JP6466694B2 - 光遠隔通信リンク用の分岐装置 - Google Patents

Description

本発明は、光遠隔通信リンク用の分岐装置に関し、特に海底で電力を供給される光遠隔通信リンク（submarine powered optical telecommunication link）に関する。

少なくとも３つの陸上局を光学的に接続する光遠隔通信リンクを備えた海底光遠隔通信システムが知られている。光遠隔通信リンクは、少なくとも１つの水面下の分岐装置と、少なくとも３つの光ケーブルブランチ（optical cable branch）とを有し、各光ケーブルブランチは、分岐装置をそれぞれの陸上局と接続する。各ブランチは、複数の連続した光ファイバを含む、（少なくとも部分的に海底の）光ファイバケーブルを有する。各陸上局は、それぞれに送信機及び／又は受信機を有し、光ファイバを伝播する光信号を送信及び／又は受信する。

リンクに沿って配置される光電機器及び／又は電気機器及び／又は電子機器に電力を供給するために、陸上局から力（電力）の供給を受ける光遠隔通信リンクが知られている。例えば、リンクが数千キロ（最大８０００〜１００００キロメートル）に及び、光信号が光電変換されない場合には、数十の光増幅器がリンクに沿って縦列接続される。光増幅器は、レーザポンプ（laser pump）、光検出器、及び関連する電子部品等の光電機器によって励起及び／又は制御され、これらの機器を適切に作動させるには電力が必要となる。本願において、電力、電流、エネルギー、電圧、回路、端子等の用語は、それぞれ電気的な意味で用いられる。

リンクに電力、一般的には直流を供給するため、１以上の（一般的にはすべての）陸上局に、給電設備（ＰＦＥ）が設けられ、光ケーブルは、電気エネルギーを伝導するための連続的な導電素子（一般的には、例えば銅製の、管状形状の金属シート）を有する。

リンクに構造的、光学的及び電気的連続性を与える分岐装置が知られている。

米国特許第５５１７３８３号は、海底遠隔通信光ケーブルシステムで使用する分岐装置を開示しており、ケーブルシステムの中継器（repeater）／再生器（regenerator）に電力を供給する。この装置は、３つのラインケーブルとシーアース（sea earth）とで終端し、第一、第二、第三高電圧リレーを有し、一度に、これらのうちの１つのみが通電される。いずれか２つのライン終端間に電力が供給される時、対応するリレーコイルが通電され、その接点は第三のライン終端と絶縁され、それを第四又は第五のリレー接点を介してシーアース終端と接続する。この分岐装置は更に、光路切り替えのための複数の光再生器を含み、光再生器は電力の供給を必要とし、光再生器の給電回路は各リレーコイルと並列に接続される。いずれかのリレーに通電されると、即ち、ケーブルシステムの電源が投入されると、再生器にも電力が供給される。ツェナーダイオードは、再生器電力供給回路に電圧を供給するとともに、この回路とリレーコイルとについて同時にサージ保護を行う。第四及び第五リレーは、第一、第二及び第三リレーにおいてアーク転移を防止する機能を有する。

米国特許第５８４１２０５号は、水中通信システム用の分岐装置を開示しており、電力の遠隔ホットスイッチング（remote hot switching）を行うよう構成される。この装置は、それぞれが３つのラインケーブルの内の別々の１つ用である３つの終端を有し、ラインケーブルから供給される電力を必要とする１つ以上の電力要求回路を有する。第一スイッチは、相対的なライン電圧に応じて、１以上の電力要求回路を介して３つの終端の適切なペア間で電流路を完成するよう作動可能である。第二スイッチは、第一スイッチの作動後に、電力要求回路に供給される電流が第一スイッチの動作時に生じる電流より高くなるかに応じて、作動可能である。第二スイッチは、ペアになっていない終端とシーアース用の第四の終端との間に回路を完成する。

上述のような公知の分岐装置において、その構成の際に、切り替えリレーにおいてアーク転移が防止されているが、先に引用した米国特許第５８４１２０５号に記載されているように、陸上局で帯電したスパーケーブル（spur cable）を放電する追加の工程が行われない限り、シーアース終端に接続するリレー接点でアークが依然として形成される可能性があることを、本願出願人は見出した。また、このような追加の工程では、第一（切り替え）リレーと第二（シーアース）リレーとが異なる電流レベルで作動するように、第一リレーと第二リレーとを適切に構成する配慮が必要となる。

また、分岐装置の構成のために電源を投入する際には電流は統括的に制御されるが、動作時にケーブルに故障が生じた際にはこの通りではなく、高電流サージが発生する、開路（絶縁を損なわずにケーブルの内側で導体が完全に断裂すること）又は短路（ケーブルが完全に解体し又は解体せずにケーブルの導体がシーアースに接続すること）につながる可能性があることを、本願出願人は見出した。特に、１つのラインケーブル（即ち幹線ケーブル）における開路の場合には、上述の公知の分岐装置は、最初に完全に構成を解除（de-configure）し、３つの終端の全てがつながって、シーアースリレーがオープンしてしまう。したがって、２つのＰＦＥが接続され（ラインケーブル導体が解体するために１つのＰＦＥは遮断される）、この接続の直前に、発生した開路により過電圧が発生する。接続すると、それぞれの２つの終端間には高いサージが流れ、これによって第三端子のリレー及びシーアースリレーが作動することになる。サージは非常に急峻であるため、後者の２つのリレーの電流レベルの差は無視できるようになり、２つのリレーは、無制御な時系列で作動する。このような状況により、リレーの一方又は両方にアークが生じ、切り替えリレーで（第三終端で）有害なアーク転移が生じる可能性がある。

