JP2004336456A - Power line carriage communication system and power line filter - Google Patents

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JP2004336456A
JP2004336456A JP2003130308A JP2003130308A JP2004336456A JP 2004336456 A JP2004336456 A JP 2004336456A JP 2003130308 A JP2003130308 A JP 2003130308A JP 2003130308 A JP2003130308 A JP 2003130308A JP 2004336456 A JP2004336456 A JP 2004336456A
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JP
Japan
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power line
wire
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power
impedance
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Pending
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JP2003130308A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Seya
修 瀬谷
Takao Nouchi
隆夫 野内
Yutaka Komi
裕 小海
Yuji Ichinose
祐治 一ノ瀬
Yukito Morimoto
幸仁 森本
Hisanaga Miyazawa
久永 宮澤
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Chubu Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
Original Assignee
Chubu Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress generation of leakage radio wave on a power line in power line carriage communication. <P>SOLUTION: A modem A108 is provided in the wires of a single phase three-wire system on the secondary of a pole transformer 102 and power line carriage communication is performed with a modem B109 in a subscriber's premise 100. Since an earth wire 106 is connected with the neutral line of power lines, i.e. the N phase 104, ground impedance is unbalanced between the N phase power line 104 and the W phase power line 105 and a common current Ic is generated. Ground impedance of the N phase is increased for the communication frequency by loading a clamp coil 107 to the earth wire 106 thus reducing the common current Ic and suppressing generation of a leakage radio wave 113. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線を通信媒体とした電力線搬送通信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、DSLやCATV網によるブロードバンドインターネット接続サービスの普及が著しい。電力線搬送通信は機器に電源を供給するために敷設された電力線を伝送路として利用するので、通信のために新たな通信線を敷設する必要がないことが大きな特徴で、無線と共に新たな通信技術として注目されている。しかし、電力線搬送通信は電力線上の平衡度の違いによりコモンモード電流が発生し、漏洩電波が発生しやすいという問題がある。
【0003】
漏洩電波を抑制する技術は電力線搬送モデムの出力部にコモンモードチョークコイルなどを設置し、モデム自身から発生させるコモンモード電流を抑制する対策が一般的である。しかし電力線を流れるコモンモード電流は通信を行う伝送路の電力線の平衡度に大きく依存し、対となる電力線のインピーダンスの違いによっても発生する。
【0004】
電力線搬送通信システムにおけるコモンモード電流を抑制する従来技術としては、例えば特許文献1に開示されたものがある。この電力線搬送通信システムでは、通信を遮断させたい側に分岐電力線とアース線間にハイパスフィルタを接続し、分岐電力線全体のアース線からみたインピーダンスを低くして誘起される電圧レベルを低減している。これにより、分岐電力線からアース線への漏洩のレベルを減らすとともに、アース線上での漏洩信号を打ち消すことが可能となる。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−245576号公報(段落0029−0037、図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献1の技術は通信を遮断させたい側には有効である。しかし、柱上変圧器等を介して敷設された電力線路で、電力線の一端が接地されている多重接地箇所の考慮がなされておらず、電力線上の不平衡が発生してしまう問題があった。
【0007】
