JP2004356771A - インピーダンス改善器具、分電盤、配電ブレーカ、及びコンセントボックス - Google Patents

Abstract

【課題】電力線搬送通信に用いられる電力線の平衡度を容易に改善することができるインピーダンス改善器具、分電盤、配電ブレーカ、及びコンセントボックスを提供する。
【解決手段】商用電力線である電圧線１２，中性線１４に通信信号を重畳することにより通信を行う電力線搬送通信に用いられ、通信信号の周波数においてインピーダンスを増大させるフェライトコア２１を、中性線１４を大地に接地する接地線１５に取り付ける。また、フェライトコア２１の両端間に生じる電圧を制限するバリスタ２４を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線搬送通信に用いられるインピーダンス改善器具、分電盤、配電ブレーカ、及びコンセントボックスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、商用電力線に、例えば高周波の搬送波周波数を有する通信信号を重畳することにより通信を行う電力線搬送通信が知られている。図１４は、このような電力線搬送通信システムの電力線系統の構成を示す図である。図１４において、送電線などの高圧線が、電柱などに設置された柱上トランス１０１に接続されている。そして、柱上トランス１０１によって低電圧に変換された電力が、電圧線１０２，１０３、及び中性線１０４からなる屋内への引込み線などの低圧線へ出力される。例えば、家庭用の引込み線では、中性線１０４と電圧線１０２、及び中性線１０４と電圧線１０３との間の電圧がＡＣ１００Ｖ、電圧線１０２と電圧線１０３との間の電圧がＡＣ２００Ｖにされ、中性線１０４は接地線１０５を介して大地に接地されている。
【０００３】
そして、例えば電圧線１０２と中性線１０４とが屋内配線として屋内に引き回され、屋内の各所に設けられたコンセントなどを介して電力が家庭用電気機器に供給される。また、電力線搬送通信の端末装置１０６と、端末装置１０７とは、電圧線１０２と中性線１０４とを介してデータ送受信可能に接続されている。このような電力線搬送通信システムにおいて、電力線のインピーダンスをフィルタを用いて電力線搬送通信に適合させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２４５５７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような電力線搬送通信システムにおいては、電圧線１０２と中性線１０４とからなる通信路は、中性線１０４が接地線１０５を介して大地に接地されているため、電圧線１０２は大地に対して高インピーダンスであるのに対して中性線１０４は大地に対して低インピーダンスとなり、平衡度が悪化する。そして、平衡度が悪いと電圧線１０２と中性線１０４とから放射される電磁界が増大し、放射電磁界による電磁障害を招くおそれが増大するという不都合がある。また、既設の屋内配線を電力線搬送通信の通信路として用いる場合、建物内に配線済の屋内配線に後からフィルタを取り付けることが困難であるという不都合もある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電力線搬送通信に用いられる電力線の平衡度を容易に改善することができるインピーダンス改善器具、分電盤、配電ブレーカ、及びコンセントボックスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、商用電力線に通信信号を重畳することにより通信を行う電力線搬送通信に用いられると共に前記商用電力線の平衡度を改善するためのインピーダンス改善器具であって、前記通信信号の周波数において前記商用電力線の一相と大地との間のインピーダンスを増大させるインピーダンス調整部を備え、前記インピーダンス調整部は、前記商用電力線の一相と大地との間に介設されることを特徴としている。
【０００８】
このような構成の発明は、商用電力線の一相と大地との間にインピーダンス調整部を介設することによって、通信信号の周波数において商用電力線の一相と大地との間のインピーダンスを増大されることができるので、商用電力線の一相と大地との間を接続する接地線に、インピーダンス改善器具を取り付けることにより、容易に電力線搬送通信に用いられる商用電力線の平衡度を改善することができる。
【０００９】
また、上述のインピーダンス改善器具において、前記インピーダンス調整部の両端間に生じる電圧を制限する電圧制限素子をさらに備えることを特徴としている。このような構成の発明は、インピーダンス調整部の両端間に生じる電圧を制限することができる。これにより、商用電力線に接続された機器に過電圧が印加されることを抑制することができる。
【００１０】
また、上述のインピーダンス改善器具において、前記インピーダンス調整部は、フェライトコアであることを特徴としている。このような構成の発明においては、フェライトコアによって通信信号の周波数において商用電力線の一相と大地との間のインピーダンスを増大させることができる。
【００１１】
また、上述のインピーダンス改善器具において、前記フェライトコアは、前記商用電力線の一相と大地との間を接続する接地線を挟み込んでクランプ可能にされており、前記フェライトコアと、前記電圧制限素子とを一体に保持する保持部を備え、前記保持部は、前記フェライトコアの両端位置で、それぞれ前記接地線と接触する第１、第２の電極を備え、前記電圧制限素子は、前記第１、第２の電極間に接続されることを特徴としている。このような構成の発明は、商用電力線の一相と大地との間を接続する接地線をフェライトコアによって挟み込んでクランプすることができ、フェライトコアの両端位置で、前記電圧制限素子を前記接地線に接続することができるので、インピーダンス改善器具を接地線に取り付けることが容易である。
