JP3071220B2 - 自己給電型電力線センサ - Google Patents

自己給電型電力線センサ

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、交流電力線の内部及び周囲の状態を非侵入
的に監視する自己給電型電力線センサに関する。さら
に、本発明は、上記交流電力線から電力を得るととも
に、上記交流電力線を介する信号の送信及び受信を可能
としたセンサに関する。
発明の背景 高架及び地下、及び第１次及び第２次利用において、
不完全な設備及び交流電力線の過負荷により生じ、潜在
的に多数の顧客に対するサービスの停止をもたらす供給
停止を予測するために、交流電力線を監視するのは電気
事業会社にとって有益である。供給停止及び大多数の顧
客へのサービスの停止の可能性は、電力使用が最大であ
り、連続した電力供給が最も不確実であるピーク期間に
おいて増加する。設備の不完全性や電力線の過負荷によ
って生じた供給停止を回復するには多額の費用を要し、
停止したサービスに対する金銭の損害や評判の低下の影
響の観点から電気事業会社にとって損失が大きく、事業
会社の従業員にとっても危険となりうる。
電力線が地下にある場合、電力線の不完全性や過負荷
の結果としての予測不可能な供給停止の影響は悪化す
る。損傷した地下の電力線の取り替えを行うためにはよ
り多くの人員及び時間を要し、必要な大部分の作業は、
窮屈であり、しばしば濡れた状態であり、いつも理想的
な状態ではない状態で行われるという事実に基づいて安
全に対する予防手段を増す必要がある。結果として、そ
のような損傷した地下の電力線の修理はさらに多くのコ
ストを必要とし、時間を消費し、危険である。
このように、電力、電圧、及び電流のような電気的状
態を監視する交流電力線センサは、不完全性や電力線の
過負荷によって生ずる予測不可能な供給停止の可能性を
良く予測するために交流電力線を監視することにおいて
電気事業会社にとって非常に有益である。電力事業会社
が電力線の状態を監視できれば、過負荷や不完全性の結
果として電気を切ることになりそうな電力線の保守や取
り替えをさらに行うことができ、それによって予測して
いない供給停止の回数が少なくなる。そのような設備の
取り替え及び保守を行うことにより、事業会社は最終顧
客への供給停止時間を極めて短くすることができる。ま
た、損傷したケーブルの取り替えや修繕に関する費用が
安くなる。通常の予定の保守や取り替えに比べて、損傷
したケーブルの取り替えや修繕に対する費用は、残業費
が含まれるので極めて高くなる。
しかしながら、従来の商用の電力線センサは、一般的
に、監視を行う電力回路に対して侵入する電気的な接続
を必要とする。この種の取り付けは、事業会社にとって
高価であり、取付者に対して潜在的に危険であり、最終
利用者に対するサービスの中断が生じる。これらの制限
によって、電力線センサは電気事業産業には広く利用さ
れていなかった。
発明の要約 従って、本発明は、非侵入的な手法で交流電力線の内
部及び周囲の状態を監視する自己給電型電力線センサを
提供することを１つの目的とする。
更に、本発明は、非接触の変成器の動作により交流電
力線から低電力を引き込むことによって動力を得る自己
給電型電力線センサを提供することを目的とする。
更に、本発明は、電力線自身を介して交流電力線の内
部及び周囲の監視した状態の送信を可能とした自己給電
型電力線センサを提供することを目的とする。
更に、本発明は、交流電力線に接続された非接触の変
成器の動作によって、交流電力線を介して遠隔基地局へ
送信でき、且つ遠隔基地局からの通信を受信できる自己
給電型電力線センサを提供することを目的とする。
更に、本発明は、最終顧客への電力サービスの中断又
は影響を与えることなしに、迅速に、容易に、且つ安全
に取り付けられる自己給電型電力線センサを提供するこ
とを目的とする。
更に、本発明は、種々のサイズの電力線に取り付ける
ことができる自己給電型電力線センサを提供することを
目的とする。
更に、本発明は、体積が制限され、間隙がきっちりし
たケーブルに取り付けることができる自己給電型電力線
センサを提供することを目的とする。
更に、本発明は、目立たずコンパクトであり、軽量の
自己給電型電力線センサを提供することを目的とする。
更に、本発明は、交流電力線によって機械的に支持さ
れる自己給電型電力線センサを提供することを目的とす
る。
更に、本発明は、安価であり使い捨ての自己給電型電
力線センサを提供することを目的とする。
本発明は、交流電力線の周囲に巻かれた高透過性の強
磁性体材料のコア奏を備え、変成器の動作を通じて上記
交流電力線によってエネルギーが与えられる複数のワイ
ンディングからなるワインディング層をコア層の周囲に
配置し、上記交流電力線の内部及び周囲の状態を監視
し、ワインディングからの電力を用い監視した状態を表
す信号を上記交流電力線を介して送信することにより実