電力線は通信を目的に設計されていないため平衡度が考慮されておらず、電力線の一端が接地されている相ではインピーダンスが大きく低下し、他の相との不平衡が生じる。わが国では、宅内に引き込まれる電力線が柱上変圧器のある場所で、アース線によって接地されているケースが非常に多い。このため、電力線にインピーダンスの不平衡が生じ、伝送路である電力線上でコモンモード電流が発生すると、漏洩電波が発生する。これをコモンモードチョークコイルなどで対策しようとすると、既設の単相三線式電線を外し、コイルに巻き付けるという作業が発生する。このため、給電系統の停電を伴う作業が必要となり、工事規模も拡大するなど問題が起こる。
【0008】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を克服し、柱上変圧器等を介して敷設された電力線を用いる電力線搬送通信システムにおいても漏洩電波を低減できるシステム、及び停電を伴わずに設置可能な電力線フィルタを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、商用電源の電力線を通信媒体とし、電力線搬送通信機器による通信を行う電力線搬送通信システムにおいて、前記電力線が伝送路となる単相三線式電線に送・受信する複数の電力線搬送通信機器を接続し、前記単相三線式電線の中性線に接続されているアース線に対し、電力線搬送通信を行う周波数に対しては高い対地インピーダンス、商用電源周波数に対しては低い対地インピーダンスを有する電力線フィルタを設けることを特徴とする。
【0010】
これにより電力線搬送通信を行う周波数に対してアース線に接続されている中性線から見た大地面へのインピーダンスが大きくなり、他方の相のインピーダンスとの差が小さくなる。これにより電力線路の不平衡が緩和され、コモンモード電流の発生を抑制することにより漏洩電波の発生を抑制することができる。
【0011】
また、本発明の電力線搬送通信システムは、変圧器の2次側と前記電力線搬送通信機器との間の単相三線式電線に、電力線搬送通信を行う周波数に対しては高いインピーダンス、商用電源周波数に対しては低いインピーダンスを有する電力線フィルタを設けることを特徴とする。
【0012】
前記単相三線式電線に設ける電力線用フィルタは、柱上碍子に固定されている前記単相三線式電線の両側に設けることを特徴とする。
【0013】
これにより、単相三線から電柱に流れ込むコモンモード電流を低減し、漏洩電波の発生を抑制することが可能となる。
【0014】
また、本発明の電力線搬送通信システムは、前記単相三線式電線の中性線に接続されているアース線に対し、電力線搬送通信を行う周波数に対しては高い対地インピーダンス、商用電源周波数に対しては低い対地インピーダンスを有する第1の電力線フィルタを設けると共に、変圧器の2次側と前記電力線搬送通信機器との間の単相三線式電線に、電力線搬送通信を行う周波数に対しては高いインピーダンス、商用電源周波数に対しては低いインピーダンスを有する第2の電力線フィルタを設けることを特徴とする。
【0015】
前記電力線用フィルタは、クランプ式コイルとすることが好ましい。この場合、電力線搬送通信を行う周波数fに対しては、コイルのインダクタンス成分L〔H〕によりインピーダンス2πfL〔Ω〕が形成される。一方、商用電源周波数に対しては低いインピーダンスとなるので、既存の接地抵抗への影響を最小限に抑えることができる。
【0016】
本発明の電力線用フィルタは、電力線となる単相三線式電線の商用電源の中性線に接続されているアース線に、電力線搬送通信を行う周波数に対して高い対地インピーダンス、商用電源周波数に対しては低い対地インピーダンスを有する素子を設けることを特徴とする。前記素子は前記単相三線式電線を停電することなく装着できるクランプ式コイルである。
【0017】
前記クランプ式コイルは電線を挟み込む形状で、これにより既存の電線を取り外しすることなく、簡単にその途中に挿入設置することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明による電力線搬送通信システムの実施例を、図面を参照して説明する。図1は電力線搬送通信システムの実施例1による構成図である。電力線搬送通信システムは、変圧器102の2次側の単相三線式電線に設置されたモデムA108と屋内のモデムB109からなる。具体的には、電力線W105と電力線N(中性線)104に接続され、電力線W105から電力の供給を受けると共に信号の伝送路としている。実施例1では電力線N104に接続されるアース線106に電力線用フィルタを設けることで漏洩電波113を抑制する。以下、具体的に説明する。
【0019】
モデムA108からモデムB109に電力線搬送通信信号を送信すると、電力線W105、電力線N104に方向の異なるノーマル電流122a、ノーマル電流122bが発生する。電力線W105における対地インピーダンスZw110と電力線N104における対地インピーダンスZn111が等しければ、双方のノーマル電流は電流レベルが等しくなる。
【0020】
ところが、図1の構成では電力線N104にアース線106が接続されているため、ノーマル電流成分の一部がコモンモード電流として流れる。その結果、方向が異なるノーマル電流122aとノーマル電流122bとの差により、ある方向性を持ったコモンモード電流Ic112として電力線上に流れる。
【0021】
コモンモード電流Ic112は電力線N104、W105を流れることによって漏洩電波113を発生する。漏洩電波113は電力線上を流れるコモンモード電流Ic112と比例関係のあることが、実験結果より明らかになっている。このコモンモード電流の発生を抑えることにより、漏洩電波を抑制することが可能となる。
【0022】
電力線の平衡度を決める大きな要因は、対となる電線の対地インピーダンスである。図1の場合、単相三線式電線の電力線N104がアース線106によって一端が接地されているため、対地インピーダンスZn111がZw110に比べて大きく低下し、不平衡が生じている。
【0023】
通常、電柱ではB種接地工事により、変圧器102に接続されているアース線106によって接地されているため、対地インピーダンスZn111は約10Ω以下の低い値となる。一方、W相の対地インピーダンスZw110は実測値によるとおよそ150±20Ωとなる。この結果、対地インピーダンスの不平衡が生じ、コモンモード電流Ic112を発生させることになる。
【0024】
図1では、モデムA、Bの直前のアース線106に、電力線用フィルタとしてそれぞれコイル107を設置しているので、コイル107のインダクタンス成分L〔H〕によりN相の対地インピーダンスωL〔Ω〕が増大する。電力線搬送通信を行う周波数は現在、電波法施行規則で認可されている10kHzから450kHzと、将来規制緩和が検討されている1.7MHzから30MHzなどである。
【0025】