【００１２】
また、上述のインピーダンス改善器具において、前記インピーダンス調整部は、前記通信信号の周波数において１００Ω以上のインピーダンスを生じるフィルタであることを特徴としている。このような構成の発明は、前記通信信号の周波数において１００Ω以上のインピーダンスを生じさせることができる。
【００１３】
また、上述のインピーダンス改善器具において、前記インピーダンス調整部と前記電圧制限素子とは、前記商用電力線に電気機器を接続するための電源端子と接地端子とを備えたコンセントボックス内に配設されていることを特徴としている。このような構成の発明は、コンセントボックスに接続されたプラグを介して接続された商用電力線の平衡度を改善すると共にその商用電力線に過電圧が生じることを抑制することができ、また、インピーダンス改善器具がコンセントボックス内に配設されているので設置が容易である。
【００１４】
また、上述のインピーダンス改善器具において、前記インピーダンス調整部と前記電圧制限素子とは、前記商用電力線に接続されるコンセントボックスが備える電源端子及び接地端子にそれぞれ接続可能なオス型電源端子及びオス型接地端子と、前記オス型電源端子及びオス型接地端子にそれぞれ接続されると共に電気機器の電源プラグを接続可能にされたメス型電源端子及びメス型接地端子とを備えたプラグ中継用アダプタの筐体内に配設されていることを特徴としている。このような構成の発明は、コンセントボックスにプラグ中継用アダプタを介して接続された商用電力線の平衡度を改善すると共にその商用電力線に過電圧が生じることを抑制することができ、また、インピーダンス調整部と電圧制限素子とがプラグ中継用アダプタの筐体内に配設されているので設置が容易である。
【００１５】
また、本発明に係る分電盤は、外部から引き込まれた電力を開閉するための主幹ブレーカと、前記主幹ブレーカから出力された電力を分岐させる配電用ブレーカとを備えた分電盤であって、前記主幹ブレーカと前記配電用ブレーカとの間にコモンモードノイズを除去するためのコモンモードフィルタを介設したことを特徴としている。このような構成の発明は、送電線から引き込まれた電力を配電する際に、コモンモードノイズを除去することができる。
【００１６】
また、本発明に係るブレーカは、電力が入力される入力端子とその入力端子に入力された電力を出力する出力端子とを備え、前記入力端子と前記出力端子との間にコモンモードノイズを除去するためのコモンモードフィルタを介設したことを特徴としている。このような構成の発明は、入力された電力からコモンモードノイズを除去して出力することができる。
【００１７】
また、本発明に係るコンセントボックスは、電力が入力される入力端子とその入力端子に入力された電力を電気機器へ出力可能なメス型出力端子とを備え、前記入力端子と前記メス型出力端子との間にコモンモードノイズを除去するためのコモンモードフィルタを介設したことを特徴としている。このような構成の発明は、メス型出力端子に接続可能なプラグを介してコモンモードノイズが除去された電力を出力することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係るインピーダンス改善器具を用いた電力線搬送通信システムの構成の一例を示す図である。図１に示す電力線搬送通信システムにおいては、柱上トランス１１によって低電圧に変換された電力が、電圧線１２，１３、及び中性線１４からなる屋内への引込み線などの低圧線へ出力される。例えば、家庭用の引込み線では、中性線１４と電圧線１２、及び中性線１４と電圧線１３との間の電圧がＡＣ１００Ｖ、電圧線１２と電圧線１３との間の電圧がＡＣ２００Ｖにされている。
【００１９】
そして、電圧線１２と中性線１４とが屋内配線として屋内に引き回され、屋内の各所に設けられたコンセントボックス１８などを介して電力が家庭用電気機器に供給される。また、電圧線１２及び中性線１４には、電力線搬送通信の端末装置１６と、端末装置１７とが接続されており、電圧線１２と中性線１４とを介してデータ送受信可能にされている。さらに、中性線１４は、接地線１５と平衡度改善器具２０とを介して大地に接地されている。
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１に示す電力線搬送通信システムにおいて、中性線１４は、本発明の第１の実施形態に係るインピーダンス改善器具の一例である平衡度改善器具２０と、接地線１５とを介して大地に接地されている。平衡度改善器具２０は、接地線１５を挟み込んでクランプするフェライトコア２１と、フェライトコア２１の両端位置でそれぞれ接地線１５と接触する電極２２及び電極２３と、電極２２，２３間に接続され、電極２２，２３間の電圧を制限するバリスタ２４とを備える。フェライトコア２１は、電力線搬送波通信の通信信号の周波数、例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ程度の周波数に対して例えば１００Ω以上のインピーダンスを生じるようにされている。また、バリスタ２４は、例えば制限電圧値が１８００Ｖにされている。
【００２２】
図２は、平衡度改善器具２０の外観を示す斜視図である。図２に示す平衡度改善器具２０は、平衡度改善器具２０ａと平衡度改善器具２０ｂとの二つの部材に分割可能に構成されている。また、フェライトコア２１、電極２２、及び電極２３は、それぞれフェライトコア２１ａとフェライトコア２１ｂ、電極２２ａと電極２２ｂ、及び電極２３ａと電極２３ｂとの二つの部材に分割可能に構成されている。
【００２３】
