JP2003153437A - 通信線の保安器 - Google Patents
通信線の保安器Info
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Abstract
L方式の信号に対して十分な通過特性を有する保安器を
実現する。 【解決手段】 線路側端子から装置側端子に通過する電
流の通路に直列に挿入されたヒューズおよび抵抗器を備
え、前記ヒューズは前記抵抗器の発熱を受けて溶断され
る位置に配置され、前記抵抗器は、互いに逆向きに巻か
れた二本の抵抗線が直列または並列に接続された無誘導
形抵抗器とする。また、抵抗器に巻線形抵抗器を使用し
た場合には抵抗器とヒューズの直列回路に、さらにコン
デンサを並列接続する。
Description
ーネット接続用回線、その他有線による通信用回線に接
続される保安器として利用する。本発明は、ADSL
(asymmetric digital subscriber line、非対称ディジ
タル加入者線)の屋外ケーブルと屋内ケーブルとの接続
点に利用するために開発された装置であるが、その他の
保安器として広く利用することができる。本発明は、電
力線との混触などにより、通信用回線に設定値を越える
高い電圧または電流が到来したときに、この一対の回線
間を実質的に切断するための装置に関する。
流の発生、電力線との混触などにより、予期しない高い
電圧が到来することがある。このような高い電圧が直接
に通信装置に入り、発生する電流により装置を破損する
ことを防止するために、従来から放電避雷管あるいは半
導体素子を利用した保安器が広く利用されている。
管を利用し、この三つの電極を通信線の対間および接地
電位との間に接続し、異常な高電圧が到来したときに
は、放電避雷管の三つの電極が実質的に短絡状態とな
り、線路対を接地電位に接続するように構成された回路
が広く利用されている。このような装置は、従来から屋
外線を宅内に引き込む引込点に設けられているが、近年
ひろく市販されるようになり、屋内配線とインターネッ
ト用通信装置との接続点にも利用されるようになった。
あるときには、異常な高電圧は短い時間で消滅する。し
かしその原因が電力線との混触であるときには、異常な
高電圧の持続時間がきわめて長くなることがある。この
ような場合には、短時間のうちに、例えば、有線電気通
信設備施行令の19条にて、限定されているように7A
のヒューズもしくは、500mAで溶断する熱線輪等、
通信線に直列に接続された回路を何らかの方法により自
動的に遮断するように構成することが必要である。
きい異常電流が相応の時間にわたり継続するときに、回
線に直列に挿入された抵抗器が発熱することを利用し
て、回線に直列に挿入されたヒューズを溶断するように
構成された装置について特許を保有する(特許第309
2926号、2000年7月28日登録)。
外の高周波帯域にディジタル信号を重畳して伝送する方
式が利用されるようになった。これは、ADSLに代表
される方式であり、一般にはxDSL(x−digital su
bscriber line)方式と呼ばれる。すなわちxDSL方式
には、ADSL方式のほかにIDSL (ISDN-DSL),HD
SL(high bit rate-DSL), SDSL(single line-DS
L), VDSL(very high bit rate-DSL)などの方式が
知られている。
の屋内への引き込み点に設けることにより、屋内装置を
異常高電圧または電流から防護することができる優れた
装置であるが当該装置における抵抗器には大きなサージ
電流耐量が要求されるため、巻線抵抗器が使用される。
したがって、この装置を装備した回線はこの装置に内在
する巻線抵抗器にインダクタンスがあるため、この装置
すなわち保安器を通過する音声帯域より高い(以下、音
声帯域外と言う)信号帯域の伝送特性が不十分になり、
使用周波数の高いxDSL方式等への適用が制限される
欠点がある。
号の通過特性を図9に例示す。図9は横軸に周波数をと
り、縦軸に利得をとる。図9によれば、10MHzを越
える周波数帯域については通過特性が著しく劣化してい
ることがわかる。
