JP2014093539A - 給電路切替装置及び給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルオープン障害時に、給電復旧のためのブランチ局から枝伝送路の給電路への給電を不要にする。
【解決手段】給電路切替装置１２１は、給電路の第１方向に給電電流が流れる場合に励磁状態となり、第１方向と反対の第２方向に給電電流が流れる場合又は給電電流が流れない場合に無励磁状態となるリレーＲＬ１を備える。リレーＲＬ１は、無励磁状態で給電路と接地とを接続し、励磁状態で給電路と接地とを接続しない。
【選択図】図３

Description

本明細書で論じられる実施態様は、給電路切替装置及び給電システムに関する。

図１は、海底ケーブルシステム９００の概略図である。一点鎖線で表す給電路が陸上端局装置９１１と９１５間に設けられる。９３１及び９３２は、給電路に給電電流を流す給電装置である。この給電路によって、破線で表す通信回線の途中にある中継器９４１〜９４４に対する給電を行っている。

また、この通信回線に分岐器９２１〜９２３を設けることで、陸上端局装置９１１から９１５へ至る通信線路から分岐した通信回線に接続する陸上端局装置９１２〜９１４に対する信号伝送が可能になる。なお、以下の説明において、陸上端局装置９１２〜９１４のように通信回線から分岐した通信回線に接続する陸上端局装置を「ブランチ局」と表記することがある。

給電路にケーブルオープン障害が発生すると中継器９４１〜９４４に給電されなくなるので中継器９４１〜９４４は動作せず、全てのブランチ局に対して伝送を行うことができなくなる。「ケーブルオープン障害」とは、給電線が海水に接地しない障害である。一方、「ケーブルシャント障害」とは、給電線が海水に接地する障害である。

先行技術の例として、主たる海底ケーブル中継伝送路である主伝送路から少なくとも１つ以上の枝伝送路を分岐接続してなる海底ケーブル分岐伝送路が知られている。枝伝送路は、途中に中継器を含まない海底ケーブル無中継伝送路であって、通常状態において主伝送路の給電路が相互に接続され、かつ接地から絶縁されている。枝伝送路の給電路は、分岐点において接地されており、枝伝送路の給電路に流す電流の方向によって主伝送路の給電路の一方を選択的に接地し、かつ他の給電路を枝伝送路の給電路に切り替え接続させてこれを保持し、この切り替え状態で切り替え時の電流と異なる方向の電流を枝伝送路に流すことによって再び通常状態に復帰させる。

なお関連する技術として、海底ケーブルシステム用給電装置を有する第１、第２の端局と、これら端局間に複数直列に接続された海底中継器と、これら海底中継器の任意の間に接地されたＮ個の分岐装置と、それぞれの海底分岐装置と第３〜第Ｎ＋２の端局とを結ぶ海底中継器を含まない海底テーブルとを有する海底ケーブルシステム給電方式が知られている。第３〜第Ｎ＋２の端局は、各々海底テーブルシステム用給電路を設置可能とするスイッチを備える。

特開平１−２２０５３１号公報 実開平４−３６３３９号公報

分岐器とブランチ局との間は比較的距離が短いため、無中継伝送となっていることが多き。すなわち、分岐器とブランチ局との間に中継局は必要なく、ブランチ局から給電路に給電する必要はない。しかし、上記の先行関連技術では、主伝送路の給電路の給電を復旧する際にブランチ局から枝伝送路の給電路に給電するため、ブランチ局にも給電装置を設置する。

本明細書に開示される装置又はシステムは、給電復旧のためのブランチ局から枝伝送路の給電路への給電を不要にすることを目的とする。

装置の一観点によれば、給電路切替装置が与えられる。給電路切替装置は、給電路の第１方向に給電電流が流れる場合に励磁状態となり、第１方向と反対の第２方向に給電電流が流れる場合又は給電電流が流れない場合に無励磁状態となるリレーを備える。リレーは、無励磁状態で給電路と接地とを接続し、励磁状態で給電路と接地とを接続しない。

システムの一観点によれば、給電路と、両端給電により給電路に給電する給電装置と、給電路に挿入された給電路切替装置を備える給電システムが与えられる。給電路切替装置は、給電路の第１方向に給電電流が流れる場合に励磁状態となり、第１方向と反対の第２方向に給電電流が流れる場合又は給電電流が流れない場合に無励磁状態となるリレーを備える。リレーは、無励磁状態で給電路と接地とを接続し、励磁状態で給電路と接地とを接続しない。

本明細書に開示される装置又は方法によれば、給電復旧のためのブランチ局から枝伝送路の給電路への給電が不要になる。

海底ケーブルシステムの概略図である。 海底ケーブルシステムの構成例を説明するための図である。 海中分岐装置の第１例の構成を説明する為の図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図３の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 海中分岐装置の第２例の構成を説明する為の図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、システム起動時における図５の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 システム起動時における図５の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、障害発生時における図５の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、障害発生時における図５の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、障害発生時における図５の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 海中分岐装置の第３例の構成を説明する為の図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、障害発生時における図１１の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、障害発生時における図１１の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 障害発生時における図１１の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 海中分岐装置の第４例の構成を説明する為の図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、障害発生時における図１５の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、障害発生時における図１５の海中分岐装置の動作の一例を説明するための図である。

＜１．第１実施例＞
以下、添付する図面を参照して好ましい実施例について説明する。図２は、給電システムの一例が適用された海底ケーブルシステムの構成例を説明するための図である。海底ケーブルシステム１００は、陸上端局装置１１１〜１１７と、海中分岐装置１２１〜１２５と、給電装置１３１及び１３２を備える。以下に説明する添付図面において、図中の破線は通信回路を示し、一点鎖線は給電路を示す。