そして、電極２２ａ、フェライトコア２１ａ、及び電極２３ａがそれぞれ分割面を露出した状態でこの順に並んで、例えばベーク、セラミック、その他の樹脂材料等の絶縁材料からなる保持部材２５ａによって一体に保持されて平衡度改善器具２０ａが構成されている。また、電極２２ｂ、フェライトコア２１ｂ、及び電極２３ｂがそれぞれ分割面を露出した状態でこの順に並んで、例えばベーク、セラミック、その他の樹脂材料等の絶縁材料からなる保持部材２５ｂによって一体に保持されている。さらに、保持部材２５ｂによって、一方の端子が電極２２ｂに接続され他方の端子が電極２３ｂに接続されたバリスタ２４が保持されて平衡度改善器具２０ｂが構成されている。
【００２４】
また、平衡度改善器具２０ｂには、接地線１５を挟み込むための溝２６が、電極２２ｂ、フェライトコア２１ｂ、及び電極２３ｂの分割面を横切るように略直線状に形成されている。
【００２５】
そして、溝２６に導体が露出した状態の接地線１５がはめ込まれた状態で、平衡度改善器具２０ａと平衡度改善器具２０ｂとをそれぞれその分割面同士で接触させて一体に結合させることにより、接地線１５がフェライトコア２１によって挟み込まれてクランプされる。また、フェライトコア２１の両端位置で、電極２２，２３がそれぞれ接地線１５と接触することにより、バリスタ２４がフェライトコア２１と並列に接続される。
【００２６】
これにより、既設の電力配線を電力線搬送通信に用いる場合であっても、接地線１５を切断したり、接地系統の配線工事をやり直したりすることなく、既設の接地線１５に平衡度改善器具２０を取り付けることが容易になる。
【００２７】
また、接地線１５に平衡度改善器具２０を取り付けることにより、接地線１５がフェライトコア２１によって挟み込まれてクランプされるので、接地線１５のインピーダンスが電力線搬送通信の通信信号の周波数において高められる結果、中性線１４の大地に対するインピーダンスが高められ、平衡度が改善される。
【００２８】
これにより、電圧線１２と中性線１４とから放射される放射電磁界強度が低減される。また、電圧線１２と中性線１４とからなる通信路のコモンモードノイズを低減させるために、電圧線１２と中性線１４とにコモンモードチョークコイルを挿入することが考えられるが、電圧線１２と中性線１４との平衡度が改善されることにより、電圧線１２と中性線１４とに挿入されたコモンモードチョークコイルによるノイズ低減効果を増大させることが可能になる。
【００２９】
一方、例えば雷等により発生したサージ電流が接地線１５を流れる場合があるが、この場合、接地線１５がフェライトコア２１によってクランプされることにより、フェライトコア２１のインピーダンスによって、フェライトコア２１の両端間にサージ電流によるサージ電圧が発生することがある。そのため、このサージ電圧が接地線１５に接続されている中性線１４等の屋内配線に印加され、屋内配線に接続されている電気機器に破壊等の障害を与えることが考えられる。
【００３０】
この場合、バリスタ２４がフェライトコア２１と並列に接続されているので、フェライトコア２１の両端間に生じるサージ電圧を制限することができ、過電圧が発生することを抑制することができる。なお、バリスタ２４の代わりに、ＺＮＲやツェナーダイオード等の電圧制限素子を用いても良い。
【００３１】
図３は、平衡度改善器具２０を用いずに中性線を接地した場合と、中性線を接地する接地線にインピーダンスを１ｋΩにした平衡度改善器具２０を取り付けた場合との放射妨害電界強度を測定した実験データである。この実験では、１０ｍの電力線を用いて電力線搬送通信を行い、その１０ｍの電力線の中央から３ｍ離れた地点での放射妨害電界強度を測定した。その結果、図３に示すように、中性線を接地する接地線に平衡度改善器具２０を取り付けることにより、１５ＭＨｚの周波数において約３０ｄＢの放射妨害電界強度レベルの低下が確認された。
【００３２】
（第２実施形態）
図１に示す電力線搬送通信システムにおいて、電圧線１２と中性線１４とは、本発明の第２の実施形態に係るインピーダンス改善器具の一例であるコンセントボックス３０に接続されている。コンセントボックス３０は、電源端子３１，３２、接地端子３３、フィルタ３４、及びバリスタ３５を備える。そして、コンセントボックス３０は、例えば建物の壁面に設置されたり、テーブルタップとして用いられたりする３端子のコンセントボックスであり、３端子の電源プラグ１９を差し込んで接続することが可能にされている。
【００３３】
電源端子３１と電源端子３２とは、それぞれ電圧線１２と中性線１４とに接続されている。また、接地端子３３は、フィルタ３４を介して大地に接地されている。また、フィルタ３４にはバリスタ３５が並列に接続されており、バリスタ３５によってフィルタ３４の両端間に生じる電圧が制限されるようにされている。フィルタ３４としては、電力線搬送波通信の通信信号の周波数、例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ程度の周波数に対して例えば１００Ω以上のインピーダンスを生じるフェライトコアが用いられる。また、バリスタ３５は、例えば制限電圧値が１８００Ｖにされている。
【００３４】
図４は、電源プラグ１９に接続された負荷機器１１０の構成の一例を示す図である。負荷機器１１０は、例えば家庭用の電気機器であり、電源ケーブル１１１と電源プラグ１９とを介して電力を電源回路１１２へ取り込むようにされている。電源ケーブル１１１は、電圧線１２ａ、中性線１４ａ、及び接地線３３ａを有しており、電源プラグ１９がコンセントボックス３０に接続されると、電圧線１２ａ及び中性線１４ａは、それぞれ電圧線１２及び中性線１４に接続され、接地線３３ａは、フィルタ３４を介して大地に接地される。
【００３５】
負荷機器１１０は、電源ノイズ対策用のフィルタとして、中性線１４ａと接地線３３ａとの間にコンデンサ１１３を接続している場合がある。あるいは、中性線１４ａと接地線３３ａとの間にサージキラーが接続されていたり、電源用の３端子フィルタが用いられている場合にも、中性線１４ａと接地線３３ａとの間に静電容量が付加される。
【００３６】