従って、コイル107は電力線搬送通信の周波数に対しては高いインピーダンスとなり、商用電源周波数に対しては無視できる程度の低いインピーダンスとなる。インダクタンスLを適当に選ぶと、通信周波数に対しては電力線W105の対地インピーダンスZwとコイル107のインピーダンスωLを平衡させることが可能である。
【0026】
例えば、インダクタンス成分Lが2μHの場合、10MHzにおけるインピーダンスは126Ωと大きな値となりインピーダンスが増加するので、対地インピーダンスZw(150±20Ω)と平衡するようになる。また、商用電源周波数の60Hzにおけるインピーダンスは0.001Ωとなり、既存の接地抵抗に与える影響は無視できる。
【0027】
これにより、電力線路の不平衡状態が緩和され、電力線N104、W105に流れ込むコモンモード電流112の発生を抑止することにより、漏洩電波113の抑制を図ることが可能になる。
【0028】
図2はクランプ式コイルの断面構造を示している。図1のコイル107にクランプ式コイルを用いる例で、コネクタ107aにフェライトコア107bが一体化されて実装されている。フェライトコア107bはリング形状を2分割したC字状でコア片の磁性体であり、再びリング形状に組み合わせる形に構成されている。コネクタ107aは蝶番などの可動部107dを有し、結合部107cによって固定される。フェライトコア107bはフェライト材またはアモルファス合金材など、電力線搬送通信を行う周波数に対してインピーダンス特性が最も適した材質を選定することが好ましい。
【0029】
図3はクランプ式コイルの外観図で、アース線106に介挿された状態を示している。図2のクランプ式コイルはアース線106に介挿して図3の状態に閉止し、結合部107cによって固定している。このようなクランプ式コイルを用いれば、コイル107の取り付けに際してアース線106を外すことがなく、停電の必要がないので、工事は簡単に済む。
【0030】
図4はアース線に対する他のコイルの取り付け方式を示す外観図である。図示のように、アース線106をクランプコイル107にループさせることにより、インピーダンスを変化させることが可能である。ループ回数を調節することにより、所望のインピーダンスを得ることができる。
【0031】
図9は実施例1の効果を示す特性図である。図示のように、コイルが無い場合に比べ、コイル107がある場合はアース線106を流れるコモン電流が最大で15dBμA抑制されている。
【0032】
なお、実施例1では宅外の電力線に適用した場合について説明したが、この発明は宅内で接地されている洗濯機や電子レンジなどのアース線にも広く適用することができ、同等の効果を奏するものである。
【0033】
図5は電力線搬送通信システムの実施例2を示す構成図である。電力線とモデムの配置は図1の場合と同じで、変圧器102の2次側に設置されたモデムA108から加入者宅100のモデムB109との間で電力線搬送通信を行う。この場合に、単相三線式電線118(全三線)に流れるコモン電流Ic112は高周波のため空中を伝搬し、電柱101に巻かれた腕金119などを通じて電柱101にも流れることが実験結果として分かっている。
【0034】
そこで、変圧器102の2次側とモデムA108の間、あるいは電柱101の両側の単相三線式電線118に対し、三線一括してコイル114を設ける。これにより、コモンモード電流Ic112を抑制し、電柱101に流れ込むコモンモード電流Ic−A116、Ic−B117を抑制することが出来る。
【0035】
図6、図7はクランプ式コイルに流れるノーマル電流とコモンモード電流における磁束発生のメカニズムを示す説明図である。図6において、W相の電力線W105のノーマル電流122aによって誘起される磁束123aと、N相の電力線N104のノーマル電流122bによって誘起される磁束123bとは逆向きになる。従って、互いの磁束は打ち消されてインピーダンスが発生せず、ノーマル電流成分に与える影響を最小限に抑えることが出来る。
【0036】
一方、図7のように、コモンモード電流112によって誘起される磁束124は、W相、N相ともに同じ向きとなる。このため、磁束124は足し合わされ、大きなインピーダンスを発生するインダクタンスとして働き、コモンモード電流を減衰させることが出来る。
【0037】
以上のように、単相三線式電線118にクランプ式コイル114を装着した場合は、通信信号となるノーマル電流を減衰させることなく、コモンモード電流のみを抑制させることが可能となる。なお、上記では単相三線式電線118に一括してコイル114を設けているが、実際に電力線搬送通信に用いられる電力線が二線のみの場合は、当該二線に対してコイル114を設けるようにしてもよい。
【0038】
図8は実施例2の具体例の一つとして、クランプコイルの設置を示す説明図である。電柱101上の低圧碍子120に固定してある単相三線式電線118の両側に、クランプ式コイル114を設けている。図6、7のように、クランプ式コイル114の取り付けは単相三線式電線118を一括して包み込んで装着するので、工事に際して単相三線式電線118の取り外しは必要ない。
【0039】
漏洩電波113は単相三線118を流れるコモンモード電流Ic112と比例関係となる為、腕金119を通じて電柱101に流れるコモンモード電流112の発生が抑制され、漏洩電波113の抑制を図ることができる。
【0040】
図10は実施例2の効果を示す特性図である。クランプ式コイルが無い場合に比べ、クランプ式コイルが有る場合は単相三線式電線118に流れるコモン電流は最大で20dBμA抑制されている。
【0041】
以上、説明したように、実施例1によれば単相三線式電線からアース線を通じて流れるコモン電流を抑制するために、アース線にコイルを装着している。また、実施例2によれば、単相三線式電線から電柱等に流れ込むコモン電流を抑制するために、単相三線式電線の各線一括してコイルを装着している。そこで、実施例3では実施例1と実施例2を併合した構成とし、単相三線式電線からのアース線に第1のクランプ式コイルを装着するとともに、単相三線式電線の各線一括、または通信に利用する二線に第2のクランプ式コイルを装着する。これによれば、両者の利点が補い合ってより効果の大きい漏洩電波対策が可能になる。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、電力線搬送通信に利用されている単相三線式電線に接続されているアース線に対し電力線用フィルタを設けるので、通信周波数でのインピーダンスを高め、電力線路の平衡度を改善して漏洩電波の抑制を図る効果がある。
【0043】
また、本発明によれば、単相三線式電線に一括的に電力線フィルタを設けるので、電柱に流れるコモン電流に対してインピーダンスを高め、漏洩電波の抑制を図る効果がある。
【0044】
