JP2008099522A - 電流分配装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒューズから通信装置の間または通信装置での短絡発生時に、同一の電流分配装置から給電される他系統の電圧変動を効果的に抑制し、電流分配装置から通信装置への配線出力の自由度を広げる。
【解決手段】電流分配装置１ａは、直流電源装置２の電源出力端子に接続される導体バーと、複数の通信装置３の電源入力端子と導体バーとの間の配線に通信装置毎に挿入されるヒューズ１３を、少なくとも１つずつ備えた複数の電流分配装置パネル１１と、電流分配装置パネル１１毎に設けられ、一端が電流分配装置パネル１１のヒューズ１３と導体バーとの接続点に接続されると共に、他端がグランドに接続されたコンデンサ１５とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、直流電源装置から複数の通信装置に電力を分配する電流分配装置に関するものである。

従来より、音声通信やデータ通信など様々なサービスを提供する通信会社では、直流電源装置から複数の通信装置に電力を分配する電流分配装置が機械室等に設置されている（例えば、非特許文献１参照）。図７は電流分配装置を含む従来の直流給電システムの構成を示すブロック図である。図７において、１は電流分配装置、２は直流電源装置、３は交換機やルータ等の通信装置である。電流分配装置１は、キャビネットラック１０と、キャビネットラック１０に搭載される複数の電流分配装置パネル（以下、ＩＢＳパネルとする）１１と、同じくキャビネットラック１０に搭載されるコンデンサボックス１２とを有する。

ＩＢＳパネル１１は、一端が直流電源装置２の電源出力端子に接続され、他端が通信装置３の電源入力端子に接続されるヒューズ１３を１つ以上備えている。直流電源装置２から出力される電源電圧（−４８Ｖ）は、各ＩＢＳパネル１１のヒューズ１３を介して対応する通信装置３に供給される。
コンデンサボックス１２は、一端が直流電源装置２の電源出力端子に接続され、他端がグランドに接続された複数のコンデンサ１４を備えている。このコンデンサ１４は、直流給電システムの発振現象や通信装置３の電源投入時などの突入電流による電源電圧変動を防止するためのものである。

武田隆他，「給電システムおよび通信用電源の研究開発」，ＮＴＴ技術ジャーナル，２００１年１１月号，ｐ．４４−４９，２００１年

図７に示した直流給電システムでは、システム内のあるヒューズ１３から通信装置３の間または通信装置３で短絡が発生すると、過大な短絡電流が瞬間的に流れる。この短絡電流により、短絡が発生した通信装置３と直流電源装置２との間にあるヒューズ１３が溶断して、システムが保護される。

しかし、図７に示した直流給電システムにおいては、直流電源装置２と電流分配装置１との間のケーブルや、電流分配装置１と通信装置３との間のケーブル、あるいは電流分配装置２内の配線により、多数の抵抗成分やインダクタンス成分が存在する。このような抵抗成分やインダクタンス成分を考慮した直流給電システムの等価回路を図８に示す。なお、図８では、直流電源装置２と通信装置３の内部については等価回路の記載を省略している。

電流分配装置１のコンデンサ１４とヒューズ１３の間の抵抗成分Ｒとインダクタンス成分Ｌが大きくなると、ヒューズ１３から通信装置３の間または通信装置３で短絡が発生したときに、ヒューズ１３を溶断させるためのブローエネルギーをコンデンサー１４から供給しにくくなるので、電流分配装置１から給電される他の通信装置３が接続されている他系統からもブローエネルギーが吸い上げられ、他系統の給電電圧が変動し、他の通信装置３が停止する恐れがあった。
また、ヒューズ１３から通信装置３の間または通信装置３での短絡発生時に、短絡が発生した系統のヒューズ１３を溶断させる働きをするコンデンサ１４は、一括して電流分配装置１の入力部に並列接続され、キャビネットラック内部で広いスペースを占有していた。そのため、電流分配装置１から通信装置３への配線の出力はキャビネットラック内のコンデンサボックス１２のレイアウトから制約を受けるというデメリットがあった。

本発明は、上記課題を解決するために、ヒューズから通信装置の間または通信装置での短絡発生時に、同一の電流分配装置から給電される他系統の電圧変動を効果的に抑制し、また電流分配装置から通信装置への配線出力の自由度を広げることができる電流分配装置を提供することを目的とする。

本発明は、直流電源装置から複数の通信装置に電力を分配する電流分配装置において、前記直流電源装置の電源出力端子に接続される導体バーと、前記複数の通信装置の電源入力端子と前記導体バーとの間の配線に前記通信装置毎に挿入されるヒューズを、少なくとも１つずつ備えた複数の電流分配装置パネルと、前記電流分配装置パネル毎に設けられ、一端が前記電流分配装置パネルのヒューズと前記導体バーとの接続点に接続されると共に、他端がグランドに接続されたコンデンサとを有するものである。
また、本発明の電流分配装置の１構成例において、前記複数の電流分配装置パネルは、キャビネットラックの前面に固定され、前記導体バーと前記コンデンサとは、前記キャビネットラックの少なくとも一方の側面、かつ前記電流分配装置パネルの直近に設置されるものである。

