JP3288389B2 - モジュラコア、自己動力式送電線センサー - Google Patents

モジュラコア、自己動力式送電線センサー

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JP3288389B2 JP52156798A JP52156798A JP3288389B2 JP 3288389 B2 JP3288389 B2 JP 3288389B2 JP 52156798 A JP52156798 A JP 52156798A JP 52156798 A JP52156798 A JP 52156798A JP 3288389 B2 JP3288389 B2 JP 3288389B2
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    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/16—Toroidal transformers

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、モジュラコア、自己動力式送電線センサ
ーに関し、かつ、更に詳細には、極めて低いレベルの線
電流を有する送電線から効率よく電力を引き出すことが
できるそのようなセンサーに関する。
関連する出願 この出願は、1996年２月21日に提出された米国特許出
願第08/604,357号の一部継続出願である。米国特許出願
第08/604,357号は、1994年４月25日に提出された米国特
許出願第08/232,702号（放棄済み）の継続出願である。
発明の背景 高架と地下との両方においておよび一次用途と二次用
途との両方において交流送電線を監視することは、供給
停止を未然に防ぐために、電気公益法人にとって有用な
活動である。供給停止は、欠陥設備や交流送電線上の過
負荷によって生じ、かつ、結果として潜在的に非常に多
くの顧客に対するサービスの損失となる。供給停止に対
する可能性および最大数の顧客の損失に対する可能性
は、電力使用が最大でありかつ連続した電力の配送が最
もクリティカルであるピークピリオドの間に増加する。
線や変圧器や他の設備の欠陥および過負荷によって生じ
る供給停止は、修理するには高価であり、かつ、公益法
人の従業員に対しては危険である。また、上記供給停止
は、逸したサービスに対する収入損失の点において、か
つ、使用者の評判に対するダメージの点において、電気
公益法人に対して多大の費用を要する。もし、送電線が
地下にあるならば、欠陥または過負荷の送電線の結果と
しての予期されない供給停止の影響が悪化する。傷つい
た地下線を置き換えることは、より多くの延べ時間と高
められた安全な予防措置とを要求する。これは、「要求
される仕事の大部分は、窮屈でかつときどき湿っており
かつ常に理想的な条件以下である地下で発生する」とい
う事実による。結果として、そのような傷ついた地下線
を修理することは、まさにより多くの費用を要しかつ時
間を消費しかつ危険である。
故に、電力と電圧と電流のような電気的な状態を感知
する交流送電線センサーは、欠陥および過負荷の送電線
によって生じる予期されない供給停止の可能性をよりよ
く未然に防ぐために、交流送電線と（変圧器やスイッチ
のような）関連設備とを監視する際に、電気公益法人に
とって非常に有用である。もし、電気公益法人が送電線
上の状態を監視できるならば、電気公益法人は、過負荷
または欠陥の結果として電源を断たれやすい送電線上の
保守とその置き換えとをよりよく実行でき、それによっ
て、予期されない供給停止の数を下げる。そのような設
備を置き換えかつ保守することによって、公益法人は、
顧客に対する供給停止回数を大幅に減らすことができ
る。傷ついたケーブルの修理または置き換えに関する費
用もまた減少する。通常の計画された保守または置き換
えと比較すると、傷ついたケーブルを置き換えまたは修
理することの費用は、結果として伴われる超過時間の支
出によって、より大きい。
しかしながら、従来の商業的な送電線センサーは、典
型的には、監視されている電力回路への侵入した電気的
接続を要求する。このタイプの取り付けは、公益法人に
とっては高価であり、取り付けを行う者にとっては潜在
的に危険であり、かつ、顧客に対するサービスの中断を
起こさなくてはならない。これらの制約によって、送電
線センサーは、電気公益産業では、広く使用されること
はなかった。
1994年４月25日に提出された米国特許出願第08/232,7
02号に記載され、かつ、本発明の譲受人に割り当てられ
た我々のセンサーは、従来技術システムの欠陥を克服す
る。そのセンサーは、高い透磁率の強磁性材料の薄いし
かし比較的広いコア層を利用する。このコア層は、全く
侵入しない方法で、交流送電線の絶縁ゴム層の周りに巻
かれる。複数の巻線が、交流送電線の方向に対して十分
平行であるように、コア層の周りに巻かれる。送電線内
の交流は、非基準電圧レベルを測定するためはもちろん
のこと、巻線内に電流を誘導するために、かつ、センサ
ーおよびコントローラに電力を供給するために、かつ、
交流送電線内の電流を感知するために使用される。その
センサーは、形状が非常に小さく、故に、限定的な体積
内にかつ非常に近接した間隔をあけて置かれた線上に簡
単に取り付けられることができる。さらに、そのセンサ
ーは、送電線への侵入した接触なしに動作し、故に、安
全かつ簡単かつ素早く取り付けられる。しかしながら、
そのセンサーは、欠点を有している。
第１にまず、そのセンサーは、交流送電線から電力を
効率よくは引き出さない。電力を最も効率よく引き出す
ためには、コア層は、その断面の厚みがその幅にほぼ等
しく、形状が環状体であるべきある。しかしながら、小
さな外形を維持するために、そのセンサーは、コア層の
厚みよりも十分に幅広いコア層の断面を有する。その結
果として、送電線から電力を効率よく引き出さないセン
サーとなり、故に、小さい線電流を用いて送電線上で動
作するのに十分な電力を引き出すことができない。より
多くの電力を引き出すためには、コア層の幅は、増大さ
れなくてはならない。しかし、同時に効率を最大にする
ためには、断面の厚みは、対応して増大されなくてはな
らない。望まれる電力要求を達成するために、コア層の
断面の厚みは、ある点まで増大されなくてはならない。
その点とは、「コア層の小さな外形構成がもはや維持さ
れず、故に、限定的な体積内にかつ近接して間隔をあけ
て置かれた線上には、もはや取り付けられることができ
ない」という点である。
加えて、そのセンサーのコア層の幅は、いくぶん柔軟
性に欠けるようにし、かつ、極端な湾曲を有する送電線
の部分上に取り付けることを困難にする。
発明の概要 故に、全く侵入しない方法で交流送電線内または交流
送電線の周りにおける状態を感知するモジュラコア、自
己動力式送電線センサーを提供することが、この発明の
目的である。
小さい外形構成を維持しながら、交流送電線からの電
力の引き出しを効率よく最大化するそのようなモジュラ
コア、自己動力式送電線センサーを提供することが、こ
の発明のさらなる目的である。
非常に小さい線電流で送電線から電力を引き出すこと
ができるそのようなモジュラコア、自己動力式送電線セ
ンサーを提供することが、この発明のさらなる目的であ
る。