に効果的な自己給電型電力線センサをもたらす。
本発明は、自己給電型電力線センサを特徴とする。交
流電力線の周囲に巻かれたコア層と、このコア層の周囲
に配置され、上記交流電力線によってエネルギーが与え
られる複数のワインディングを含むワインディング層と
を有する。上記交流電力線の内部又は周囲の状態を監視
する手段と、上記ワインディングによって電力が供給さ
れ、監視する手段と交信し、上記交流電力線を介して監
視した状態を表す信号の送信を行う手段を有する。
好ましい実施例においては、上記ワインディングは非
接触の変成器の動作によってエネルギーを与えられ、上
記送信を行う手段は非接触の変成器の動作によって上記
交流電力線と電気的に結合されていてもよい。上記監視
のための手段及び送信を行う手段は、上記ワインディン
グ層の表面に配置されていてもよい。上記監視のための
手段及び送信を行う手段を覆って上記ワインディング層
の周囲に巻かれた保護カバーを更に含んでもよい。この
保護カバーは電気的絶縁体であり、ゴムであってもよ
い。上記保護カバーは、上記ワインディング層に固締さ
れてもよい。上記交流電力線の周囲に、上記電力線セン
サを覆われた形状に保持する手段を有し、この保持する
手段は少なくとも１つの保持ひもを含んでいてもよい。
上記コア層は上記交流電力線の周囲に１回巻の形状又は
螺旋状の形状に巻かれてもよい。上記コア層は高透過性
の強磁性体材料で形成され、鋼鉄であってもよい。上記
電力線は電力ケーブル又はワイヤであってもよい。上記
複数のワインディングは上記コア層の周囲に巻かれたワ
イヤによって形成され、このワイヤは電気的導電性であ
ってもよい。上記複数のワインディングは上記交流電力
線に対して実質的に平行に配されてもよい。上記監視の
ための手段は上記複数のワインディングによって電力が
供給されてもよい。上記複数のワインディングは電力供
給器に電気的に接続され、エネルギーを与えられてもよ
い。上記監視のための手段は少なくとも１つのセンサを
含んでもよい。上記監視のための手段は電圧センサ手段
を含み、この電圧センサ手段は上記ワインディングと交
信する手段を有し、上記電力線によって上記ワインディ
ングに誘導された電圧を監視してもよい。上記監視する
手段は電流センサを含み、この電流センサはホール効果
センサであってもよい。また、上記監視する手段は温度
センサ、圧力センサ、ガスセンサ、湿度センサ、又は放
射センサを含んでいてもよい。上記監視する手段は可視
光又は赤外光を監視する光センサを含んでいてもよい。
上記送信を行う手段は上記信号を遠隔基地局へ送信して
もよい。更に、上記遠隔基地局からの通信を受信する手
段を更に含んでもよい。上記送信を行う手段はマイクロ
コントローラを含み、このマイクロコントローラは監視
する手段からの監視した状態を表す信号を受信し、上記
交流電力線を介して上記信号を送信してもよい。上記送
信を行う手段は受信した監視する手段からの監視した状
態を表す信号を時間の周期で平均化して公称の状態レベ
ルを決定し、この公称のレベルからの変化量を検出して
もよい。上記公称レベルからの変化量は上記交流電力線
を介して送信されてもよい。上記送信される変化量は基
地局へ送信されてもよい。上記監視した状態は電圧であ
ってもよい。
更に、システムは、交流電力線の周囲に巻かれるコア
層を含む自己給電型電力線センサを特徴とする。上記コ
ア層の周囲に配置されるワインディング層であって、複
数のワインディングを含み、非接触の変成器の動作によ
って上記交流電力線よりエネルギーが与えられるワイン
ディング層を含む。上記交流電力線の内部又は周囲の状
態を監視する手段を有する。更に、非接触の変成器の動
作によって上記交流電力線と電気的に結合され、上記ワ
インディングから電力が供給され、上記監視する手段と
交信を行い、上記交流電力線を介して監視した状態を表
す信号の送信を行う手段を有する。
更に、システムは、交流電力線の周囲に巻かれるコア
層を含む自己給電型電力線センサを特徴とする。また、
上記コア層の周囲に配置されるワインディング層であっ
て、複数のワインディングを含み、非接触の変成器の動
作によって上記交流電力線よりエネルギーが与えられる
ワインディング層を含む。上記交流電力線の内部又は周
囲の状態を監視する手段と、ワインディングを通じて非
接触の変成器の動作によって上記交流電力線と電気的に
結合されるとともに電力が供給され、上記交流電力線を
介して監視した状態を表す信号の送信を行う手段とを有
する。
更に、システムは、交流電力線の周囲に巻かれる扁平
なコア層を含む自己給電型電力線センサを特徴とする。
上記コア層の周囲に配置され、上記交流電力線によって
エネルギーが与えられる複数のワインディング有する。
上記ワインディング層によって電力が供給され、上記交
流電力線の内部又は周囲の状態を監視する手段とを有す
る。
更に、システムは、交流電力線の周囲に巻かれる高透
過性の強磁性体材料のコア層を含む自己給電型電力線セ
