(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電システムの誘導信号結合器に関連する負荷の保護方法において、
配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１および第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器を提供し、
第１のヒューズの第１の端子を前記第１の接続端子へ接続し、第２のヒューズの第１の端子を前記第２の接続端子へ接続し、各ヒューズの第２の端子は通信装置へ接続し、
第１のチョークの第１の端子を前記第１のヒューズの前記第２の端子へ接続し、第２のチョークの第１の端子を前記第２のヒューズの前記第２の端子へ接続し、各チョークの第２の端子を接地点に接続することを含んでいる方法。
【請求項２】
前記第１および第２のチョークのそれぞれはその関連するヒューズの付勢時間中に流れる高電流に耐えるのに十分なゲージのワイヤを使用する請求項１記載の方法。
【請求項３】
各前記第１および第２のチョークのそれぞれは前記通信装置により使用される最高の周波数を超過する自己共振周波数を有している請求項１記載の方法。
【請求項４】
さらに、サージサプレッサの第１の端子を前記第２の巻線の前記第１の接続端子に接続し、前記サージサプレッサの第２の端子を前記第２の巻線の前記第２の接続端子へ接続するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記サージサプレッサはスパークギャップおよびガス管サージ避雷器からなるグループから選択される請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記第１のヒューズと前記第１のチョークは第１の直列抵抗を形成し、前記第２のヒューズと前記第２のチョークは第２の直列抵抗を形成し、前記第１および第２の直列抵抗はそれぞれパワー周波数循環電流の流れに対する抵抗である請求項１記載の方法。
【請求項７】
さらに、前記第１のヒューズと前記第１のチョークとに直列する第１の抵抗を提供して第１の直列抵抗を形成するステップと、前記第２のヒューズと前記第２のチョークとに直列する第２の抵抗を提供して第２の直列抵抗を形成するステップとを含み、前記第１および第２の直列抵抗はパワー周波数循環電流の流れに対する抵抗である請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第１および第２のヒューズは単一の共通のハウジング中にパッケージされる請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記第１および第２のヒューズは螺旋軸を有する螺旋形の限流ヒューズである請求項８記載の方法。
【請求項１０】
さらに、磁気コアを前記螺旋の軸に沿って配置するステップを含んでいる請求項９記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記第１および第２のヒューズのそれぞれの前記第２の端子と直列のキャパシタと前記通信装置を接続するステップと、
各キャパシタの通信装置側と接地点との間にサージサプレッサを接続して、容量性負荷が前記誘導信号結合器の前記巻線間のフラッシュオーバーから生じる初期電圧過渡現象の大きさを減少させるステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
配電システムの誘導信号結合器に関連する負荷を保護する方法において、
（ａ）前記誘導信号結合器の第１の巻線として働く配電システムのライン導体を収容するアパーチャを有する磁気コアと、（ｂ）前記アパーチャを１回通り、端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器を提供するステップであって、前記磁気コアが、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間で、約１ＭＨｚよりも大きい周波数を有する信号を結合するためのものであるステップと、
第２の巻線と前記磁気コアとの間に電気絶縁層を置くステップと、
前記磁気コアと接地点との間の電圧が前記電気絶縁層にかけられるように前記端子を前記接地点に接続するステップとを含んでいる方法。
【請求項１３】
配電システムの誘導信号結合器に関連する負荷を保護する方法において、
（ａ）前記誘導信号結合器の第１の巻線として働く配電システムのライン導体を収容するアパーチャを有する磁気コアと、（ｂ）前記アパーチャを１回通る第２の巻線とを有する誘導信号結合器を提供するステップであって、前記磁気コアが、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間で、約１ＭＨｚよりも大きい周波数を有する信号を結合するためのものであり、前記結合器は前記第１の巻線から離れている前記結合器の端部に導電プレートを含んだ本体を有しているステップと、