また、電力線フィルタとしてクランプ式コイルを用いるので、電線への装着が停電無しに簡単にできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電力線搬送通信システムの実施例1を示す構成図。
【図2】本発明の電力線フィルタの一例を示すクランプ式コイルの断面図。
【図3】クランプ式コイルの使用方式を示す外観図。
【図4】クランプ式コイルの他の使用方式を示す外観図。
【図5】本発明の電力線搬送通信システムの実施例2を示す構成図。
【図6】実施例2におけるクランプ式コイルの使用方式とノーマルモードでの磁束の挙動を示す説明図。
【図7】実施例2におけるクランプ式コイルのコモンモードでの磁束の挙動を示す説明図。
【図8】実施例2に一具体例によるクランプ式コイルの取り付け図。
【図9】実施例1の効果を示した特性図。
【図10】実施例2の効果を示した特性図。
【符号の説明】
100…需要家A、101…電柱、102…変圧器、103…電力線V(相)、104…電力線N(相)、105…電力線W(相)、106…アース線、107…クランプ式コイル、108…電力線搬送通信モデムA、109…電力線搬送通信モデムB、110…対地インピーダンスZw、111…対地インピーダンスZn、112…コモン電流Ic、113…漏洩電波、114…クランプ式コイル、115…負荷、116…コモン電流Ic−A、117…コモン電流Ic−B、118…単相三線、119…腕金、120…低圧碍子。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power line carrier communication system using a power line as a communication medium.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, broadband Internet connection services using DSL and CATV networks have been widely spread. Power line carrier communication uses a power line laid to supply power to equipment as a transmission line, so there is no need to lay a new communication line for communication. It is attracting attention. However, power line carrier communication has a problem that a common mode current is generated due to a difference in the degree of balance on the power line, and a leaked radio wave is easily generated.
[0003]
As a technique for suppressing a leaked radio wave, a common mode is to install a common mode choke coil or the like at an output portion of a power line carrier modem and to suppress a common mode current generated from the modem itself. However, the common mode current flowing through the power line largely depends on the balance of the power line of the transmission line for communication, and is also generated by the difference in the impedance of the paired power line.
[0004]
As a conventional technique for suppressing a common mode current in a power line communication system, for example, there is one disclosed in Patent Document 1. In this power line carrier communication system, a high-pass filter is connected between the branch power line and the ground line on the side where communication is to be cut off, thereby lowering the impedance of the entire branch power line as viewed from the ground line to reduce the induced voltage level. . This makes it possible to reduce the level of leakage from the branch power line to the ground line and cancel the leakage signal on the ground line.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-245576 (Paragraph 0029-0037, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The technique of Patent Document 1 described above is effective on the side that wants to interrupt communication. However, in the power line laid via a pole transformer or the like, there is no consideration of a multiple grounding point where one end of the power line is grounded, and there is a problem that imbalance occurs on the power line. .