ンサを特徴とする。上記交流電力線によってエネルギー
が与えられる複数のワインディングを含み、上記コア層
の周囲に配置されるワインディング層を含む。上記ワイ
ンディングは、上記交流電力線の方向に対して実質的に
平行に配される。上記交流電力線の内部又は周囲の状態
を監視する手段を有する。遠隔基地局を有する。上記ワ
インディングによって電力が供給され、上記監視する手
段と交信を行い、上記交流電力線を介して上記監視した
状態を表す信号を送信し、上記遠隔基地局から送信され
た信号を受信する制御手段を有する。
更に、システムは、交流電力線の周囲の状態を監視す
る手段を含む自己給電型電力線センサを特徴とする。上
記監視する手段と交信し、監視した状態を表す信号を受
信し、受信した信号を時間の周期で平均化して公称の状
態レベルを決定する手段を有する。上記公称のレベルか
ら上記受信した信号の変化量を検出する手段を有する。
上記変化量を上記交流電力線上に送信する手段を有す
る。
好ましい実施例の開示 他の目的、特徴、及び利益は、以降の好ましい実施例
及び以下の添付した図面の記載から、当業者に思い出さ
れるであろう。
図１は、交流電力ケーブルの周囲に配置された本発明
による単一巻自己給電型電力線センサの３次元図であ
る。
図２は、交流電力ケーブルの周囲に配置された本発明
による自己給電型電力線センサの変形の螺旋巻実施例の
３次元図である。
図３は、本発明による自己給電型電力線センサを示
し、交流電力線及び遠隔基地局との電気的接続を示すブ
ロック図である。
図４は、交流電力線の内部及び周囲の公称の状態から
の変化を決定するための、監視された交流電力線の内部
及び周囲の状態に対する時間ベースの公称レベルを構成
するために図３中のマイクロコントローラによって用い
られるソフトウェアのフローチャートである。
図１に示されたように、単一巻自己給電型電力線セン
サ10は交流電力線12の周囲に配置されている。電力線12
は導電撚り線（又は単一の心線）14及び絶縁ゴム層16を
含む。図示されている上記交流電力線12は一般的には地
下の第２次電力分配利用に用いられる種類のケーブルで
ある。しかしながら、これは本発明の必要とする限定で
はなく、本発明の電力線としては高架の第２次電圧利用
や高架及び地下の第１次電圧利用に用いられる絶縁され
た又は絶縁されていないケーブルを利用することができ
る。
センサ10のコア層18は、高透過性の強磁性体材料又は
電気モータの薄板や変成器の薄板に対して用いられる一
般的な種類の鋼鉄である。コア層18は完全に非侵入的な
手法で交流電力線12の絶縁ゴム層16の周囲に単一巻の形
状に巻かれる。コア層18は電力線12の周囲に巻き付けら
れるので、種々のサイズの電力線に調節することができ
る。上記コア層18は一般的に長さが６インチ、幅が４イ
ンチ、及び厚さが0.025インチである。しかしながら、
これらの寸法は、異なったサイズの電力線や異なる用途
に対しては変化する。複数のワインディング（windin
g）20はコア層18の周囲に巻き付けられ、交流電力線の
方向に対して実質的に平行に配置される。複数のワイン
ディング20は、28ゲージマグネットワイヤ（28 gauge m
agnet wire）等のワイヤをコア層18の周囲に１回巻き付
けることによって形成される。
電力線12中の交流電力は、非侵入的な変成器の動作に
よってワインディング20中に電流を誘導する。交流電力
線にエネルギーが与えられたときにワインディング20に
所望の電流が誘導されるように適切な巻き付けの比が選
択される。ワインディング20の巻数は、コア層18が飽和
レベルと等しい又はより小さい誘導電束密度を含む点ま
でのワインディング20に誘導される電流と電力線12の電
流との比によって決定される。上記ワインディング20は
ワインディング中の電流の誘導が最も効率的に行われる
よう交流信号線12の方向に実質的に平行に配置される。
しかしながら、ワインディング20及びコア層18によって
形成される変成器の効率は根本的関心事ではなく、体
積、質量、及びコストを低下させることによって犠牲に
される。ワインディング20及びコア層18によって形成さ
れる上記変成器は、複数のセンサ及び電力線12を介した
通信のために十分な電力を供給するサイズのみが必要で
ある。
電気構成要素22は、電圧、電流、又は、例えば、温
度、圧力、放射、湿度等の本質的な多くの物理現象を監
視する複数のセンサ、非接触の変成器の動作によって電
力線12中の交流電力からエネルギーが与えられるワイン
ディングによって電力が供給される電力供給器、マイク
ロコンピュータ、及び以下においてさらに詳細に説明す
る種々の他の構成要素を含む。これらの構成要素22はフ
レキシブル印刷回路基板（図示省略）に添付される。フ
レキシブル印刷回路基板はワインディング20の表面に配
置され、ワインディング20から電気構成要素22への別々
のワイヤ線（図示省略）によってワインディング20との