を防止したものとして、無誘導形抵抗器があり、このよ
うな無誘導抵抗器の構造としては、2つの相互逆方向に
巻回された巻線を直列接続したものが公知である。しか
しながら巻線を直列接続するが故に両巻線間に大きな電
位差が生じ、両端に高電圧が印加される保安器用抵抗器
としては両巻線間の耐圧が得にくいという欠点があっ
た。
び図12を参照して説明する。従来の無誘導形抵抗器
は、図12に示すように、互いに逆向きに巻かれた二本
の抵抗線Rが直列に接続された構成である。ヒューズF
を抵抗線Rを巻くときの中心軸とし、配線端子T1を始
点として配線端子T3方向に第一巻回部として時計回り
に抵抗線Rが巻かれ、抵抗線RはポイントP1からいっ
たん配線端子T4側に戻り、ここから今度は第二巻回部
として配線端子T3方向に反時計回りに巻かれるが絶縁
耐圧上の欠点を有していた。
二例を図11および図12を参照して説明する。従来の
無誘導形抵抗器は、図12に示すように、互いに逆向き
に巻かれた二本の抵抗線Rが直列に接続された構成であ
る。ヒューズFを抵抗線Rを巻くときの中心軸とし、配
線端子T1を始点とする第一巻回部として配線端子T3
方向に時計回りに抵抗線Rが巻かれ、配線端子T3側に
達すると今度は第二巻回部として配線端子T3方向から
みて配線端子T4方向に反時計回りに抵抗線Rが巻かれ
る。
巻回部の磁路が共通なことを示すためのものである。ま
た、各巻線に付した黒点は巻回の始めの部分を表し、巻
線に並行して付した矢印は巻回の始めの側から電流が流
入したときに発生する磁界(磁力)の方向を示してい
る。
から流入した電流は第一巻回部の初めの側から流入し、
次いで、第二巻回部の初めの側に流入する。しかし、両
巻回部の巻回方向が相互に逆になっているため、当該電
流によって、両巻線の発生する磁力の方向は各々逆とな
り、磁路が共通であるので、両者は打消され、その結
果、インダクタンスの発生が抑制される。
では、配線端子T1と配線端子T3との間に印加された
電圧は第一巻回部と第二巻回部とで分圧され、両巻回部
間には印加された電圧の1/2の電位差が生じる。
は、図11から明らかなように、配線端子T1と配線端
子T2とが隣接して、配置されるため、配線端子T1と
配線端子T2との近傍の第一巻回部と第二巻回部との間
には抵抗器すなわち配線端子T1と配線端子T2との間
に印加される電圧に近い電位差が生じる。
巻回部と第二巻回部との間に抵抗器への印加電圧の1/
2以上の電位差が生じ、抵抗器に瞬時ではあるが高電圧
が印加される保安器では両巻線間の絶縁耐力の実現が困
難であった。
であって、通常の通信状態の伝送周波数帯域が、xDS
L方式の信号に対して十分な通過特性を有する保安器を
提供することを目的とする。本発明はこの保安器に装着
するためのヒューズおよび巻線抵抗器の構造を提供する
ことを目的とする。
一対の線路側端子と、一対の装置側端子とを備えた通信
線の保安器であって、本発明の特徴とするところは、前
記線路側端子から前記装置側端子に通過する電流の通路
に直列に挿入されたヒューズと、このヒューズを中心軸
として互いに逆向きに巻かれて並列に接続された二本の
抵抗線とを備えたところにある。
に、抵抗線のインダクタンスを打ち消すように、互いに
逆向きにして二重に抵抗線を巻き、当該巻線を並列接続
することにより、両巻線が発生する磁界を相互に打消
し、これにより無誘導形抵抗器を形成する。このような
無誘導形抵抗器は、xDSL方式の信号に対して十分な
通過特性を有するので、xDSL方式に対応する保安器
を実現することができる。
ーズであって、本発明の特徴とするところは、ヒューズ
と、このヒューズを中心軸として互いに逆向きに巻かれ
て並列に接続された二本の抵抗線とを備えたところにあ
る。このような本発明の無誘導形ヒューズを用いて本発
明の保安器を実現することができる。
と、一対の装置側端子と、前記線路側端子から前記装置
側端子に通過する電流の通路に直列に挿入されたヒュー
ズおよび抵抗器を備えた通信線の保安器である。
記直列に挿入されたヒューズおよび抵抗器に対して並列
にコンデンサが配置されたところにある。
安器に要求される絶縁性能から導出される容量値以下で
あることが望ましい。