接地点に直接フラッシュオーバー電流を伝送するために前記導電プレートを接地点に接続するステップとを含んでいる方法。
【請求項１４】
配電システムの誘導信号結合器に関連する負荷を保護する方法において、
配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１および第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器を設けるステップと、
チョークを介して前記第２の巻線の各端子を接地点へ接続するステップであって、前記チョークは信号周波数に対して高いインピーダンスを与え、電気的障害信号に基づく電流に対しては低いインピーダンスを与えるステップとを含む方法。
【請求項１５】
前記第２の巻線の導線は出力端子に接続され、その出力端子は直列キャパシタにより通信装置へ接続されている請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
さらに、前記出力端子を横切って少なくとも１つの低キャパシタンスのサージサプレッサを接続するステップを含んでいる請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１の接続端子と第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器と、
前記第１の接続端子に接続された第１の端子と、信号を通信装置の第１の端子に結合する第２の端子とを有する第１のヒューズと、
前記第２の接続端子に接続された第１の端子と、信号を前記通信装置の第２の端子に結合する第２の端子とを有する第２のヒューズと、
前記第１のヒューズの前記第２の端子へ接続された第１の端子と、接地点に接続された第２の端子とを有する第１のチョークと、
前記第２のヒューズの前記第２の端子に接続された第１の端子と、接地点に接続された第２の端子とを有する第２のチョークとを具備しているコンポーネントの装置。
【請求項１８】
さらに、前記第２の巻線の前記第１の接続端子に接続されている第１の端子と、前記第２の巻線の前記第２の接続端子に接続されている第２の端子とを有するサージサプレッサを具備している請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記サージサプレッサはスパークギャップおよびガス管避雷器からなるグループから選択される請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
さらに、前記第１のヒューズと直列の第１の抵抗と、
前記第２のヒューズと直列の第２の抵抗とを具備している請求項１７記載の装置。
【請求項２１】
前記第１および第２のヒューズは単一の共通のハウジング中にパッケージされている請求項１７記載の装置。
【請求項２２】
前記第１および第２のヒューズは螺旋形の限流ヒューズである請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記螺旋形の限流ヒューズは磁気コアを有している請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
さらに、前記第１のヒューズの前記第２の端子と直列の第１の端子と、前記信号を前記通信装置の前記第１の端子へ前記結合する第２の端子とを有する第１のキャパシタと、
前記第２のヒューズの前記第２の端子と直列の第１の端子と、前記信号を前記通信装置の前記第２の端子へ前記結合する第２の端子とを有する第２のキャパシタと、
前記第１のキャパシタの前記第２の端子と前記第２のキャパシタの前記第２の端子との間のサージサプレッサとを具備している請求項１７記載の装置。
【請求項２５】
コンポーネントの装置において、
（ａ）前記誘導信号結合器の第１の巻線として働く配電システムのライン導体を収容するアパーチャを有する磁気コアと、（ｂ）前記アパーチャを１回通る第２の巻線と、（ｃ）前記第２の巻線と前記磁気コアとの間の電気絶縁層とを有する誘電信号結合器であって、前記磁気コアが、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間で、約１ＭＨｚよりも大きい周波数を有する信号を結合するためのものである誘導信号結合器と、
前記磁気コアと前記接地点との間の電圧が前記電気絶縁層にかけられるようにする、前記第２の巻線から接地点への接続部とを具備しているコンポーネントの装置。
【請求項２６】
信号を配電システムヘ結合するための誘導信号結合器において、
前記誘導信号結合器の第１の巻線として働く前記配電システムのライン導体を収容するアパーチャを有する磁気コアと、
前記アパーチャを１回通る第２の巻線と、
フラッシュオーバー電流を接地点へ伝送するための、前記第１の巻線から離れている結合器の端部の導電プレートとを具備し、