電気的接続が確立される。ある種類センサのようなある
電気構成要素22は印刷回路基板に添付されないが、むし
ろそれらはワインディング20に直接又は所望の現象を監
視するためにより有利な他の位置へ配置される。図１に
一般的に示され、簡単に説明されたこれらの電気構成要
素22については、以下でさらに詳細に説明する。
ワインディング20上に設けられ、電気構成要素22をカ
バーするのは保護カバー24である。電気的絶縁性を有す
るこの保護カバー24は、一般的にはゴムによって形成さ
れ、粘着性を有する自己硬化テープ（self valcanizing
tape）、又は他のある適切な手段によってワインディ
ング20に添付される。取り外しが可能な保持ひも26によ
って、電力線センサ10は交流電力線12の周囲に確実に配
置される。フレシキブル印刷回路基板上に配置される電
気構成要素及びフレキシブル印刷回路基板から離れて配
置される電気構成要素はワインディング20に固定されな
いので、保護カバーはワインディング20との間に電気構
成要素22を効果的に挟む。しかしながら、上記離れて配
置される電気構成要素は、製作及び取扱いを容易にする
ため適当なフレキシブル基板に固定されてもよい。
電力センサ10は交流電力線12（この電力線はサイズが
変わっても良い）の周囲に単に巻かれることによって容
易に取り付けられ、保持ひも26の手段によってそこへ添
付される。さらに、電力線センサ10は取り付けの際に最
終顧客へのサービスを中断することを必要としなく、且
つ安全である。非接触の変成器の動作によって、非侵入
的な手法で動作し、電力線、電気的接地、中性線、又は
他のいかなる電源との直接的な接続を必要としない。
図２中に螺旋状に巻かれた自己給電型電力線センサ
は、図１の自己給電型の実施例を変形したものである。
この実施例において、コア層18aは交流電力線12の絶縁
ゴム層16の回りに螺旋状に巻かれて示されている。コア
層18aは一般的には図１のコア層18（0.025インチ）と厚
さが同一である。しかしながら、その長さは約40インチ
であり、その幅は約0.5インチである。これらの寸法
は、異なったサイズの電力線及び異なる用途に対して調
節するために変わる。上記コア層18aは上記交流電力線1
2に数回螺旋状に巻き付けられる。
複数のワインディング20はワインディング層を形成す
るためにコア層18aの周囲に配置され、これらのワイン
ディングは非接触の変成器の動作によって交流電力線12
からエネルギーが供給される。電気構成要素22は同様に
ワインディング20上（フレキシブル印刷回路基板は図示
省略）に配置され、電気構成要素22をカバーする保護カ
バー24aは粘着性を有する自己硬化テープ（self valcan
izing tape）、又は他のある適切な手段によってワイン
ディング20上に配置される。
図３に示されたように、自己給電型電力線センサ30
は、単相又は多相電力線である交流電力線12と非接触の
変成器の動作による変成器ワインディング20によって電
気的に接続される。上記変成器ワインディング20は線4
1,42の手段によって電力供給器44と接続される。電力供
給器44は線45,46を介してマイクロコントローラ48へ5V
の直流を供給する交流−直流レギュレータ集積回路であ
る。マイクロコントローラ48はディジタルアナログ変換
器を備える８ビットの埋め込みコントローラである。マ
イクロコントローラ48に接続されたセンサ50〜56の何れ
もは、必要である場合には電力供給器44によって電力が
供給される。しかしながら、図３中のセンサ55は電力供
給器44によって電力が供給される唯一のセンサである。
これらのセンサは電力線12の内部又は周囲の監視した特
定の状態を表すアナログ又はディジタル信号をマイクロ
コントローラ48へ供給する。電圧センサ50は変成器ワイ
ンディング20からの線41,42と接続されたリード線59,60
を含み、交流信号線の電圧を表す信号をマイクロコント
ローラ48へ直接入力する。
このセンサ50は参照電圧がないので、読み込んだ絶対
電圧値を供給しないが、ある瞬間の非参照電圧レベルを
示す信号をマイクロコントローラへ供給する。公称電圧
レベルは電圧センサ50によって供給されるある瞬間の電
圧レベルをある時間間隔にわたって監視することにより
決定され、公称電圧レベルからの変動は、上記公称レベ
ルが得られた後に電圧センサ50からのある瞬間の入力ら
求まる。この手順は図４を留意して詳細に述べる。
センサ51,52は回路基板領域58の外側であって保護カ
バー24の内側に配置される。このようにして、これらの
センサは物理的に変成器ワインディング20の表面に配置
される。センサ53,54は回路基板58上に配置され、セン
サ55,56は保護カバー24の外側に配置され、保護カバー2
4の表面又は保護カバー24から離れた位置に配置され
る。これらのセンサは、例えば、電流、温度、圧力、ガ