本発明の目的は、上述の課題を解消し及び／又は公知の分岐装置を改善する分岐装置を提供することにある。

上述の目的は、様々な実施形態での以下に示す態様に係る、及び／又は、本発明の更なる実施形態を表す１以上の添付の請求項と、以下の実施形態とを組み合わせたものに係る、分岐装置、光遠隔通信リンク、及び分岐装置を構成する方法により達成される。

一態様では、本発明は光遠隔通信リンク用の分岐装置に関し、この装置は、使用時にそれぞれの分岐ケーブルの導体の終端となる第一、第二、及び第三端子と、使用時にシーアースに接続される第四端子と、第一、第二、及び第三端子に対応する第一、第二、及び第三リレーを少なくとも含む複数の（好ましくは高電圧）リレーを有する回路と、を備え、この回路は、使用時に、第一、第二、及び第三端子での一連の電力供給に応じて、第一、第二、及び第三端子の群の内の２つの端子を接続し、第一、第二、及び第三端子の群の内の残りの端子を第四端子に接続するよう構成される。

本明細書及び請求項において、海（sea）という用語は、湖等の任意の水の溜まった窪地（water basin）を含む。

回路は、第四端子への一端で終端するシーアース回路を有することが好ましい。

回路は、シーアース回路に配置される（第一主端子が第四端子側にあり、第二主端子がその反対側にある）少なくとも１つの双方向性三端子サイリスタを有することが好ましい。

分岐装置は、双方向性三端子サイリスタを駆動する駆動回路を備え、この駆動回路は、第一、第二、及び第三リレーの群の内、１つのリレーの切り替えが完了した後（より好ましくは完了した後にのみ）、双方向性三端子サイリスタを導通状態にトリガするよう構成されることが好ましい。

駆動回路は、シーアース回路を流れる電流によって双方向性三端子サイリスタを駆動するよう構成されることが好ましい。

本明細書及び請求項において、双方向性三端子サイリスタという表現は、十分な電流がゲート端子に流れた際に（サイリスタがトリガされた状態で）、２つの主端子間（通常はオープンである）でいずれかの方向に電流を伝え得る電子部品（両方向性三端子サイリスタ（bilateral triode thyristor）、交流用三極管（Triode for Alternating Current）の略語トライアック（ＴＲＩＡＣ）としても知られる）のことを意味する。この部品をトリガする最小ゲート電流は、ゲート閾値電流と呼ばれる。「双方向性三端子サイリスタを駆動する」という表現は、双方向性三端子サイリスタの導通状態（オープンかクローズ）を変更するため、典型的にはオープンからクローズに導通状態を変更するため、ゲート端子に電流／電圧を供給することを意味する。一旦トリガされると、この部品は、ゲート電流が閾値以下の状態で、主端子間の電流が保持電流と呼ばれる、ある閾値以下の値となるまで、導通状態を通常継続する。双方向性三端子サイリスタという表現には、共通のゲート端子に逆並列に接続された２つのサイリスタ（すなわち、シリコン制御整流器（ＳＣＲ：Silicon Controlled Rectifier））の集合体も含む。

シーアース回路は、第一、第二、及び第三リレーのそれぞれへの、他の３つの端で終端することが好ましい。シーアース回路は、第四端子への、及び、第一、第二、及び第三リレーのそれぞれの第一、第二、及び第三スイッチのそれぞれへの、２つのそれぞれ反対側の端でそれぞれ終端する、第一アースライン、第二アースライン、及び第三アースラインを有することが好ましい。シーアース回路は、第一、第二、及び第三アースラインに共通する共通部分を有し、この共通部分は第四端子で終端することが好ましい。

双方向性三端子サイリスタは、シーアース回路の共通部分に配置することが好ましい。

本願出願人によれば、上述の回路が双方向性三端子サイリスタを有するという特徴により、分岐装置の電源投入及び構成の際、及び、分岐装置の突然の制御されない構成解除（de-configuration）を引き起こすケーブル上の（少なくとも一種類の）故障の場合に、リレー（及び／又は分岐装置内の他の部品）に対する保護が効率よく行われる。特に、分岐装置構成の際、端子リレーを切り替えている間、双方向性三端子サイリスタをトリガされない状態に維持することが可能であり、シーアースへの放電及びアーク（アーク転移を含む）の形成が防止される。ターミナルリレーの切り替えの完了によってのみ、双方向性三端子サイリスタがトリガされ、接地すべき端子が実際にアースに接続される。この処理は、陸上局で帯電したスパーケーブルを放電する必要がない。

さらに、上述のような開路故障の場合には、分岐装置が完全に構成解除された際に、初めて、双方向性三端子サイリスタはアントリガ（untriggered）に設定される。双方向性三端子サイリスタはその後アントリガ（オープン状態）のままであり、（もしあれば）端子に対応する１つのリレーの切り替えが完了した場合にのみ、例えば、十分な電流がシーアース回路に流れた場合に（例えば、故障したケーブルの放電のために、シーアース回路内で電流を誘導する可能性のある切り替えのような、故障したケーブルに対応する端子リレーの望まれない切り替えが完了した後に、一定の遅延を伴って）、再びトリガされる。そのため、アーク転位が避けられる。