海中分岐装置１２１〜１２５は、給電路切替装置の一例である。以下の説明では、海底ケーブルシステムの陸上端局装置の間に設けられた中継器に給電する給電システムの例示を使用する。ただし、この例示は、本明細書に記載される給電システムが海底ケーブルシステムのみに限定して適用されることを意図するものではない。本明細書に記載される給電システムは、様々な用途のシステムの給電に適用可能である。

陸上端局装置１１１及び海中分岐装置１２１との間、海中分岐装置１２１及び１２２の間、並びに海中分岐装置１２２及び１２３の間は、通信回路の途中に中継器が設けられた有中継区間である。同様に、海中分岐装置１２３及び１２４の間、及び海中分岐装置１２４及び１２５の間、並びに海中分岐装置１２５及び陸上端局装置１１７の間も有中継区間である。

海中分岐装置１２１〜１２５は、陸上端局装置１１１と陸上端局装置１１７を接続する主通信回線を分岐する。陸上端局装置１１２〜１１６は、海中分岐装置１２１〜１２５によりそれぞれ主通信回線から分岐された枝通信回線に接続するブランチ局である。本実施例では、例えば、通信回路は光ファイバーであり、海中分岐装置１２１〜１２５は、通信回路を流れる光信号の分離及び多重するＯＡＤＭ装置（Optical add-drop multiplexer、光分岐挿入装置）を備えていてよい。変形例では、通信回路は光ファイバー以外の他の伝送媒体を使用するものであってもよい。

本実施例では、海中分岐装置１２１〜１２５と陸上端局装置１１２〜１１６とをそれぞれ接続する枝通信回線は途中に中継器が設けられない無中継区間であってよい。変形例では、これら枝通信回線の一部又は全部が有中継区間であってもよい。

陸上端局装置１１１及び１１７の間に給電路が設けられ、給電装置１３１及び１３２は、両端給電により給電路に給電電流を流す。通常運転状態での給電電流の向きが、陸上端局装置１１１から陸上端局装置１１７へ向かう方向である場合を想定する。陸上端局装置１１１及び１１７の間の主通信回線に設けられた中継器９４１〜９４４は、給電路によって給電される。

図３は、海中分岐装置１２１の第１例の構成を説明する為の図である。海中分岐装置１２２〜１２５も他の海中分岐装置１２１と同様の構成を有していてよい。また、図３の機能構成図は、本明細書において説明される海中分岐装置１２１の機能に関係する構成を中心に示している。海中分岐装置１２１は、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。図５、図１１及び図１５に示す構成においても同様である。

海中分岐装置１２１は、リレーＲＬ１と、給電回路２０１を備える。給電回路２０１は、給電路から電力を受電し海中分岐装置１２１内の各回路に電源を供給する。リレーＲＬ１は、陸上端局装置１１１側の給電路と給電回路２０１との間に直列に接続される継電器である。ｒｌ１は、リレーＲＬ１の接点であり、リレーＲＬ１のコイルが励磁されない場合にＮＣ端子とＣＯＭ端子が接続され、リレーＲＬ１のコイルが励磁される場合にＮＯ端子とＣＯＭ端子が接続される。リレーＲＬ１のＣＯＭ端子は海中で接地され、ＮＣ端子は、給電回路２０１を経由して給電路に接続されている。

リレーＲＬ１は方向特性を持たせた継電器であり、リレーＲＬ１に対して直列に接続された給電路に、いずれか一方の向きの電流が流れた場合にコイルが励磁され、これと逆方向の電流が流れた場合にはコイルは励磁されない。本実施例では図示ＡからＣに向かって給電電流が流れる場合にコイルが励磁される。Ａは、例えば海中分岐装置１２１と陸上端局装置１１１との間の給電路であり、Ｃは海中分岐装置１２１と１２２との間の給電路である。一方で、Ａ〜Ｃに給電電流が流れないか、図示ＣからＡに向かって給電電流が流れる場合にはコイルが励磁されない。

通常運転状態で陸上端局装置１１１から陸上端局装置１１７へ向かう方向に給電電流が流れていると、リレーＲＬ１のコイルが励磁されＮＣ端子とＣＯＭ端子が接続される。このため、給電路はリレーＲＬ１の接点ｒｌ１で接地されない。

給電路にケーブルオープン障害が発生すると、給電装置１３１及び１３２は給電を停止する。この結果、給電電流が途絶えるため、リレーＲＬ１のコイルが励磁されなくなりＮＣ端子とＣＯＭ端子が接続される。このため、接点ｒｌ１を経由して給電路と接地とが接続される。

その後、給電装置１３１及び１３２は極性を反転して給電を再開する。リレーＲＬ１のコイルは方向特性のため励磁されず、給電路は、接点ｒｌ１を経由して接地に接続された状態を維持する。このため、接地された海中分岐装置１２１と陸上端局装置１１１との間の区間に給電電流を流すことができる。同様に海中分岐装置１２５と陸上端局装置１１７との間の区間にも給電電流が流れる。この結果、これらの区間において中継器への給電が復旧し、部分的な区間において信号伝送を復旧することが可能になる。

図４の（Ａ）〜図４の（Ｃ）は、海中分岐装置１２１の動作の一例を説明するための図である。図中の接点ｒｌ１１は、ＮＣ端子とＣＯＭ端子の接続状態を示す。図４の（Ａ）の通常運転状態では、陸上端局装置１１１から陸上端局装置１１７へ向かう方向に給電電流５００が流れる。リレーＲＬ１のコイルが励磁されているため給電路は接点ｒｌ１を介して接地に接続されない。