非常に柔軟性のあるそのようなモジュラコア、自己動
力式送電線センサーを提供することが、この発明のさら
なる目的である。
全く侵入しない方法で交流送電線から直接取り出され
た小さな電力によって電力が供給されるそのようなモジ
ュラコア、自己動力式送電線センサーを提供すること
が、この発明のさらなる目的である。
交流送電線内および交流送電線の周りにおける感知さ
れた状態を、送電線自身上に送信することができるその
ようなモジュラコア、自己動力式送電線センサーを提供
することが、この発明のさらなる目的である。
全く侵入しない方法で遠方基地局からの通信を送電線
自身上に送信しかつ受信することができるそのようなモ
ジュラコア、自己動力式送電線センサーを提供すること
が、この発明のさらなる目的である。
顧客への電力サービスを中断することなく、または、
顧客への電力サービスに影響を及ぼすことなく、素早く
かつ簡単にかつ安全に取り付けられるそのようなモジュ
ラコア、自己動力式送電線センサーを提供することが、
この発明のさらなる目的である。
様々なサイズの送電線上に取り付けられるそのような
モジュラコア、自己動力式送電線センサーを提供するこ
とが、この発明のさらなる目的である。
限定的な体積内に近接した間隔をあけて置かれたケー
ブル上に取り付けられるそのようなモジュラコア、送電
線センサーを提供することが、この発明のさらなる目的
である。
小さい外形を有しかつサイズがコンパクトでありかつ
軽量であるそのようなモジュラコア、自己動力式送電線
センサーを提供することが、この発明のさらなる目的で
ある。
交流送電線によって物理的に支えられるそのようなモ
ジュラコア、自己動力式送電線センサーを提供すること
が、この発明のさらなる目的である。
安価でかつ使い捨てできるそのようなモジュラコア、
自己動力式送電線センサーを提供することが、この発明
のさらなる目的である。
この発明は、「コアを提供することによって、かつ、
交流送電線内または交流送電線の周りにおける状態を感
知する手段と、感知された状態を示す信号を受信するた
めに、巻線によって電力を供給されかつ感知するための
手段に応答する制御手段とを提供することによって、非
常に小さい外形の自己動力式送電線センサーが達成され
ることができる」という実現に起因する。上記自己動力
式送電線センサーは、非常に小さい線電流を有する交流
送電線からでさえ動作させるのに十分な電力を効率よく
引き出すことができる。コアは、交流送電線の周りに配
置された複数の小さい外形のモジュラコアエレメントを
具備する。各モジュラコアエレメントは、交流送電線か
ら電力を引き出す多数の巻線を有する。各々のモジュラ
コアエレメントは、相互結合されている。
この発明は、モジュラコア、自己動力式送電線センサ
ーを特徴付ける。センサーの電流引出装置は、交流送電
線の周りに配置するための複数のモジュラコアエレメン
トを具備する。交流送電線によって電圧を加えられるべ
き巻線層が存在する。巻線層は、各モジュラコアエレメ
ントの周りに配置された複数の巻線を具備する。各モジ
ュラコアエレメントの巻線は、相互結合されている。電
流電圧センサーおよび（交流送電線内および交流送電線
の周りにおける状態を感知する）他の手段は、もし、電
流電圧センサーおよびこれらの手段が電力を要求するな
らば、巻線によって電力が供給される。コントローラ
（これも巻線によって電力を供給される）は、感知する
ための手段に応答し、かつ、感知された状態を示す信号
を受信（および送信）する。
好ましい実施形態において、電流引出装置のモジュラ
コアエレメントは、好ましくは、形状が環状体であり、
かつ、外形が小さい。そして、モジュラコアエレメント
は、高い磁気的な透磁率の強磁性材料から形成される。
コアエレメントの幅は、コアエレメントの断面の厚みに
ほぼ等しい。モジュラコアエレメントは、モジュラコア
エレメント内に間隙を具備する。間隙は、送電線センサ
ーが交流送電線上に取り付けられかつ交流送電線から取
り除かれることを可能にするために、分けられる。各モ
ジュラコアエレメントの巻線は、電気的に直列にまたは
並列に相互結合されており、かつ、巻線は、交流送電線
を伴う非接触変圧動作によって電圧を加えられる 電圧センサーは、交流送電線上の電圧を容量性により
感知するためのキャパシタを具備する。キャパシタは、
交流送電線の近くに置かれた第１および第２の間隔をあ
けられたプレートと、プレートの間に配置された誘電体
とを具備する。誘電体は、空気でもよい。第１および第
２の間隔をあけられたプレートは、交流送電線の周りに
同軸に配置されている。電流センサーは、インダクタで
ある。インダクタは、第１および第２の間隔をあけられ
たプレートの周りに配置された複数の巻線と、分離材料
とを具備する。交流送電線内または交流送電線の周りに
おける複数の他の状態を感知するために、他のセンサー
が使用されてもよい。
制御手段は、交流送電線上の感知された状態を示す信
号を送信するための手段を具備する。送信するための手
段は、信号を遠方基地局へ送信する。送信するための手
段は、交流送電線の周りに配置された通信コアエレメン
トと、信号を交流送電線へ非接触変圧器動作を通して結
合するために通信コアエレメントの周りに配置された複
数の巻線とを具備する。制御手段は、交流送電線上の感
知された状態を示す信号を送信するための手段を具備
し、かつ、送信するための手段は、信号を交流送電線へ
容量性により結合するために、キャパシタと相互結合さ
れている。制御手段は、遠方基地局からの通信を受信す
るための手段を具備し、かつ、受信するための手段は、
送電線からの通信を容量性により結合するために、キャ
パシタと相互結合されている。制御手段は、交流送電線
上を送信される遠方基地局からの通信を受信するための
手段を具備する。受信するための手段は、交流送電線の
周りに配置された通信コアエレメントと、遠方基地局か
らの通信を交流送電線から結合するために通信コアエレ
メントの周りに配置された複数の巻線とを具備する。制
御手段は、交流送電線上の感知された状態を示す信号を
送信するための手段と、遠方基地局から送信される通信
を受信するための手段とを具備し、送信するための手段
と受信するための手段とは、制御手段によって送信され
る信号を交流送電線へ容量性により結合するために、か
つ、遠方基地局によって送信される交流送電線からの信
号を容量性により結合するために、キャパシタと相互結
合されている。制御手段は、遠方基地局から通信を受信
するための手段を更に具備し、かつ、通信コアエレメン
ト上の複数の巻線は、交流送電線からの通信を非接触変
圧器動作を通して結合する。制御手段は、公称状態レベ
ルを確定するために、予め決定された時間期間上の感知
された状態を示す受信された信号を統計的に扱うための
手段と、公称レベルから分散を検出するための手段とを
具備する。感知される状態は、電圧である。統計的に扱
うための手段は、予め決定された時間期間上に受信され
た信号を平均するための手段を具備する。
好ましい実施形態の開示 他の目的と特徴と利点とは、好ましい実施形態の以下
の説明と添付図面とから本技術の当業者に見いだされ
る。添付図面は以下の通りである。
図1Aは、本発明によるモジュラコア、自己動力式送電
線センサーの斜視図である。
図1Bは、図１のモジュラコアエレメントの周りの巻線
の相互結合を示す概要図である。
図1Cは、図1Aに示されるようなモジュラコア、自己動