前記磁気コアが、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間で、約１ＭＨｚよりも大きい周波数を有する信号を結合するためのものである誘導信号結合器。
【請求項２７】
配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１の接続端子と第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器と、
前記第１の接続端子と接地点との間の第１のチョークと、
前記第２の接続端子と接地点との間の第２のチョークとを具備しており、
各前記第１のチョークと前記第２のチョークは信号周波数に対して高インピーダンスを与え、電気的障害信号に基づく電流に対しては低インピーダンスを与えるコンポーネントの装置。
【請求項２８】
さらに、前記第１の接続端子と直列に接続され、信号を通信装置の第１の端子へ結合するための装置側の端子を有する第１のキャパシタと、
前記第２の接続端子と直列に接続され、信号を前記通信装置の第２の端子へ結合するための装置側の端子を有する第２のキャパシタとを具備している請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
さらに、前記第１のキャパシタの前記装置側の端子と前記第２のキャパシタの前記装置側の端子との間の障害電圧を抑圧するサージサプレッサを具備している請求項２７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信信号を配電システムヘ結合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数（ｒｆ）変調されたデータ信号は中間および低電圧配電ネットワークに結合され、それによって通信されることができる。この目的での誘導結合器の使用は米国特許第6,452,482号明細書（発明の名称“Inductive Coupling of a Data Signal to a Power Transmission Cable”）および2002年２月25日出願の米国特許出願第10/082,063号明細書（発明の名称“Coupling Broadband Modems to Power Lines”）に記載されており、この両出願は本発明の出願人に譲渡され、その内容は本出願の参考文献とされている。
【０００３】
配電ネットワークは時折、電圧および電流の大きな過渡現象を受ける。例えば配電変圧器のようなパワーライン装置が短絡するとき、またはパワーラインが落下して、相互に接触するとき高速度の立上がり時間の強力な電流パルスが生成される。同様に、パワーライン上の近隣点への落雷はパワーライン上に進行波を発生する。落雷をシミュレートする標準的な方法は基準衝撃負荷（ＢＩＬ）パルスであり、これはパワーラインに接続されるパワーライン装置の試験に使用され、１．２マイクロ秒の立上がり時間と非常に長い立下り時間を有している。このような試験パルスの振幅は９０乃至２００ｋＶのピーク間で変化できる。
【０００４】
パワーライン誘導結合器は基本的に変圧器であり、その一次巻線はパワーラインに接続され、その二次巻線はモデムのような通信装置に接続されている。一次巻線は１または単に幾つかの巻数を有し、電力周波数で非常に低いインピーダンスを与える。しかしながら、結合器は落雷パルスまたは他の過渡現象の高速度の開始により表される高周波数エネルギを結合することができ、実質的な電圧が結合器の二次回路に誘導される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一次パワーワイヤから接地電位までの中程度の電圧の結合器のフラッシュオーバーは、正常な動作期間中または過渡電圧パルスが落雷または切換え過渡現象で発生する過渡電圧パルス期間中であっても、ワイヤの電圧が結合器の絶縁耐力を超過するときに生じる。フラッシュオーバーは結合器の外部表面または結合器の部品間で内部で発生する可能性がある。フラッシュオーバーは中程度の電圧パワーラインに取付けられている適切に絶縁された装置で非常に稀な事象であると考えられている。例えば、電力事業で普通に使用される電流および計器用変圧器はしばしば特別な保護回路を搭載しない。しかし大きいカスタマベースで遍在して使用されることを目的とするデータ結合器の場合には、故障または損傷を防止するために稀な事象に対して保護することが賢明であると考えられている。
【０００６】
さらに、モデムはカスタマの装置につながっているラインに接続されているので、モデムは接地されている。それ故、配電電圧はモデムから絶縁されなければならない。誘導結合器の二次巻線が接地点から絶縁されているならば、パワーラインと接地電位との間の電圧差は（ａ）結合器の一次巻線と二次巻線との絶縁と、（ｂ）モデムにつながっている一連の装置の中の他の装置の絶縁により分割される。電圧の降下は各絶縁境界部のインピーダンスに比例し、したがってこのような各境界部の浮遊キャパシタンスに反比例する。