図４の（Ｂ）では、給電路にケーブルオープン障害が発生する。給電装置１３１及び１３２が給電を停止するとリレーＲＬ１のコイルが励磁されなくなり、ＮＣ端子とＣＯＭ端子が接続される。給電路は、接点ｒｌ１を経由して接地に接続される。

図４の（Ｃ）では、給電装置１３１及び１３２は極性を逆にして給電を再開する。リレーＲＬ１のコイルは励磁されず給電路は接地に接続された状態を維持する。このため、接地された海中分岐装置１２１と陸上端局装置１１１との間の区間に給電電流５０１を流すことができる。

本実施例によれば、ケーブルオープン障害のために給電電流が途絶えても、海中分岐装置で給電路を接地に接続することができるため、陸上端局装置と海中の接地との間で給電経路を確保することができる。また、ブランチ局から枝伝送路の給電路への給電を行わなくても、給電路の復旧を行うことができる。

＜２．第２実施例＞
図５は、海中分岐装置１２１の第２例の構成を説明する為の図である。図３に示す構成要素と同様の構成要素に図３で使用した参照符号と同じ参照符号を付し、同一の機能については説明を省略する。海中分岐装置１２１は、光分岐器２０２と、変換回路２０３と、コマンド抽出回路２０４と、リレー制御回路２０５と、ラッチリレーＲＬａを備える。

光分岐器２０２は、通信回線を流れる光信号を分岐する。変換回路２０３は、光分岐器２０２が分岐した光信号を電気信号に変換する。コマンド抽出回路２０４は、海中分岐装置１２１に対するコマンド信号を電気信号から抽出する。このコマンド信号には、ラッチリレーＲＬａをセットするＲＬａセット信号と、ラッチリレーＲＬａをリセットするＲＬａリセット信号が含まれる。

リレー制御回路２０５は、コマンド抽出回路２０４からＲＬａセット信号を受信すると、ラッチリレーＲＬａをセットするためのリレーコイルＲＬａ−Ｓにパルス信号を与え、ラッチリレーＲＬａをセットする。コマンド抽出回路２０４からＲＬａリセット信号を受信すると、ラッチリレーＲＬａをリセットするためのリレーコイルＲＬａ−Ｒにパルス信号を与え、ラッチリレーＲＬａをリセットする。

ラッチリレーＲＬａは、リレーＲＬ１の接点ｒｌ１による給電路と接地との接続を開閉制御し、リレーＲＬ１の励磁状態に関わらず給電路と接地との接続を開放する。ｒｌＡは、ラッチリレーＲＬａの接点であり、ラッチリレーＲＬａがセットされるとＮＯ端子とＣＯＭ端子が接続され、ラッチリレーＲＬａがリセットされるとＮＣ端子とＣＯＭ端子が接続される。接点ｒｌＡのＮＯ端子は接点ｒｌ１のＣＯＭ端子に接続され、接点ｒｌＡのＣＯＭ端子は海中で接地されている。

海底ケーブルシステム１００の初期状態、すなわち給電路に給電電流が流れる前は、ラッチリレーＲＬａはリセットされている。このため、給電前に接点ｒｌ１のＮＣ端子とＣＯＭ端子が接続されても接点ｒｌＡのＮＯ端子とＣＯＭ端子に接続されておらず給電路は接地に接続されない。他の海中分岐装置１２２〜１２５でも同様である。このため、給電開始時に海中分岐装置１２１〜１２５で給電路が接地に接続されず、給電装置１３１及び１３２による両端給電を開始できる。

その後、給電路に給電電流が流れリレーＲＬ１のコイルが励磁すると、接点ｒｌ１のＮＯ端子とＣＯＭ端子が接続し接点ｒｌ１のＮＣ端子とＣＯＭ端子の間が切断される。その後、給電電流が定格電流まで上昇すると、リレー制御回路２０５が動作を開始する。陸上端局装置１１１が光信号経由でＲＬａセット信号を海中分岐装置１２１〜１２５へ送信すると、ラッチリレーＲＬａがセットされ、海中分岐装置１２１〜１２５のそれぞれで接点ｒｌＡのＮＯ端子とＣＯＭ端子が接続する。

ケーブルオープン障害が発生して給電が停止すると、リレーＲＬ１のコイルが励磁されなくなり接点ｒｌ１のＮＣ端子とＣＯＭ端子が接続する。一方で、ラッチリレーＲＬａはセットされた状態を維持するので、接点ｒｌＡのＮＯ端子とＣＯＭ端子は接続したままである。このため、海中分岐装置１２１〜１２５の全てで給電路が接地に接続される。

その後、給電装置１３１及び１３２は極性を逆にして給電を再開すると、海中分岐装置１２１と陸上端局装置１１１との間の区間に給電電流を流すことができる。海中分岐装置１２１と陸上端局装置１１１との間の給電再開により、海中分岐装置１２１のリレー制御回路２０５が動作する。

海中分岐装置１２１及び１２２の間にケーブルオープン障害がない場合には、陸上端局装置１１１が光信号経由で海中分岐装置１２１へＲＬａリセット信号を送信する。海中分岐装置１２１のラッチリレーＲＬａがリセットされると、接点ｒｌＡのＮＯ端子とＣＯＭ端子との間の切断により、給電路は海中分岐装置１２１で接地に接続されなくなる。

給電路は、隣の海中分岐装置１２２で接地に接続されているので、給電電流は海中分岐装置１２２に供給される。このように、海中分岐装置１２１のラッチリレーＲＬａのリセットにより海中分岐装置１２１及び１２２の間の区間にも給電電流５０１を流れる。