本発明によれば、一端が電流分配装置パネルのヒューズと導体バーとの接続点に接続されると共に、他端がグランドに接続されたコンデンサを電流分配装置パネル毎に設けることにより、ヒューズから通信装置の間または通信装置で短絡が発生したときの電源電圧変動を従来よりも抑制することができる。また、ヒューズから通信装置の間または通信装置で短絡が発生したときに、短絡していない他の通信装置の動作が停止する可能性を低減することができる。

また、本発明では、導体バーとコンデンサとを電流分配装置パネルの直近に設置することにより、電流分配装置パネルのヒューズとコンデンサとの間の配線距離を短くすることができる。さらに、本発明では、導体バーとコンデンサとを、キャビネットラックの少なくとも一方の側面に設置することにより、電流分配装置パネルの出力配線が通る電流分配装置内部の空間を広くとれるため、１台の電流分配装置で電源の入力位置（上面入力あるいは床下入力）が異なる複数の通信装置へ電力を供給することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る直流給電システムの構成を示すブロック図であり、図７と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の直流給電システムは、電流分配装置１ａに従来のようなコンデンサボックスを設ける代わりに、ＩＢＳパネル１１毎にコンデンサ１５を設けたものである。なお、図１では、記載を容易にするために１つのパネルあたりのコンデンサ１５の個数を１個としているが、複数個のコンデンサ１５を並列に接続してもよい。

図２は電流分配装置１ａの背面を斜め上方から透視した斜視図、図３は図２の破線３０で囲んだ部分を拡大した図である。従来と同様に、キャビネットラック１０の前面には複数のＩＢＳパネル１１が搭載される。一方、キャビネットラック１０の内部の側面には、ＩＢＳパネル１１の直近に、直流電源装置２の電源出力端子に接続された金属製のブスバー（導体バー）１６と、グランドに接続された金属製のブスバー１７とが垂直方向に沿って設置されている。

各ＩＢＳパネル１１に搭載されたヒューズ１３の一端は、金属製のブランチバー１８を介してブスバー１６に接続され、ヒューズ１３の他端はＩＢＳパネル１１の背面に設けられた電源出力端子１９に接続されている。また、ＩＢＳパネル１１の背面に設けられたグランド端子２０は、金属製のブランチバー２１を介してブスバー１７に接続されている。電源出力端子１９とグランド端子２０は、それぞれケーブルを介して通信装置３の電源入力端子とグランド端子に接続される。

従来と同様にＩＢＳパネル１１は複数のヒューズ１３を搭載しているが、１枚のＩＢＳパネル１１に接続できる通信装置３の台数はヒューズの個数とパネルの最大電流容量で決まる。例えば、１枚のＩＢＳパネル１１が１５個のヒューズ１３を搭載しているとすれば、このＩＢＳパネル１１に接続可能な通信装置３の台数は、ＩＢＳパネル１１の最大電流容量を超えない範囲で最大１５台となる。

一方、ＩＢＳパネル１１毎に少なくとも１個設けられるコンデンサ１５は、キャビネットラック１０の内部の側面のブスバー１６，１７の直近に設置されている。コンデンサ１５の一端は、対応するＩＢＳパネル１１のブランチバー１８とブスバー１６との接続点にブランチバー２２を介して接続され、コンデンサ１５の他端はブランチバー２３を介してブスバー１７に接続されている。

なお、図１では記載していないが、ブランチバー２２（コンデンサ１５の一端）とブスバー１６（直流電源装置２の電源出力端子）との間には、着脱可能なヒューズ２４が挿入されている。充電されていないコンデンサ１５を図１の直流給電システムに接続すると、このコンデンサ１５を充電するために過大な突入電流が瞬間的に流れ、この突入電流により電源電圧が変動して、通信装置３の動作に悪影響を及ぼすことがある。そこで、最初はヒューズ２４を外しておき、コンデンサ１５を予備充電した上でヒューズ２４を挿入すれば、このような突入電流を抑制することができる。

図４に本実施の形態の直流給電システムの等価回路を示す。本実施の形態においても、直流電源装置２と電流分配装置１ａとの間のケーブルや、電流分配装置１ａと通信装置３との間のケーブルにより、直流給電システムには多数の抵抗成分Ｒやインダクタンス成分Ｌが存在する。しかし、本実施の形態では、ＩＢＳパネル１１毎にコンデンサ１５を設けたことにより、ＩＢＳパネル１１のヒューズ１３とコンデンサ１５との間の配線距離を短くすることができるので、この間に存在する抵抗成分Ｒとインダクタンス成分Ｌとを従来よりも低減することができる。