【０００７】
中性または接地に対して２、０００ｒｍｓボルトを超える電圧である、中程度の電圧のａｃパワーラインを取り扱う際に、結合器のキャパシタンスは結合器内のパワーラインの位置や径に依存するので、この容量性電圧の分割を確定的にすることは困難である。それ故、任意の他の絶縁装置では、全パワーライン電圧を絶縁できなければならず、したがって大型となり高価となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は過渡的な過電圧および過電流状態のような電気的過渡現象から配電ネットワークへのデータ信号の誘導結合器を保護する技術に関する。特に、本発明の実施形態は誘導結合器が電圧スパイクに耐えることを可能にし、ｒｆデータモデムとパワーラインとの間のｒｆデータ信号の最適な結合によって、フラッシュオーバーからのサージ、即ち結合器における電圧絶縁の突然のブレークダウンに対する保護を行う。実施形態は落雷または接地電位へのラインの短絡のような原因からの配電ラインで発達する過渡電流パルスに対して保護する。
【０００９】
配電システムの誘導信号結合器に関連する負荷の保護方法は、（ａ）配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と第１および第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器を準備し、（ｂ）第１のヒューズの第１の端子を第１の接続端子へ接続し、第２のヒューズの第１の端子を第２の接続端子へ接続し、各ヒューズの第２の端子は通信装置へ接続され、（ｃ）第１のチョークの第１の端子を第１のヒューズの第２の端子へ接続し、第２のチョークの第１の端子を第２のヒューズの第２の端子へ接続し、各チョークの第２の端子は接地電位に接続されるステップを含んでいる。
【００１０】
配電システムの誘導信号結合器に関連する負荷を保護する別の方法は、（ａ）配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１および第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器を準備し、（ｂ）第２の巻線を電気絶縁層の内部にカプセル化し、（ｃ）任意の高電圧電界を電気絶縁層を横切って位置させるように保護回路を使用して第２の巻線を接地電位に接続するステップを含んでいる。
【００１１】
配電システムの誘導信号結合器に関連する負荷を保護する別の方法は、配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１および第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器を設けることを含み、結合器は電気的過渡現象中に外部のフラッシュオーバーを防止するため漏洩パスを提供するさやを含んだ本体を有している。
【００１２】
配電システムの誘導信号結合器に関連する負荷を保護する別の方法は、（ａ）配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１および第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器を設け、結合器は第１の巻線から遠い位置の結合器の終端部に導電プレートを含んだ本体を有し、（ｂ）接地電位点に直接フラッシュオーバー電流を伝送するために導電プレートを接地電位に接続するステップを含んでいる。
【００１３】
配電システムの誘導信号結合器に関連する負荷を保護する別の方法は、（ａ）配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１および第２の接続端子を有する第２の巻線とを設け、（ｂ）チョークを介して第２の巻線の各端子を接地電位へ接続し、チョークは信号周波数に対して高いインピーダンスを与え、電気故障信号からの電流に対しては低いインピーダンスを与える。
【００１４】
コンポーネントの構成は、（ａ）配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１の接続端子と第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器と、（ｂ）第１の接続端子に接続される第１の端子と信号を通信装置の第１の端子に結合する第２の端子とを有する第１のヒューズと、（ｃ）第２の接続端子に接続される第１の端子と信号を通信装置の第２の端子に結合する第２の端子とを有する第２のヒューズと、（ｄ）第１のヒューズの第２の端子へ接続する第１の端子と、接地電位に接続する第２の端子とを有する第１のチョークと、（ｅ）第２のヒューズの第２の端子に接続された第１の端子と、接地電位に接続される第２の端子とを有する第２のチョークとを含んでいる。