同様に、海中分岐装置１２２及び１２３の間にケーブルオープン障害がない場合には、海中分岐装置１２２のリレー制御回路２０５の動作後に、陸上端局装置１１１が海中分岐装置１２２のラッチリレーＲＬａをリセットする。

このように、主通信回線の一端の陸上端局装置１１１に近い海中分岐装置１２１、１２２…から順に、各々のラッチリレーＲＬａがリセットされる。同様に、主通信回線の他端の陸上端局装置１１７に近い海中分岐装置１２５…から順に、各々のラッチリレーＲＬａがリセットされる。こうすることにより障害発生区間を除く区間の給電路の復旧が可能になる。なお、陸上端局装置１１７に近い海中分岐装置１２５…には、陸上端局装置１１７がコマンド信号を送信してよい。

図６の（Ａ）、図６の（Ｂ）及び図７は、システム起動時における図５の海中分岐装置１２１〜１２５の動作の一例を説明するための図である。図６の（Ａ）、図６の（Ｂ）及び図７において、接点ｒｌ１１〜ｒｌ５１は、それぞれ海中分岐装置１２１〜１２５の接点ｒｌ１のＮＣ端子とＣＯＭ端子の接続状態を示す。接点ｒｌ１Ａ〜ｒｌ５Ａは、それぞれ海中分岐装置１２１〜１２５の接点ｒｌＡのＮＯ端子とＣＯＭ端子の接続状態を示す。図８の（Ａ）、図８の（Ｂ）、図９の（Ａ）、図９の（Ｂ）、図１０の（Ａ）及び図１０の（Ｂ）においても同様である。

図６の（Ａ）は、海底ケーブルシステム１００の初期状態を示す。電路に給電電流が流れる前は、接点ｒｌ１１〜ｒｌ５１が閉じている。一方で、海中分岐装置１２１〜１２５のラッチリレーＲＬａはリセットされており、接点ｒｌ１Ａ〜ｒｌ５Ａが開いている。このため、海中分岐装置１２１〜１２５で給電路が接地に接続されず、給電装置１３１及び１３２による両端給電を開始できる。

図６の（Ｂ）に示すように給電路に給電電流５００が流れると、接点ｒｌ１１〜ｒｌ５１が開く。給電電流５００が定格電流まで上昇すると、海中分岐装置１２１〜１２５のリレー制御回路２０５が動作しコマンド信号の受信が可能になる。

陸上端局装置１１１〜１１７のいずれかから海中分岐装置１２１〜１２５へＲＬａセット信号を送信する。海中分岐装置１２１〜１２５のそれぞれで接点ｒｌ１Ａ〜ｒｌ５Ａが閉じ、図７に示す通常運転状態となる。

図８の（Ａ）、図８の（Ｂ）、図９の（Ａ）、図９の（Ｂ）、図１０の（Ａ）及び図１０の（Ｂ）は、障害発生時における図５の海中分岐装置１２１〜１２５の動作の一例を説明するための図である。海中分岐装置１２３及び１２４の間でケーブルオープン障害が発生した場合を想定する。この状態を図８の（Ａ）に示す。

障害発生により、給電装置１３１及び１３２は給電を停止する。この結果、接点ｒｌ１１〜ｒｌ５１が閉じる。一方で、接点ｒｌ１Ａ〜ｒｌ５Ａは閉じた状態を維持する。このため、海中分岐装置１２１〜１２５の全てで給電路が接地に接続される。

その後、給電装置１３１及び１３２は極性を逆にして給電を再開する。この状態を図８の（Ｂ）に示す。海中分岐装置１２１で給電路が接地と接続されているため、海中分岐装置１２１と陸上端局装置１１１との間の区間に給電電流５１０を流すことができる。同様に海中分岐装置１２５と陸上端局装置１１７との間の区間に給電電流５１１を流すことができる。

給電開始によりこれらの区間で中継器が動作すると、陸上端局装置１１１及び１１２の間、並びに陸上端局装置１１６及び１１７の間で光信号が疎通する。また、海中分岐装置１２１及び１２５のリレー制御回路２０５が動作する。

陸上端局装置１１１及び１１７は、それぞれ海中分岐装置１２１及び１２５に定格電流が流れ、その結果リレー制御回路２０５が動作しているか否かを判定する。陸上端局装置１１１及び１１７は、例えば、給電装置１３１及び１３２側での給電線と接地との電位差に応じて海中分岐装置１２１及び１２５に定格電流が流れているか否かを判断してよい。例えば、陸上端局装置１１１及び１１７は、給電装置１３１及び１３２側での給電線と接地との電位差が閾値以上の場合に、海中分岐装置１２１及び１２５に定格電流が流れていると判断し、電位差が閾値未満の場合に定格電流が流れてないと判断する。

また、陸上端局装置１１１及び１１７は、海中分岐装置１２１及び１２５やリレー制御回路２０５が所定の応答信号を送信するか否かに応じて定格電流が流れているか否かを判断してよい。

海中分岐装置１２１に定格電流が流れている場合に陸上端局装置１１１は、海中分岐装置１２１へＲＬａリセット信号を送信する。海中分岐装置１２５に定格電流が流れている場合に陸上端局装置１１７は、海中分岐装置１２５へＲＬａリセット信号を送信する。変形例では、陸上端局装置１１１及び１１７は定格電流が流れているか否かを判定せずに、連続してＲＬａリセット信号を送信しつづけてもよい。リレー制御回路２０５が動作していなければＲＬａリセット信号が廃棄されるだけだからである。

