JPH01221929A - 信号弁別方法 - Google Patents
信号弁別方法Info
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- JPH01221929A JPH01221929A JP63047212A JP4721288A JPH01221929A JP H01221929 A JPH01221929 A JP H01221929A JP 63047212 A JP63047212 A JP 63047212A JP 4721288 A JP4721288 A JP 4721288A JP H01221929 A JPH01221929 A JP H01221929A
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Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は信号弁別方法に係り、特に低周波成分に高周波
成分が重畳した信号から高周波成分だけを弁別する方法
に関する。
成分が重畳した信号から高周波成分だけを弁別する方法
に関する。
一般に、低周波成分に高周波成分が重畳した信号から高
周波成分だけを弁別する場合には変成器または分流器を
ピックアップとして用い、その後段に周波数フィルタを
接続したものが用いられている。
周波成分だけを弁別する場合には変成器または分流器を
ピックアップとして用い、その後段に周波数フィルタを
接続したものが用いられている。
ところが、前記した従来の信号弁別方法では変成器また
は分流器を通過した信号の中に、信号成分の他雑音成分
も混在しているため、Ｓ／Ｎ比が不充分であり、後段に
接続される周波数フィルタを高性能なものとする必要が
ある。
は分流器を通過した信号の中に、信号成分の他雑音成分
も混在しているため、Ｓ／Ｎ比が不充分であり、後段に
接続される周波数フィルタを高性能なものとする必要が
ある。
このため装置が大形化するのは勿論、コスト高となる欠
点がある。また、分流器を用いた場合には、被検知回路
とピックアップの出力との電気的アイソレーションが充
分にとれないため、高圧回路への適用が困難である等、
適用範囲が限定されてしまうという問題がある。
点がある。また、分流器を用いた場合には、被検知回路
とピックアップの出力との電気的アイソレーションが充
分にとれないため、高圧回路への適用が困難である等、
適用範囲が限定されてしまうという問題がある。
本発明は前記事項に鑑みてなされたもので、Ｓ／Ｎ比が
良好であるとともに、小形化を図ることができ、併せて
、電力伝送線路等の被検知回路との電気的アイソレーシ
ョンを充分にとることができるようにした信号弁別方法
を提供することを技術的課題とする。
良好であるとともに、小形化を図ることができ、併せて
、電力伝送線路等の被検知回路との電気的アイソレーシ
ョンを充分にとることができるようにした信号弁別方法
を提供することを技術的課題とする。
本発明は前記技術的課題を解決するために、以下のよう
な方法を採った。
な方法を採った。
即ち、起磁力と磁束密度が略比例関係を有する路線形の
ＢＨ特性であり、かつ低周波域から高周波域まで透磁率
が略一定である環状コアｌに、両端を短絡した第１巻線
２と信号検出用の第２巻線３を巻回する。
ＢＨ特性であり、かつ低周波域から高周波域まで透磁率
が略一定である環状コアｌに、両端を短絡した第１巻線
２と信号検出用の第２巻線３を巻回する。
そして、前記環状コアｌに挿通した被検出信号線４中の
信号における高周波成分を前記第２巻線３から得る。
信号における高周波成分を前記第２巻線３から得る。
本発明の詳細な説明するにあたり、まず、本発明を実施
するために構成した弁別器の動作原理を第１図を参照し
て説明する。
するために構成した弁別器の動作原理を第１図を参照し
て説明する。
この弁別器は、第１巻線２と第２巻線３とを巻回した環
状コアｌに被検出信号線４を１次コイルとして巻回した
ものであり、第１巻線２と第２巻線３とは１次コイルに