および抵抗器により、従来例で説明したように、巻線抵
抗器にインダクタンスがあるため、保安器を通過するx
DSL方式に用いる音声帯域外の信号の通過特性が不十
分になったとしても、前記直列に挿入されたヒューズお
よび抵抗器に対して並列にコンデンサを配置することに
より、xDSL方式に用いる音声帯域外の信号は、この
コンデンサを良好に通過するため、保安器におけるxD
SL方式に用いる音声帯域外の信号の通過特性を改善す
ることができる。
ンダクタンスによるインピーダンスに対して十分低いイ
ンピーダンスを呈するものであればよく、後述するとお
り、10,000pF程度あれば十分である。かかる容
量では交流100V、60Hzの電力線との混触が生じ
た場合においても流れる電流は100×2×π×60×
10,000×10−12(A)=約0.4mAに制限
され、例えば電気設備技術基準14条に規定される1m
A以下の十分な絶縁性能を維持することができる。換言
すると、要求される絶縁性能から導出される容量値以下
であれば、ここで用いるコンデンサの容量は任意に選定
することが出来る。
し図8を参照して説明する。図1は本発明第一実施例の
保安器の構成図である。図2は本発明第二実施例の保安
器の構成図である。図3は本発明第三実施例の無誘導形
ヒューズの構成図である。図4は本発明第三実施例の無
誘導形ヒューズの等価回路を示す図である。図5は本発
明実施例の無誘導形ヒューズの音声帯域外の信号の通過
特性を示す図であり、横軸に周波数をとり、縦軸に利得
をとる。図6は本発明第四実施例の保安器の構成図であ
る。図7は本発明第五実施例の保安器の構成図である。
図8は本発明第四および第五実施例の保安器の音声帯域
外の信号の通過特性を示す図であり、横軸に周波数をと
り、縦軸に利得をとる。
示すように、一対の線路側端子L1、L2と、一対の装
置側端子I1、I2とを備えた通信線の保安器であっ
て、本発明の特徴とするところは、線路側端子L1、L
2から装置側端子I1、I2に通過する電流の通路に直
列に挿入されたヒューズF1、F2と、図3および図4
に示すように、このヒューズF1、F2を中心軸として
互いに逆向きに巻かれて並列に接続された二本の抵抗線
r1、r2とを備えたところにある。
であって、本発明の特徴とするところは、図3および図
4に示すように、ヒューズF1(F2)と、このヒュー
ズF1(F2)を中心軸として互いに逆向きに巻かれて
並列に接続された二本の抵抗線r1、r2とを備えたと
ころにある。
を図1を参照して説明する。図1に示す本発明第一実施
例の保安器における抵抗器R1、R2およびヒューズF
1、F2は以下に示す本発明の無誘導形ヒューズを構成
する。放電避雷管Aは、線路側端子L1、L2に異常電
圧が印加された場合に、線路側端子L1、L2を接地に
短絡させることにより、装置側端子I1、I2に異常電
圧が印加されないように保護する。
2、ヒューズF1、F2、スイッチS1、S2からなる
直列回路に対して並列に、二極放電管A1、A2を配置
することにより、線路側端子L1またはL2のいずれか
一方に異常電圧が印加された場合でも装置側端子I1、
I2に異常電圧が印加されないように保護することがで
きる。
抵抗器R1、R2およびヒューズF1、F2およびスイ
ッチS1、S2からなる直列回路の経路で通過する。こ
のとき当該直列回路の両端にはサージ電流をI(A)、
抵抗器R1、R2の値R(Ω)で表すと、I×R(V)
の電圧が発生する。この電圧が二極放電管A1、A2の
動作電圧以上になると二極放電管A1、A2は電流を通
じるようになり、その結果、抵抗器R1、R2およびヒ
ューズF1、F2およびスイッチS1、S2からなる直
列回路の両端電圧は二極放電管A1、A2の動作電圧V
rに制限される。
ても抵抗器R1、R2およびヒューズF1、F2および
スイッチS1、S2からなる直列回路に異常電圧が漏れ
る場合には、抵抗器R1、R2の発熱によりヒューズF
1、F2が断線して装置側端子I1、I2への異常電圧
の印加を回避することができる。
式に利用する周波数帯域への影響を除去することを目的
とするが、第一実施例の保安器の利点としては、保安器
の構成要素に静電容量を有する素子を用いないことを特