海中分岐装置１２１及び１２５のラッチリレーＲＬａがリセットされると、接点ｒｌ１Ａ及びｒｌ５Ａが開く。この状態を図９の（Ａ）に示す。接点ｒｌ１Ａ及びｒｌ５Ａが開くことにより、給電路は海中分岐装置１２１及び１２５で接地に接続されなくなる。すると図９の（Ｂ）に示すように、給電電流５１２及び５１３が、それぞれ海中分岐装置１２２及び１２４に流れ込む。

給電電流５１２及び５１３により、陸上端局装置１１１と海中分岐装置１２２の間の区間と陸上端局装置１１７と海中分岐装置１２４の間の区間で中継器が動作すると、陸上端局装置１１１及び１１３の間、陸上端局装置１１５及び１１７の間で光信号が疎通する。また、海中分岐装置１２２及び１２４のリレー制御回路２０５が動作する。

次に、陸上端局装置１１１は、海中分岐装置１２２に定格電流が流れているか否かを判定する。海中分岐装置１２２に定格電流が流れている場合に陸上端局装置１１１は、海中分岐装置１２２へＲＬａリセット信号を送信する。海中分岐装置１２２のラッチリレーＲＬａがリセットされると接点ｒｌ２Ａが開く。この状態を図１０の（Ａ）に示す。接点ｒｌ２Ａが開くことにより、図１０の（Ｂ）に示すように、給電電流５１４及び５１３が、それぞれ海中分岐装置１２２及び１２４に流れ込む。

給電電流５１４により、陸上端局装置１１１と海中分岐装置１２３の間の区間で中継器が動作すると、陸上端局装置１１１及び１１４の間で光信号が疎通する。以上により、障害が発生した海中分岐装置１２３及び１２４の間の区間を除いて、陸上端局装置１１１〜１１４の間と、陸上端局装置１１５〜１１７の間の通信が可能になる。

本実施例によれば、リレーＲＬ１の接点ｒｌ１による給電路と接地との接続を開閉制御するラッチリレーＲＬａを設けることにより、海底ケーブルシステム１００の初期状態における海中分岐装置での給電路の接地を防ぐ。

本実施例によれば、障害復旧時に極性を反転して給電した際に、リレーＲＬ１の不励磁により給電路が接地と接続されることを防ぐことができる。これにより、障害区間の両端以外の海中分岐装置での給電路の接地を防ぎ、障害区間以外での給電普及が可能になる。

＜３．第３実施例＞
図１１は、海中分岐装置１２１の第３例の構成を説明する為の図である。図５に示す構成要素と同様の構成要素に図５で使用した参照符号と同じ参照符号を付し、同一の機能については説明を省略する。海中分岐装置１２１は、ラッチリレーＲＬｂを備える。

ラッチリレーＲＬｂは、給電路と接地との接続を開閉制御する。ｒｌＢは、ラッチリレーＲＬｂの接点であり、ラッチリレーＲＬｂがセットされるとＮＯ端子とＣＯＭ端子が接続され、ラッチリレーＲＬｂがリセットされるとＮＣ端子とＣＯＭ端子が接続される。

接点ｒｌＢは、リレーＲＬ１の接点ｒｌ１及びラッチリレーＲＬｂの接点ｒｌＡの直列接続回路の両端間の接続を開閉制御する。このため、接点ｒｌＢのＮＯ端子は接点ｒｌ１のＮＣ端子に接続され、接点ｒｌＢのＣＯＭ端子は接点ｒｌＡのＣＯＭ端子に接続されている。

コマンド抽出回路２０４により抽出されるコマンド信号には、ラッチリレーＲＬｂをセットするＲＬｂセット信号と、ラッチリレーＲＬｂをリセットするＲＬｂリセット信号が含まれる。リレー制御回路２０５は、コマンド抽出回路２０４からＲＬｂセット信号を受信すると、ラッチリレーＲＬｂをセットするためのリレーコイルＲＬｂ−Ｓにパルス信号を与え、ラッチリレーＲＬｂをセットする。コマンド抽出回路２０４からＲＬｂリセット信号を受信すると、ラッチリレーＲＬｂをリセットするためのリレーコイルＲＬｂ−Ｒにパルス信号を与え、ラッチリレーＲＬｂをリセットする。

海底ケーブルシステム１００の初期状態では、ラッチリレーＲＬａと同様にラッチリレーＲＬｂもリセットされている。また通常運転状態でも、ラッチリレーＲＬｂはリセットされている。

ケーブルシャント障害が発生した場合には、陸上端局装置１１１〜１１７のいずれは、海中分岐装置１２１〜１２５のうち障害発生箇所の両端の海中分岐装置に対して、ＲＬｂセット信号を送信する。この結果、接点ｒｌ１の状態に関わらず接点ｒｌＢにより給電路は接地に接続される。このため、障害発生箇所の両端で給電路は接地に接続されるので、障害発生区間への給電が停止されて障害の修理作業を安全に行うことができる。

図１２の（Ａ）、図１２の（Ｂ）、図１３の（Ａ）、図１３の（Ｂ）及び図１４は、障害発生時における図１１の海中分岐装置１２１〜１２５の動作の一例を説明するための図である。図１２の（Ａ）、図１２の（Ｂ）、図１３の（Ａ）、図１３の（Ｂ）及び図１４において、接点ｒｌ１１〜ｒｌ５１は、それぞれ海中分岐装置１２１〜１２５の接点ｒｌ１のＮＣ端子とＣＯＭ端子の接続状態を示す。接点ｒｌ１Ａ〜ｒｌ５Ａは、それぞれ海中分岐装置１２１〜１２５の接点ｒｌＡのＮＯ端子とＣＯＭ端子の接続状態を示す。接点ｒｌ１Ｂ〜ｒｌ５Ｂは、それぞれ海中分岐装置１２１〜１２５の接点ｒｌＢのＮＯ端子とＣＯＭ端子の接続状態を示す。