前記複数のリレーの各リレーは、スイッチと、スイッチを作動させるアクチュエータとを有することが好ましい。アクチュエータは、コイル等の電磁石であることが更に好ましい。これによって、回路の選択された部分に流れる電流によってアクチュエータの起動が可能という利点がある。

前記第一、第二、及び第三リレーは、それぞれ、第一、第二、及び第三スイッチと、第一、第二、及び第三アクチュエータと、を有することが好ましい。

回路は、第一、第二、及び第三端子への一端でそれぞれ終端する、第一、第二、及び第三終端ラインを有することが好ましい。

ラインという用語は、その２つの相対する終端を電気的に接続しうる任意の導電接続（ラインの２つの終端が同一である場合には、単一の点を含む）を含み、文脈によっては、ラインに沿った１以上のスイッチを含む可能性もあり、スイッチの少なくとも１つの構成において、電気的導通がもたらされる。

第一、第二、及び第三スイッチは、第一、第二、及び第三終端ラインにそれぞれ属する第一接点と、第二接点と、シーアース回路に属する第三接点と、移動接点と、をそれぞれ有し、各リレーのアクチュエータのそれぞれは、第一接点と、第二接点又は第三接点のいずれかと、を接続させるよう移動接点を作動させるよう構成されることが好ましい。

回路は、第一及び第二スイッチのそれぞれの第二接点への２つの反対側の端で終端する第一ラインと、第一及び第三スイッチのそれぞれの第二接点への２つの反対側の端で終端する第二ラインと、及び第二及び第三スイッチのそれぞれの第二接点への２つの反対側の端で終端する第三ラインと、を有することが好ましい。

第一、第二、及び第三リレーは、それぞれ第一、第二、第三端子を、それぞれ第三、第二、及び第一ラインに流れる電流によって、シーアース回路又は他の２つの端子に接続するよう構成されることが好ましい。

第一、第二、及び第三終端ラインは、第一、第二、及び第三スイッチのそれぞれの、それぞれの第一接点へのもう一方の端で終端することが好ましい。

第一、第二、及び第三スイッチは、それぞれアクチュエータに電力が供給されていなければ、それぞれ移動接点が第一接点と第二接点とを接続するよう構成されることが好ましい。このようにすることで、電力が無い場合に、第一、第二、及び第三端子が共に接続される利点がある。

第一、第二、及び第三リレーのそれぞれのアクチュエータは、それぞれ第三ライン、第二ライン、及び第一ラインに（それぞれ、そのラインに沿った電流の影響下にあるように）配置されるのが好ましい。このようにすることで、リレーのデルタ構造が達成される利点がある。

第一、第二、及び第三アースラインは、第一、第二、及び第三スイッチのそれぞれの、それぞれ第三接点への一端でそれぞれ終端するのが好ましい。

駆動回路は、シーアース回路に流れる電流を受けるよう、第二主端子側でシーアース回路に（より好ましくはシーアース回路の共通部分に）直接接続されることが好ましい。このようにすることで、ゲート端子は、第二主端子側でシーアース回路の部分からトリガ電流を直接受け取るので、回路の構造が簡素化される利点がある。

前記複数のリレーは、第四、第五、及び第六リレーを含み、それぞれが第四、第五、及び第六スイッチと、第四、第五、及び第六アクチュエータと、を有することが好ましい。

第四、第五、及び第六スイッチは、それぞれ、第一ラインと第二ラインとの共通部分、第一ラインと第三ラインとの共通部分、及び第二ラインと第三ラインとの共通部分に沿って配置され、シーアース回路に流れる電流に応じて（より好ましくは、それぞれ、第一、第二、及び第三シーアースラインに沿って流れる電流に応じて）、それぞれの共通部分をオープン又はクローズすることが好ましい。

第四、第五、及び第六スイッチは、第一及び第二接点をそれぞれ有し、第一接点はそれぞれ第一、第二、及び第三スイッチ側にあり、第四、第五、及び第六スイッチは、更にそれぞれ移動接点を有し、各リレーのアクチュエータのそれぞれは、シーアース回路に流れる電流に応じて（より好ましくは、第一、第二、及び第三シーアースラインそれぞれに流れる電流に応じて）、第一及び第二接点をつなぐ、又は、第一接点及び第二接点を離すように移動接点を作動させるよう構成されることが好ましい。

第四、第五、及び第六スイッチは、それぞれのアクチュエータに電力が供給されていなければ、それぞれの移動接点がそれぞれの共通部分をクローズするよう構成されることが好ましい。

第四、第五、及び第六リレーのそれぞれのアクチュエータは、（それぞれのアースラインに沿った電流の影響下にあるように）第一、第二、及び第三アースラインに沿ってそれぞれ配置されることが好ましい。

第四、第五、及び第六リレーのそれぞれのアクチュエータは、（それぞれのアースラインに沿った電流のみの影響下にあるように）他の２つのアースラインに沿っては配置されないことが好ましい。

上述のような第四、第五、及び第六リレーによれば、動作中に接地されれば、それぞれの端子を中央の（デルタ構造の）回路から切り離すことができ、上述のようなケーブル故障等による分岐装置の突然の構成解除の際に、それぞれの切り替えスイッチにおいてアークが防止されるという利点がある。