[0007]
Since the power line is not designed for communication, no consideration is given to the degree of balance. In a phase where one end of the power line is grounded, the impedance is greatly reduced, and imbalance with another phase occurs. In Japan, there are many cases where the power line drawn into the house is located at the location of the pole transformer and is grounded by the ground wire. For this reason, when impedance imbalance occurs in the power line and a common mode current is generated on the power line as a transmission line, a leaked radio wave is generated. If a countermeasure is taken with a common mode choke coil or the like, an operation of removing the existing single-phase three-wire type electric wire and winding it around the coil occurs. For this reason, work involving a power outage of the power supply system is required, and problems such as an increase in the construction scale occur.
[0008]
An object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems of the prior art, to reduce a leaked radio wave even in a power line communication system using a power line laid via a pole transformer or the like, and without a power outage. An object of the present invention is to provide an installable power line filter.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a power line carrier communication system in which a power line of a commercial power supply is used as a communication medium and communication is performed by a power line carrier communication device. A plurality of power line carrier communication devices to be connected to the earth line connected to the neutral line of the single-phase three-wire electric wire, a high ground impedance for the frequency of performing the power line communication, and a commercial power supply frequency. A power line filter having a low ground impedance.
[0010]
As a result, the impedance to the ground as viewed from the neutral line connected to the ground line becomes large with respect to the frequency at which the power line communication is performed, and the difference from the impedance of the other phase becomes small. As a result, the unbalance of the power line is reduced, and the generation of the leakage wave can be suppressed by suppressing the generation of the common mode current.
[0011]
Further, the power line communication system of the present invention includes a single-phase three-wire cable between the secondary side of the transformer and the power line communication device, which has a high impedance with respect to a frequency at which the power line communication is performed, a commercial power frequency, , A power line filter having a low impedance is provided.
[0012]
The power line filter provided on the single-phase three-wire cable is provided on both sides of the single-phase three-wire cable fixed to a pole insulator.
[0013]
As a result, it is possible to reduce the common mode current flowing from the single-phase three-wire to the telephone pole, and to suppress the generation of leaked radio waves.
[0014]
Further, the power line carrier communication system of the present invention, the ground line connected to the neutral line of the single-phase three-wire electric wire, high ground impedance for the frequency of the power line carrier communication, for commercial power frequency A first power line filter having a low ground impedance and a high power line communication frequency for a single-phase three-wire cable between the secondary side of the transformer and the power line communication device. A second power line filter having low impedance with respect to impedance and commercial power frequency is provided.
[0015]
The power line filter is preferably a clamp type coil. In this case, for the frequency f at which the power line communication is performed, an impedance 2πfL [Ω] is formed by the inductance component L [H] of the coil. On the other hand, since the impedance becomes low with respect to the commercial power supply frequency, the influence on the existing ground resistance can be minimized.
[0016]
The power line filter of the present invention is a single-phase three-wire electric wire serving as a power line, a ground line connected to the neutral line of the commercial power supply, a high ground impedance with respect to the frequency of performing power line communication, and a commercial power supply frequency. In addition, an element having a low ground impedance is provided. The element is a clamp-type coil that can be attached to the single-phase three-wire cable without a power failure.
[0017]
The clamp-type coil has a shape for sandwiching an electric wire, and thus can be easily inserted and installed in the middle without removing an existing electric wire.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a power line communication system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a power line communication system according to a first embodiment. The power line carrier communication system includes a modem A 108 installed on a single-phase three-wire type electric wire on the secondary side of the transformer 102 and an indoor modem B 109. Specifically, it is connected to the power line W105 and the power line N (neutral line) 104, receives power supply from the power line W105, and serves as a signal transmission path. In the first embodiment, the leakage electric wave 113 is suppressed by providing a power line filter on the ground line 106 connected to the power line N104. This will be specifically described below.
[0019]
When the power line carrier communication signal is transmitted from the modem A 108 to the modem B 109, normal currents 122a and 122b having different directions are generated in the power line W105 and the power line N104. If the ground impedance Zw110 on the power line W105 is equal to the ground impedance Zn111 on the power line N104, both normal currents have the same current level.
[0020]
However, in the configuration of FIG. 1, since the ground line 106 is connected to the power line N104, a part of the normal current component flows as a common mode current. As a result, due to the difference between the normal current 122a and the normal current 122b having different directions, the current flows on the power line as the common mode current Ic112 having a certain directivity.
[0021]
The common mode current Ic112 generates a leaked radio wave 113 by flowing through the power lines N104 and W105. Experimental results show that the leaked radio wave 113 is proportional to the common mode current Ic112 flowing on the power line. By suppressing the generation of the common mode current, it is possible to suppress the leaked radio wave.
