JP4749312B2 - Wireless transmission equipment, radio-powerless relay equipment - Google Patents
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Description
本発明は、鉄塔間の通信を中継する無線伝送装置、電波の無給電中継装置に関する。 The present invention relates to a wireless transmission device that relays communication between steel towers, and a radio-powerless relay device.
架空送電路を構成する送電線鉄塔列においては、周辺の安全や無事故送電を阻害するおそれのある状況、例えば、落雷、風、氷雪などの気象状況、人為的破壊等の異常発生情報等を鉄塔ごとに常時監視する必要がある。 In the transmission line towers that make up an overhead power transmission line, information on the surroundings that may interfere with safety and accident-free transmission, for example, weather conditions such as lightning, wind, ice and snow, and information on occurrence of abnormalities such as human destruction, etc. It is necessary to monitor every time.
従来、特許文献1には、架空送電路を構成する各鉄塔に基地局を設け、ある鉄塔に設けられた基地局から最も近い鉄塔に設けられた基地局に情報を順次中継していくことで、最終的に所定の情報収集局(監視局)に情報を伝送するシステムが開示されている。この発明では、鉄塔間の通信にUHF、SHFの電波を使用している。この周波数帯の電波は、光の性状に近いふるまいをすることが良く知られている。すなわち、直進性が強く、遮蔽物の向こうには電波が到達しにくいという性質である。
Conventionally, in
架空送電路は、一般的に、発電所、変電所、開閉所を最短距離に接続する直線状に構成されることが多く、直進性の強い電波を利用しても問題なくシステムを構成することができる。
上述のように、特許文献1記載の発明は、直線状に配列された基地局を中継しながら情報を伝送する。この構成では、送電用鉄塔列にある途中の基地局が通信不能になった場合、そのひとつ向こうの基地局が見通し範囲内であれば、通信不能となった基地局を飛ばして新たなネットワークを再構成することが可能となるが、送電線が山を越えている場合や障害物を迂回している場合は、送信元の基地局と送信先の基地局とが見通し範囲外となり、システムの機能が停止するおそれがある。
As described above, the invention described in
そこで、基地局を鉄塔の上部に設置にすると、障害物が少なくなり、基地局の見通し範囲が広がる。しかし、基地局を鉄塔の上部に設置すると、メンテナンスなどの度に作業員が鉄塔の上部に登って、高所作業をしなければならない。また、アンテナのみを鉄塔の上部に延長して取り付けることも可能であるが、この場合、給電線の損失が非常に大きくなるため、設備構築のコストアップにつながる可能性が高い。 Therefore, if the base station is installed at the top of the steel tower, the number of obstacles will be reduced and the range of the base station will be expanded. However, if the base station is installed at the top of the tower, workers must climb up the tower to work at high places for maintenance. In addition, it is possible to extend only the antenna to the upper part of the steel tower, but in this case, since the loss of the feeder line becomes very large, there is a high possibility that the cost for constructing the equipment will increase.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鉄塔間の通信を中継する通信装置において、作業員の負担を増加させることなく、通信の安定性を向上させることができる無線伝送装置、及び、電波の無給電中継装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to improve the stability of communication in a communication device that relays communication between towers without increasing the burden on workers. It is an object of the present invention to provide a wireless transmission device and a radioless parasitic relay device.
前記課題を解決するための発明は、架空送電路を構成する送電用鉄塔に設けられる無線伝送装置であって、前記送電用鉄塔の上部に設けられる無給電中継装置と、前記送電用鉄塔の下部に設けられる無線通信装置と、を備え、前記無給電中継装置は、2方向に指向性を有する第1〜第3のアンテナユニットを組み合わせてなり、第1のアンテナユニットは隣接する2つの送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置に指向性が向くように設置され、第2のアンテナユニットは隣接する一方の送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置と、当該送電用鉄塔の下部に設けられた前記無線通信装置とに指向性が向くように設置され、第3のアンテナユニットは隣接する他方の送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置と、当該送電用鉄塔の下部に設けられた前記無線通信装置とに指向性が向くように設置されていることを特徴とする無線伝送装置である。 The invention for solving the above-mentioned problems is a wireless transmission device provided in a power transmission tower that constitutes an overhead power transmission path, and includes a parasitic relay device provided in an upper portion of the power transmission tower, and a lower portion of the power transmission tower. And the parasitic relay device is a combination of first to third antenna units having directivity in two directions, and the first antenna unit is for two adjacent power transmission devices. The second antenna unit is installed so that the directivity is directed to a parasitic relay device provided at the upper part of the steel tower, and the second antenna unit is provided at the upper part of the adjacent one of the power transmission towers, and the power transmission tower. The third antenna unit is installed in the upper part of the other power transmission tower adjacent to the wireless communication apparatus provided in the lower part of the wireless communication apparatus, and the power transmission tower. The wireless transmission device is installed so as to have directivity to the wireless communication device provided in the lower part of the wireless communication device .