図１２の（Ａ）は、障害発生前の通常運転状態を示す。陸上端局装置１１１及び１１７の間の区間の給電路に給電電流５００が流れている。海中分岐装置１２３及び１２４の間でケーブルシャント障害が発生した場合を想定する。この状態を図１２の（Ｂ）に示す。ケーブルシャント障害が発生しても給電線が海水に接地しているために、片端給電によって給電が継続され信号伝送に支障は生じない。

陸上端局装置１１１〜１１７のいずれかが、障害発生箇所の両端の海中分岐装置１２３及び１２４に対して、ＲＬｂセット信号を送信する。この状態を図１３の（Ａ）に示す。この結果、接点ｒｌ３Ｂ及びｒｌ４Ｂが閉じ、海中分岐装置１２３及び１２４で給電路が接地に接続する。この結果、陸上端局装置１１１から海中分岐装置１２３までの区間に給電電流５１０が流れ、陸上端局装置１１７から海中分岐装置１２４までの区間に給電電流５１１が流れる。海中分岐装置１２３及び１２４の間の区間では給電が停止する。

海中分岐装置１２４に対する陸上端局装置１１１側からの給電電流が途切れるため、陸上端局装置１１１側の給電路と給電回路２０１との間に設けられた海中分岐装置１２４のリレーＲＬ１は無励磁状態となる。この結果、接点ｒｌ４１が閉じる。

図１３の（Ｂ）は、障害の修理作業が完了した時の状態を示す。陸上端局装置１１１〜１１７のいずれかが、障害発生箇所の両端の海中分岐装置１２３及び１２４に対してＲＬｂリセット信号を送信する。この結果、接点ｒｌ３Ｂ及びｒｌ４Ｂが開く。接点ｒｌ４１及びｒｌ４Ａが閉じていることにより、給電装置１３１から海中分岐装置１２４の接地点まで給電電流５１２が流れ、海中分岐装置１２４の接地点から給電装置１３２まで給電電流５１３が流れる。

陸上端局装置１１１側から海中分岐装置１２４へ給電電流５１２が流れることにより、海中分岐装置１２４のリレーＲＬ１は励磁状態となる。この状態を図１４に示す。リレーＲＬ１は励磁状態となることにより、接点ｒｌ４１が開いて給電電流５１２及び５１３が切断される。給電路が海中分岐装置１２４で接地に接続されなくなることにより、給電装置１３１と給電装置１３２との間に給電電流５１４が流れ、両端給電が行われる通常運転状態に戻る。

本実施例によれば、ケーブルシャント障害発生時に、リレーＲＬ１の励磁状態に関わらず障害区間への給電を停止し、障害の修理作業を安全に行うことが可能になる。

＜４．第４実施例＞
図１３の（Ｂ）及び図１４を参照して説明したように、第３実施例ではケーブルシャント障害の修理完了に伴うラッチリレーＲＬｂのリセット時に、リレーＲＬ１の接点ｒｌ４１に給電電流５１２及び５１３が流れた状態で接点ｒｌ４１を開く。このため、例えば給電電流５１２及び５１３がリレーＲＬ１の定格開閉電流より大きければ、リレーＲＬ１が損傷する恐れがある。

第４実施例では、ケーブルシャント障害の修理完了に伴うラッチリレーＲＬｂのリセット時に、給電電流５１２及び５１３が流れた状態でリレーＲＬ１の接点が開く状態を回避する。

図１５は、海中分岐装置１２１の第４例の構成を説明する為の図である。図１１に示す構成要素と同様の構成要素に図１１で使用した参照符号と同じ参照符号を付し、同一の機能については説明を省略する。海中分岐装置１２１は、ラッチリレーＲＬ２を備える。

リレーＲＬ２は、陸上端局装置１１７側の給電路と給電回路２０１との間に直列に接続される継電器である。リレーＲＬ２は、ラッチリレーＲＬｂの接点ｒｌＢと陸上端局装置１１７側の給電装置１３２との間に設けられ、リレーＲＬ１は、接点ｒｌＢと陸上端局装置１１１側の給電装置１３１との間に設けられる。

リレーＲＬ２は、リレーＲＬ１と同様に方向特性を持たせた継電器であり、リレーＲＬ１のコイルが励磁される方向の電流が給電路に流れた場合にリレーＲＬ２のコイルが励磁され、これと逆方向の電流が流れた場合にはコイルは励磁されない。本実施例ではリレーＲＬ１と同様に、図示ＡからＣに向かって給電電流が流れる場合にコイルが励磁される。一方で、Ａ〜Ｃに給電電流が流れないか、図示ＣからＡに向かって給電電流が流れる場合にはコイルが励磁されない。

ｒｌ２は、リレーＲＬ２の接点であり、リレーＲＬ２のコイルが励磁されない場合にＮＣ端子とＣＯＭ端子が接続され、リレーＲＬ２のコイルが励磁される場合にＮＯ端子とＣＯＭ端子が接続される。接点ｒｌ２のＮＣ端子及びＣＯＭ端子は、リレーＲＬ１の接点ｒｌ１のＮＣ端子及びＣＯＭ端子、及びラッチリレーＲＬａのＮＯ端子及びＣＯＭ端子と直列に接続される。例えば、リレーＲＬ２のＮＣ端子はリレーＲＬ１のＣＯＭ端子に接続され、リレーＲＬ２のＣＯＭ端子は、ラッチリレーＲＬａのＮＯ端子に接続されている。