[0022]
A major factor that determines the balance of a power line is the ground impedance of a pair of electric wires. In the case of FIG. 1, since one end of the power line N104 of the single-phase three-wire electric wire is grounded by the ground wire 106, the ground impedance Zn111 is significantly lower than that of Zw110, and unbalance occurs.
[0023]
Normally, since the utility pole is grounded by the ground wire 106 connected to the transformer 102 by the class B grounding work, the ground impedance Zn111 has a low value of about 10Ω or less. On the other hand, the ground impedance Zw110 of the W phase is about 150 ± 20Ω according to the actually measured value. As a result, imbalance of the ground impedance occurs, and the common mode current Ic112 is generated.
[0024]
In FIG. 1, the coils 107 are respectively installed as power line filters on the ground lines 106 immediately before the modems A and B. Therefore, the N-phase ground impedance ωL [Ω] is determined by the inductance component L [H] of the coils 107. Increase. The frequency at which power line carrier communication is performed is currently 10 kHz to 450 kHz approved by the Radio Law Enforcement Regulations, and 1.7 MHz to 30 MHz, etc., where deregulation is being studied in the future.
[0025]
Therefore, the coil 107 has a high impedance with respect to the frequency of the power line carrier communication, and has a negligibly low impedance with respect to the commercial power frequency. By appropriately selecting the inductance L, it is possible to balance the ground impedance Zw of the power line W105 and the impedance ωL of the coil 107 with respect to the communication frequency.
[0026]
For example, when the inductance component L is 2 μH, the impedance at 10 MHz becomes a large value of 126Ω and the impedance increases, so that the impedance is balanced with the ground impedance Zw (150 ± 20Ω). The impedance at the commercial power frequency of 60 Hz is 0.001Ω, and the effect on the existing ground resistance can be ignored.
[0027]
This alleviates the unbalanced state of the power line and suppresses the generation of the common mode current 112 flowing into the power lines N104 and W105, thereby making it possible to suppress the leaked radio wave 113.
[0028]
FIG. 2 shows a sectional structure of the clamp type coil. In this example, a clamp-type coil is used as the coil 107 in FIG. 1, and a ferrite core 107b is integrally mounted on a connector 107a. The ferrite core 107b is a C-shaped core having a ring shape and is a magnetic material of a core piece, and is configured to be combined with the ring shape again. The connector 107a has a movable portion 107d such as a hinge, and is fixed by a coupling portion 107c. For the ferrite core 107b, it is preferable to select a material such as a ferrite material or an amorphous alloy material having the most suitable impedance characteristic with respect to the frequency at which power line communication is performed.
[0029]
FIG. 3 is an external view of the clamp-type coil, showing a state where the coil is inserted into the ground wire 106. The clamp-type coil shown in FIG. 2 is inserted into the ground wire 106, closed in the state shown in FIG. 3, and fixed by the joint 107c. If such a clamp-type coil is used, the earth wire 106 is not detached when the coil 107 is attached, and there is no need for a power failure, so that the construction can be simplified.
[0030]
FIG. 4 is an external view showing a method of attaching another coil to the ground wire. As illustrated, the impedance can be changed by looping the ground wire 106 around the clamp coil 107. A desired impedance can be obtained by adjusting the number of loops.
[0031]
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the effect of the first embodiment. As shown in the figure, the common current flowing through the ground wire 106 is suppressed by 15 dBμA at the maximum when the coil 107 is provided, as compared with the case where no coil is provided.
[0032]
In the first embodiment, the case where the present invention is applied to a power line outside the house is described. However, the present invention can be widely applied to a ground line such as a washing machine or a microwave oven grounded inside the house, and the same effect can be obtained. To play.
[0033]
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating Embodiment 2 of the power line communication system. The arrangement of the power line and the modem is the same as in FIG. 1, and power line carrier communication is performed from the modem A 108 installed on the secondary side of the transformer 102 to the modem B 109 of the subscriber home 100. In this case, the experimental results show that the common current Ic112 flowing through the single-phase three-wire electric wire 118 (all three wires) propagates in the air due to the high frequency, and also flows through the electric pole 101 through the arm 119 wound around the power pole 101. ing.
[0034]
Therefore, a coil 114 is provided for the single-phase three-wire type electric wire 118 between the secondary side of the transformer 102 and the modem A 108 or on both sides of the power pole 101 in a lump. Thereby, the common mode current Ic112 can be suppressed, and the common mode currents Ic-A116 and Ic-B117 flowing into the utility pole 101 can be suppressed.