前記複数のリレーは、第七、第八、及び第九リレーを含み、それぞれが第七、第八、及び第九スイッチと、第七、第八、及び第九アクチュエータと、を有することが好ましい。

第七、第八、及び第九アクチュエータは、（回路の構造を簡素化するべく）第四、第五、及び第六アクチュエータとそれぞれ一致することが好ましい。

第七、第八、及び第九スイッチは、それぞれ第一、第二、及び第三終端ラインと接続する第一接点と、それぞれ第一、第二、及び第三アースラインと接続する第二接点と、移動接点と、をそれぞれ有し、各リレーのそれぞれのアクチュエータは、シーアースラインに流れる電流に応じて（より好ましくは、第一、第二、及び第三シーアースラインに流れる電流に応じて）、第一及び第二接点をつなぐ、又は、第一接点及び第二接点を離すように移動接点を作動させるよう構成されることが好ましい。

第七、第八、及び第九スイッチは、それぞれのアクチュエータに電力が供給されていなければ、それぞれの移動接点が、第一接点と第二接点とを離すよう構成されることが好ましい。上述のような第七、第八、及び第九リレーには、上述のようなケーブル故障等による、それぞれの切り替えリレーの構成解除の場合にも、シーアース回路が、接地された（動作中の）端子と電気的に接続されたままとなることが保証されるという利点がある。したがって、接地された端子及びそれぞれのシーアースラインに流れる電流が維持され、これによって第四、第五、及び第六リレー間のそれぞれのリレーのスイッチがオープンに維持され、これにより上述のような分岐装置の突然の構成解除の際にそれぞれの切り替えスイッチにおいて起こり得るアーク形成が防止される。

なお、以上に開示した第四、第五、第六リレー、及び、場合によっては第七、第八、第九リレーを有する分岐装置は、それ自体で、上述の双方向性三端子サイリスタの存在と独立した発明と考えられ、これによって故障の際の上述のアーク形成の課題を解決するものである。

回路は、第一、第二、及び第三終端ラインに沿ってそれぞれ配置された、第一、第二、及び第三インダクタを有することが好ましい。一実施形態において、これらのインダクタは、１００μＨ以上、より好ましくは２００μＨ以上であって、４００μＨ以下、より好ましくは３００μＨ以下のインダクタンスを有する。これらのインダクタは、これらに流れる電流の時間変化率が１００Ａ／μｓを越えず、及び／又は、これらにかかる電圧の時間変化率が１ｋＶ／μｓを越えないように構成されることが好ましい。

分岐装置は、第四端子を使用時に分岐装置が沈められる水と接続するため、第四端子に接続されたシーアースケーブルを備えることが好ましい。

本発明の第二態様は、光遠隔通信リンクに関し、少なくとも１つの、その様々な実施形態における本発明の第一態様に係る水中の分岐装置と、それぞれが第一端子を有する第一、第二、第三電力供給装置をそれぞれ具備する第一、第二、及び第三陸上局と、第一、第二、第三ケーブルブランチと、を備え、第一、第二、第三ケーブルブランチは、それに沿って連続して延びる導体と、分岐装置の第一、第二、第三端子でそれぞれ終端する一端と、第一、第二、第三電力供給装置の第一端子でそれぞれ終端する他端と、をそれぞれ有する。各電力供給装置は、海に接続されたシーアース端子をそれぞれ有することが好ましい。

その様々な実施形態における本発明の第二態様に係る光遠隔通信リンクを備える、光遠隔通信システムが更に提供され、各ケーブルブランチは、それに沿って延びる複数の連続した光ファイバを有し、各陸上局は、送信機及び／又は受信機をそれぞれ備え、光ファイバを伝播する光信号を送信及び／又は受信する。

さらなる態様において、本発明は、その様々な実施形態における本発明の第一態様の分岐装置を構成する方法であって、第一、第二、及び第三端子の群の内の２つの端子に電流を送ることで、回路が、その２つの端子間を接続し、かつ、第一、第二、及び第三端子の群の内の残りの端子と第四端子とを、残りの端子に対応するリレーのスイッチを切り替えることによって接続する工程を備える。

さらなる特性又は利点は、本発明に係る分岐装置、関連する光遠隔通信リンク、及び関連する構成方法の幾つかの例示的な、但し排他的ではない実施形態の詳細な説明により、より明らかになるであろう。

以下、添付の図面を参照しながら、説明を開示するが、以下の記載は例示に過ぎず、本発明をこれに限定する意図はない。
本発明に係る光遠隔通信リンクの概略図を論理ブロックにより示す図である。 休止状態にある、本発明に係る分岐装置の第一実施形態の概略図を論理ブロックにより示す図である。 休止状態にある、本発明に係る分岐装置の第二実施形態の概略図を論理ブロックにより示す図である。 動作構成の、本発明に係る分岐装置の第二実施形態の概略図を論理ブロックにより示す図である。

添付の図面を参照すると、参照符号１００は、本発明に係る光遠隔通信リンクを示し、参照符号１は、本発明に係る分岐装置を示す。本発明の明細書及び図面において、取り得る様々な実施態様を考慮して、同じ参照符号は、同じ又は対応する構成要素を示す。

光遠隔通信リンク１００は、少なくとも１つの水面下の分岐装置１（実線で示す）と、それぞれ第一端子１０３を具備する第一、第二、第三電力供給装置（ＰＦＥ）１０２をそれぞれ有する第一、第二、及び第三陸上局１０１と、第一、第二、第三ケーブルブランチ１０４とをそれぞれ備え、第一、第二、第三ケーブルブランチ１０４は、それに沿って連続して延びる導体と、分岐装置１の第一端子２、第二端子３、第三端子４でそれぞれ終端する一端と、第一、第二、第三電力供給装置の第一端子１０３でそれぞれ終端する他端と、をそれぞれ有する。図１には、もう１つの分岐装置１が、対応する陸上局１０１、ＰＦＥ１０２、及びケーブルブランチ１０４と共に、仮想線で描画されており、１以上の追加かつ任意の分岐装置及び対応するブランチを示している。