ケーブルシャント障害発生時にラッチリレーＲＬｂがセットされることにより、リレーＲＬ１及びＲＬ２のうち、障害発生区間側の給電路に接続されたリレーのコイルには給電電流が流れなくなり無励磁状態になる。しかし、障害発生区間の反対側に接続されたリレーのコイルには、ラッチリレーＲＬｂの接点ｒｌＢにより接続された接地と給電装置との間に流れる給電電流が流れて励磁状態になる。

この結果、リレーＲＬ１の端子ｒｌ１及びリレーＲＬ２の端子ｒｌ２の直列接続が閉じないので、これらの端子に給電電流は流れない。この結果、第３実施例のようにラッチリレーＲＬｂのリセット時に、給電電流が流れた状態で接点ｒｌ１及びｒｌ２を開くことが回避される。

図１６の（Ａ）、図１６の（Ｂ）、図１７の（Ａ）及び図１７の（Ｂ）は、障害発生時における図１５の海中分岐装置１２１〜１２５の動作の一例を説明するための図である。図１６の（Ａ）、図１６の（Ｂ）、図１７の（Ａ）及び図１７の（Ｂ）において、接点ｒｌ１１２〜ｒｌ５１２は、それぞれ海中分岐装置１２１〜１２５の接点ｒｌ１及びｒｌ２の直列接続の開閉状態を示す。接点ｒｌ１Ａ〜ｒｌ５Ａは、それぞれ海中分岐装置１２１〜１２５の接点ｒｌＡのＮＯ端子とＣＯＭ端子の接続状態を示す。接点ｒｌ１Ｂ〜ｒｌ５Ｂは、それぞれ海中分岐装置１２１〜１２５の接点ｒｌＢのＮＯ端子とＣＯＭ端子の接続状態を示す。

図１６の（Ａ）は、障害発生前の通常運転状態を示す。陸上端局装置１１１及び１１７の間の区間の給電路に給電電流５００が流れている。海中分岐装置１２３及び１２４の間でケーブルシャント障害が発生した場合を想定する。この状態を図１６の（Ｂ）に示す。

陸上端局装置１１１〜１１７のいずれかが、障害発生箇所の両端の海中分岐装置１２３及び１２４に対して、ＲＬｂセット信号を送信する。この状態を図１７の（Ａ）に示す。この結果、接点ｒｌ３Ｂ及びｒｌ４Ｂが閉じ、海中分岐装置１２３及び１２４で給電路が接地に接続する。この結果、陸上端局装置１１１から海中分岐装置１２３までの区間に給電電流５１０が流れ、陸上端局装置１１７から海中分岐装置１２４までの区間に給電電流５１１が流れる。海中分岐装置１２３及び１２４の間の区間では給電が停止する。

海中分岐装置１２４に対する陸上端局装置１１１側からの給電電流が途切れるため、海中分岐装置１２４のリレーＲＬ１は無励磁状態となる。しかし、陸上端局装置１１７側からの給電電流５１１が流れているためリレーＲＬ２は励磁状態となる。このため、接点ｒｌ４１は開いた状態を維持する。この結果接点ｒｌ４１には給電電流が流れない。

図１７の（Ｂ）は、障害の修理作業が完了時の状態を示す。陸上端局装置１１１〜１１７のいずれかが、障害発生箇所の両端の海中分岐装置１２３及び１２４に対してＲＬｂリセット信号を送信する。この結果、接点ｒｌ３Ｂ及びｒｌ４Ｂが開く。給電装置１３１と給電装置１３２との間に給電電流５１２が流れ、両端給電が行われる通常運転状態に戻る。