このような場合、コンデンサ１１３等の静電容量によって、中性線１４ａと接地線３３ａとの間のインピーダンスが電力線搬送通信の通信信号等における高周波数の信号に対して低下する。そして、中性線１４ａと接地線３３ａとはそれぞれ中性線１４と接地端子３３とに接続されているので、接地端子３３が直接大地に接地されている場合には、中性線１４がコンデンサ１１３を介して大地に接地されることとなり、中性線１４の大地に対するインピーダンスが電力線搬送通信の通信信号等における高周波数の信号に対して低下する結果、電圧線１２と中性線１４とからなる通信路の平衡度が悪化することとなる。
【００３７】
しかし、接地端子３３はフィルタ３４を介して大地に接地されているので、中性線１４がコンデンサ１１３とフィルタ３４とを介して大地に接地されることとなり、フィルタ３４によって、中性線１４の大地に対するインピーダンスが電力線搬送通信の通信信号等における高周波数の信号に対して増大される結果、電圧線１２と中性線１４とからなる通信路の平衡度が悪化することが抑制される。
【００３８】
また、電圧線１２ａと中性線１４ａとを電力線搬送通信の通信路として用いる場合であっても、フィルタ３４によって、電圧線１２ａと中性線１４ａとからなる通信路の平衡度が改善される。
【００３９】
また、例えば雷等によるサージ電圧がフィルタ３４の両端に生じた場合であっても、バリスタ３５がフィルタ３４と並列に接続されているので、フィルタ３４の両端間に生じるサージ電圧を制限することができ、過電圧が発生することを抑制することができる。
【００４０】
また、建物に既設のコンセントボックスをコンセントボックス３０に取り替えることにより、電圧線１２と中性線１４とからなる通信路の平衡度が悪化することを容易に抑制することができる。
【００４１】
なお、フィルタ３４としては、例えば図５に示すインダクタ３４１とコンデンサ３４２とが並列接続されたフィルタを用いても良い。この場合、フィルタ３４は、インダクタ３４１によって電力線搬送通信の通信信号等における高周波数の信号に対するインピーダンスを増大させる一方、コンデンサ３４２によって負荷機器１１０からコンデンサ１１３を介して接地へ帰還されてきた高周波のノイズに対するインピーダンスを低下させることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
図１に示す電力線搬送通信システムにおいて、電圧線１２と中性線１４とは、３端子のコンセントボックス１８に接続されている。そして、本発明の第３の実施形態に係るインピーダンス改善器具の一例であるプラグ中継アダプタ４０が、コンセントボックス１８を介して電圧線１２と中性線１４とに接続可能にされている。
【００４３】
図６は、プラグ中継アダプタ４０の構成の一例を説明するための図である。プラグ中継アダプタ４０は、オス型電源端子４１，４２、オス型接地端子４３、メス型電源端子４４，４５、メス型接地端子４６、フィルタ４７、及びバリスタ４８を備える。そして、プラグ中継アダプタ４０をコンセントボックス１８に差し込むことにより、オス型電源端子４１とオス型電源端子４２とはそれぞれコンセントボックス１８を介して電圧線１２と中性線１４とに接続され、オス型接地端子４３はコンセントボックス１８を介して大地に接地される。
【００４４】
また、オス型電源端子４１とオス型電源端子４２とは、それぞれメス型電源端子４４とメス型電源端子４５とに接続されている。また、オス型接地端子４３は、フィルタ４７を介してメス型接地端子４６に接続されている。また、フィルタ４７にはバリスタ４８が並列に接続されており、バリスタ４８によってフィルタ４７の両端間に生じる電圧が制限されるようにされている。フィルタ４７及びバリスタ４８としては、フィルタ３４及びバリスタ３５と同様のものが用いられる。
【００４５】
そして、図４に示す電源プラグ１９がプラグ中継アダプタ４０に接続されると、電圧線１２ａ及び中性線１４ａは、それぞれ電圧線１２及び中性線１４に接続され、接地線３３ａは、フィルタ４７を介して大地に接地される。
【００４６】
これにより、コンセントボックス３０と同様にして、フィルタ４７によって、中性線１４の大地に対するインピーダンスが電力線搬送通信の通信信号等における高周波数の信号に対して増大される結果、電圧線１２と中性線１４とからなる通信路の平衡度が悪化することが抑制される。また、電圧線１２ａと中性線１４ａとを電力線搬送通信の通信路として用いる場合であっても、フィルタ４７によって、電圧線１２ａと中性線１４ａとからなる通信路の平衡度が改善される。
【００４７】
また、例えば雷等によるサージ電圧がフィルタ４７の両端に生じた場合であっても、バリスタ４８がフィルタ４７と並列に接続されているので、フィルタ４７の両端間に生じるサージ電圧を制限することができ、過電圧が発生することを抑制することができる。
【００４８】
また、建物に既設のコンセントボックスや屋内配線を変更することなく、プラグ中継アダプタ４０を用いることにより、電圧線１２と中性線１４とからなる通信路の平衡度が悪化することを容易に抑制することができる。
【００４９】
（第４実施形態）
次に、図１に示す電力線搬送通信システムに用いられる本発明の第４の実施の形態による分電盤について説明する。図７は、本発明の第４の実施の形態による分電盤の構成の一例を説明するための図である。なお、図１に示す電力線搬送通信システムと同様の部分には同一符号を付している。
【００５０】
図７に示す分電盤５０は、柱上トランス１１から電圧線１２，１３、及び中性線１４からなる引込み線によって送電された電力をオンオフする主幹ブレーカ５１と、主幹ブレーカ５１から出力された電力を、例えば屋内の各部屋へ配電する屋内配線に分岐するための複数のブレーカ５３，５４，５５，５６，５７，５８と、主幹ブレーカ５１とブレーカ５３，５４，５５，５６，５７，５８との間に介設されたコモンモードチョークコイル５２とを備える。また、柱上トランス１１に接続された中性線１４は、接地線１５によって接地されている。