力式送電線センサーの感知装置の斜視図である。
図２は、図１のモジュラコア、自己動力式送電線セン
サーを、その周りに巻かれた保護カバー、および、保護
カバーとセンサーの巻線との間に配置された電子部品と
共に示す。
図３は、図１のセンサーと基地局との概要ブロック図
であり、両者は交流送電線に結合されている。
図４は、交流送電線の中または周りにおける感知され
た状態に対する時間基準の公称レベルを構成するため
に、図３のマイクロコンピュータによって使用されるソ
フトウェアのフローチャートである。この時間基準の公
称レベルは、交流送電線の中または周りにおける公称状
態から分散を判断するためのものである。
図1Aには、この発明によるモジュラコア、自己動力式
送電線センサー10が示される。モジュラコア、自己動力
式送電線センサー10は、交流送電線12の周りに配置され
る。送電線12は、伝導性のストランド（または単一コ
ア）14と絶縁ゴム層16とを具備する。示される交流送電
線12は、地下の二次電力分配用途において典型的に使用
されるタイプのケーブルである。しかしながら、センサ
ー10は、絶縁されたまたは絶縁されていないケーブルを
使用して、高架の二次電圧用途でかつ高架および地下の
一次電圧用途で使用されてもよいので、このことはこの
発明の必要な制約ではない。
電力引き出し センサー10は、小さな外形のモジュラコアエレメント
18,20,22を具備する。モジュラコアエレメント18,20,22
は、（コアエレメントを送電線12上に取り付けるため
に）モジュラコアエレメント内に間隙19,21,23を分ける
ことによって、そして、（コアエレメントを位置に固定
するために）モジュラコアエレメント18,20,22がその元
の位置に跳ね返って戻ることを可能にすることによっ
て、送電線12の回りに配置される。コアエレメントは、
鋼鉄のような高い磁気的な透磁率の強磁性材料から形成
され、かつ、典型的には絶縁材料で覆われている。
コアエレメント18,20,22は、形状が環状体であり、か
つ、断面の厚みＴを有する。厚みＴは、コアエレメント
18,20,22が幅Ｗにほぼ等しく、典型的には、ほぼ1/2イ
ンチである。故に、発明の背景で説明されたように、コ
アエレメント18,20,22は、交流送電線12から最も効率よ
く電力を引き出すためにほぼ構成されている。また、発
明の背景で説明されたように、単一コアシステムでは、
交流送電線からの電力引き出しの量を改善するために
は、コアの幅は増大されなくてはならず、かつ、効率を
維持するためには、コアの断面の厚みは、対応して増大
されなくてはならない。しかし、効率を維持するために
断面の厚みが増大されるので、センサーの外形は、非常
に大きくなり、かつ、限定的な体積におけるセンサーの
適用と近接した間隔をあけて置かれた線上でのセンサー
の適用とを禁止する。この発明によると、コアは多数の
モジュラコアエレメントからなる。この場合は３個であ
る。このことは、コアエレメントの断面の厚みをコアエ
レメントの幅にほぼ等しくすることによって、かつ、多
数のコアエレメントを使用することによって、センサー
の効率を維持する。センサーの断面の厚みは、電力引き
出しが増大される一方で小さな外形を維持するために、
制限されることができる。
最適化された電力引き出しのためのコアエレメント1
8,20,22のサイズは、コア上の複数の巻線（二次巻線）
とコアの中心を通る送電線ケーブル（一次巻線）との間
の結合を最大化しながら、損失を最小化することの組み
合わせである。
実際に観察される３つの基本的な損失は、二次巻線の
抵抗による損失と、磁気漏れインダクタンスによる損失
と、コア材料内で誘導された渦電流による損失とであ
る。他の損失が存在し、かつ、設計詳細によっては多か
れ少なかれ性能に影響を与えうる。しかしながら、上述
された３つの損失は、観察された主要の損失である。
センサーの試験された実施形態では、コアは、磁気的
な鋼鉄材料に巻かれたテープから製作された設計を具備
する。巻かれたテープによって、それは「鋼鉄の連続し
た細片を螺旋方法で巻くことによってコアが組み立てら
れ、普通のテープのロールに非常によく似た環状体形状
を生成する」ということを意味される。この製作アプロ
ーチの利点は、「比較的簡単であり、かつ、費用が高く
ない」ということであり、かつ、そのことは、（優先的
に向けられた）磁気鋼鉄の使用が（鋼鉄の細片の長さに
沿って並べられた）最も高い磁気的な透磁率を有するこ
とを可能にする。そのような向けられた鋼鉄の細片が環
状体形状に巻かれる場合、最も高い磁気的な透磁率が、
環状体コアの本体の円形経路に沿ってほぼ位置される。
故に、最も高い磁気的な透磁率の経路は、環状体コアの
中心を通る一次導体に沿った電流の流れによって生成さ
れる磁束の経路に並べられる。もし、テープを巻かれた
コアが（電気的な絶縁被覆で覆われた）磁気材料から製
作されるならば、その材料は、結果として、コア構造と
なる。このコア構造は、一次巻線の中心からコアを通し
て外側へ放射状に向けられた経路に沿った渦電流の流れ
を、効率よく制限する。しかしながら、そのような構造
は、一次巻線に平行なコア内の経路に沿った渦電流の流
れを制限する傾向にない。そして、一次巻線電流によっ
てコア内に誘導された渦電流は、これらの平行な経路に
沿って存在する傾向にある。他の問題点を無視して、も
し、一次巻線に平行な（コア内の）渦電流経路を分断す
るために、環状体コアが多数の並んでいるコアへ電気的
に分離されることができるならば、これらの渦電流は、
渦電流に関連する損失（非効率性）を伴って十分に減少
される。
損失を最小化するために、かつ、一次巻線と二次巻線
との間の結合を最大化するために、コアの断面は、最適
化されることができる。典型的なコアは、内径R1と外径
R2と幅Ｗとを有する。コアの断面の厚みＴは、R1とR2と
の間の差、即ち、 Ｔ＝R2−R1 （１） である。一次巻線と二次巻線との間の結合は、コア内の
磁束鎖交によって特徴付けられることができる。二次巻
線抵抗と漏れインダクタンスとは、コア上の各二次包装
の長さによって、または、コア断面の周囲（2T＋2W）の
長さによって、特徴付けられることができる。磁束鎖交
を最大化することによって、かつ、コアの断面の周囲を
最小化することによって、コアのサイズは、最適化され
ることができる。センサーに対して予期されるサイズの
範囲に対しては、最適化されたコアのサイズは、Ｔに対
するＷの比率（W/T）に値する。この比率は、ほぼ、１
〜３の範囲である。説明されたように、センサーの試験
された実施形態は、３つのコア18,20,22を利用する。各
コアは、ほぼ１であるW/T比率を有する。
巻線24,26,28を具備する巻線層は、（28ゲージの磁気
ワイヤのような）ワイヤを各コアエレメント18,20,22の
周りに多くの回数巻くことによって、かつ、（図1Bに示
されるように）各コアエレメントの巻線を直列に相互結
合することによって形成される。これに代えて、巻線
は、並列に接続されてもよい。送電線12内の交流電力
は、非接触の変圧器動作によって、巻線24,26,28内に電
流を誘導する。交流送電線12が電源を入れられたとき
に、望ましい電流が巻線内に誘導されるように、巻線の
適切な比率が選択される。巻線内の巻き数は、巻線内に
誘導された電流と交流送電線12内における所定地点への