徴とし、本発明の無誘導形抵抗器を用いてインダクタン
スを構成要素から排除するとともに、静電容量について
も構成要素から排除してxDSL方式に利用する周波数
帯域への影響を除去することができる。
子I1、I2との間には、回線切り分けのための切分回
路TCが挿入される。切分回路TCの動作を説明する
と、図1に示すように、通常、スイッチS1およびS2
は、線路側端子L1、L2と装置側端子I1、I2とを
接続している。通信事業者が回線の試験を実施したいと
きには、線路側端子L1、L2を介して切分回路TCに
切分信号を送出する。この切分信号を受信した切分回路
TCは、スイッチS1、S2を回線試験回路TC1側に
切り換える。これにより、線路側端子L1、L2はスイ
ッチS1、S2を介して回線試験回路TC1に接続さ
れ、通信事業者は、回線試験回路TC1を用いて回線試
験を実施することができる。回線試験回路TC1の詳細
については、本発明とは関係がないので説明を省略す
る。
安器で、もし、二極放電管A1、A2の代わりにバリス
タを配置すれば、バリスタが有する静電容量により、ス
イッチS1、S2を用いて回線切り分けを行った場合に
xDSL方式に利用する周波数帯域の信号がバリスタを
通過して装置側端子I1、I2から流出してしまうた
め、良好な切り分け状態が得られないが、第一実施例の
構成では、そのようなことがない。
を図2を参照して説明する。図2に示す本発明第二実施
例の保安器における抵抗器R1、R2およびヒューズF
1、F2は以下に示す本発明の無誘導形ヒューズを構成
する。放電避雷管Aは、線路側端子L1、L2に異常電
圧が印加された場合に、線路側端子L1、L2を接地に
短絡させることにより、装置側端子I1、I2に異常電
圧が印加されないように保護する。
2およびヒューズF1、F2からなる直列回路に対して
並列に、バリスタV1、V2を配置することによりヒュ
ーズF1、F2に流れる電流を制限するとともに、線路
側端子L1またはL2のいずれか一方に異常電圧が印加
された場合でも装置側端子I1、I2に異常電圧が印加
されないように保護することができる。
抵抗器R1、R2およびヒューズF1、F2からなる直
列回路の経路で通過する。このとき当該直列回路の両端
にはサージ電流をI(A)、抵抗器R1、R2の値R
(Ω)で表すと、I×R(V)の電圧が発生する。この
電圧がバリスタV1、V2の動作電圧以上になるとバリ
スタV1、V2は電流を通じるようになり、その結果、
抵抗器R1、R2およびヒューズF1、F2からなる直
列回路の両端電圧はバリスタV1、V2の動作電圧Vr
に制限される。
も抵抗器R1、R2およびヒューズF1、F2からなる
直列回路に異常電圧が漏れる場合には、抵抗器R1、R
2の発熱によりヒューズF1、F2が断線して装置側端
子I1、I2への異常電圧の印加を回避することができ
る。
らず、第一実施例で説明したような回線切り分けに伴う
静電容量の影響は問題にならない。
形ヒューズを図3および図4を参照して説明する。図4
における二重線は第一巻回部と第二巻回部の磁路が共通
なことを示すためのものである。また、各巻線に付した
黒点は巻回の始めの部分を表し、巻線に平行して付した
矢印は巻回の始めの側から電流が流入したときに発生す
る磁界(磁力)の方向を示している。
示すように、互いに逆向きに巻かれ第一巻回部と第二巻
回部の二本の抵抗線r1、r2が並列に接続された構成
である。ヒューズF1(F2)を抵抗線r1、r2を巻
くときの中心軸とし、ポイントP2を始点として互いに
逆向きに二本の抵抗線r1、r2がポイントP3方向に
巻かれて行き、ポイントP3で合流する。配線端子T1
およびT2の両巻線は巻回方向が逆である他は同一条件
で作成されるため同一抵抗値となっており、したがって
並列接続された両巻線には等しい電流が流れる。これに
より、従来の無誘導形抵抗器と同様磁力は打消され、イ
ンダクタンスの発生は抑制される。
トP2およびP3に接続される。このような構成では両
巻線の各交叉点X1,X2,X3の配線端子T1すなわ
ちP2点からの距離すなわち抵抗値が等しいため、各交
叉点X1,X2,X3における両巻線の電位差は等しい