[0035]
6 and 7 are explanatory diagrams showing a mechanism of magnetic flux generation in a normal current and a common mode current flowing through the clamp type coil. In FIG. 6, the magnetic flux 123a induced by the normal current 122a of the W-phase power line W105 and the magnetic flux 123b induced by the normal current 122b of the N-phase power line N104 are in opposite directions. Therefore, the mutual magnetic fluxes are canceled out and no impedance is generated, and the influence on the normal current component can be minimized.
[0036]
On the other hand, as shown in FIG. 7, the magnetic flux 124 induced by the common mode current 112 has the same direction in both the W phase and the N phase. For this reason, the magnetic fluxes 124 are added together, function as an inductance that generates a large impedance, and can attenuate the common mode current.
[0037]
As described above, when the clamp type coil 114 is attached to the single-phase three-wire type electric wire 118, it is possible to suppress only the common mode current without attenuating the normal current serving as the communication signal. In the above description, the coil 114 is collectively provided on the single-phase three-wire type electric wire 118. However, when only two power lines are actually used for power line communication, the coil 114 is provided for the two lines. It may be.
[0038]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing installation of a clamp coil as one specific example of the second embodiment. Clamp-type coils 114 are provided on both sides of a single-phase three-wire electric wire 118 fixed to a low-voltage insulator 120 on a power pole 101. As shown in FIGS. 6 and 7, the single-phase three-wire type electric wire 118 is wrapped around the single-phase three-wire type electric wire 118 in a lump, so that it is not necessary to remove the single-phase three-wire type electric wire 118 during construction.
[0039]
Since the leaked radio wave 113 has a proportional relationship with the common mode current Ic112 flowing through the single-phase three-wire 118, the generation of the common mode current 112 flowing through the power pole 101 through the arm 119 is suppressed, and the leaked radio wave 113 can be suppressed.
[0040]
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the effect of the second embodiment. Compared to the case without the clamp type coil, the common current flowing through the single-phase three-wire type electric wire 118 is suppressed at the maximum by 20 dBμA with the clamp type coil.
[0041]
As described above, according to the first embodiment, the coil is attached to the ground wire in order to suppress the common current flowing from the single-phase three-wire electric wire through the ground wire. Further, according to the second embodiment, in order to suppress a common current flowing from a single-phase three-wire type electric wire to a utility pole or the like, a coil is attached to each of the single-phase three-wire type electric wires. Therefore, in the third embodiment, the first embodiment and the second embodiment are combined, and the first clamp coil is attached to the ground wire from the single-phase three-wire electric wire, and all the single-phase three-wire electric wires are combined, or A second clamp-type coil is attached to two wires used for communication. According to this, the advantages of both are compensated for, and a more effective countermeasure for the leaked radio wave becomes possible.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, since a power line filter is provided for a ground line connected to a single-phase three-wire type electric wire used for power line carrier communication, the impedance at the communication frequency is increased, and the balance of the power line is improved. This has the effect of suppressing the leaked radio waves.
[0043]
Further, according to the present invention, since the power line filter is provided collectively on the single-phase three-wire type electric wire, there is an effect of increasing the impedance with respect to the common current flowing through the pole and suppressing the leaked radio wave.
[0044]
In addition, since a clamp-type coil is used as a power line filter, there is an effect that attachment to an electric wire can be easily performed without a power failure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a power line carrier communication system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a clamp-type coil showing an example of the power line filter of the present invention.
FIG. 3 is an external view showing a method of using a clamp-type coil.
FIG. 4 is an external view showing another method of using the clamp-type coil.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a power line carrier communication system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method of using a clamp-type coil and a behavior of a magnetic flux in a normal mode according to a second embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a behavior of a magnetic flux in a common mode of the clamp-type coil in the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a clamp type coil according to a specific example of the second embodiment;
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the effect of the first embodiment.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the effect of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
100: Customer A, 101: Power pole, 102: Transformer, 103: Power line V (phase), 104: Power line N (phase), 105: Power line W (phase), 106: Ground wire, 107: Clamp coil 108 Power line carrier communication modem A, 109 Power line carrier communication modem B, 110 Ground impedance Zw, 111 Ground impedance Zn, 112 Common current Ic, 113 Leakage radio wave, 114 Clamp coil, 115 Load, 116 ... common current Ic-A, 117 ... common current Ic-B, 118 ... single-phase three-wire, 119 ... arm, 120 ... low-voltage insulator.