電流との間の比率を決定する。上記所定地点において、
コアエレメント18,20,22は、誘導された磁束密度を具備
する。この磁束密度は、該磁束密度の飽和レベルかまた
は該飽和レベルより下である。各コアエレメントに対す
る巻線の典型的な数は、75である。これは、センサー10
を20アンペアと同じぐらい小さい線電流で動作させるた
めに十分な電力を引き出すための値である。コアエレメ
ントの数または巻線の数または両者の数を増大すること
によって、センサー10は、より多くの電力を引き出すよ
う作られることができ、故に、さらに小さい交流線電流
で動作することができる。
電圧感知 センサー10は、さらに、図1Aおよび図1Cに示すように
電圧電流感知装置36を具備する。電圧は、キャパシタ37
によって感知される。キャパシタ37は、交流送電線12の
絶縁層16から近接した間隔をあけて置かれた第１の内側
表面導体38と、内側導体38から間隔をあけて置かれた外
側表面導体40とを有する。両導体は、交流送電線12の周
りに同軸に配置され、かつ、空気または発泡体コアのよ
うな誘電体42が両導体の間に具備される。キャパシタ37
は、交流送電線12から容量性により結合された（送電線
12の電圧に比例する）電圧を感知するために使用され、
かつ、（以下に説明されるように）送電線12からの高周
波送電線通信を容量性により結合するための受信機とし
て使用される。キャパシタ37は、送電線12の周りに同軸
に配置されているので、キャパシタ37は、送電線12に近
接した間隔をあけて置かれた（送電線12以外の）送電線
内の電力の影響を打ち消す傾向にある。
外部電界（例えば、隣接した送電線、または、他の電
磁気電界源）からのノイズおよび／または望ましくない
影響をさらに減少するために、内側表面導体38は、追加
の同軸プレート39,41に電気的に接続されている。同軸
プレート39,41は、プレート40と同じ方法で、かつ、プ
レート39とプレート38との間、および、プレート38とプ
レート41との間に、同じ誘電体を伴って、プレート38の
外側に間隔をあけて置かれている。追加のプレート39,4
1は、それぞれ、外側同軸プレート40の表面積のほぼ1/2
を有し、かつ、（示されるように）内側同軸プレート38
に電気的に接続されている。故に、全ての外部信号が、
内側同軸プレート38と外側同軸プレート40との両方によ
って等しく拾われる傾向にあり、かつ、内側表面導体38
と外側表面導体40との間の差異測定内に存在しない。外
側プレート40と同じ表面積を有するたった１つの同軸プ
レート（例えば、プレート39）が存在してもよい。これ
に代えて、３つの同軸プレートが存在してもよい。その
各々は、外側プレート40の表面積の1/3を伴う。一般
に、もし、ｎ個のプレートが存在するならば、各プレー
トの表面積は、外側プレート40の表面積の1/nである。
電流感知 インダクタ43が、キャパシタ37の周りに配置されてい
る。インダクタ43は、多数の電流測定巻線44を有する。
電流測定巻線44は、環状体形状にされた分離材料（例え
ば、発泡体）45の周りに巻かれている。送電線12からの
電流は、巻線44内に電流の流れを誘導する。巻線44内の
電流は、交流送電線12内を流れる電流に比例する。イン
ダクタ43は、（空気または発泡体材料を含む）分離材料
45の周りに巻かれるので、インダクタ43は、典型的な鉄
製コアが飽和するようには飽和しない。故に、感知され
た電流は、より線形である。このことは、遮断すること
をより正確かつ簡単にする。
分離材料45は、巻線44に対して発泡体として働き、か
つ、分離材料45の材料は、空気のような低い磁気的な透
磁率を有する。分離材料45は、より高い透磁率を有する
ことができる。しかし、発泡体45の材料が磁気的に飽和
しないように、かつ、インダクタ43によって感知された
電流が線形以下となりかつ遮断することがより困難にな
るように、間隙を具備することまたは磁気的な透磁率を
制御することは注意を要する。非線形電流測定は、イン
ダクタ43によって感知されることができ、かつ、正確に
解明されることができる。しかしながら、このことは、
センサーの他の構成要素において、いくぶんより大きな
複雑性を要求する。
電圧電流感知装置36は、また、間隙46を具備する。間
隙46は、交流送電線12上に取り付けるために、かつ、交
流送電線12から電圧電流感知装置36を取り除くために、
電圧電流感知装置36内に形成される。電圧電流感知装置
36の電圧センサー装置（キャパシタ37）と電流センサー
装置（インダクタ43）とは、送電線12の周りの同じ位置
に配置されて示されている。このことは、本発明の必要
な制約ではない。電圧電流感知装置36の電圧センサー装
置（キャパシタ37）と電流センサー装置（インダクタ4
3）とは、互いに隣接して配置されてもよいし、また
は、互いに間隔をあけて置かれてもよい。
通信 通信装置48は、センサー10から交流送電線12へ、非接
触変圧動作により、通信を非侵襲的に送信するために、
通信コアエレメント50と、該コアエレメント50の周りに
巻かれた複数の巻線52とを具備している。通信装置48
を、電圧センサーとして使用することに加えて、高周波
通信送信器として使用すること、およびセンサー36のコ
ンデンサ37を高周波通信受信器として使用することが好
ましい。送信または受信またはその両方のいずれのため
に使用されてもよい。したがって、この発明による通信
信号の非侵襲的な送電線へ結合または送電線からの結合
は、広く、容量性による結合技術および誘導性による結
合技術の両方を包含するためにリアクタンスによる結合
として説明することができる。
センサー10は、一般には、電気的な絶縁を提供する保
護カバー62（図２）を含んいる。カバー62は、通常、ゴ
ムからなり、自然加硫テープ、接着剤または他の好適な
手段によって巻線に固定されている。保持バンド63,64
は、交流送電線12の周りの適当な位置に送電線センサー
10を取り外し可能に固定している。カバー62は、フレキ
シブルプリント回路基板68上に実装された複数の電子構
成部品66を、該カバー62と巻線の表面との間に効果的に
挟むという追加の機能を奏する。巻線（図1B）と電子構
成部品との電気的接続は、この図では見ることができな
いが、図３に概略的に示されている電気的接続により達
成される。電子構成部品66は、本質的にあらゆる現象、
例えば、温度、圧力、放射線、湿気等を感知するための
種々の形式のセンサーと、交流送電線12とともに作動す
る非接触式変圧器により電圧を加えられる巻線24,26,28
（図１）により供給される電源と、マイクロコントロー
ラと、図３に関連して以下により詳細に説明される他の
種々の構成部品とを含んでいる。
図２に示された全ての電子構成部品は、フレキシルブ
回路基板68上に固定された状態で示されているけれど
も、これは必須のものではなく、センサーは回路基板68
から外れて配置され、カバー62と巻線との間に挟まれて
もよく、または、センサーは、保護カバー62の外部の所
定の形式の現象を感知するために保護コーティング62の
外部に配置されてもよい。
モジュラコアの自己動力式送電線センサー10が、概略
的に図３のシステム100内に示されている。モジュラコ
ア、自己動力式送電線センサー10のための動力は、明確
のために単一の巻線としてこの図に表されている巻線2
4,26,28によって、単独であり、または多層動力送信ま