これにより、本実施の形態では、各コンデンサ１５による電圧変動抑制効果を向上させることができ、システム内のヒューズ１３から通信装置３の間または通信装置３で短絡が発生したときの電源電圧変動を従来よりも抑制することができる。

図５は本実施の形態の効果を説明するための図であり、図５（Ａ）は短絡が発生したときの短絡電流特性を示す図、図５（Ｂ）は短絡が発生したときの電源電圧特性を示す図である。図６はこの図５（Ａ）、図５（Ｂ）の特性を測定したときの測定箇所を示す図である。

図５（Ａ）の他系統電流（対策後）Ｉ１は、図６の通信装置３−１が短絡時に、同じ電流分配装置が他の通信装置３−２へ給電する他系統の出力電流をシミュレーション実験により求めたものである。また、他系統電流（対策前）Ｉ２は、図７に示した従来の直流給電システムにおいて同様の条件で測定したものである。
図５（Ｂ）の電源電圧Ｖ１は、通信装置３−１が短絡時に、同じ電流分配装置から給電される他の通信装置３−２の入力端子（図６の点ＶＰ）の電圧をシミュレーション実験により求めたものである。また、電源電圧Ｖ２は、従来の直流給電システムにおいて同様の条件で測定したものである。

図５（Ａ）から明らかなように、本実施形態では、通信装置３またはヒューズ１３から通信装置３の間で短絡発生時に同一の電流分配装置が他の通信装置３へ給電する電流である他系統電流Ｉ１の変化が、従来の他系統電流Ｉ２の電流の変化より小さいことが分かる。これは、ヒューズ１３を溶断するためのブローエネルギーのコンデンサ１５からの供給効率が従来より上がり、このためにヒューズ１３の溶断時に電流分配装置が他系統へ給電する他系統電流の変動が少なくなっていることを表している。
また、図５（Ｂ）から明らかなように、本実施の形態では通信装置３またはヒューズから通信装置３の間に短絡が発生した時に電流分配装置から他系統への給電電圧の変動が従来よりも小さくなっていることが分かる。これにより、本実施の形態では、短絡していない他の通信装置３の動作が停止する可能性を低減することができる。

また、従来の電流分配装置１では、キャビネットラック１０にコンデンサボックス１２を搭載しているため、電流分配装置１から通信装置３への出力配線の位置がコンデンサボックス１２によって制約を受けることがあった。
これに対して、本実施の形態では、コンデンサ１５を電流分配装置１ａの側面に配置することにより、ＩＢＳパネル１１の出力配線が通る電流分配装置内部の空間を広くとれるため、電流分配装置１ａの電源入力配線の位置に関わらず、通信装置３と接続される電流分配装置１ａの出力を上面あるいは床下面の何れからでも配線することが可能となり、１台の電流分配装置１ａで電源の入力位置（上面入力あるいは床下入力）が異なる複数の通信装置３へ電力を供給することが可能になる。

なお、図２の例では、キャビネットラック１０の一方の側面にコンデンサ１５をパネルあたり２個設けているが、これに限るものではなく、図２の破線３１で示すようにキャビネットラック１０のもう一方の側面にもコンデンサ１５を設けるようにしてもよい。

本発明は、電流分配装置に適用することができる。

本発明の実施の形態に係る直流給電システムの構成を示すブロック図である。 図１の直流給電システムにおける電流分配装置の背面を斜め上方から透視した斜視図である。 図２の一部を拡大した図である。 図１の直流給電システムの等価回路図である。 本発明の実施の形態の効果を説明するための図であり、短絡が発生したときの短絡電流特性及び電源電圧特性を示す図である。 図５の特性を測定したときの測定箇所を示す図である。 従来の直流給電システムの構成を示すブロック図である。 図７の直流給電システムの等価回路図である。

符号の説明

１ａ…電流分配装置、２…直流電源装置、３…通信装置、１０…キャビネットラック、１１…ＩＢＳパネル、１３，２４…ヒューズ、１５…コンデンサ、１６，１７…ブスバー、１８，２１，２２，２３…ブランチバー、１９…電源出力端子、２０…グランド端子。

Claims (2)

1. 直流電源装置から複数の通信装置に電力を分配する電流分配装置において、
   前記直流電源装置の電源出力端子に接続される導体バーと、
   前記複数の通信装置の電源入力端子と前記導体バーとの間の配線に前記通信装置毎に挿入されるヒューズを、少なくとも１つずつ備えた複数の電流分配装置パネルと、
   前記電流分配装置パネル毎に設けられ、一端が前記電流分配装置パネルのヒューズと前記導体バーとの接続点に接続されると共に、他端がグランドに接続されたコンデンサとを有することを特徴とする電流分配装置。
2. 請求項１記載の電流分配装置において、
   前記複数の電流分配装置パネルは、キャビネットラックの前面に固定され、
   前記導体バーと前記コンデンサとは、前記キャビネットラックの少なくとも一方の側面、かつ前記電流分配装置パネルの直近に設置されることを特徴とする電流分配装置。
   

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