対する２次コイルとして作用するものである。
状コアｌに被検出信号線４を１次コイルとして巻回した
ものであり、第１巻線２と第２巻線３とは１次コイルに
対する２次コイルとして作用するものである。
被検出信号線４には低周波電流と高周波電流とが流れて
おり、これにより環状コアｌに起磁力が発生している。
おり、これにより環状コアｌに起磁力が発生している。
これに応じ第１巻線２と第２巻線３とに起電力が生じる
が、第１巻線２についてみればその両端は短絡している
ため、第１巻線２には環状コアｌ内の磁束変化を打ち消
すような電流が流れる。
が、第１巻線２についてみればその両端は短絡している
ため、第１巻線２には環状コアｌ内の磁束変化を打ち消
すような電流が流れる。
ここで環状コアｌは高透磁率であり、低周波域から高周
波域まで透磁率が略一定であって、残留磁気及び保磁力
が共に小さく、かつ、起磁力と磁束密度が略比例関係を
有する路線形のＢ Ｈ特性を有しているため、第１巻線
２の誘導リアクタンスは低周波に対しては小となり高周
波に対しては犬となる。
波域まで透磁率が略一定であって、残留磁気及び保磁力
が共に小さく、かつ、起磁力と磁束密度が略比例関係を
有する路線形のＢ Ｈ特性を有しているため、第１巻線
２の誘導リアクタンスは低周波に対しては小となり高周
波に対しては犬となる。
このため低周波成分は打ち消され第２巻線３からは高周
波成分のみが得られる。
波成分のみが得られる。
なお、実際上、被検出信号線４は第２図のように環状コ
アｌに挿通するだけでよく第１図のように巻回する必要
はない。
アｌに挿通するだけでよく第１図のように巻回する必要
はない。
前記環状コアｌの材質としてはコバルトを主成分とする
アモルファス金属で形成することができる。
アモルファス金属で形成することができる。
前記環状コアｌの材質の一例を挙げると、コバルト（Ｃ
ｏ）鉄（Ｆｅ）ケイ素（Ｓ ｉ）ホウ酸（Ｂ）モリブデ
ン（ＭＯ）ニッケル（Ｎ ｉ）からなり、式％式％） （ただしａ＝ｆは各成分元素の百分率を示し、ａ＝５０
〜９０、ｂ＝１〜１０、ｃ−５〜２０、ｄ−０〜２０、
ｅ−０〜２０、ｆ＝１〜５、であって、ａ＝ｆの和を１
００とする。） で表示されるものである。
ｏ）鉄（Ｆｅ）ケイ素（Ｓ ｉ）ホウ酸（Ｂ）モリブデ
ン（ＭＯ）ニッケル（Ｎ ｉ）からなり、式％式％） （ただしａ＝ｆは各成分元素の百分率を示し、ａ＝５０
〜９０、ｂ＝１〜１０、ｃ−５〜２０、ｄ−０〜２０、
ｅ−０〜２０、ｆ＝１〜５、であって、ａ＝ｆの和を１
００とする。） で表示されるものである。
また、環状コアｌはコバルト系アモルファス合金のリボ
ンを使用して、トロイダルコアとし温度１５０°Ｃ〜４
５０℃で５〜１８０分間熱処理を行うことによって所望
の透磁率を得ることができる。
ンを使用して、トロイダルコアとし温度１５０°Ｃ〜４
５０℃で５〜１８０分間熱処理を行うことによって所望
の透磁率を得ることができる。
その際、熱処理を直流磁界または交流磁界中で行うこと
が性能の均一化の点で好ましく、さらに窒素雰囲気中で
行うとより安定した性能を得ることができる。
が性能の均一化の点で好ましく、さらに窒素雰囲気中で
行うとより安定した性能を得ることができる。
なお、第１巻線２と第２巻線３とは分巻としてもよいが
、第４図に示すように、第１巻線２と第２巻線３とを一
部共用してもよい。
、第４図に示すように、第１巻線２と第２巻線３とを一
部共用してもよい。
本発明の詳細な説明するにあたり、第２図ないし第８図
に示す具体的装置から説明する。
に示す具体的装置から説明する。
環状コアｌは、パークムシュメルツエ社製ＶＡＴＲＯＶ
ＡＣ−６０２５Ｆのリボンを巻回して環状に形成したも
のである。そして第２図のように、この環状コア１には
両端を短絡させた第１巻線２と、両端を解放した第２巻
線３とが夫々巻回されている。
ＡＣ−６０２５Ｆのリボンを巻回して環状に形成したも
のである。そして第２図のように、この環状コア１には
両端を短絡させた第１巻線２と、両端を解放した第２巻
線３とが夫々巻回されている。
前記環状コアｌは幅１０ｍπ、内径１５０ ｍｍ、高さ