たは分配システムの一部である単相送電線交流送電線12
から引き出される。これらの巻線は、電源102に接続さ
れ、配線103,104によって、フレキシブル回路基板上に
配置されている。交流−直流レギュレータ統合回路であ
る電源102は、マイクロコントローラ106に対して直流5V
を供給し、１つまたはそれ以上のセンサーまたは他の電
子構成部品により利用される＋12Vおよび＋5Vの出力を
も供給している。
マイクロコントローラ106は、AD変換器を有する８ビ
ットの組込形コントローラでよい。センサー108〜112
は、マイクロコントローラ106に相互に接続されて示さ
れている。しかしながら、種々の数のセンサーが使用さ
れ得る。センサー108〜110は、フレキシブル回路基板68
上に配置されている一方、センサー111,112は保護カバ
ー62の外部に配置されている（図２）。単一のセンサー
のみ、すなわち、センサー112のみが、電源102により電
源供給され、残りのセンサーは、作動するために外部電
力を必要としない。これらのセンサーは、交流送電線内
部またはその周りにおいて感知された特定の状態を表す
アナログ信号またはデジタル信号をマイクロコントロー
ラ106に供給する。これらのセンサーに加えて、電圧セ
ンサーとして作動するキャパシタ37および電流センサー
として作動するインダクタ43も示されている。
キャパシタ37は、配線114,115によって信号調整器116
に接続されている。信号調整器116は、マイクロコント
ローラ106の入力要求に合致するように感知された信号
の増幅およびフィルタリングを行う。電圧センサー37か
らの信号は、交流送電線12における瞬間的な電圧を示す
容量性により結合された電圧である。電圧センサー37
は、基準電圧がないので、マイクロコントローラ106へ
の絶対的な電圧の読みを提供しない。しかしながら、平
均的なまたは公称の電圧レベルは、キャパシタ37により
一定期間にわたって供給される瞬時電圧レベルを監視す
ることにより決定され、公称レベルが確立された後は、
キャパシタ37からの瞬時入力から、公称電圧レベルから
の変動分が決定され得る。マイクロコントローラ106
は、基準のない電圧入力信号の重み付けのような他の統
計的な操作を実施することができ、これらの他の形式の
統計的決定から偏差値を決定することができる。
電流感知は、送電線12内の交流配線電流に比例する電
流を内部に誘起するインダクタ43により行われる。誘起
された電流は、その後、電流ピックアップ信号調整器11
7に供給され、マイクロコントローラ106に供給する前に
増幅されかつフィルタにかけられる。
センサー108〜110は、フレキシブル回路基板68上に配
置され、センサー111,112は、保護カバー62の外面に配
置されている。これらのセンサーは、例えば、温度、圧
力、ガス、湿気、放射線または光（可視光または赤外
光）を感知することができる。実際には、実質的にいか
なる現象を感知するためのセンサーをも利用することが
できる。温度センサーまたは放射線センサーのような一
定のセンサーは、フレキシブル回路基板68上に直接装着
されてもよく、例えば、ガスおよび光を感知するセンサ
ー111,112のような他のセンサーは、保護カバー62の外
面に配置された場合にのみ作動する。
センサー108〜112と、電圧および電流センサー36は、
送電線12の内部およびその周りの種々の状態を連続的に
感知し、マイクロコントローラ106に、これらの感知さ
れた状態を表すアナログまたはデジタル信号を供給す
る。センサーにより供給されるこれらの信号は、必要で
あれば、マクロコントローラ106によってデジタル信号
に変換され、その後、マイクロコントローラ106は感知
された状態を表示する通信データを発生し、そのデータ
は、該データを符号化する送電線搬送回路120に配線118
を通して供給される。送電線搬送回路120は、その後、
符号化されたデータを出力ドライバ122に供給し、出力
ドライバ122は、非接触の変圧動作を通して、センサー1
0のマイクロコントローラ106からの送信を交流送電線12
に非侵襲的に結合するべく、通信装置48の巻線52へ低電
圧、高電流のパルスを送信するために使用される。送電
線の状態の集中した読み出しのために、記憶装置129が
配線118,119に接続されても良い。記憶装置129は、送電
線の近くの都合のよい場所に配置されても良い。
これに代えて、破線で示されているように、ドライバ
122からの出力は、図１のキャパシタ37の内面および外
面導体38,40にそれぞれ配線124,125を通して供給されて
もよい。この図において、マイクロコントローラ106か
ら送信された信号は、容量性により交流送電線12に結合
され、ドライバ122は、高電圧、低電流出力パルスを供
給するように構成されていなければならない。現在のと
ころ、通信装置48の巻線52を駆動するように、ドライバ
122を構成することが好ましい。ドライバ122は、高電圧
増幅器（変換または非変換のもの）でよい。
マイクロコントローラ106から送信されるデータは、
送電線センサー10を識別する識別コードと、送電線セン
サー10上の各特定の個別のセンサー（108〜112,37,43）
のための識別コードとを含んでおり、送信されるデータ
の形式を示している。すなわち、送信は、送信元につい
ての情報（多くの送電線センサーが電気事業会社の分配
システムにおいて種々の場所で利用され得る）と、送信
されたデータの形式、すなわち、そのデータが電圧、電
流、温度、放射線等に関するデータであるか否かについ
ての情報とを含んでいる。送信および識別コードおよび
目的とするデータは、定期的に、時間によって、特定の
しきい値が感知されたときに、または任意の所望の臨界
値によって生じ得る。通信コードは、選択された定式の
通信システム仕様またはプロトコルに従ってもよい。プ
ロトコルは、スイス国ジュネーブのISO（国際標準化機
構（International Organization for Standardizatio
n）により作り出された通信のためのOSI（開放形システ
ム相互接続（Open System Interconnect））参照モデル
に基づいても良い。送電線通信に適した他の任意の通信
コードも利用され得る。
センサー10から送信されたデータは、遠隔の基地局12
6によって受信される。基地局126は、送電線分配または
送信システムの一部であり、一般には、グランド、中立
または（多位相システムにおいては）送電線12'とは異
なる位相の送電線のいずれかである送電線12'に接続さ
れた直接電気的接続127,128によって送電線12に相互に
接続されている。しかしながら、送電線への接続は、セ
ンサー10に関して上述したように、非接触の変圧動作ま
たは容量性による結合によって達成され得る。例えば、
インダクタ43'は、非侵襲的な誘導性による結合により
送電線への接続を提供するために使用され、かつ／また
は、キャパシタ37'は、非侵襲的な容量性による結合を
提供するために使用され得る。送信されたデータは、セ
ンサー10の通信モジュールに合致する標準送電線搬送モ
デム130を通して、コンピュータ132へ供給される。基地
局126は、コンピュータ132から送電線搬送モデム130を
介して送電線12へデータを送信することができる。その