各電力供給装置１０２は、シーアース６に接続された第二端子１０５をそれぞれ有することが好ましい。

本明細書、請求項並びに図面において、光遠隔通信リンク及びシステムの、光学素子及び／又は電気光学素子（例えば、光ファイバ、増幅器、受信機、送信機、分配器、ＯＡＤＭ等）は、これらの素子が本発明に係る電力供給には関係しないため、図示又は記載していない。ただし、本発明は、遠隔通信に必要であれば、このような素子の存在を考慮する。

分岐装置１は、使用時にシーアース６に接続する第四端子５を備える。シーアースケーブル７は、この第四端子を、使用時に分岐装置が沈められる水６に接続するのが好ましい。

分岐装置１は、複数の高電圧（例えば真空）リレー（図２の例では３つ、図３の例では９つ）を有する回路８を備え、この回路８は、使用時に、第一、第二、及び第三端子での一連の電力供給に応じて、第一、第二、及び第三端子２、３、４の群の内の２つの端子を接続し、第一、第二、及び第三端子２、３、４の群の内の残りの端子を第四端子５に接続するよう構成される。

本明細書及び図面において、例えば部品保護又はその他の機能等、分岐装置の適切な機能に必要な又は好ましい電気部品又は電子部品の幾つかは、これらの部品が、この技術分野では公知及び／又は当業者により容易に入手可能であるため、詳細に描画又は記載されない。例えば、各リレーコイルは、それ自身のブリッジ整流器とツェナー回路とを備える（図示せず）。

複数のリレーは、それぞれ第一スイッチ１０’、第二スイッチ１１’、及び第三スイッチ１２’と、それぞれ第一アクチュエータ１０’’、第二アクチュエータ１１’’、及び第三アクチュエータ１２’’（例えばコイル）と、を有する、第一、第二、及び第三切り替え（例えば、単極双投）リレーを少なくとも含む。第一、第二、及び第三リレーは、それぞれ第一、第二、及び第三端子に対応する。

この回路は、一端が第四端子５で終端し、少なくとも３つのその他の端部が第一、第二、及び第三スイッチでそれぞれ終端するシーアース回路９を有することが好ましい。

第一スイッチ１０’、第二スイッチ１１’、第三スイッチ１２’（例えば、単極双投）は、第一終端ライン２’、第二終端ライン３’、第三終端ライン４’にそれぞれ属する第一接点（単極）、第二接点（第一スロー）、シーアース回路９に属する第三接点（第二スロー）、及び移動接点、をそれぞれ有することが好ましく、各リレーのアクチュエータのそれぞれは、第一接点と、第二接点又は第三接点のいずれかと接続させるよう、移動接点を作動させるよう構成される。

回路８は、それぞれ第一、第二、及び第三端子への一端において終端し、それぞれ第一、第二、及び第三スイッチの第一接点へのもう一方の反対側の端において終端する、第一終端ライン２’、第二終端ライン３’、及び第三終端ライン４’を有することが好ましい。

シーアース回路９は、第四端子５への、及び、第一、第二、及び第三スイッチのそれぞれの各第三接点への、２つのそれぞれ反対側の端でそれぞれ終端する第一アースライン９’、第二アースライン９’’、及び第三アースライン９’’’を有することが好ましい。シーアース回路は、第一、第二、及び第三アースラインに共通で第四端子５で終端する共通部分９ｃを有することが好ましい。

回路８は、シーアース回路９の共通部分９ｃに配置され、第四端子５側の第一主端子１３’と、反対側の第二主端子１３’’と、を有する双方向性三端子サイリスタ１３を有することが好ましい。

分岐装置１は、双方向性三端子サイリスタ１３を駆動する駆動回路１９を備え、この駆動回路は、第一、第二、及び第三リレーの群の内１つのリレーの切り替えの完了によってのみ、双方向性三端子サイリスタを導通状態にトリガするよう構成されることが好ましい。

本発明は、複数の双方向性三端子サイリスタを備える実施形態（図示せず）、例えば第一、第二、及び第三アースラインそれぞれの、他のアースラインとは共通しないそれぞれの部分に配置され、共通の又はそれぞれの駆動回路のいずれかを具備し、例えばそれぞれのゲートがそれぞれのアースラインの電流によって駆動される、３つの双方向性三端子サイリスタを備える実施形態、も想定している。

回路８は、第一及び第二スイッチのそれぞれの第二接点への２つの反対側の端で終端する第一ライン１５と、第一及び第三スイッチのそれぞれの第二接点への２つの反対側の端で終端する第二ライン１６と、第二及び第三スイッチのそれぞれの第二接点への２つの反対側の端で終端する第三ライン１７と、を有することが好ましい。

図２〜図４に示す実施形態において、第一ライン１５及び第二ライン１６の共通部分は、第一スイッチ１０’の第二接点において一端が終端しており、第一ライン１５及び第三ライン１７の共通部分は、第二スイッチ１１’の第二接点において一端が終端しており、第二ライン１６及び第三ライン１７の共通部分は、第三スイッチ１２’の第二接点において一端が終端している。ただし（図示せず）、共通部分がそれぞれのスイッチのそれぞれの第二接点にのみ存在していてもよい。