【００５１】
ブレーカ５３，５４，５５は、それぞれ電圧線１２及び中性線１４にコモンモードチョークコイル５２と主幹ブレーカ５１とを介して接続され、その接続された電圧線１２及び中性線１４を屋内配線である電圧線１２ｂ及び中性線１４ｂに分岐して配電させる。また、ブレーカ５６，５７，５８は、それぞれ電圧線１３及び中性線１４にコモンモードチョークコイル５２と主幹ブレーカ５１とを介して接続され、その接続された電圧線１３及び中性線１４を、屋内配線である電圧線１３ｂ及び中性線１４ｂに分岐して配電させる。
【００５２】
コモンモードチョークコイル５２としては、電力線搬送波通信の通信信号の周波数、例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数に対してコモンモードのインピーダンスが例えば１ｋΩ以上となるように、１００μＨ以上のコモンモードチョークコイルが用いられる。また、コモンモードチョークコイル５２の代わりにフェライトコア等のコモンモードノイズフィルタを用いても良い。
【００５３】
そして、電圧線１２ｂ及び中性線１４ｂに電力線搬送通信の端末装置が接続され、電圧線１２ｂ及び中性線１４ｂが電力線搬送通信の通信路として用いられる。あるいは、電圧線１３ｂ及び中性線１４ｂに電力線搬送通信の端末装置が接続され、電圧線１３ｂ及び中性線１４ｂが電力線搬送通信の通信路として用いられる構成であっても良い。
【００５４】
この場合、中性線１４は、接地線１５によって接地されているため、電圧線１２ｂと中性線１４ｂとからなる通信路、および電圧線１３ｂと中性線１４ｂとからなる通信路の平衡度は悪化している。一方、平衡度は、通信路に印加されたコモンモード電圧と、通信路間に生じたノーマルモード電圧との比で表される。従って、通信路に印加されたコモンモード電圧を減衰させて、通信路間に生じるノーマルモード電圧を低減させることにより、通信路の平衡度を改善することができる。
【００５５】
ここで、電圧線１２，１３、及び中性線１４は、コモンモードノイズフィルタであるコモンモードチョークコイル５２を介して、それぞれ電圧線１２ｂ，１３ｂ、及び中性線１４ｂに接続されているので、電圧線１２，１３、及び中性線１４に印加されたコモンモードノイズがコモンモードチョークコイル５２によって低減される結果、電圧線１２ｂと中性線１４ｂとからなる通信路、および電圧線１３ｂと中性線１４ｂとからなる通信路の平衡度が改善される。
【００５６】
なお、接地線１５に、平衡度改善器具２０を取り付けても良い。この場合、電圧線１２，１３、及び中性線１４の平衡度が平衡度改善器具２０によって改善された状態で、さらに電圧線１２，１３、及び中性線１４に印加されたコモンモードノイズがコモンモードチョークコイル５２によって低減されるので、電圧線１２ｂと中性線１４ｂとからなる通信路、および電圧線１３ｂと中性線１４ｂとからなる通信路の平衡度がさらに改善される。
【００５７】
また、分電盤５０は、柱上トランス１１からの電力を受け付ける箇所に設けることができるので、分電盤５０より下流の屋内配線全体の平衡度を容易に改善することができる。また、既設の分電盤を分電盤５０に取り替えることにより、分電盤５０より下流の屋内配線の平衡度を改善することができるので、既設の電力線の平衡度を容易に改善することができる。
【００５８】
（第５実施形態）
次に、図１に示す電力線搬送通信システムに用いられる本発明の第５の実施の形態によるブレーカについて説明する。図８は、本発明の第５の実施の形態によるブレーカ６０の構成の一例を示す図である。図８に示すブレーカ６０は、例えば配電盤内に設けられ、電力を屋内へ配電するために用いられるブレーカである。そして、ブレーカ６０は、例えば配電盤内の主幹ブレーカを介して電圧線１２及び中性線１４にそれぞれ接続される入力端子６１及び入力端子６２と、入力端子６１，６２により受け付けられた電力を屋内配線である電圧線１２ｂと中性線１４ｂとに出力する出力端子６３，６４と、入力端子６１，６２から出力端子６３，６４へ送られる電力をオンオフするスイッチ６５と、入力端子６１，６２と出力端子６３，６４との間に介設されコモンモードノイズを除去するコモンモードチョークコイル６６とを備える。
【００５９】
これにより、電圧線１２及び中性線１４に印加されたコモンモードノイズは、コモンモードチョークコイル６６によって低減されるので、出力端子６３，６４に接続された電圧線１２ｂと中性線１４ｂとからなる通信路の平衡度が改善される。
【００６０】
（第６実施形態）
次に、図１に示す電力線搬送通信システムに用いられる本発明の第６の実施の形態によるコンセントボックスについて説明する。図９は、本発明の第６の実施の形態によるコンセントボックス７０の構成の一例を示す図である。図９に示すコンセントボックス７０は、例えば電気機器の２極電源プラグ７５に接続可能なコンセント７１と、コモンモードチョークコイル７４とを備える。
【００６１】
コンセント７１は、電源の一方の極である接触子７２と、他方の極である接触子７３とを備える。そして、電圧線１２と中性線１４とが、コモンモードチョークコイル７４を介してそれぞれ接触子７２と接触子７３とに接続されている。そして、電源プラグ７５がコンセント７１に差し込まれると、電気機器や電力線搬送通信の端末装置等に接続された電圧線１２ｂと中性線１４ｂとがそれぞれコモンモードチョークコイル７４を介して電圧線１２と中性線１４とに接続される。
【００６２】
これにより、電圧線１２及び中性線１４に印加されたコモンモードノイズは、コモンモードチョークコイル７４によって低減されるので、出力端子６３，６４に接続された電圧線１２ｂと中性線１４ｂとからなる通信路の平衡度を改善することができる。
【００６３】