後、例えば、基地局126は、送電線センサーからの送信
を受動的に待つ代わりに、要求に応じたセンサー情報を
求めて、モジュラコア、自己動力式の送電線センサー10
およびシステムにおける他の任意の送電線センサーをポ
ーリングすることができる。さらに、送電線センサー
は、基地局126から再プログラムされ得る。
遠隔の基地局126から送信された符号化した通信は、
交流送電線12からの容量性による結合によってキャパシ
タ37により受信されることが好ましい。これらの高周波
数通信信号は、ハイパスフィルタ134,136に供給され、
そこを通過することができ、送電線搬送回路120に供給
される。送電線搬送回路120は、通信信号を復号化し、
その後、それらを配線119を通してマイクロコントロー
ラ106に送る。
これに代えて、通信装置48の巻線は、遠隔の基地局12
6からの通信を受信するために使用され得る。このこと
は、ハイパスフィルタ134,136に巻線52を相互接続して
いるリード線138,139（破線で表されている）を提供す
ることにより達成される。
センサー10と基地局126との間の非侵襲性の送電線通
信を使用することが好ましいけれども、これはこの発明
の必要な限定事項ではないことを明記しておく。直接接
触送電線通信またはRF、電話回線モデム、ケーブルテレ
ブ、セルラー電話、赤外線、光ファイバケーブル、マイ
クロ波または超音波通信のような非送電線通信も使用す
ることができる。
マイクロコントローラ106は、感知した状態のアナロ
グ−デジタル変換を行い、以前に感知した状態を格納し
ている記憶位置を操作しかつ更新し、移動時間平均等の
決定のような複数の動作を行い、同期目的のために時間
を追跡し続け、かつ、モジュラコアの自己動力式の送電
線センサー10と基地局126との間の通信を制御する。
マイクロコントローラ106は、基地局126に、特定の感
知した状態の瞬時値、すなわち、実際の温度または放射
線の読みを提供することができる。しかしながら、マイ
クロコントローラ106は、基地局126に、感知された特定
の状態が公称レベルから変化したことおよびそのような
変化量の表示をも供給することができる。上記において
手短に述べたように、この種のデータ送信は、絶対電圧
を決定するために感知された電圧を比較することができ
る基準レベルが存在しないので、電圧感知が必要であ
る。したがって、感知された電圧は、公称電圧と比較さ
れ、感知された電圧の公称レベルからの変動が決定され
かつ基地局126に送信される。公称レベルは、平均電圧
レベルでよく、または、重み付けのような他の形式の統
計的操作が感知された電圧データに対して実施され、か
つ、公称レベルからの変動を決定するために公称レベル
に対して比較されても良い。さらに、このプロセスは、
（多くのセンサーは感知される状態の絶対値を提供する
ので）全ての形式のセンサーにおいて実施される必要は
なく、感知された任意の状態とともに使用され得る。実
際に、感知された実際の絶対値を提供するよりもむし
ろ、感知された状態の公称レベルからの変動を供給する
ためにより有効である。このことは、多くの場合におい
て、監視されるべき状態は実際の値として監視されず、
むしろ、何らかの公称値からの変化分として監視される
からである。
監視された状態の公称レベルからの変動分を検知しか
つ送信するために、マイクロコントローラ106は、図４
のフローチャート150に従って作動する。ステップ152に
おいて、モジュラコアの自己動力式送電線センサーが装
着され、１つまたは複数の状態（例えば、電圧、電流、
温度、放射線等）が連続的に、瞬間的に、ステップ154
において得られる。ステップ156において、瞬時値の時
間平均または重み付けのような感知された状態の他の任
意の形式の時間ｔにわたる統計的操作が交流送電線にお
ける状態についての公称レベルを決定するために行われ
る。この点において、初期の較正が完了、すなわち、所
望の形式の満足な操作についての公称レベルが決定され
る。較正プロセスは、正確な公称レベルの読みを得るた
めに、概して数秒から数週間または数ヶ月までもかかる
ことがある。初期の較正プロセスが完了した後に、ステ
ップ158において、ステップ154において得られた瞬時値
が公称レベルと比較される。初期公称レベルが決定され
た後には、それは、新たな瞬間的なセンサーのデータか
ら継続して再計算される。ステップ160において、瞬時
値が公称レベルに対して変化するかどうか、および、そ
れが変動があること示す信号であるかどうかが決定さ
れ、変動の程度が遠隔の基地局へ、ステップ162におい
て送信される。変動が検知されたかどうかに関わらず、
システムはステップ154に戻り、そこで、他の瞬時値が
得られ、かつ、プロセスは、センサーが交流送電線から
取り除かれ、または特定の状態の決定がもはや必要でな
くなるまで継続する。
この発明の特定の特徴はいくつかの図面に示され、か
つ、他には示されていないけれども、各特徴は、この発
明に従う他の特徴のいくつかまたは全てと組み合わせら
れ得るので、これは単に簡便のためである。
他の実施形態は、当業者が思いつくものであり、請求
の範囲内に含まれるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バスタラシュ，ゲリー アール アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01331 アソル ハンプスティード プ レイス 86 (56)参考文献 特開 平６−58960（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−153423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−12359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−268096（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230057（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−189422（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−51872（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−29474（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 15/18

Claims (44)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】交流送電線の周りに配置されるための複数
    のモジュラコアエレメントと、 各前記モジュラコアエレメントの周りに配置された複数
    の巻線を具備し、各前記モジュラコアエレメントの巻線
    は相互結合されており、交流送電線によって電圧を加え
    られるべき巻線層と、 交流送電線内または交流送電線の周りにおける状態を感
    知する手段と、 感知された状態を示す信号を受信するために、前記巻線
    によって電力を供給されかつ感知するための前記手段に
    応答する制御手段と を具備し、 各前記コアエレメントの幅は、コアエレメントの断面の