Claims (8)

商用電源の電力線を通信媒体とし、電力線搬送通信機器による通信を行う電力線搬送通信システムにおいて、
前記電力線が伝送路となる単相三線式電線に送・受信する複数の電力線搬送通信機器を接続し、前記単相三線式電線の中性線に接続されているアース線に対し、電力線搬送通信を行う周波数に対しては高い対地インピーダンス、商用電源周波数に対しては低い対地インピーダンスを有する電力線フィルタを設けることを特徴とする電力線搬送通信システム。
In a power line carrier communication system in which a power line of a commercial power supply is used as a communication medium and communication is performed by a power line carrier communication device,
The power line is connected to a plurality of power line carrier communication devices for transmitting / receiving to a single-phase three-wire cable serving as a transmission path, and a power line carrier communication is performed with respect to a ground wire connected to a neutral wire of the single-phase three-wire cable. A power line filter having a high ground impedance for the frequency at which the power supply is performed and a low ground impedance for the commercial power frequency.
商用電源の電力線を通信媒体とし、電力線搬送通信機器による通信を行う電力線搬送通信システムにおいて、
変圧器の2次側と前記電力線搬送通信機器との間の単相三線式電線に、電力線搬送通信を行う周波数に対しては高いインピーダンス、商用電源周波数に対しては低いインピーダンスを有する電力線フィルタを設けることを特徴とする電力線搬送通信システム。
In a power line carrier communication system in which a power line of a commercial power supply is used as a communication medium and communication is performed by a power line carrier communication device,
A single-phase three-wire electric wire between the secondary side of the transformer and the power line communication device is provided with a power line filter having a high impedance for a frequency performing the power line communication and a low impedance for a commercial power frequency. A power line carrier communication system, comprising:
請求項2において、
前記電力線フィルタは、柱上碍子に固定されている前記単相三線式電線の両側に設けることを特徴とする電力線搬送通信システム。
In claim 2,
The power line carrier communication system, wherein the power line filter is provided on both sides of the single-phase three-wire electric wire fixed to a pole insulator.
商用電源の電力線を通信媒体とし、電力線搬送通信機器による通信を行う電力線搬送通信システムにおいて、
前記電力線が伝送路となる単相三線式電線に送信する電力線搬送通信機器と受信する電力線搬送通信機器を接続し、前記単相三線式電線の中性線に接続されているアース線に対し、電力線搬送通信を行う周波数に対しては高い対地インピーダンス、商用電源周波数に対しては低い対地インピーダンスを有する第1の電力線フィルタを設けると共に、変圧器の2次側と前記電力線搬送通信機器との間の単相三線式電線に、電力線搬送通信を行う周波数に対しては高いインピーダンス、商用電源周波数に対しては低いインピーダンスを有する第2の電力線フィルタを設けることを特徴とする電力線搬送通信システム。
In a power line carrier communication system in which a power line of a commercial power supply is used as a communication medium and communication is performed by a power line carrier communication device,
The power line is connected to a power line carrier communication device and a power line carrier communication device to be transmitted to a single-phase three-wire electric wire to be a transmission path, and to a ground wire connected to a neutral wire of the single-phase three-wire electric wire, A first power line filter having a high ground impedance for a frequency at which power line communication is performed and a low ground impedance for a commercial power frequency is provided, and a first power line filter is provided between a secondary side of a transformer and the power line communication device. A single-phase three-wire electric wire provided with a second power line filter having a high impedance at a frequency for performing power line communication and a low impedance at a commercial power frequency.
請求項1−4の何れか1項において、
前記電力線フィルタは前記単相三線を停電することなく装着できるコイルであることを特徴とする電力線搬送通信システム。
In any one of claims 1-4,
The power line carrier communication system according to claim 1, wherein the power line filter is a coil that can be attached to the single-phase three-wire without a power failure.
商用電源の電力線を通信媒体とする電力線搬送通信システムの漏洩電波を抑制するための電力線フィルタにおいて、
電力線となる単相三線式電線の商用電源の中性線に接続されているアース線に、電力線搬送通信を行う周波数に対して高い対地インピーダンス、商用電源周波数に対しては低い対地インピーダンスを有する素子を設けることを特徴とする電力線用フィルタ。
In a power line filter for suppressing leaked radio waves of a power line carrier communication system using a power line of a commercial power supply as a communication medium,
An element that has a high ground impedance for the frequency of power line carrier communication and a low ground impedance for the commercial power frequency on the ground wire connected to the neutral line of the commercial power supply of a single-phase three-wire electric wire that becomes the power line. And a power line filter.
請求項6において、
前記素子は前記単相三線式電線を停電することなく装着できるクランプ式コイルであることを特徴とする電力線用フィルタ。
In claim 6,
A power line filter, wherein the element is a clamp-type coil that can be attached to the single-phase three-wire electric wire without a power failure.
請求項7において、
前記クランプ式コイルは酸化物フェライト材またはアモルファス合金材の材質でなる電力線用フィルタ。
In claim 7,
The clamp type coil is a power line filter made of an oxide ferrite material or an amorphous alloy material.
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