また、前記課題を解決するための発明は、架空送電路を構成する送電線鉄塔の上部に設けられる電波の無給電中継装置であって、2方向に指向性を有する第1〜第3のアンテナユニットを組み合わせてなり、第1のアンテナユニットは隣接する2つの送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置に指向性が向くように設置され、第2のアンテナユニットは隣接する一方の送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置と、当該送電用鉄塔の下部に設けられた前記無線通信装置とに指向性が向くように設置され、第3のアンテナユニットは隣接する他方の送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置と、当該送電用鉄塔の下部に設けられた前記無線通信装置とに指向性が向くように設置されていることを特徴とする無給電中継装置である。 Moreover, the invention for solving the above-mentioned problems is a non-feeding relay apparatus for radio waves provided at an upper part of a transmission line tower that constitutes an overhead power transmission path, wherein the first to third antennas having directivity in two directions Combining the units, the first antenna unit is installed so that the directivity is directed to the parasitic relay device provided at the upper part of two adjacent power transmission towers, and the second antenna unit is one of the adjacent power transmission units The third antenna unit is installed in the other power transmission adjacent to the non-feed relay device provided in the upper part of the steel tower and the wireless communication device provided in the lower part of the power transmission tower. A parasitic relay device, wherein the parasitic relay device provided at the top of the power tower and the wireless communication device provided at the bottom of the power transmission tower are installed so as to have directivity. is there.
本発明によれば、鉄塔間の通信を中継する通信装置において、作業員の負担を増加させることなく、通信の安定性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the communication apparatus which relays communication between steel towers, the stability of communication can be improved, without increasing a worker's burden.
===全体構成===
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施の形態について説明する。
=== Overall structure ===
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、送電用鉄塔1の間でデータを伝送する通信システムの構成を説明する模式図である。送電用鉄塔1は、送電線を架設する鉄塔である。複数の送電用鉄塔1からなる送電用鉄塔列は、各送電用鉄塔1で取得された情報を所定の情報収集局(図示せず)へ無線伝送するための架空送電路を構成する。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a communication system that transmits data between
送電用鉄塔1には、無線LAN(Local Area Network)の基地局2(無線通信装置)が設けられている。無線LANなどで用いられる2.4GHz帯の電波は、電波法の制限上、大規模なアンテナを付けることはできない。そこで、送電用鉄塔列は、直接通信をするのではなく、送電用鉄塔1−1、送電用鉄塔1−2、・・・のように順次データを中継していく。
The
なお、以下の説明では、説明の対象となる各送電用鉄塔1を区別する場合は、送信順序を示す添え字を付して、送電用鉄塔1−(i−1)、送電用鉄塔1−(i)、送電用鉄塔を1−(i+1)のように記載し、また、基地局2及び後述する無給電中継装置3もそれらが設置された送電用鉄塔1と同じ添え字を付けるものとする。
In the following description, when each
図2は、各送電用鉄塔1の構造を示す模式図である。図2に示すように、送電用鉄塔1の基部には基地局2、送電用鉄塔1の上部にはアンテナである無給電中継装置3が設けられている。なお、図2では、電波の送信方向を矢印で示している。送電用鉄塔1−(i−1)の無給電中継装置3−(i−1)からの電波は、送電用鉄塔1−(i)の無給電中継装置3−(i)に向けて放射され、無給電中継装置3−(i)により、基地局2−(i)に向けて放射される。基地局2−(i)は、無給電中継装置3−(i)から受信した電波を無給電中継装置3−(i)に向けて出力する。無給電中継装置3−(i)は、基地局2−(i)からの電波を、次の送電用鉄塔1−(i+1)の無給電中継装置3−(i+1)に向けて放射する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of each