【００１５】
コンポーネントの別の構成は、（ａ）配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、電気的絶縁層の内部にカプセル化されている第２の巻線とを有する誘電信号結合器と、（ｂ）高電圧電界を電気絶縁層を横切って位置させるための第２の巻線と接地電位との間の回路とを含んでいる。
【００１６】
コンポーネントの別の構成は、（ａ）配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、第１の接続端子と第２の接続端子を有する第２の巻線とを有する誘導信号結合器と、（ｂ）第１の接続端子と接地電位点との間の第１のチョークと、（ｃ）第２の接続端子と接地電位点との間の第２のチョークとを含んでいる。各第１のチョークと第２のチョークは信号周波数に対して高インピーダンスを与え、電気故障信号からの電流に対して低インピーダンスを与える。
【００１７】
信号を配電システムヘ結合する誘導信号結合器は、配電システムのライン導体と直列の第１の巻線と、電気的な過渡現象中に外部のフラッシュオーバーを防止するために漏洩パスを提供するさやとを含んでいる。
【００１８】
信号を配電システムヘ結合する別の誘導信号結合器は、配電システムのライン導体と直列の巻線と、第１の巻線から遠い位置の結合器の終端部の導電プレートを含み、接地電位点に直接フラッシュオーバー電流を伝送する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は添付図面を伴った以下の詳細な説明を参照することによりさらに容易に理解されるであろう。  
本発明の１実施形態では適切なｒｆ装置により誘導結合器の二次巻線を接地する。これにより過電圧の過渡現象に対して保護でき、磁気結合の原理の利点を十分に得ることができ、誘導結合器は、二次巻線の絶縁体の厚さにより影響を受けなくできる。したがって、パワーラインの中程度の電圧は単に二次巻線の絶縁によりモデムから絶縁される。この方法はフラッシュオーバー電流が低電圧ラインおよび負荷へ伝播しないように阻止し、したがって結合器が接続されるモデムおよびその他の装置に対する損傷を防止する。
【００２０】
図１は過電圧の過渡現象に対して保護される本発明の１実施形態したがった誘導結合回路を示している。配電ライン100は誘導結合器110の一次巻線105を形成し、誘導結合器110は出力端子160、165を介してｒｆデータ信号モデム（図示せず）に接続される。二次巻線115は端子120および125を有し、これらはそれぞれ過渡現象保護ヒューズ130と135の上部端子へ接続される。Ｒｆチョーク140と145は典型的に“ポールグラウンド”に接続されるワイヤ155、電極のベースの接地ロッドから走行する接地ワイヤを介してポールの上部までヒューズの下部端子を接地150へ接続する。このポールグラウンド150は通常、電力ポール上の配電変圧器のバイパスに使用されるパワーライン誘導結合器110の典型的な応用で容易に使用可能である。
【００２１】
結合器110はパワーライン100と、結合器の二次巻線115に接続された接地150との間の空間を物理的にブリッジする。したがって外部のフラッシュオーバーを排除するための十分な長さのリークパスが必要とされる。典型的な実施形態は“さや”を設ける。いずれにしても外部フラッシュオーバーが発生する場合、結合器110は、接地点150へ接続された露出された金属ベースを含み、外部フラッシュオーバーアークが、害なく、そこへ飛び得るようにする。
【００２２】
ｒｆチョーク140と145は、結合器110内の任意の潜在的な内部フラッシュオーバー電流を接地するために設けられている。二次巻線115は結合器110の絶縁材料本体中に埋め込まれ、これは定常状態（“耐”）電圧と高速度の高電圧ＢＩＬパルスとの両者に対して十分な絶縁定格を与えるだけの十分な厚さであるべきである。ｒｆチョーク140と145は、結合器の二次巻線115のｒｆインピーダンスよりも相当に大きいｒｆインピーダンスを与える一方で、障害パルスの数マイクロ秒後に低インピーダンスを接地点150に接地する。信号電圧を分路するチョーク140と145を接続すると、低周波が効率的に接地150に短絡されるので、ハイパス濾波効果を与える。約１ＭＨｚを超えるモデム周波数では、チョーク140と145は典型的にそれぞれ１０μＨのインダクタンスを有し、１２４オームを超える結合器二次巻線115を横切るリアクタンスを与え、それは周波数と共に上昇する。チョーク140と145は関連する最高の周波数を超える自己共振周波数を有するべきである。
【００２３】
フラッシュオーバー電流はパワーライン100の容量によってのみ限定され、典型的に１０，０００アンペアｒｍｓまたは約１４，０００アンペアピークまでである。このフラッシュオーバー電流はヒューズ130と135により中断され、その間でほぼ等しく分離される。ヒューズ130と135が開くまで、ｒｆチョーク140と145は故障せずに短絡回路の電流を伝送する必要がある。したがってｒｆチョーク140と145は流れ得るフラッシュオーバー電流パルスに耐えることができるワイヤで巻かれなければならない。
