
【００２７】
説明された装置では、電力線信号に対してエネルギー供給する母線システムの高周波の分路の阻止がフィルタにより保証される。出線または母線トランキングシステムの高周波の接続と結び付いて、双方向の増幅器／リピータにおいてなんらかの信号コンディショニングを含むＰＬＣ結合線により、より長いルートを経てのデータトラフィックが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】産業用の低圧回路網によって高周波の信号を伝送するための装置。
【図２】図１による装置に使用されるフィルタの第１の実施例。
【図３】図２に代わる実施例。
【図４】図２に代わる実施例。
【符号の説明】
１　母線
２、２′出線／母線トランキングシステム
３、３′負荷
５　変圧器
１０　ＰＬＣ結合線
１１、１１′　双方向性増幅器
１２、１２′　ＰＬＣ結合ユニット
１５、１５′　ＰＬＣ制御ユニット
１８、１８′　フィルタ
２０　スリーブ
２１、２２　半円筒
２３　溝
２５　電気導体
３０　フィルタ
３１、３２　板
３３　溝
３５　導体
３６　横結合片
４０　円筒
４３　縦溝
４５　導体
４６　横結合片
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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