無給電中継装置3が設置された送電用鉄塔1の上部は、おおむね地上高30mから60m程度と非常に見通しがよい。無線LANなどで用いられるギガヘルツ帯の電波は、直進性が強く、遮蔽物の向こうには電波が到達しにくいという性質があるが、高所に設置することで、見通し範囲が広くなり、良好な電波伝搬特性が得られる。また、基地局2を地上近くに設置するので、作業員が送電用鉄塔1上部に登らなくとも基地局2のメンテナンス作業を行うことができる。
The upper part of the
図3は、無給電中継装置3の構成図である。無給電中継装置3は、3つのアンテナユニット4A、4B、4Cからなる。各アンテナユニット4A、4B、4Cは、2つのアンテナ6a、6bと、これらアンテナ6a、6bをそれぞれ収容する2つのアンテナケース5a、5bと、アンテナ6a、6bを接続する同軸ケーブル7と、を備えている。同軸ケーブル7は、アンテナケース5a、5bに設けられたコネクタ16を介してアンテナ6a、6bを接続している。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
アンテナ6a、6bは、同じ構成を有している。図4(A)、(B)に、アンテナ6a、6bの構造を示す。なお、同図(A)はアンテナ6a、6bの表面、同図(B)アンテナ6a、6bの裏面を示す。アンテナ6a、6bは、プリント基板10の表面にコネクタ16に近いほうから順に反射素子11、輻射素子12、導波素子13が銅箔でプリントされて構成されている。プリント基板10には、ガラスエポキシ基板のように柔軟性のある素材を使用する。輻射素子12は、折返しダイポールアンテナであり、その両端は、プリント基板10に設けられたスルーホール13を通って、プリント基板10の裏面に設けられた給電線14、及び、インピーダンスマッチングのためのスタブ15に接続される。給電線14は、コネクタ16に接続されており、上記のように、このコネクタ16に接続された同軸ケーブル7を介して他方のアンテナ6a又は6bのコネクタ16に接続されている。従って、アンテナ6aが受信した電波は、同軸ケーブル7を通って、アンテナ6bから放射され、アンテナ6bが受信した電波は、同軸ケーブル7を通って、アンテナ6aから放射される。
The
このアンテナ6a、6bは、反射素子11から導波素子13への方向、すなわち、図面矢印方向の指向性を有する。したがって、アンテナユニット4A〜4Cは、それぞれのアンテナ6a、6bの指向性により、2方向の指向性を有することとなり、同軸ケーブル7を屈曲させることで電波の伝搬方向を変化させることができる。
The
図3の無給電中継装置3−(i)とすると、この無給電中継装置3−(i)では、アンテナユニット4Aの指向性を手前の送電用鉄塔1−(i−1)に設けられた無給電中継装置3−(i−1)と次の送電用鉄塔1−(i+1)に設けられた無給電中継装置3−(i+1)とに向け、アンテナユニット4Bの指向性を手前の送電用鉄塔1−(i−1)に設けられた無給電中継装置3−(i−1)と基地局2−(i)とに向け、アンテナユニット4Cの指向性を次の送電用鉄塔1−(i+1)に設けられた無給電中継装置2−(i+1)と基地局2−(i)に向けている。
When the parasitic relay device 3- (i) in FIG. 3 is used, in this parasitic relay device 3- (i), the directivity of the antenna unit 4A is provided in the power transmission tower 1- (i-1) in the foreground. The directivity of the antenna unit 4B is set to the front for the parasitic relay device 3- (i-1) and the parasitic relay device 3- (i + 1) provided in the next power transmission tower 1- (i + 1). The directivity of the
このようにアンテナユニット4A、4B、4Cを配置することで、図5に示すように、手前の送電用鉄塔1−(i―1)に設けられた無給電中継装置3−(i−1)と次の送電用鉄塔1−(i+1)に設けられた無給電中継装置3−(i+1)とを繋ぐ第1経路、手前の送電用鉄塔1−(i−1)に設けられた無給電中継装置3−(i−1)と基地局2−(i)とを繋ぐ第2経路、基地局2−(i)と次の送電用鉄塔1−(i+1)に設けられた無給電中継装置3−(i+1)とを繋ぐ第3経路の3つの経路を電波が伝播する。
By arranging the
これにより、手前の無給電中継装置3−(i−1)からの電波は第2経路を通って基地局2−(i)に向けて放射されるとともに第1経路を通って無給電中継装置3−(i+1)に向けて放射され、基地局2−(i)からの電波は第3経路を通って次の無給電中継装置3−(i+1)に放射される。 Thereby, the radio wave from the parasitic feed relay device 3- (i-1) on the near side is radiated toward the base station 2- (i) through the second path and the parasitic feed relay device through the first path. 3- (i + 1) is radiated toward the base station 2- (i), and the radio wave from the base station 2- (i) is radiated to the next parasitic relay device 3- (i + 1) through the third path.