第一、第二、及び第三スイッチは、それぞれのアクチュエータに電力が供給されていなければ（図２及び図３に示すような休止状態）、それぞれの移動接点が第一接点と第二接点とを接続するよう構成されることが好ましい。

第一、第二、及び第三リレーのそれぞれのアクチュエータ１０’’、１１’’、１２’’は、第三ライン１７、第二ライン１６、第一ライン１５にそれぞれ配置され、それぞれのラインに沿った電流のみの影響下にあることが好ましい。

双方向性三端子サイリスタ１３のゲート端子１８は、駆動回路１９を介して第二主端子の側でシーアース回路の共通部分と直接接続され、シーアース回路の共通部分にかかる電流／電圧を受けるようにすることが好ましい。ただし、本発明において、駆動回路は、第一、第二、第三リレーのうちの１つが切り替わったときのみ双方向性三端子サイリスタがトリガされるよう、双方向性三端子サイリスタを駆動するよう構成された任意の回路であってもよい。例えば（図示せず）、駆動回路は、第一、第二、又は第三ラインに流れる電流で（構成の際にどの端子がその間に接続されるかに応じて）双方向性三端子サイリスタをトリガしてもよく、電流は、ライン上のアクチュエータがそれぞれの切り替えスイッチを切り替えることを保証するレベルである。

駆動回路１９は、ゲート端子１８に供給するライン上に配置されたＲＣ回路（抵抗４０及びコンデンサ４１）を有することが好ましい。

回路８は、第一終端ライン２’、第二終端ライン３’、第三終端ライン４’に沿ってそれぞれ配置された、第一インダクタ３０、第二インダクタ３１、及び第三インダクタ３２を有することが好ましい。これらのインダクタは、２５０μＨに等しいインダクタンスを有し、これらに流れる電流の最大時間変化率が約１００Ａ／μｓであり、これらにかかる電圧の最大時間変化率が約１ｋＶ／μｓであることが好ましい。

図３及び図４の実施形態で示す例のように、複数のリレーは、第四スイッチ２０’、第五スイッチ２１’及び第六スイッチ２２’のそれぞれと、第四アクチュエータ２０’’、第五アクチュエータ２１’’、及び第六アクチュエータ２２’’のそれぞれと、を有する、第四、第五、及び第六リレーを含むことが好ましい。

第四スイッチ２０’、第五スイッチ２１’、及び第六スイッチ２２’は、それぞれ、第一ライン１５と第二ライン１６との共通部分、第一ライン１５と第三ライン１７との共通部分、及び第二ライン１６と第三ライン１７との共通部分に沿って配置され、第一、第二、第三シーアースラインにそれぞれ流れる電流に応じて、それぞれの共通部分をオープン又はクローズすることが好ましい。第四、第五、第六スイッチ（例えば、単極単投スイッチ又はトグルスイッチ）は、それぞれ第一及び第二接点を有し、第一接点はそれぞれ第一、第二、及び第三スイッチの側にあり、更に移動接点をそれぞれ有し、各リレーのそれぞれのアクチュエータは、第一、第二、及び第三シーアースラインに流れる電流に応じて、第一及び第二接点をつなぐ、又は、第一接点及び第二接点を離すように、移動接点を作動させるよう構成されることが好ましい。

第四、第五、及び第六スイッチは、それぞれのアクチュエータに電力が供給されていなければ（図３に示すような休止状態）、それぞれの移動接点が第一接点と第二接点とを接続する（即ち、通常はクローズ）よう構成されるのが好ましい。

第四、第五、第六リレーのそれぞれのアクチュエータは、第一、第二、及び第三アースラインのそれぞれに沿って、（それぞれのアースラインに流れる電流のみに影響を受けるように）他の２本のラインのそれぞれと共通しないそれぞれの部分に配置されることが好ましい。

これら複数のリレーは、第七スイッチ２７’、第八スイッチ２８’、及び第九スイッチ２９’のそれぞれと、第七アクチュエータ、第八アクチュエータ、及び第九アクチュエータのそれぞれと、を有する、第七、第八、及び第九リレーを含むことが好ましく、第七アクチュエータ、第八アクチュエータ、及び第九アクチュエータは、それぞれが第四アクチュエータ２０’’、第五アクチュエータ２１’’、及び第六アクチュエータ２２’’と一致することが好ましい（但し原理的にはそれぞれのラインに、別の更なるアクチュエータを配置することが可能である）。

第七、第八、及び第九スイッチ（例えば、単極単投又スイッチはトグルスイッチ）は、それぞれ第一、第二、及び第三終端ラインと電気的に接続する第一接点と、第一、第二、及び第三アースラインと電気的に接続する第二接点と、移動接点と、をそれぞれ有し、各リレーのアクチュエータのそれぞれは、第一、第二、及び第三シーアースラインに流れる電流に応じて、第一及び第二接点をつなぐ、又は、第一接点及び第二接点を離すように、移動接点を作動させるよう構成されることが好ましい。

第七、第八、及び第九スイッチは、それぞれのアクチュエータに電力が供給されていなければ（図３に示すような休止状態）、それぞれの移動接点が第一接点と第二接点とを離すよう（即ち、通常はクローズ）構成されるのが好ましい。