３■に形成してあり、前記第１巻線２の巻き回数は３回
、第２巻線３の巻き回数は１０回としたものであり、そ
の特性は第３図（Ａ）に示すように路線形をなしている
。
３■に形成してあり、前記第１巻線２の巻き回数は３回
、第２巻線３の巻き回数は１０回としたものであり、そ
の特性は第３図（Ａ）に示すように路線形をなしている
。
なお、このコアの寸法は環状コアｌを装着すべき線路や
必要な感度等に応じて適宜変更され、例えば、アースに
装着されるものでは、例えば、内径３０ ｍｍ程度の小
形のものでよい。
必要な感度等に応じて適宜変更され、例えば、アースに
装着されるものでは、例えば、内径３０ ｍｍ程度の小
形のものでよい。
前記構成になる弁別器を使用するに際しては、環状コア
ｌに被検出信号４を挿通し、この被検出信号４に流れて
いる主回路電流１１中の高周波成分を検出する。
ｌに被検出信号４を挿通し、この被検出信号４に流れて
いる主回路電流１１中の高周波成分を検出する。
ここでは、主回路電流ｉ、が、高周波電流ｉＨと低周波
電流ｉＬ とが重畳したものであるとした場合におい
て、主回路電流ｉＩから高周波電流ｉＨに起因する信号
を弁別する作用につき数式的に説明する。
電流ｉＬ とが重畳したものであるとした場合におい
て、主回路電流ｉＩから高周波電流ｉＨに起因する信号
を弁別する作用につき数式的に説明する。
まず、主回路電流を
ｉ、＝ １Ｌｓｉｎ（２πｆｔ＋φｏ）＋ ｉＨ５ｉｎ
（２ｒｆｎｔ＋φｎ）とする。
（２ｒｆｎｔ＋φｎ）とする。
環状コアｌの透磁率は第３図（Ｂ）に示すように低周波
域から高周波域まで略一定であるから低周波電流の周波
数であるｆに対するインダクタンスと高周波電流ｊＨの
周波数である「ｎに対するインダクタンスは略等しく、
これをＬとする。
域から高周波域まで略一定であるから低周波電流の周波
数であるｆに対するインダクタンスと高周波電流ｊＨの
周波数である「ｎに対するインダクタンスは略等しく、
これをＬとする。
第１巻線２の周波数ｆに対する誘導リアクタンスＸＬは
、 ＸＬ＝２πｆ−Ｌ となり、周波数ｒｎにおける誘導リアクタンスｘＨは、 Ｘ日＝２πｒｎ−Ｌ となる。
、 ＸＬ＝２πｆ−Ｌ となり、周波数ｒｎにおける誘導リアクタンスｘＨは、 Ｘ日＝２πｒｎ−Ｌ となる。
第１巻線２に生ずる周波数ｆの内部電圧は誘導リアクタ
ンスＸＬに略比例し、周波数ｆｎの内部電圧は誘導リア
クタンスｘＨに略比例する。また、第２巻線３に生ずる
電圧は第１巻線２に生ずる内部電圧に略比例するので、 ｆｎ／ｆ＝ｎ とすれば、 ＸＨ／Ｘ１＝ｎ となり、例えば、ｆｎ／ ｆ＝ ｎ＝ １０５の場合は
周波数「の低周波成分を周波数ｆｎの高周波成分に対し
て１００ｄｂ程度に減少させて、第２巻線３から周波数
ｆｎの高周波成分を得ることができる。
ンスＸＬに略比例し、周波数ｆｎの内部電圧は誘導リア
クタンスｘＨに略比例する。また、第２巻線３に生ずる
電圧は第１巻線２に生ずる内部電圧に略比例するので、 ｆｎ／ｆ＝ｎ とすれば、 ＸＨ／Ｘ１＝ｎ となり、例えば、ｆｎ／ ｆ＝ ｎ＝ １０５の場合は
周波数「の低周波成分を周波数ｆｎの高周波成分に対し
て１００ｄｂ程度に減少させて、第２巻線３から周波数
ｆｎの高周波成分を得ることができる。
第３図（Ｃ）は主回路電流ｉ、が、正弦波に高周波電流
ｉＨが重畳した信号である場合において、検出信号電圧
ｅＨを弁別した際の両信号の時間軸上の関係を示してい
る。第３図（Ｄ）は正弦波である主回路電流ｉ、にパル
スが重畳している場合の検出信号電圧ｅＨを示している
。
ｉＨが重畳した信号である場合において、検出信号電圧
ｅＨを弁別した際の両信号の時間軸上の関係を示してい
る。第３図（Ｄ）は正弦波である主回路電流ｉ、にパル
スが重畳している場合の検出信号電圧ｅＨを示している
。
第５図は前記構成になる信号弁別方法を高圧ケーブルＣ
Ａの絶縁劣化監視システムへ応用した例を示す。この例
で、主回路電流１１が、絶縁体の充電電流及び漏洩電流
の基本波とその高周波たる低周波電流ｉＥ と、絶縁
体の劣化信号であるコロナ放電電流、部分放電電流、ま
たはキック状のパルス電流たる高周波電圧ｉｐ との