図6は、基地局2の構成を示すブロック図である。基地局2は、無給電中継装置3と通信するアンテナ21、無線LAN等の所定のプロトコルに従い通信を制御する通信制御部22、外部機器からデータを入力する入力インターフフェイス23を備える。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the
アンテナ21は、無給電中継装置3から放射された電波を受信したり、無給電中継装置3に向けて電波を出力する。
The
また、通信制御部22は、入力インターフェイス23を介して外部機器に接続されている。外部機器は、例えば、安全や無事故送電の阻害原因、落雷、強風、氷雪などの気象状況、及び、人為的破壊等の異常事態発生などの監視情報を通信制御部23に供給する。通信制御部23は、アンテナ21が受信した電波で搬送された情報を抽出し、これに外部機器から供給された情報を付加して電波にのせてアンテナ21から出力する。アンテナ21から放射された電波は、無給電中継装置3−(i)により次の基地局2−(i+1)に放射される。このデータは、基地局2−(i+2)、基地局2−(i+3)、・・・と各基地局で必要に応じて情報が付加されながら順次中継され、最終的な送信先である情報収集局に到達する。
The
以上、本実施の形態における通信装置は、基地局2を送電用鉄塔1の基部、無給電中継装置3を送電用鉄塔1の上部に設けることで、基地局2のメンテナンスが高所作業でなくなる。これにより作業員の負担を増加させることなく通信範囲を拡大することができる。
As described above, in the communication device according to the present embodiment, the
さらに、本実施の形態では、ある基地局2−(i)に不具合が生じたとき、図5の第1経路により無給電中継装置3(i−1)から基地局2−(i)を経由せずに直接無給電中継装置3−(i+1)へ向けて電波が放射されるので、無給電中継装置3(i−1)5お無給電中継装置3(i+1)との見通しが悪いときにも中継が途切れることはない。 Furthermore, in the present embodiment, when a problem occurs in a certain base station 2- (i), it passes through the base station 2- (i) from the parasitic relay device 3 (i-1) by the first route in FIG. Since the radio waves are radiated directly to the parasitic relay device 3- (i + 1) without the prospect of the parasitic relay device 3 (i-1) 5 and the parasitic relay device 3 (i + 1) being poor. Even the relay will not be interrupted.
なお、基地局2−(i)の正常動作時には、第1経路を通った電波と、第2経路及び第3経路を通った電波との両方が次の送電用鉄塔1−(i+1)の基地局2−(i+1)に到達し、また、送電用鉄塔1−(i−1)と送電用鉄塔1−(i+1)の見通しがよい場合、無給電中継装置3−(i−1)からの電波と無給電中継装置3−(i)からの電波の両方が、基地局2−(i)に到達することになるが、基地局2−(i)は、無線LANが有するCSMA/CD(Carrier Sense Access with Collision Detection)の機能により、データの衝突を起こさないように管理している。 During normal operation of the base station 2- (i), both the radio wave passing through the first path and the radio wave passing through the second path and the third path are transmitted to the base of the next power transmission tower 1- (i + 1). When the station 2- (i + 1) is reached and the lines of power transmission tower 1- (i-1) and power transmission tower 1- (i + 1) are good, Both the radio wave and the radio wave from the non-feed relay device 3- (i) reach the base station 2- (i). The base station 2- (i) has a CSMA / CD ( Carrier Sense Access with Collision Detection) is managed to prevent data collisions.