例えば、図２又は図３に示す分岐装置を構成するには（例えば、図４に示す動作状態になる図３の分岐装置を参照して）、より大きな電流／電圧が第一端子２及び第二端子３において送られ（対応する陸上局１０１において、第三端子４に対応するライン１０４をオープンとして）、アクチュエータ１２’’が、スイッチ１２’の移動接点を、第三端子４と他の端子２、３とをつなぐ初期位置（図２及び図３）から、最終位置まで駆動する。最終位置では、第三端子が、主ライン１５（第一ライン１５において、単一のアクチュエータ１２’’を有し、電流が、アクチュエータ１０’’及び１１’’を通過し、１０’及び１１’をつなぐラインに流れる電流の２倍である）ではなく、シーアース回路９の第三アースライン９’’’に接続される。スイッチングの間は双方向性三端子サイリスタ１３がオープンであり、シーアース回路には電流が流れ得ないので、（第三端子４に対応する分岐ライン１０４を放電する必要なく）スイッチ１２’でのアーク又はアーク転移が防止される。

第三端子４に接続された分岐ライン１０４からの放電電流、又は、対応するＰＦＥ１０２によって供給される（増加していく）電力によって、スイッチ１２’の切り替えの完了によってのみ、双方向性三端子サイリスタ１３が、ゲート端子１８における電流によって導通状態にトリガされる。

動作中に故障が生じた場合には、例えば第二端子３に対応する分岐ラインにおいて、アクチュエータ１２’’に電力が供給されなくなり、スイッチ１２’が休止状態に戻る。本発明によれば、シーアース回路に流れる電流が減少することにより、双方向性三端子サイリスタ１３はオープン状態に戻る。その後、第二ライン１６とアクチュエータ１１’’とにかかる（サージ）電流が、第二スイッチ１１’を作動させ、シーアースに切り替わる可能性がある。ただし、後者のスイッチングの間、双方向性三端子サイリスタ１３はオープン状態にあるので、スイッチ１１’にはアークが確立されない。

なお、図２に示したような構造において、故障の後に最初に休止状態に戻った際に、スイッチ１２’にアークが生じる可能性が依然としてある。

この更なる課題は、図３及び４に示したような構造により解決される。

分岐装置を図４に示す起動後の状態に構成するため、上述のような工程に従う。双方向性三端子サイリスタ１３をトリガすると、第三端子４（及び第三アースライン９’’’）に流れる電流がスイッチ２２’及び２９’が共にスイッチングするまで増加する（図４）。

上述のような故障の場合、スイッチ１２’が電力を供給されない状態に戻ると、オープンしたスイッチ２２’によりアークの形成が防止され、一方でスイッチ２９’がシーアース回路（９’’’）及び第三端子４に流れる電流を維持し、アクチュエータ２２’’及び関連するスイッチ２２’、２９’に電力が供給されない事態が防止される。

Claims (13)