【００２４】
可能なフラッシュオーバー電流パルスの速度および大きさは過渡現象保護ヒューズ130および135で適切なレートの放出ヒューズまたは限流ヒューズを使用することを示唆している。放出ヒューズはフラッシュオーバー過渡現象の開始後８ミリ秒まで電流を中断することができる。限流ヒューズはさらに高速度、即ちフラッシュオーバー過渡現象の開始後４ミリ秒を超えることはないと推定される。電磁放射の標準にしたがうため、データ信号電流は１アンペアよりも非常に少ないと予測され、ヒューズ130と135で１アンペアの電流の定格は内部絶縁故障後の任意のフラッシュオーバー電流の継続期間を最小にするのに適している。
【００２５】
限流および放出ヒューズの両者は配電ラインのキロアンペアの短絡電流により開始され、維持される高エネルギアークを消去することが必要であるので、かなりの長さと幅を有する。２つのこのような個々にパッケージされたヒューズ130と135を相互に隣同士に位置させることは、ヒューズ対の平面に実質的に包囲された領域を生成し、高周波数信号と直列する実質的なインダクタンスを発生する。正常の動作中、小さい信号電圧だけがヒューズ130と135の間に与えられ、内部フラッシュオーバー中、これらは両者とも基本的に同一の故障をクリアすることに注意する。それ故、２つのヒューズ130と135を単一のハウジング中に結合し、アーク消去機構を共用することが有効である。結合器の二次巻線115から見た特性インピーダンスに比例する間隔と厚さを有して、２つのヒューズ130と135を相互に並列に位置させることにより、スプリアスインダクタンスとキャパシタンスの影響は結合器の二次インピーダンスが周波数にわたって一定であり知られる程度まで最小にされる。
【００２６】
ワイヤが“スパイダー”コイル形状で二重螺旋で巻かれる限流ヒューズの場合には、容積を砂で充填するように処理するために、ヒューズリアクタンスのスプリアス効果を減少する別の技術がさらに存在する。磁気コアスティックが螺旋内に挿入され、それを共通のモードチョークに変形してもよい。このようなチョークは巻線間の結合係数が１よりも非常に小さいときでさえも最小の差動モード減衰を有する。
【００２７】
故障エネルギの転送を制限する１つの固有の機構は結合器のコアの飽和である。故障電流が一度コアの飽和させると、起磁力および誘導された二次電圧は基本的にクランプされる。パワーラインの故障の過渡現象およびサージは周波数の広いスペクトルにわたるエネルギを含んでいる波形を有する。モデム通信に関連する周波数だけがモデムに到達すべきである。そのために、直列キャパシタはモデムに到達する過渡的エネルギを制限するハイパスフィルタとして使用されることができる。
【００２８】
誘導結合器をパワーラインに取付ける別の副作用は循環電流の流れである。誘導結合器は変流器（ＣＴ）として観察され、以下説明するチョーク回路では、ＣＴの二次は２つのチョークの直列の組合わせにより短絡される。
【００２９】
フラッシュオーバーは二次回路から一次回路への瞬間的な短絡として扱われることができ、チョークインダクタ140と145は最初に開回路として作用するので、全体的な一次電圧は各チョーク140と145を横切って最初に数十ナノ秒に対して現れる。これは高周波数結合キャパシタ200とサージサプレッサ205を付加することにより図２ａで示されているようにアドレスされることができ、これは臨界的な第１の数十ナノ秒で一時的な短絡回路として作用することによりチョーク140および145とキャパシタ200との両者に加えられた初期瞬間電圧を下げる。これによってチョーク140および145とキャパシタ200の使用が可能であり、その電圧定格はピークの一次電圧よりも１０乃至１００倍低い。
【００３０】
図２ｂに示されている別の実施形態では、スパークギャップまたはガス管避雷器220は高速度の立上り時間のサージ電流により二次巻線に結合されるエネルギの少なくとも一部を吸収するために二次巻線115を横切って接続される。図１および２に示されている任意の実施形態でこの装置を付加することによってそれに後続するサージ保護装置が安全に吸収するのに必要なサージエネルギを減少させることができる。
【００３１】
図２ｃに示されている別の実施形態では、付加的なサージサプレッサ210はサージサプレッサ205と並列に配置されることができる。サージサプレッサ205と210は電流故障がそれらのクランプ電圧を超える電圧を発生するときに低インピーダンスとして作用する。装置が同一であるならば、サプレッサ210は差動モードで一次電圧リミッタとして作用し、一方、直列のサプレッサ205の対は一次サプレッサ210が故障して開回路状態になった場合にバックアップリミッタとして作用する。