    厚みにほぼ等しい ことを特徴とするモジュラコアを用いた自己動力式送電
    線センサー。
  2. 【請求項２】前記モジュラコアエレメントは、形状が環
    状体である ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  3. 【請求項３】前記モジュラコアエレメントは、外形が小
    さい ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  4. 【請求項４】前記モジュラコアエレメントは、高い透磁
    率の強磁性材料から形成される ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  5. 【請求項５】前記モジュラコアエレメントは、モジュラ
    コアエレメント内に間隙を具備し、 間隙は、送電線センサーが交流送電線上に取り付けられ
    かつ交流送電線から取り除かれることを可能にするため
    に、分けられる ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  6. 【請求項６】各前記モジュラコアエレメントの巻線は、
    電気的に直列にまたは並列に相互結合されている ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  7. 【請求項７】前記複数の巻線は、交流送電線を伴う非接
    触変圧器動作によって、電圧を加えられる ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  8. 【請求項８】状態を感知するための前記手段は、交流送
    電線上の電圧を感知するための手段を具備する ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  9. 【請求項９】電圧を感知するための前記手段は、交流送
    電線上の電圧を容量性により感知するためのキャパシタ
    を具備し、 キャパシタは、 前記交流送電線の近くに置かれた内側および外側の間隔
    をあけられたプレートと、 前記間隔をあけられたプレートの間に配置された誘電体
    と を具備する ことを特徴とする請求項８記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  10. 【請求項１０】前記誘電体は空気である ことを特徴とする請求項９記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  11. 【請求項１１】前記内側および外側の間隔をあけられた
    プレートは、前記交流送電線の周りに同軸に配置される ことを特徴とする請求項９記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  12. 【請求項１２】ノイズを減少するために、前記内側同軸
    プレートに電気的に接続されたｎ個の追加のプレートを
    さらに具備する ことを特徴とする請求項９記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  13. 【請求項１３】前記ｎ個の追加のプレートは、前記外側
    プレートの表面積のほぼ1/nの表面積を有する ことを特徴とする請求項12記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  14. 【請求項１４】感知するための前記手段は、交流送電線
    の電流を感知するための手段を具備する ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  15. 【請求項１５】感知するための前記手段は、インダクタ
    を具備する ことを特徴とする請求項14記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  16. 【請求項１６】前記インダクタは、送電線の周りに配置
    された分離材料の周りに巻かれた複数の電流測定巻線を
    具備する ことを特徴とする請求項15記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  17. 【請求項１７】前記分離材料は、低い磁気的な透磁率を
    有する ことを特徴とする請求項16記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  18. 【請求項１８】前記分離材料は、発泡体である ことを特徴とする請求項16記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  19. 【請求項１９】前記分離材料は、形状が環状体である ことを特徴とする請求項16記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  20. 【請求項２０】状態を感知するための前記手段は、交流
    送電線内または交流送電線の周りにおける複数の状態を
    感知するための手段を具備する ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  21. 【請求項２１】前記制御手段は、交流送電線上の感知さ
    れた状態を示す前記信号を送信するための手段を具備す
    る ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  22. 【請求項２２】送信するための前記手段は、前記信号を
    遠方基地局へ送信する ことを特徴とする請求項21記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  23. 【請求項２３】送信するための前記手段は、前記信号
    を、送電線の近くに置かれた記憶装置へ送信する ことを特徴とする請求項22記載のセンサー。
  24. 【請求項２４】送信するための前記手段は、 交流送電線の周りに配置された通信コアエレメントと、 前記信号を交流送電線へ非接触変圧器動作を通して結合
    するために、前記通信コアエレメントの周りに配置され
    た複数の巻線と を具備する ことを特徴とする請求項21記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  25. 【請求項２５】前記制御手段は、交流送電線上の感知さ
    れた状態を示す前記信号を送信するための手段を具備
    し、かつ、 送信するための前記手段は、前記信号を交流送電線へ容
    量性により結合するために、前記キャパシタと相互結合
    されている ことを特徴とする請求項９記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  26. 【請求項２６】前記制御手段は、遠方基地局からの通信
    を受信するための手段を具備し、かつ、 受信するための前記手段は、送電線からの前記通信を容
    量性により結合するために、前記キャパシタと相互結合
    されている ことを特徴とする請求項９記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  27. 【請求項２７】前記制御手段は、交流送電線上を送信さ