ス、湿度、放射、又は光（可視又は赤外）を監視するこ
とができる。つまり、ほとんど全ての物理現象を監視す
るセンサを用いることができる。温度センサ又は放射セ
ンサのようなあるセンサは、センサ53,54が取り付けら
れて示されているように、直接回路基板58上に取り付け
られる。センサ51,52のような他のセンサは、ホール効
果電流センサのように、印刷回路基板から離れて一層効
果的に動作する。センサ55,56として図示されたよう
に、ガスや光センサは、例えば、保護カバー24の外側で
のみ動作する。
センサ50〜56は、交流電力線12の内部及び周囲の種々
の状態を連続的に監視し、これらの監視された状態を表
すアナログ信号やディジタル信号をマイクロコントロー
ラ48へ供給する。複数のセンサによって供給された上記
信号は、必要に応じてマイクロコントローラ48によって
ディジタル信号に変換される。マイクロコントローラ48
は通信コードを生成し、この通信コードは線61,62を介
し、ハイパスフィルタ63,64を通過して変成器20に接続
された線41,42へ送出される。
ハイパスフィルタ63,64は高周波通信コードを通過さ
せる。この高周波通信コードは非接触の変成器の動作に
よって交流電力線12と結合された変成器ワインディング
20を通過し、交流電力線12に送信され、観測した状態を
表す情報を提供するものである。
マイクロコントローラ48から送信されたデータは、特
定の自己給電型電力線センサ40を識別する１つの識別コ
ード及び特定のセンサ50〜56各々を識別する１つの識別
コードを含み、電力線センサ40によって送られ、送信さ
れたデータの種類が示される。つまり、上記送信は、ど
こからその送信がされたを示す情報（本発明による多く
の自己給電型電力線センサは電気事業会社の配電システ
ムの至る所の様々な位置に配置されて利用される）、及
び送信されたデータの種類に関する情報；即ち、そのデ
ータは電圧、温度、放射等のどのデータであるか、を含
む。識別コード及び興味のある上記データの送信は、特
定の閾値が監視された時、又は所望の特別のアルゴリズ
ムに従った規則的な基準、時間的な基準に基づいて生ず
る。
通信コードは選択された形式的な通信システムの詳細
又はプロトコルに従う。このプロトコルはスイス国のジ
ュネーブのISO（International Organization for Stan
dardization）によって発展された通信のためのOSI（Op
en System Interconnect）参照モデルに基づく。電力線
通信に適切な他の異なった通信コードも用いることがで
きる。
自己給電型電力線センサ40から送信されたデータは、
遠隔基地局68によって受信される。基地局68は、変成器
ワインディング69を含み、変成器ワインディング69は非
接触の変成器の動作によって、送信されたデータをハイ
パスフィルタ69,70に結合させ、ハイスパフィルタ69,70
は送信された高周波周波数データをマイクロコントロー
ラインターフェイス74へ通信させる。基地局68において
受信された送信情報は、非接触の変成器の動作による結
合を必要としない。他の異なる結合手段を利用できる。
送信データはコンピュータ76へ送られ、センサ情報が評
価される。
また、基地局68は、そのようなデータの受信ができる
自己給電型電力線センサ40へデータを送信することがで
きる。ここで、例えば、基地局68は、自己給電型電力線
センサ40、及び電力線センサからの送信を受動的に待つ
代わりにセンサ情報を必要に応じて要求するシステムの
複数の電力線センサを登録することができる。さらに、
電力線センサは基地局68から再プログラムされる。
基地局68は、ワインディング69を通して交流電力線12
へ非接触の変成器の動作によって基地局68からの送信信
号を結合するハイパスフィルタ71,72を含む。これら
の、送信信号はワインディング20を通して非接触の変成
器の動作により交流電力線12から電力線センサ40へ結合
される。ワインディング20からのリード線41,42はハイ
パスフィルタ65,66へ接続され、ハイパスフィルタ65,66
は送信信号を線77,78を介してマイクロコントローラ48
へ通過させる。
マイクロコントローラ48はセンサ50〜56からの検出状
態をアナログ−ディジタル変換し、以前に監視された状
態が貯蔵されたメモリ位置を操作して更新し、動作時間
平均等を決定するような数値操作を行い、同期目的のた
めの時間の記録を行い、自己給電型電力線センサ40と基
地局66との間の通信を制御する。
マイクロコントローラ48は特定の監視した状態、つま
り、実際の温度又は放射の読み込みの瞬間値を基地局68
へ供給する。しかしながら、監視した特定の状態が公称
レベルから変化したことを示す信号、そのような変化し
た量を示す信号も基地局68へ供給される。上記で簡単に
説明したように、実際の電圧値を決定するために、監視
された電圧と比較する参照レベルがないために、交流電