1. 光遠隔通信リンク（１００）用の分岐装置（１）であって、
   使用時にそれぞれの分岐ケーブルの導体の終端となる第一端子（２）、第二端子（３）、及び第三端子（４）と、
   使用時にシーアース（６）に接続される第四端子（５）と、
   前記第一、第二、及び第三端子に対応する第一、第二、及び第三リレーを少なくとも含む複数のリレー、を有する回路（８）と、
   を備え、
   前記回路は、使用時に、前記第一、第二、及び第三端子での一連の電力供給に応じて、前記第一、第二、及び第三端子の群の内の２つの端子を接続し、前記第一、第二、及び第三端子の群の内の残りの端子を前記第四端子に接続するよう構成され、
   前記回路（８）は、前記第四端子への一端で終端するシーアース回路（９）と、前記シーアース回路に沿って配置される双方向性三端子サイリスタ（１３）と、を有し、
   当該分岐装置は、前記双方向性三端子サイリスタを駆動する駆動回路（１９）を備え、
   前記駆動回路は、前記第一、第二、及び第三リレーの群の内、１つのリレーの切り替えが完了した後に、前記双方向性三端子サイリスタを導通状態にトリガするよう構成される、
   分岐装置（１）。
2. 前記駆動回路（１９）は、前記シーアース回路を流れる電流によって前記双方向性三端子サイリスタ（１３）を駆動するよう構成される、
   請求項１に記載の分岐装置（１）。
3. 前記双方向性三端子サイリスタ（１３）の第一主端子（１３’）が前記第四端子側にあり、第二主端子（１３’’）がその反対側にあって、
   前記駆動回路（１９）は、前記第二主端子側の前記シーアース回路と直接接続されて、前記シーアース回路を流れる電流を受ける、
   請求項１又は２に記載の分岐装置（１）。
4. 前記シーアース回路（９）は、前記第四端子（５）において、及び、前記第一、第二、及び第三リレーのそれぞれの第一スイッチ（１０’）、第二スイッチ（１１’）、及び第三スイッチ（１２’）のそれぞれにおいて、２つのそれぞれ反対側の端でそれぞれ終端する第一アースライン（９’）、第二アースライン（９’’）、及び第三アースライン（９’’’）を有し、
   前記双方向性三端子サイリスタ（１３）は、前記第一、第二、及び第三アースラインに共通の、前記シーアース回路の共通部分（９ｃ）に配置され、
   前記共通部分は前記第四端子で終端する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の分岐装置（１）。
5. 前記回路（８）は、それぞれ前記第一、第二、及び第三端子において一端が終端する、第一終端ライン（２’）、第二終端ライン（３’）、及び第三終端ライン（４’）を有し、
   前記第一、第二、及び第三リレーは、第一スイッチ（１０’）、第二スイッチ（１１’）、及び第三スイッチ（１２’）のそれぞれと、第一アクチュエータ（１０’’）、第二アクチュエータ（１１’’）、及び第三アクチュエータ（１２’’）のそれぞれと、を有し、
   前記第一、第二、及び第三スイッチは、前記第一、第二、及び第三終端ラインにそれぞれ属する第一接点と、第二接点と、前記シーアース回路（９）に属する第三接点と、移動接点と、をそれぞれ有し、各リレーの前記アクチュエータのそれぞれは、前記第一接点と、前記第二接点又は前記第三接点のいずれかと、を接続させるよう、前記移動接点を作動させるよう構成され、
   前記回路（８）は、前記第一及び第二スイッチのそれぞれの前記第二接点への２つの反対側の端で終端する第一ライン（１５）と、前記第一及び第三スイッチのそれぞれの前記第二接点への２つの反対側の端で終端する第二ライン（１６）と、前記第二及び第三スイッチのそれぞれの前記第二接点への２つの反対側の端で終端する第三ライン（１７）と、を有し、
   前記第一、第二、及び第三リレーは、それぞれ前記第三、第二、及び第一ラインに流れる電流により、前記第一、第二、第三端子のそれぞれを、前記シーアース回路（９）又は他の２つの端子に接続するよう構成される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の分岐装置（１）。
6. 前記第一、第二、及び第三スイッチは、それぞれの前記アクチュエータに電力が供給されていなければ、それぞれの前記移動接点が前記第一接点と前記第二接点とを接続するよう構成される、
   請求項４又は５に記載の分岐装置（１）。
7. 前記複数のリレーは、第四スイッチ（２０’）、第五スイッチ（２１’）、及び第六スイッチ（２２’）のそれぞれと、第四アクチュエータ（２０’’）、第五アクチュエータ（２１’’）、及び第六アクチュエータ（２２’’）のそれぞれと、を有する、第四、第五、及び第六リレーを含み、
   前記第四、第五、及び第六スイッチは、それぞれ、前記第一ラインと前記第二ラインとの共通部分、前記第一ラインと前記第三ラインとの共通部分、及び前記第二ラインと前記第三ラインとの共通部分に沿って配置され、前記シーアース回路に流れる電流に応じて、前記共通部分をそれぞれオープン又はクローズし、
   前記第四、第五、及び第六スイッチは、それぞれの前記アクチュエータに電力が供給されていなければ、それぞれの移動接点がそれぞれ前記共通部分をクローズするよう構成される、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の分岐装置（１）。
8. 前記第四、第五、及び第六リレーのそれぞれの前記アクチュエータは、前記第一、第二、及び第三アースラインに沿ってそれぞれ配置され、他の２つの前記アースラインに沿っては配置されない、
   請求項７に記載の分岐装置（１）。
9. 前記複数のリレーは、第七スイッチ（２７’）、第八スイッチ（２８’）、及び第九スイッチ（２９’）のそれぞれと、第七アクチュエータ（２０’’）、第八アクチュエータ（２１’’）、及び第九アクチュエータ（２２’’）のそれぞれと、を有する、第七、第八、及び第九リレーを含み、
   前記第七、第八、及び第九アクチュエータは、前記第四、第五、及び第六アクチュエータとそれぞれ一致し、
   前記第七、第八、及び第九スイッチは、前記第一、第二、及び第三終端ラインとそれぞれ接続する第一接点と、前記第一、第二、及び第三アースラインとそれぞれ接続する第二接点と、移動接点と、をそれぞれ有し、各リレーの前記アクチュエータのそれぞれは、第一、第二、及び第三シーアースラインに流れる電流に応じて、前記第一及び第二接点をつなぐ、又は、前記第一及び第二接点を離すように、前記移動接点を作動させるよう構成される、
   請求項７又は８に記載の分岐装置（１）。
10. 前記第七、第八、及び第九スイッチは、それぞれの前記アクチュエータに電力が供給されていなければ、それぞれの前記移動接点が前記第一接点と前記第二接点とを離すよう構成される、
    請求項９に記載の分岐装置（１）。
11. 前記回路は、前記第一、第二、及び第三終端ラインに沿ってそれぞれ配置された、第一インダクタ（３０）、第二インダクタ（３１）、及び第三インダクタ（３２）を有し、これらに流れる電流の時間変化率、及び／又は、これらにかかる電圧の時間変化率を制限する、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の分岐装置（１）。
12. 少なくとも１つの、請求項１から１１のいずれか１項に記載の水中の分岐装置（１）と、
    それぞれが第一端子（１０３）を有する第一、第二、第三電力供給装置（１０２）をそれぞれ具備する第一、第二、及び第三陸上局（１０１）と、
    第一、第二、第三ケーブルブランチ（１０４）と、
    を備え、
    前記第一、第二、第三ケーブルブランチは、それに沿って連続して延びる導体と、前記分岐装置の前記第一、第二、第三端子でそれぞれ終端する一端と、前記第一、第二、第三電力供給装置の前記第一端子でそれぞれ終端する他端と、をそれぞれ有する、
    光遠隔通信リンク（１００）。
13. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の分岐装置を構成する方法であって、
    前記第一、第二、及び第三端子の群の内の２つの端子に電流を送ることで、前記回路が、前記２つの端子間を接続し、かつ、前記第一、第二、及び第三端子の群の内の残りの端子と前記第四端子とを、前記残りの端子に対応するリレーのスイッチを切り替えることによって接続する工程を備える方法。

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