（第７実施形態）
本発明の第７の実施形態に係るインピーダンス改善用の回路は、商用電力線に通信信号を重畳することにより通信を行う電力線搬送通信に用いられる前記商用電力線のインピーダンスを改善するインピーダンス改善回路であって、前記商用電力線に接続されると共に、前記通信信号の周波数において前記商用電力線から見たインピーダンスを増大させるインピーダンスアッパー部と、前記インピーダンスアッパー部を介して前記商用電力線から供給された電力を負荷機器に出力すると共に、前記負荷機器が出力するノイズの周波数において前記負荷機器から前記商用電力線を見たインピーダンスを低下させるインピーダンス低下部とを備えたことを特徴としている。
【００６４】
図１、図４に示すように、電圧線１２と中性線１４とに電力負荷である負荷機器１１０が接続された場合、負荷機器１１０が備える電源回路１１２によって、電圧線１２と中性線１４との間のインピーダンスが低下する。一方、電圧線１２と中性線１４とを通信路として用いる電力線搬送通信においては、通信の信頼性を確保するために、電圧線１２と中性線１４とからなる通信路のインピーダンスが低下することを防止する必要がある。
【００６５】
そこで、例えば端末装置１６，１７と、負荷機器１１０との間、例えば図１に示す破線部８０の位置にコイルやフェライトコアなどのインダクタンス成分を挿入することにより、通信路としての電力線のインピーダンスが低下することを抑制する方法が知られている。
【００６６】
しかし、例えば破線部８０の位置にインダクタンス成分を挿入した場合、負荷機器１１０から電力線へ放出されるノイズ量が増加したり、電力線から空間へ放出される放射性ノイズが増加したり、電力線に接続されている複数の負荷機器１１０の間で他の負荷機器１１０から放出されたノイズの流入量が増加してノイズに起因するトラブルが増加したりする可能性がある。特に、負荷機器１１０として高周波調理器等のＩＨ機器を用いた場合に、電力線に放出されるノイズの影響が顕著である。
【００６７】
また、建物の既設の電力線に対して、破線部８０の位置にインダクタンス成分を挿入するには、電力線を切断してインダクタンス成分となるフイルタを接地するなどの工事が必要となり、困難性がある。
【００６８】
図１０は、本発明の第７の実施形態に係るインピーダンス改善用の回路であるインピーダンス改善回路８０を用いた電力線搬送通信システムの構成の一例を示す図である。図１０に示す電力線搬送通信システムにおいては、電圧線１２、中性線１４からそれぞれ分岐した支線１２１、支線１４１がインピーダンス改善回路８０に接続されている。そして、支線１２１，１４１は、インピーダンス改善回路８０を介してそれぞれ支線１２２，１４２に接続され、支線１２２，１４２に接続された複数の負荷機器１１０へ電力が供給されるように構成されている。また、電圧線１２、中性線１４には、電力線搬送通信用の端末１６，１７が接続されている。
【００６９】
図１１は、インピーダンス改善回路８０の構成の一例を示す図である。図１１に示すインピーダンス改善回路８０は、インダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３、抵抗Ｒ１、及びコンデンサＣ１を備える。そして、支線１２１は、インダクタＬ１，Ｌ２を介して支線１２２に接続され、支線１４１は、インダクタＬ３を介して支線１４２に接続され、インダクタＬ１とインダクタＬ２との接続点は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とを介して支線１４１に接続されている。そして、インダクタＬ１によって、電力線側から見たインピーダンス改善回路８０のインピーダンスを増大させるためのインピーダンスアッパー部８１が構成され、インダクタＬ２，Ｌ３、抵抗Ｒ１、及びコンデンサＣ１によって、インピーダンス低下部８２が構成されている。
【００７０】
インピーダンス低下部８２においては、コンデンサＣ１として４．７μＦ以上のコンデンサ、インダクタＬ２，Ｌ３として８０μＨのインダクタを用いることができる。これにより、インピーダンス低下部８２は、例えば２０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの周波数を有するノイズを想定した場合の代表値に対して、例えば５０Ω以下の低インピーダンスとなるようにされている。
【００７１】
インピーダンスアッパー部８１は、例えばインダクタンスが１５μＨ以上のインダクタを用いることができる。これにより、インピーダンスアッパー部８１は、電力線搬送波通信の通信信号の周波数、例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数に対して１００Ω以上のインピーダンスを有するようにされている。また、インピーダンスアッパー部８１によって、コンデンサＣ１の影響で支線１２１，１４１に接続された電圧線１２、中性線１４間のインピーダンスが低下することが抑制される。
【００７２】
これにより、インピーダンスアッパー部８１によって、電力線搬送通信の通信路として用いられる電圧線１２、中性線１４のインピーダンスが、負荷機器１１０のために低下することが抑制されるので、電力線搬送通信の信頼性が低下することを抑制することができる。
【００７３】
また、インピーダンス低下部８２によって、負荷機器１１０から見たインピーダンス改善回路８０のインピーダンスが低下されるので、負荷機器１１０から電力線へ放出されるノイズ量が増加したり、電力線から空間へ放出される放射性ノイズが増加したり、電力線に接続されている複数の負荷機器１１０の間で他の負荷機器１１０から放出されたノイズの流入量が増加してノイズに起因するトラブルが増加したりすることが抑制される。
【００７４】