    れる遠方基地局からの通信を受信するための手段を具備
    する ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  28. 【請求項２８】受信するための前記手段は、 交流送電線の周りに配置された通信コアエレメントと、 前記遠方基地局からの通信を交流送電線から結合するた
    めに、前記通信コアエレメントの周りに配置された複数
    の巻線と を具備する ことを特徴とする請求項27記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  29. 【請求項２９】前記制御手段は、 交流送電線上の感知された状態を示す信号を送信するた
    めの手段と、 遠方基地局から送信される通信を受信するための手段と を具備し、 送信するための前記手段と受信するための前記手段と
    は、 前記制御手段によって送信される信号を交流送電線へ容
    量性により結合するために、かつ、 前記遠方基地局によって送信される交流送電線からの信
    号を容量性により結合するために、 前記キャパシタと相互結合されている ことを特徴とする請求項９記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  30. 【請求項３０】前記制御手段は、 遠方基地局から通信を受信するための手段を更に具備
    し、かつ、 前記通信コアエレメント上の前記複数の巻線は、交流送
    電線からの前記通信を非接触変圧器動作を通して結合す
    る ことを特徴とする請求項24記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  31. 【請求項３１】前記制御手段は、 公称状態レベルを確定するために、予め決定された時間
    期間上の前記感知された状態を示す前記受信された信号
    を統計的に扱うための手段と、 前記公称レベルから分散を検出するための手段と を具備する ことを特徴とする請求項１記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  32. 【請求項３２】前記感知される状態は、電圧である ことを特徴とする請求項31記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  33. 【請求項３３】統計的に扱うための前記手段は、前記予
    め決定された時間期間上に受信された前記信号を平均す
    るための手段を具備する ことを特徴とする請求項31記載のモジュラコアを用いた
    自己動力式送電線センサー。
  34. 【請求項３４】交流送電線の周りに配置されるための複
    数のモジュラコアエレメントと、 各前記モジュラコアエレメントの周りに配置された複数
    の巻線を具備し、各前記モジュラコアエレメントの巻線
    は相互結合されており、交流送電線によって電圧を加え
    られるべき巻線層と、 交流送電線内または交流送電線の周りにおける状態を感
    知する手段と、 前記感知された状態を示す信号を受信するために、か
    つ、前記交流送電線上の前記受信された信号を遠方基地
    局へ送信するために、かつ、前記遠方基地局から送信さ
    れた通信を受信するために、前記巻線によって電力を供
    給されかつ感知のための前記手段に応答する制御手段と を具備し、 各前記コアエレメントの幅は、コアエレメントの断面の
    厚みにほぼ等しい ことを特徴とするモジュラコアを用いた自己動力式送電
    線センサー。
  35. 【請求項３５】送電線のための感知装置であり、 電圧を感知するためのキャパシタと電流を感知するため
    のインダクタとを具備し、 キャパシタは、 送電線の周りに配置された１対の間隔をあけられた内側
    および外側プレートと、 前記プレートの間に配置された誘電体媒体と を具備し、 インダクタは、 送電線の周りに配置された分離材料と、 前記分離材料の周りに巻き付けられた複数の巻線と を具備し、 前記キャパシタは、前記内側プレートに電気的に接続さ
    れたｎ個の追加のプレートをさらに具備し、かつ、 各前記プレートの表面積は、ノイズを減少するために、
    前記外側プレートの表面積のほぼ1/nを有する ことを特徴とする感知装置。
  36. 【請求項３６】前記内側および外側プレートは、形状が
    環状体である ことを特徴とする請求項35記載の感知装置。
  37. 【請求項３７】前記分離材料は、形状が環状体である ことを特徴とする請求項35記載の感知装置。
  38. 【請求項３８】送電線のための感知装置であり、 電圧を感知するためのキャパシタと電流を感知するため
    のインダクタとを具備し、 キャパシタは、 送電線の周りに配置された１対の間隔をあけられた内側
    および外側プレートと、 前記プレートの間に配置された誘電体媒体と を具備し、 インダクタは、 送電線の周りに配置された分離材料と、 前記分離材料の周りに巻き付けられた複数の巻線と を具備し、 前記分離材料は、低い磁気的な透磁率を有し、 前記分離材料は、発泡体である ことを特徴とする感知装置。
  39. 【請求項３９】送電線のための感知装置であり、 電圧を感知するためのキャパシタと電流を感知するため
    のインダクタとを具備し、 キャパシタは、 送電線の周りに配置された１対の間隔をあけられた内側
    および外側プレートと、 前記プレートの間に配置された誘電体媒体と を具備し、 インダクタは、 送電線の周りに配置された分離材料と、 前記分離材料の周りに巻き付けられた複数の巻線と を具備し、 前記インダクタは、前記キャパシタ上に配置されてお
    り、 前記巻線は、前記キャパシタ上に巻き付けられている ことを特徴とする感知装置。
  40. 【請求項４０】交流送電線の周りに配置されるための複
    数のモジュラコアエレメントと、 各前記モジュラコアエレメントの周りに配置された複数
    の巻線を具備し、各モジュラコアエレメントの巻線は相
    互結合されており、前記送電線によって電圧を加えられ
    るべき巻線層と を具備し、 各前記コアエレメントの幅は、コアエレメントの断面の
    厚みにほぼ等しい ことを特徴とする電力引出装置。
  41. 【請求項４１】前記モジュラコアエレメントは、形状が
    環状体である ことを特徴とする請求項40記載の電力引出装置。
  42. 【請求項４２】前記モジュラコアエレメントは、外形が
    小さい ことを特徴とする請求項40記載の電力引出装置。
  43. 【請求項４３】前記モジュラコアエレメントは、高い透
    磁率の強磁性材料から形成されることを特徴とする請求
    項40記載の電力引出装置。
  44. 【請求項４４】前記モジュラコアエレメントは、モジュ
    ラコアエレメント内に間隙を具備し、 間隙は、送電線センサーが交流送電線上に取り付けられ
    かつ交流送電線から取り除かれることを可能にするため
    に、分けられる ことを特徴とする請求項40記載の電力引出装置。
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