力線の電圧監視に関してこのような種のデータが必要と
される。このように、監視された電圧と公称レベルとの
比較が必ず行われ、公称レベルからの監視電圧の変化が
決定され、基地局68に送信される。この過程は全ての種
類のセンサで実行される必要はないが（多くのセンサは
出力として、監視された状態の絶対値を供給する）、実
際の監視値を供給するよりもむしろ、監視された状態の
公称レベルからの変化を供給した方が有用である。これ
は、多くの例では、監視された状態はそれらの実際の値
に対して監視されたのではなく、むしろある公称レベル
からの変化に対して監視されたのであるからである。
図３のマイクロコントローラ48は、監視した状態の公
称レベルからの変化を検出し、送信するために図４のフ
ローチャート80に従って動作する。ステップ82では、自
己給電型電力線センサが取り付けられ、ステップ84にお
いて１つの状態又は複数の状態（例えば、電圧、電流、
温度、放射等）が継続して即座に得られる。ステップ86
では、自己給電型電力線センサが監視している交流電力
線の状態に対する公称レベルを決定するために、時間ｔ
に亘る監視状態の瞬時値の時間平均が導かれる。この時
点において、公称レベルが決定され、初期の較正が完了
する。この較正プロセスは、正確な公称レベルの読み込
みを得るために数秒から数週又は１ヶ月以上のどの時点
でも行われる。初期の校正プロセスが完了すると、ステ
ップ88において、ステップ84で得られた瞬時値が公称レ
ベルと比較される。ステップ86において最初の時間平均
が決定された後、上記時間平均が新たな瞬時センサデー
タから絶えず再計算される。ステップ90では瞬時値が公
称レベルから変化した場合、及び変化があったことを示
す信号である場合には、決定され、ステップ92において
上記変化の程度が遠隔基地局へ送信される。変化が検出
されていようとなかろうと、システムはステップ84へ戻
り、別の瞬時値が得られ、自己給電型電力線センサが交
流電力線から取り外されるまで、又は特定の状態におい
て検出されている変化の決定が必要とされなくなるまで
上記プロセスが継続される。
本発明の特定の特徴はいくつかの図面に示され、他に
は示されていないが、これは利便性だけのためであり、
各々の特徴は本発明に従って他の特徴の幾つか又は全て
を組み合わせることができる。
他の実施例は当業者が思いつくであろうし、以下の請
求の範囲に含まれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−73158（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−242175（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−140171（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−37709（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 15/18 - 15/20 G01R 19/00 - 19/32 G01R 31/02 - 31/11 H02G 1/06

Claims (45)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】交流電力線の周囲に巻かれるコア層と、 前記コア層の周囲に配置され、前記交流電力線によって
    エネルギーが与えられる複数のワインディングを含むワ
    インディング層と、 前記交流電力線に最近接した位置に配され、前記交流電
    力線の内部又は周囲の状態を監視する手段と、 前記ワインディングによって電力が供給され、前記監視
    する手段に接続され、前記交流電力線を介して監視した
    状態を表す信号の送信を行う手段と からなり、 前記信号は、非接触の変成器の動作によって前記交流電
    力線に電気的に結合される ことを特徴とする自己給電型電力線センサ。
  2. 【請求項２】前記複数のワインディングは、非接触の変
    成器の動作によってエネルギーを与えられることを特徴
    とする請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  3. 【請求項３】前記監視のための手段及び送信を行う手段
    は、前記ワインディング層の表面に配置されることを特
    徴とする請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  4. 【請求項４】前記監視のための手段及び送信を行う手段
    を覆って前記ワインディング層の周囲に巻かれた保護カ
    バーを更に含むことを特徴とする請求項３記載の自己給
    電型電力線センサ。
  5. 【請求項５】前記保護カバーは、電気的絶縁体であるこ
    とを特徴とする請求項４記載の自己給電型電力線セン