また、負荷機器１１０が備える電源ノイズフィルタは、擬似電源回路網（ＡＭＮ）に接続され、インピーダンスを例えば５０Ωにした状態でノイズを抑制するように設計されている場合が多いため、負荷機器１１０から見たインピーダンス改善回路８０のインピーダンスを５０Ωに設定することにより、負荷機器１１０が備える電源ノイズフィルタの効果を増大させることが期待できる。
【００７５】
なお、図１０において、インピーダンス改善回路８０を電圧線１２、中性線１４から分岐した支線１２１、支線１４１に接続する例を示したが、図１に示すように、インピーダンス改善回路８０を電力線の主幹上に端末装置１６，１７と、負荷機器１１０との間に介設する構成としてもよい。
【００７６】
また、図１２に示すように、特定の負荷機器１１０のみを、インピーダンス改善回路８０を介して電圧線１２、中性線１４に接続される構成としても良い。この場合、電源回路１１２の入力インピーダンスが特に低い負荷機器１１０や、ノイズの放出量が特に多い負荷機器１１０のみ、インピーダンス改善回路８０を介して電圧線１２、中性線１４に接続すればよいので、インピーダンス改善回路８０を設置することが容易になる。
【００７７】
また、インピーダンス改善回路８０を、ブレーカの筐体内に備える構成としても良い。この場合、電力線に、インピーダンス改善回路８０を備えたブレーカを、取り付けることによりインピーダンス改善回路８０が電力線に挿入されるので、インピーダンス改善回路８０の電力線への取り付けが容易になる。特に、建物に既設の電力配線にインピーダンス改善回路８０を取り付ける場合、既設のブレーカと取り替えることによって、インピーダンス改善回路８０を電力線に挿入することが容易になる。
【００７８】
また、インピーダンス改善回路８０を、コンセントボックスの筐体内に備える構成としても良い。この場合、電力線に、インピーダンス改善回路８０を備えたコンセントボックスを、取り付けることによりインピーダンス改善回路８０が電力線に挿入されるので、インピーダンス改善回路８０の電力線への取り付けが容易になる。特に、建物に既設の電力配線にインピーダンス改善回路８０を取り付ける場合、既設のコンセントボックスと取り替えることによって、インピーダンス改善回路８０を電力線に挿入することが容易になる。
【００７９】
また、インピーダンス改善回路８０を備えたコンセントボックスに、負荷機器１１０に電力を供給するための電力配線の接続部と電力線搬送通信用の通信路として用いるための電力配線に接続するための接続部とを設けても良い。図１３は、インピーダンス改善回路８０を筐体内に備えたコンセントボックスの一例であるコンセントボックス９０の構成を示す図である。
【００８０】
コンセントボックス９０は、例えばインピーダンス改善回路８０と、商用電力線に接続するための電力線側接続端子９１と、負荷機器１１０に接続するための負荷機器側接続端子９２と、電力線搬送通信用の端末１６，１７に接続するための端末側接続端子９３とを備えている。そして、電力線側接続端子９１に接続された商用電力線から供給された電力を、インピーダンス改善回路８０と負荷機器側接続端子９２とを介して負荷機器１１０へ供給するようにされている。これにより、負荷機器１１０によって、電力線側接続端子９１に接続された電力線のインピーダンスが低下することが抑制される。
【００８１】
一方、電力線側接続端子９１に接続された商用電力線を、端末側接続端子９３を介して端末１６，１７に接続するようにされている。負荷機器側接続端子９２に接続された電力線は、Ｓ／Ｎが悪化するため電力線通信に適さない。しかし、例えば、端末１６，１７を負荷機器側接続端子９２に接続した場合には、インピーダンス改善回路８０をバイパスして電力線通信に適した商用電力線に端末１６，１７を容易に接続することができる。また、一つのコンセントボックス９０を用いて負荷機器１１０と端末１６，１７との接続を行うことができるので、例えばコンセントボックス９０を屋内の各部屋に設けた場合に、各部屋のコンセントから例えば端末１６を用いて他の部屋のコンセントに接続された端末１７との間で通信を行うことが容易になり、電力線搬送通信の利点を有効に活かすことができる。
【００８２】
【発明の効果】
電力線の一相と大地との間にインピーダンス調整部を介設することによって、通信信号の周波数において電力線の一相と大地との間のインピーダンスを増大されることができるので、電力線の一相と大地との間を接続する接地線に、インピーダンス改善器具を取り付けることにより、容易に電力線搬送通信に用いられる電力線の平衡度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るインピーダンス改善器具を用いた電力線搬送通信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るインピーダンス改善器具の一例である平衡度改善器具の外観を示す斜視図である。
【図３】平衡度改善器具を用いて実験した放射妨害電界強度の測定データである。
【図４】電源プラグに接続された負荷機器の構成の一例を示す図である。
【図５】インピーダンス調整部の構成の一例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態によるプラグ中継アダプタの構成の一例を説明するための図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態による分電盤の構成の一例を説明するための図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態によるブレーカの構成の一例を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態によるコンセントボックスの構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係るインピーダンス改善回路を用いた電力線搬送通信システムの構成の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係るインピーダンス改善回路の構成の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係るインピーダンス改善回路を用いた電力線搬送通信システムの構成の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係るインピーダンス改善回路を備えたコンセントボックスの構成を示す図である。