重畳信号であるとき、第２巻線３は高周波電流に対して
は誘導リアクタンスが、大きく、低周波電流に対しては
誘導リアクタンスが小さく作用するので、環状コアｌ内
の低周波電流による磁束変化は打ち消される。
Ａの絶縁劣化監視システムへ応用した例を示す。この例
で、主回路電流１１が、絶縁体の充電電流及び漏洩電流
の基本波とその高周波たる低周波電流ｉＥ と、絶縁
体の劣化信号であるコロナ放電電流、部分放電電流、ま
たはキック状のパルス電流たる高周波電圧ｉｐ との
重畳信号であるとき、第２巻線３は高周波電流に対して
は誘導リアクタンスが、大きく、低周波電流に対しては
誘導リアクタンスが小さく作用するので、環状コアｌ内
の低周波電流による磁束変化は打ち消される。
一方、高周波電流による磁束変化は残留するので、第２
＠線３には絶縁体の劣化信号に起因する高周波のパルス
電圧信号を得ることができ、インピーダンスマツチング
のとれた同軸ケーブルＣにより遠方に設置したコロナ放
電観測装置５に導きケーブルＣＡの絶縁劣化の検出を行
う。
＠線３には絶縁体の劣化信号に起因する高周波のパルス
電圧信号を得ることができ、インピーダンスマツチング
のとれた同軸ケーブルＣにより遠方に設置したコロナ放
電観測装置５に導きケーブルＣＡの絶縁劣化の検出を行
う。
第６図は前記第５図に示したものと同様にケーブルＣＡ
の劣化状態を検出するものであるが、高圧ケーブルＣＡ
と被検出信号線４とを兼用したものである。このような
構成とすることによりケーブルＣＡの絶縁体の劣化のみ
ならずケーブルＣＡに接続された機器類の絶縁劣化をも
検出することができた。
の劣化状態を検出するものであるが、高圧ケーブルＣＡ
と被検出信号線４とを兼用したものである。このような
構成とすることによりケーブルＣＡの絶縁体の劣化のみ
ならずケーブルＣＡに接続された機器類の絶縁劣化をも
検出することができた。
第７図（Ａ ＸＢ ）は直流高電圧または交流高電圧に
よる絶縁耐力試験をする装置に適用した例を示す。この
ように絶縁耐力試験装置７及び部分放電測定装置８と組
み合わせて本発明の弁別方法を用いることにより、被試
験物６の絶縁体の劣化状態を連続的に検出することがで
きるため、被試験物６が絶縁破壊する前にその兆候を検
出でき、被試験物の破壊を未然に防止することができる
。
よる絶縁耐力試験をする装置に適用した例を示す。この
ように絶縁耐力試験装置７及び部分放電測定装置８と組
み合わせて本発明の弁別方法を用いることにより、被試
験物６の絶縁体の劣化状態を連続的に検出することがで
きるため、被試験物６が絶縁破壊する前にその兆候を検
出でき、被試験物の破壊を未然に防止することができる
。
第８図（Ａ ）（Ｂ ）は電力線利用の通信装置Ｔに適
用した例を示す。第８図（Ａ）は系統の対地静電容ｆｆ
１ｃｏと電力線のシールド線を利用し通信路を構成した
例を示す。このように本発明の弁別方法を用いることに
より通信路を新設する必要がなくなり、特に建設現場等
の局部的な通信手段に適する。
用した例を示す。第８図（Ａ）は系統の対地静電容ｆｆ
１ｃｏと電力線のシールド線を利用し通信路を構成した
例を示す。このように本発明の弁別方法を用いることに
より通信路を新設する必要がなくなり、特に建設現場等
の局部的な通信手段に適する。
本発明によれば、起磁力と磁束密度が略比例関係を有す
る路線形のＢ）（特性であり、かつ低周波域から高周波
域まで透磁率が略一定である環状コア！に、第１巻線２
及び第２巻線３を巻回し、この第２巻線３から高周波成
分だけを得るようにしたので、従来のもののように高精
度のフィルタ等を要しない。
る路線形のＢ）（特性であり、かつ低周波域から高周波
域まで透磁率が略一定である環状コア！に、第１巻線２
及び第２巻線３を巻回し、この第２巻線３から高周波成
分だけを得るようにしたので、従来のもののように高精
度のフィルタ等を要しない。
このため、小形軽量化を図ることができ、低コストで製
造できる。また、高周波成分の位相が反転する虞れはな
（Ｓ／Ｎや感度も良好である。さらに、アイソレーショ