    サ。
  6. 【請求項６】前記保護カバーは、ゴムであることを特徴
    とする請求項４記載の自己給電型電力線センサ。
  7. 【請求項７】前記保護カバーは、前記ワインディング層
    の固締されることを特徴とする請求項４記載の自己給電
    型電力線センサ。
  8. 【請求項８】前記電力線センサを、前記交流電力線の周
    囲を覆う形状に保持する手段を更に含むことを特徴とす
    る請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  9. 【請求項９】前記保持する手段は、少なくとも１つの保
    持ひもを含むことを特徴とする請求項８記載の自己給電
    型電力線センサ。
  10. 【請求項１０】前記コア層は、前記交流電力線の周囲に
    １回巻の形状で巻かれることを特徴とする請求項１記載
    の自己給電型電力線センサ。
  11. 【請求項１１】コア層は、前記交流電力線の周囲に螺旋
    状の形状で巻かれることを特徴とする請求項１記載の自
    己給電型電力線センサ。
  12. 【請求項１２】前記コア層は、高透過性の強磁性体材料
    で形成されることを特徴とする請求項１記載の自己給電
    型電力線センサ。
  13. 【請求項１３】前記コア層は、鋼鉄であることを特徴と
    する請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  14. 【請求項１４】前記電力線は、電力ケーブルであること
    を特徴とする請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  15. 【請求項１５】前記電力線は、ワイヤであることを特徴
    とする請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  16. 【請求項１６】前記複数のワインディングは、前記コア
    層の周囲に巻かれたワイヤによって形成されることを特
    徴とする請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  17. 【請求項１７】前記ワイヤは、電気的導電性であること
    を特徴とする請求項16記載の自己給電型電力線センサ。
  18. 【請求項１８】前記複数のワインディングは、前記交流
    電力線に対して平行に配されることを特徴とする請求項
    １記載の自己給電型電力線センサ。
  19. 【請求項１９】前記監視のための手段は、前記複数のワ
    インディングによって電力が供給されることを特徴とす
    る請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  20. 【請求項２０】前記複数のワインディングは、電力供給
    器に電気的に接続され、エネルギーを与えることを特徴
    とする請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  21. 【請求項２１】前記監視のための手段は、少なくとも１
    つのセンサを含むことを特徴とする請求項１記載の自己
    給電型電力線センサ。
  22. 【請求項２２】前記監視のための手段は、電圧センサ手
    段を含むことを特徴とする請求項１記載の自己給電型電
    力線センサ。
  23. 【請求項２３】前記電圧センサ手段は、前記ワインディ
    ングに接続され、前記電力線によって前記ワインディン
    グに誘導された電圧を監視することを特徴とする請求項
    22記載の自己給電型電力線センサ。
  24. 【請求項２４】前記監視する手段は、電流センサを含む
    ことを特徴とする請求項１記載の自己給電型電力線セン
    サ。
  25. 【請求項２５】前記電流センサは、ホール効果センサで
    あることを特徴とする請求項24記載の自己給電型電力線
    センサ。
  26. 【請求項２６】前記監視する手段は、温度センサを含む
    ことを特徴とする請求項１記載の自己給電型電力線セン
    サ。
  27. 【請求項２７】前記監視する手段は、圧力センサを含む
    ことを特徴とする請求項１記載の自己給電型電力線セン
    サ。
  28. 【請求項２８】前記監視する手段は、ガスセンサを含む
    ことを特徴とする請求項１記載の自己給電型電力線セン
    サ。
  29. 【請求項２９】前記監視する手段は、湿度センサを含む
    ことを特徴とする請求項１記載の自己給電型電力線セン
    サ。
  30. 【請求項３０】前記監視する手段は、放射センサを含む
    ことを特徴とする請求項１記載の自己給電型電力線セン
    サ。
  31. 【請求項３１】前記監視する手段は、光センサを含むこ