本実施例によれば、ケーブルシャント障害の修理完了に伴うラッチリレーＲＬｂのリセット時に、給電電流が流れた状態でリレーＲＬ１又はＲＬ２の接点が開く状態が回避される。この結果、給電電流が流れたまま接点を開放したときに損傷が生じるおそれを軽減する。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
給電路の第１方向に給電電流が流れる場合に励磁状態となり、前記第１方向と反対の第２方向に給電電流が流れる場合又は給電電流が流れない場合に無励磁状態となるリレーを備え、
前記リレーは、無励磁状態で前記給電路と接地とを接続し、励磁状態で前記給電路と接地とを接続しないことを特徴とする給電路切替装置。
（付記２）
前記リレーの励磁状態に関わらず、前記給電路と接地との接続を開放可能なラッチリレーを備えることを特徴とする付記１に記載の給電路切替装置。
（付記３）
前記リレーの励磁状態に関わらず、前記給電路と接地とを接続可能なラッチリレーを備えることを特徴とする付記１に記載の給電路切替装置。
（付記４）
前記ラッチリレーを制御するための制御信号を受信する受信部と、
前記制御信号に従って前記ラッチリレーを制御するリレー制御回路と、
を備えることを特徴とする付記２又は３に記載の給電路切替装置。
（付記５）
前記リレーを第１リレーとして、
前記第１方向に給電電流が流れる場合に励磁状態となり、前記第２方向に給電電流が流れる場合又は給電電流が流れない場合に無励磁状態となる第２リレーを備え、
前記給電路は両端給電によって給電され、
前記第１リレーのリレーコイルは、前記ラッチリレーの接点と前記給電路の両端のうち一方の端との間に設けられ、
前記第２リレーのリレーコイルは、前記ラッチリレーの接点と前記給電路の両端のうち他方の端との間に設けられ、
前記第１リレー及び前記第２リレーは、前記第１リレー及び前記第２リレーが無励磁状態の場合に前記給電路と接地とを接続し、前記第１リレー及び前記第２リレーのいずれかが励磁状態の場合に前記給電路と接地とを接続しないことを特徴とする付記３に記載の給電路切替装置。
（付記６）
給電路と、
両端給電により前記給電路に給電する給電装置と、
前記給電路に挿入された給電路切替装置と、
を備え、
前記給電路切替装置は、
前記給電路の第１方向に給電電流が流れる場合に励磁状態となり、前記第１方向と反対の第２方向に給電電流が流れる場合又は給電電流が流れない場合に無励磁状態となるリレーを備え、
前記リレーは、無励磁状態で前記給電路と接地を接続し、励磁状態で前記給電路と接地とを接続しないことを特徴とする給電システム。
（付記７）
前記給電装置が、前記第２方向に給電電流を流すことを特徴とする付記６に記載の給電システム。
（付記８）
複数の前記給電路切替装置が前記給電路に直列に挿入され、
前記給電路切替装置が、
前記リレーの励磁状態に関わらず、前記給電路と接地との接続を開放可能なラッチリレーと、
前記ラッチリレーを制御するための制御信号を受信する受信部と、
前記制御信号に従って前記ラッチリレーを制御するリレー制御回路と、
を備え、
前記給電システムが、前記制御信号を複数の前記給電路切替装置へ送信する信号送信装置を備え、
前記信号送信装置は、前記複数の給電路切替装置のうち前記給電装置に近い給電路切替装置から順に、前記給電路と接地との接続を開放する制御信号を送信することを特徴とする付記７に記載の給電システム。
（付記９）
前記信号送信装置は、前記給電路切替装置が定格電流を受電しているか否かを判定し、定格電流を受電するに至った後に該給電路切替装置に前記制御信号を送信することを特徴とする付記８に記載の給電システム。
（付記１０）
前記信号送信装置は、前記給電装置における前記給電路と接地との電位差に応じて前記制御信号の送信タイミングを決定することを特徴とする付記９に記載の給電システム。

１００ 海底ケーブルシステム
１１１〜１１７ 陸上端局装置
１２１〜１２５ 海中分岐装置
１３１、１３２ 給電装置
２０５ リレー制御回路
ＲＬ１、ＲＬ２ リレー
ＲＬａ、ＲＬｂ ラッチリレー
ｒｌ１ リレーＲＬ１の接点
ｒｌ２ リレーＲＬ２の接点
ｒｌＡ リレーＲＬａの接点
ｒｌＢ リレーＲＬｂの接点

Claims (7)

1. 給電路の第１方向に給電電流が流れる場合に励磁状態となり、前記第１方向と反対の第２方向に給電電流が流れる場合又は給電電流が流れない場合に無励磁状態となるリレーを備え、
   前記リレーは、無励磁状態で前記給電路と接地とを接続し、励磁状態で前記給電路と接地とを接続しないことを特徴とする給電路切替装置。
2. 前記リレーの励磁状態に関わらず、前記給電路と接地との接続を開放可能なラッチリレーを備えることを特徴とする請求項１に記載の給電路切替装置。
3. 前記リレーの励磁状態に関わらず、前記給電路と接地とを接続可能なラッチリレーを備えることを特徴とする請求項１に記載の給電路切替装置。
4. 前記リレーを第１リレーとして、
   前記第１方向に給電電流が流れる場合に励磁状態となり、前記第２方向に給電電流が流れる場合又は給電電流が流れない場合に無励磁状態となる第２リレーを備え、
   前記給電路は両端給電によって給電され、
   前記第１リレーのリレーコイルは、前記ラッチリレーの接点と前記給電路の両端のうち一方の端との間に設けられ、
   前記第２リレーのリレーコイルは、前記ラッチリレーの接点と前記給電路の両端のうち他方の端との間に設けられ、
   前記第１リレー及び前記第２リレーは、前記第１リレー及び前記第２リレーが無励磁状態の場合に前記給電路と接地とを接続し、前記第１リレー及び前記第２リレーのいずれかが励磁状態の場合に前記給電路と接地とを接続しないことを特徴とする請求項３に記載の給電路切替装置。
5. 給電路と、
   両端給電により前記給電路に給電する給電装置と、
   前記給電路に挿入された給電路切替装置と、
   を備え、
   前記給電路切替装置は、
   前記給電路の第１方向に給電電流が流れる場合に励磁状態となり、前記第１方向と反対の第２方向に給電電流が流れる場合又は給電電流が流れない場合に無励磁状態となるリレーを備え、
   前記リレーは、無励磁状態で前記給電路と接地を接続し、励磁状態で前記給電路と接地とを接続しないことを特徴とする給電システム。
6. 前記給電装置が、前記第２方向に給電電流を流すことを特徴とする請求項５に記載の給電システム。
7. 複数の前記給電路切替装置が前記給電路に直列に挿入され、
   前記給電路切替装置が、
   前記リレーの励磁状態に関わらず、前記給電路と接地との接続を開放可能なラッチリレーと、
   前記ラッチリレーを制御するための制御信号を受信する受信部と、
   前記制御信号に従って前記ラッチリレーを制御するリレー制御回路と、
   を備え、
   前記給電システムが、前記制御信号を複数の前記給電路切替装置へ送信する信号送信装置を備え、
   前記信号送信装置は、前記複数の給電路切替装置のうち前記給電装置に近い給電路切替装置から順に、前記給電路と接地との接続を開放する制御信号を送信することを特徴とする請求項６に記載の給電システム。

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