また、本実施の形態では、アンテナケース5a、5bとして、FRP(Fiberglass Reinforced Plastics)のように耐候性、耐久性の優れた素材を用い、アンテナ6a、6bを保護するため、アンテナユニット4の維持点検作業の頻度が少なくてすむので、維持にかかる労力が低くなる。
In the present embodiment, the
また、ギガヘルツ帯のアンテナ6は非常に小型かつ軽量であるため、送電線作業の邪魔になることもなく、送電線鉄塔1の受風面積に影響を与えることもない。
Further, since the gigahertz band antenna 6 is very small and light, it does not interfere with the transmission line work and does not affect the wind receiving area of the
さらに、鉄塔間通信に無線LANの電波を利用することにより、送電線周辺での無線LAN利用の利便性が向上する。 Furthermore, the convenience of using the wireless LAN around the power transmission line is improved by using the radio wave of the wireless LAN for the communication between the towers.
以上、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 As mentioned above, the said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
さらに、本実施の形態では、無線の電波は、無線LANで使用されるギガヘルツ帯としたが、他の周波数帯の電波を用いてもよい。 Furthermore, in this embodiment, the radio wave is a gigahertz band used in a wireless LAN, but a radio wave in another frequency band may be used.
1 送電用鉄塔 2 基地局
3 無給電中継装置 4 アンテナユニット
6 アンテナ 7 同軸ケーブル
10 プリント基板 11 反射素子
12 輻射素子 13 スルーホール
14 給電線 15 スタブ
21 アンテナ 22 通信制御部
23 入力インターフェイス
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記送電用鉄塔の上部に設けられる無給電中継装置と、
前記送電用鉄塔の下部に設けられる無線通信装置と、
を備え、
前記無給電中継装置は、2方向に指向性を有する第1〜第3のアンテナユニットを組み合わせてなり、
第1のアンテナユニットは隣接する2つの送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置に指向性が向くように設置され、
第2のアンテナユニットは隣接する一方の送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置と、当該送電用鉄塔の下部に設けられた前記無線通信装置とに指向性が向くように設置され、
第3のアンテナユニットは隣接する他方の送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置と、当該送電用鉄塔の下部に設けられた前記無線通信装置とに指向性が向くように設置されていることを特徴とする無線伝送装置。 A wireless transmission device provided in a power transmission tower constituting an overhead power transmission path,
A parasitic relay device provided at an upper part of the power transmission tower,
A wireless communication device provided in a lower portion of the power transmission tower;
With
The parasitic relay device is a combination of first to third antenna units having directivity in two directions,
The first antenna unit is installed so that directivity is directed to the parasitic relay device provided at the upper part of two adjacent power transmission towers,
The second antenna unit is installed so that directivity is directed to the parasitic relay device provided at the upper part of one of the adjacent transmission towers and the wireless communication device provided at the lower part of the transmission tower,
The third antenna unit is installed so that directivity is directed to the parasitic relay device provided in the upper part of the other adjacent power transmission tower and the wireless communication device provided in the lower part of the power transmission tower. wireless transmission apparatus characterized by there.
2方向に指向性を有する第1〜第3のアンテナユニットを組み合わせてなり、
第1のアンテナユニットは隣接する2つの送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置に指向性が向くように設置され、
第2のアンテナユニットは隣接する一方の送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置と、当該送電用鉄塔の下部に設けられた前記無線通信装置とに指向性が向くように設置され、
第3のアンテナユニットは隣接する他方の送電用鉄塔の上部に設けられた無給電中継装置と、当該送電用鉄塔の下部に設けられた前記無線通信装置とに指向性が向くように設置されていることを特徴とする電波の無給中継装置。 A non-powered relay device for radio waves provided at the top of a transmission line tower that constitutes an overhead power transmission path,
Combining first to third antenna units having directivity in two directions,
The first antenna unit is installed so that directivity is directed to the parasitic relay device provided at the upper part of two adjacent power transmission towers,
The second antenna unit is installed so that directivity is directed to the parasitic relay device provided at the upper part of one of the adjacent transmission towers and the wireless communication device provided at the lower part of the transmission tower,
The third antenna unit is installed so that directivity is directed to the parasitic relay device provided in the upper part of the other adjacent power transmission tower and the wireless communication device provided in the lower part of the power transmission tower. Telecommunications unpaid relay device characterized by there.
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