    とを特徴とする請求項１記載の自己給電型電力線セン
    サ。
  32. 【請求項３２】前記光センサは、可視光を監視すること
    を特徴とする請求項31記載の自己給電型電力線センサ。
  33. 【請求項３３】前記光センサは、赤外光を監視すること
    を特徴とする請求項31記載の自己給電型電力線センサ。
  34. 【請求項３４】前記送信を行う手段は、前記信号を遠隔
    基地局へ送信することを特徴とする請求項１記載の自己
    給電型電力線センサ。
  35. 【請求項３５】前記ワインディング層と交信を行い、遠
    隔基地局からの通信を受信する手段を更に含むことを特
    徴とする請求項１記載の自己給電型電力線センサ。
  36. 【請求項３６】前記送信を行う手段は、マイクロコント
    ローラを含むことを特徴とする請求項１記載の自己給電
    型電力線センサ。
  37. 【請求項３７】前記マイクロコントローラは、監視する
    手段からの監視した状態を表す信号を受信し、前記交流
    電力線を介して前記信号を送信することを特徴とする請
    求項36記載の自己給電型電力線センサ。
  38. 【請求項３８】前記送信を行う手段は、受信した監視す
    る手段からの監視した前記状態を表す信号をある時間周
    期で平均化した公称の状態レベルを決定し、前記公称の
    レベルからの変化量を検出することを特徴とする請求項
    １記載の自己給電型電力線センサ。
  39. 【請求項３９】前記公称レベルからの変化量は、前記交
    流電力線を介して送信されることを特徴とする請求項38
    記載の自己給電型電力線センサ。
  40. 【請求項４０】前記送信される変化量は、基地局へ送信
    されることを特徴とする請求項39記載の自己給電型電力
    線センサ。
  41. 【請求項４１】前記監視した状態は、電圧であることを
    特徴とする請求項38記載の自己給電型電力線センサ。
  42. 【請求項４２】交流電力線の周囲に巻かれるコア層と、 前記コア層の周囲に配置されるワインディング層であっ
    て、複数のワインディングを含み、非接触の変成器の動
    作によって前記交流電力線よりエネルギーが与えられる
    ワインディング層と、 前記交流電力線に最近接した位置に配され、前記交流電
    力線の内部又は周囲の状態を監視する手段と、 前記ワインディングから電力が供給され、前記監視する
    手段に接続され、前記交流電力線を介して監視した状態
    を表す信号の送信を行う手段と からなり、 前記信号は、非接触の変成器の動作によって前記交流電
    力線に電気的に結合される ことを特徴とする自己給電型電力線センサ。
  43. 【請求項４３】交流電力線の周囲に巻かれ、高透過性の
    強磁性体材料のコア層と、 前記交流電力線によってエネルギーが与えられる複数の
    ワインディングを含み、前記コア層の周囲に配置される
    ワインディング層であって、前記ワインディングは、前
    記交流電力線に対して平行に配されるワインディング層
    と、 前記交流電力線に最近接した位置に配され、前記交流電
    力線の内部又は周囲の状態を監視する手段と、 遠隔基地局と、 前記ワインディングによって電力が供給され、前記監視
    する手段に接続され、前記交流電力線を介して前記監視
    した状態を表す信号を送信し、前記遠隔基地局から送信
    された信号を受信する制御手段と からなることを特徴とする自己給電型電力線センサシス
    テム。
  44. 【請求項４４】交流電力線の内部又は周囲の状態を監視
    する手段と、 前記監視する手段に接続され、監視した状態を表す信号
    を受信する手段であって、受信した信号をある時間周期
    で平均化して公称の状態レベルを決定する手段と、 前記受信する手段に応答し、受信した信号の前記公称レ
    ベルからの変化量を検出する手段と、 前記検出する手段に応答し、前記交流線へ前記変化量を
    送信する手段と からなることを特徴とする自己給電型電力線センサ。
  45. 【請求項４５】交流電力線の周囲に巻かれるコア層と、 前記交流電力線によってエネルギーが与えられる複数の
    ワインディングを含み、前記コア層の周囲に配置される
    ワインディング層と、 前記交流電力線に最近接した位置に配され、前記交流電
    力線の内部又は周囲の状態を監視する手段と、 遠隔基地局と、 前記ワインディングによって電力が供給され、前記監視
    する手段に接続され、前記交流電力線を介して前記監視
    した状態を表す信号を前記基地局へ送信し、前記遠隔基
    地局から送信された信号を受信する制御手段と からなることを特徴とする自己給電型電力線センサシス
    テム。
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