ものとなる。
間には電位差の発生が無く、両巻回部間には耐圧が不要
となる。さらには各交叉点における両巻回部間の電位差
が無いため、各交点は接触すなわち導通せしめることも
可能である。換言すると、両巻回部間の絶縁は不要とす
ることが出来る。
導形ヒューズの音声帯域外の信号の通過特性を図5に示
す。なお、横軸は対数目盛としている。図5によれば、
100MHzまでは良好な伝送特性を得ることができ
る。したがって、図12に示した従来の保安器の音声帯
域外の信号の通過特性と比較して、xDSL方式に利用
する周波数帯域の信号を良好に通過させることができ
る。
を図6および図8を参照して説明する。第四実施例の保
安器は、図6に示すように、一対の線路側端子L1、L
2と、一対の装置側端子I1、I2と、線路側端子L
1、L2から装置側端子I1、I2に通過する電流の通
路に直列に挿入されたヒューズF11、F12および抵
抗器R11、R12を備えた通信線の保安器である。な
お、第四実施例のヒューズF11、F12および抵抗器
R11、R12は、本発明の無誘導形ヒューズではな
い。すなわち抵抗器R11、R12は、従来のインダク
タンスを有する巻線抵抗器である。
列に挿入されたヒューズF11、F12および抵抗器R
11、R12に対して並列にコンデンサC1、C2が配
置されたところにある。
1、F12および抵抗器R11、R12により、従来例
で説明したように、巻線抵抗器にインダクタンスがある
ため、保安器を通過するxDSL方式に用いる音声帯域
外の信号の通過特性が不十分になったとしても、直列に
挿入されたヒューズF11、F12および抵抗器R1
1、R12に対して並列にコンデンサC1、C2を配置
することにより、xDSL方式に用いる音声帯域外の信
号は、このコンデンサC1、C2を良好に通過するた
め、保安器におけるxDSL方式に用いる音声帯域外の
信号の通過特性を改善することができる。図8の特性は
コンデンサC1、C2の静電容量を10,000pF程
度とした場合に対応している。
R11、R12の抵抗値RRとインダクタンス値RLに
よって決定される高域遮断特性のコーナー周波数におけ
るインピーダンスが抵抗器R11、R12の抵抗値RR
と同等以下となるように選定される。抵抗器R11、R
12のインダクタンスとコンデンサは見掛上並列共振回
路を構成するがその共振特性は抵抗器R11、R12の
抵抗値RRによって抑制される。
に、回線切り分けを想定しておらず、第一実施例で説明
したような回線切り分けに伴う静電容量の影響は問題に
ならない。したがって、二極放電管A1、A2の代わり
に第二実施例で説明したバリスタV1、V2を配置して
もよい。
信号の通過特性を示す。図8によれば、100MHzま
では良好な通過特性を得ることができる。したがって、
図12に示した従来の保安器の音声帯域外の信号の通過
特性と比較して、xDSL方式に利用する周波数帯域の
信号を良好に通過させることができる。
を図7および図8を参照して説明する。第五実施例の保
安器は、図7に示すように、一対の線路側端子L1、L
2と、一対の装置側端子I1、I2と、線路側端子L
1、L2から装置側端子I1、I2に通過する電流の通
路に直列に挿入されたヒューズF11、F12および抵
抗器R11、R12を備えた通信線の保安器である。な
お、第五実施例のヒューズF11、F12および抵抗器
R11、R12は、本発明の無誘導形ヒューズではな
い。
列に挿入されたヒューズF11、F12および抵抗器R
11、R12に対して並列にコンデンサC1、C2が配
置されたところにある。
1、F12および抵抗器R11、R12により、従来例
で説明したように、巻線抵抗器にインダクタンスがある
ため、保安器を通過するxDSL方式に用いる音声帯域
外の信号の通過特性が不十分になったとしても、直列に
挿入されたヒューズF11、F12および抵抗器R1
1、R12に対して並列にコンデンサC1、C2を配置
することにより、xDSL方式に用いる音声帯域外の信
号はこのコンデンサC1、C2を良好に通過するため保
安器におけるxDSL方式に用いる音声帯域外の信号の
通過特性を改善することができる。コンデンサC1、C