【００３２】
分路チョークと直列のキャパシタのハイパス濾波は故障パルスの期間を制限し、比較的低いパワーサージサプレッサの使用を可能にする。このような低パワー装置だけがサージサプレッサにより信号の高周波数負荷を防止するのに必要な低端子キャパシタンスで利用可能である。高周波数結合器の非常に小さいパワー−周波数インピーダンスは二次インダクタ115で発生された起磁力（ｅｍｆ）を減少し、十分なヒューズ抵抗の存在または各二次導線と直列する小さい値の抵抗（典型的に２分の１から１オーム）の随意選択的な付加は、典型的に結果的な電流の流れをパワーライン100を流れる千アンペア当り１アンペアよりも少なく減少することができる。
【００３３】
ここでは巻線の１端子120（図１）に簡略された一次巻線105から二次巻線115までの結合器110の内部フラッシュオーバーを考える。図３はフラッシュオーバー電圧過渡現象により見られるような等価回路を示している。１０ｋＶの直流電源300は７−８ｋＶ  ｒｍｓの中性電圧に対する典型的な位相を有する１５ｋＶクラスの配電変圧器の瞬間ピーク電圧を表している。電源抵抗305は電流を１０ｋＡの短絡値に限定する。伝送線310と315はオーバーヘッド配電ラインの単一相を表している。スイッチ320を閉じることは内部フラッシュオーバーによる瞬間短絡回路を表している。抵抗325は130と135のようなヒューズの抵抗を表しており、（図１のチョーク140に等価の）チョーク330はポールグラウンド335への回路を閉じる。キャパシタ340は通信信号をモデム端子345へハイパス結合し、（図２のサプレッサ205に等価の）サージサプレッサ350は過電圧の過渡現象に対してモデムを保護する。キャパシタ340とサプレッサ350（後者は過渡現象の事象中にほぼ短絡回路として作用する）の分路容量負荷はノード355の初期過渡電圧を下げ、それ故キャパシタ340を横切る過渡電圧を下げ、さらに廉価のキャパシタの使用を可能にする。
【００３４】
図４は、本発明の１実施形態にしたがった誘導結合器の１つの特別な物理的構成の断面図を示している。一次パワーワイヤ400は結合器410の磁気コア405の孔を通過する。二次ワイヤ415は絶縁材料417中に収容され、そこから結合器410はモールドされ、ラインの耐電圧とＢＩＬ電圧に対して適切な厚さ420を有する。さや425は適切な漏洩パスを提供する。導電プレート430は結合器本体のベースに取付けられ、ワイヤ435を介してポールグラウンド440へ接続される。
【００３５】
結合器本体が十分な漏洩パスを提供しないか、または絶縁が定常状態或いはパワーライン導体400上の過渡電圧と釣合わないならば、フラッシュオーバーが生じる。結合器410に対して外部のフラッシュオーバー電流は導電プレート430へジャンプし、ポールグラウンド440へ無害に伝送される。
【００３６】
図５のａは放出ヒューズで構成されるときのデュアルヒューズ500を示している。ワイヤ505はヒューズ素子510を２つの端子ヘッダ515へ接続する。ヒューズ素子510はスプリング520により引っ張られ、容積全体はアーク消滅材料中に収納され、ポート（図示せず）を通って任意のアークガスが放出される。
【００３７】
図５のｂは限流ヒューズで構成されるときのデュアルヒューズ550を示している。ヒューズ素子555はスパイダー型枠560に巻回され、２つの端子ヘッダ565で終端する。随意選択的に、スパイダーは磁気コア570が随意選択的に挿入される中空のコアを有することができる。容積全体は砂で充填されている（図示せず）。
【００３８】
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形が行われ、それらが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明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】過電圧の過渡現象に対して保護される本発明の１実施形態にしたがった誘導結合回路を示す図。
【図２ａ】電気的な過渡現象に対して保護されたキャパシタとサージサプレッサの構造の本発明の実施形態を示す図。
【図２ｂ】電気的な過渡現象に対して保護されたキャパシタとサージサプレッサの構造の本発明の実施形態を示す図。
【図２ｃ】電気的な過渡現象に対して保護されたキャパシタとサージサプレッサの構造の本発明の実施形態を示す図。
【図３】フラッシュオーバーにより生成された電圧過渡現象の等価回路図。
【図４】本発明の１実施形態にしたがった誘導結合器の１つの特別な物理的構成の断面図。
【図５】本発明の１実施形態にしたがったデュアルヒューズの特定の特別な構成を示す図。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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