ンが良好であるため、高圧の活線に装着して使用する場
合でも安全である。
造できる。また、高周波成分の位相が反転する虞れはな
（Ｓ／Ｎや感度も良好である。さらに、アイソレーショ
ンが良好であるため、高圧の活線に装着して使用する場
合でも安全である。
第１図ないし第８図は本発明の実施例を示し、第１図は
基本原理を説明するための側面図、第２図は信号弁別方
法の実施のために使用する弁別器の構成例を示す側面図
、第３図（Ａ）はその弁別器の環状コアに用いた磁性材
のＢ−Ｈ特性を示すグラフ図、第３図（Ｂ）はその弁別
器の環状コアに用いた磁性材の周波数特性を示すグラフ
図、第３図ＣＣ，）は被検出信号の波形と、この波形か
ら弁別された高周波成分との関係を示すグラフ図、第３
図（Ｄ）は正弦波にパルスが重畳した被検出信号の波形
とこの波形から弁別されたパルス成分との関係を示すグ
ラフ図、第４図は信号弁別方法の実施のために使用する
弁別器の他の構成例を示す側面図、第５図は本発明の信
号弁別方法を用いた電力伝送路の絶縁劣化検出装置の概
略図、第６図は本発明の信号弁別方法を用いた電力伝送
路の絶縁劣化検出装置のその他の構成を示す概略図、第
７図（Ａ）（Ｂ）は試験回路への適用例を示すブロック
図、第８図（Ａ ）（Ｂ ）は電力線利用の通信装置Ｔ
に適用した例を示すブロック図である。 ■・・・環状コア、 ２・・・第１巻
線、３・・・第２巻線、 ４・・・被検出
信号線。 第１図 第２図 第４図 ■ （Ａ） （Ｃ） ３図 （Ｄ） 第８図 （Ａ）
基本原理を説明するための側面図、第２図は信号弁別方
法の実施のために使用する弁別器の構成例を示す側面図
、第３図（Ａ）はその弁別器の環状コアに用いた磁性材
のＢ−Ｈ特性を示すグラフ図、第３図（Ｂ）はその弁別
器の環状コアに用いた磁性材の周波数特性を示すグラフ
図、第３図ＣＣ，）は被検出信号の波形と、この波形か
ら弁別された高周波成分との関係を示すグラフ図、第３
図（Ｄ）は正弦波にパルスが重畳した被検出信号の波形
とこの波形から弁別されたパルス成分との関係を示すグ
ラフ図、第４図は信号弁別方法の実施のために使用する
弁別器の他の構成例を示す側面図、第５図は本発明の信
号弁別方法を用いた電力伝送路の絶縁劣化検出装置の概
略図、第６図は本発明の信号弁別方法を用いた電力伝送
路の絶縁劣化検出装置のその他の構成を示す概略図、第
７図（Ａ）（Ｂ）は試験回路への適用例を示すブロック
図、第８図（Ａ ）（Ｂ ）は電力線利用の通信装置Ｔ
に適用した例を示すブロック図である。 ■・・・環状コア、 ２・・・第１巻
線、３・・・第２巻線、 ４・・・被検出
信号線。 第１図 第２図 第４図 ■ （Ａ） （Ｃ） ３図 （Ｄ） 第８図 （Ａ）
Claims (1)
- （１）起磁力と磁束密度が略比例関係を有する路線形の
ＢＨ特性であり、かつ低周波域から高周波域まで透磁率
が略一定である環状コア１に、両端を短絡した第１巻線
２と信号検出用の第２巻線３を巻回し、前記環状コア１
に挿通した被検出信号線４中の信号における高周波成分
を前記第２巻線３から得ることを特徴とする信号弁別方
法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63047212A JPH01221929A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 信号弁別方法 |
| CA000573969A CA1294014C (en) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Apparatus for and method of discriminating signals |
| DE3888750T DE3888750T2 (de) | 1987-08-07 | 1988-08-05 | Vorrichtung und Verfahren zum Diskriminieren von Signalen. |
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