2の静電容量は10,000pF程度とした。
に、回線切り分けを想定しており、切分回路TCによっ
て回線切り分けが行われると、線路側端子L1とL2と
の間に、図1で示した回線試験回路TC1がスイッチS
1およびS2を介して挿入される。この場合にもxDS
L方式に用いる音声帯域外の信号はコンデンサC1、C
2を良好に通過するため、通信事業者はxDSL方式に
用いる音声帯域外の信号による回線試験を行うことがで
きる。
信号の通過特性を示す。図8によれば、100MHzま
では良好な通過特性を得ることができる。したがって、
図12に示した従来の保安器の音声帯域外の信号の通過
特性と比較して、xDSL方式に利用する周波数帯域の
信号を良好に通過させることができる。
通常の通信状態の伝送周波数帯域が、xDSL方式の信
号に対して十分な通過特性を有する保安器を実現するこ
とができる。
示す図。
信号の通過特性を示す図。
域外の信号の通過特性を示す図。
を示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 一対の線路側端子と、一対の装置側端子
とを備えた通信線の保安器において、 前記線路側端子から前記装置側端子に通過する電流の通
路に直列に挿入されたヒューズと、 このヒューズを中心軸として互いに逆向きに巻かれて並
列に接続された二本の抵抗線とを備えたことを特徴とす
る通信線の保安器。 - 【請求項2】 ヒューズと、 このヒューズを中心軸として互いに逆向きに巻かれて並
列に接続された二本の抵抗線とを備えたことを特徴とす
る無誘導形ヒューズ。 - 【請求項3】 一対の線路側端子と、一対の装置側端子
と、前記線路側端子から前記装置側端子に通過する電流
の通路に直列に挿入されたヒューズおよび抵抗器を備え
た通信線の保安器において、 前記直列に挿入されたヒューズおよび抵抗器に対して並
列にコンデンサが配置されたことを特徴とする通信線の
保安器。 - 【請求項4】 前記コンデンサの容量値は、当該保安器
に要求される絶縁性能から導出される容量値以下である
請求項3記載の通信線の保安器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001347784A JP3616369B2 (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 通信線の保安器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001347784A JP3616369B2 (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 通信線の保安器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003153437A true JP2003153437A (ja) | 2003-05-23 |
JP3616369B2 JP3616369B2 (ja) | 2005-02-02 |
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ID=19160731
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001347784A Expired - Lifetime JP3616369B2 (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 通信線の保安器 |
Country Status (1)
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---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006001226A1 (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 超電導限流素子及びその作製方法 |
-
2001
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