【図１４】従来の電力線搬送通信システムの電力線系統の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ 柱上トランス
１２，１２ａ，１２ｂ 電圧線
１３，１３ｂ 電圧線
１４，１４ａ，１４ｂ 中性線
１５ 接地線
１６，１７ 端末
１８ コンセントボックス
２０ 平衡度改善器具（インピーダンス改善器具）
２０ａ，２０ｂ 平衡度改善器具
２１ フェライトコア（インピーダンス調整部）
２１ａ，２１ｂ フェライトコア
２２，２２ａ，２２ｂ 電極（第１の電極）
２３，２３ａ，２３ｂ 電極（第２の電極）
２４，３５，４８ バリスタ（電圧制限素子）
２５ａ，２５ｂ 保持部材
３０ コンセントボックス（インピーダンス改善器具）
３１，３２ 電源端子
３３ 接地端子
３３ａ 接地線
３４，４７ フィルタ（インピーダンス調整部）
４０ プラグ中継アダプタ（インピーダンス改善器具）
４１，４２ オス型電源端子
４３ オス型接地端子
４４，４５ メス型電源端子
４６ メス型接地端子
５０ 分電盤
５１ 主幹ブレーカ
５２，６６ コモンモードチョークコイル
５３，５４，５５，５６，５７，５８ ブレーカ（配電用ブレーカ）
６０，７４ ブレーカ
６１，６２ 入力端子
６３，６４ 出力端子
７０ コンセントボックス
７１ コンセント
７２，７３ 接触子
８０ インピーダンス改善回路
８１ インピーダンスアッパー部
８２ インピーダンス低下部
９０ コンセントボックス
９１ 電力線側接続端子
９２ 負荷機器側接続端子
９３ 端末側接続端子
１１０ 負荷機器
１１１ 電源ケーブル
１１２ 電源回路
１１３ コンデンサ
１２１，１２２，１４１，１４２ 支線
３４１ インダクタ
３４２ コンデンサ
Ｃ１ コンデンサ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ インダクタ
Ｒ１ 抵抗

Claims (10)

1. 商用電力線に通信信号を重畳することにより通信を行う電力線搬送通信に用いられると共に前記商用電力線の平衡度を改善するためのインピーダンス改善器具であって、
   前記通信信号の周波数において前記商用電力線の一相と大地との間のインピーダンスを増大させるインピーダンス調整部を備え、
   前記インピーダンス調整部は、前記商用電力線の一相と大地との間に介設されることを特徴とするインピーダンス改善器具。
2. 前記インピーダンス調整部の両端間に生じる電圧を制限する電圧制限素子をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のインピーダンス改善器具。
3. 前記インピーダンス調整部は、フェライトコアであることを特徴とする請求項２記載のインピーダンス改善器具。
4. 前記フェライトコアは、前記商用電力線の一相と大地との間を接続する接地線を挟み込んでクランプ可能にされており、
   前記フェライトコアと、前記電圧制限素子とを一体に保持する保持部を備え、
   前記保持部は、前記フェライトコアの両端位置で、それぞれ前記接地線と接触する第１、第２の電極を備え、
   前記電圧制限素子は、前記第１、第２の電極間に接続されることを特徴とする請求項３記載のインピーダンス改善器具。
5. 前記インピーダンス調整部は、前記通信信号の周波数において１００Ω以上のインピーダンスを生じるフィルタであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインピーダンス改善器具。
6. 前記インピーダンス調整部と前記電圧制限素子とは、前記商用電力線に電気機器を接続するための電源端子と接地端子とを備えたコンセントボックス内に配設されていることを特徴とする請求項２、３、及び５記載のインピーダンス改善器具。
7. 前記インピーダンス調整部と前記電圧制限素子とは、前記商用電力線に接続されるコンセントボックスが備える電源端子及び接地端子にそれぞれ接続可能なオス型電源端子及びオス型接地端子と、前記オス型電源端子及びオス型接地端子にそれぞれ接続されると共に電気機器の電源プラグを接続可能にされたメス型電源端子及びメス型接地端子とを備えたプラグ中継用アダプタの筐体内に配設されていることを特徴とする請求項２、３、及び５記載のインピーダンス改善器具。
8. 外部から引き込まれた電力を開閉するための主幹ブレーカと、前記主幹ブレーカから出力された電力を分岐させる配電用ブレーカとを備えた分電盤であって、
   前記主幹ブレーカと前記配電用ブレーカとの間にコモンモードノイズを除去するためのコモンモードフィルタを介設したことを特徴とする分電盤。
9. 電力が入力される入力端子とその入力端子に入力された電力を出力する出力端子とを備え、前記入力端子と前記出力端子との間にコモンモードノイズを除去するためのコモンモードフィルタを介設したことを特徴とするブレーカ。
10. 電力が入力される入力端子とその入力端子に入力された電力を出力可能なメス型出力端子とを備え、前記入力端子と前記メス型出力端子との間にコモンモードノイズを除去するためのコモンモードフィルタを介設したことを特徴とするコンセントボックス。

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