JPH0477089A - 配電線を用いた送受信装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は配［線を用いた送受信装置に関し、詳しくは、
多点接地された低圧配電線及び大地を信号伝送路として
用いる大地帰路方式の自動検針システム等に適用される
送受信装置に関する。

（従来の技術） 周知のように自動検針システムは、需要家宅に設置され
た電気、ガス、水道等の計量器の指示値を、遠隔地（例
えば当該事業体の検針センター等）から電気的手段によ
り読み取るテレメータシステムとして構成されている。

ここで、需要家側の伝送データ量は１計景器当たり、た
かだか１０進数で４〜６桁、伝送頻度は１回／月程度で
あるため、自動検針システム専用の伝送路を設置するの
は経済的でないことから、従来より、需要家宅と検針セ
ンターの間に既に布設されている線路（例えば配電線、
電話線等）を信号伝送路として利用する技術が研究され
てきた。

特に、電力量の自動検針システムにおいては、配電線と
計量器とが密接に接続されていることもあり、電力量計
の自動検針システムにおける信号伝送路としては配電線
を利用するシステムが主流となっている。

ここで、配電線を信号伝送路として使用する方式として
、次の２つが挙げられる。

（１）配電線の線間に信号を注入する方式（金属回路方
式） （２）配電線と大地間に信号を注入する方式（大地帰路
方式） 以下では、これら２つの方式を低圧配電線に適用する場
合について考察する。

まず、（１）の方式では、商用周波数（５０＆または６
０１（ｚ）ノミ圧（１００Ｖまたは２００Ｖ）が自動検
針用データの信号周波数（通常、音声周波数）の電圧（
通常、数Ｖ〜数１０ｍＶ）に対して雑音電圧となるため
、信号周波数電圧を弁別する回路が必要になるという問
題がある。

一方、（２）の方式では、低圧配電線の接地側電線（共
同地線）と大地間に信号電圧を注入すると商用周波数電
圧の影響が低減されるので、上記（１）の方式における
信号周波数電圧の弁別用回路が不要になる利点がある。

しかしその反面、低圧配電線の共同地線は保安上複数の
電柱において接地されているため、信号電圧がバイパス
して信号の減衰量が大きくなるという別の問題が生じて
いる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、（２）の方式（大地帰路方式）は回路
構成のＨＩ１１８化という観点からは望ましい方式であ
るが、低圧配電線において、多点接地された共同地線と
大地間に信号を注入して伝送路として利用する場合には
信号減衰量が大きくなり、この減衰量を補償するために
送信装置の信号電圧源に必要とされる電力が大きくなっ
て実用上の問題があった。

なお、従来においては、信号電圧源の翻動インピーダン
スをその出力端子に接続される負荷側のインピーダンス
と等しくすることによって効率的に信号を送る技術が提
案されているが、更に高効率で信号を授受できる送受信
装置の実現が望まれていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、送信装置側の翻動インピーダ
ンス及び受信装置側の入力インピーダンスをそれぞれ所
定の値に設定することにより、送信時の信号電圧源の所
要電力を少なくして高効率で送受信が行えるようにした
送信装置及び受信装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明にかかる送信装置は、
送信装置及び受信装置を接地側配電線及び大地を介して
接続し、大地帰路方式により信号の送受信を行う送受信
システムにおいて、前記送信装置の接地点における無限
遠点から見た前記接地側配電線の特性インピーダンスと
整合した卸動インピーダンスを有する送信部を備えたも
のである。

また、本発明にかかる受信装置は、この受信装置の接地
点における入力電流による大地電位の変化が、信号受信
電圧に対して十分無視できる太きさの入力インピーダン
スを有する受信部を備えたものである。

（作用） まず、多点接地された配電線等の線路と大地間に信号電
圧を印加した場合の大地電位変化について、第３図を参
照しつつ説明する。第３図（ａ）は、多点接地された線
路において、線路の１点と大地間に信号電圧を印加し、
線路の他点と大地間から前記信号電圧を受信する場合の
概念図を示している。また、第３図（ｂ）は、同図（ａ
）における無限遠点電位から測定した大地電位分布及び
線路電位分布を示すものである。

始めに、第３図（、）に示すごとく、接地線３により多
点接地された線路９と大地８間に信号電圧源Ｅｓを接続
すると、電流ｉｓが流れて大地電位を変化させる。なお
、同図においてＲｓは信号電圧源Ｅｓの接地抵抗である
。大地８に流入した上記電流ｉｓはｉ工、・・・、ｉｎ
に分流し、多点の接地線３から線ＩＰ１９に流入して信
号電圧源Ｅｓへ戻る。

この際、分流して線路９に流入する電流１０．・・・ｉ
ｎによる大地電位変化は、信号電圧源Ｅｓによる大地流
入電流ｉｓによる大地電位変化に対して逆方向となり、
線路９の電位を変化させる。なお。

このときの無限遠点電位から測定した信号電圧源Ｅｓの
接続点の線路電位を、第３図（ｂ）に示すようにＥＬと
する。

線路９の他点における信号受信電圧は、受信回路の入力
インピーダンス（受信インピーダンス）を十分大きくと
れば、このインピーダンスを流れる入力電流による受信
点の大地電位の変化を信号受信電圧に対して十分ホさく
することが可能であり、この受信電圧を第３図（ａ）に
示すようにＥＩＩとする。なお、同図において、ＲＲは
受信装置の接地点の接地抵抗である。

前述の如く第３図（ｂ）は、同図（ａ）における無限遠
点電位より見た大地電位分布、線路の電位分布を示して
おり、１０は線路９の電位、１１は無限遠点電位、１２
は送信点の大地電位分布、１３は線路９の各接地点の大
地電位分布、Ｅｓは信号電圧源Ｅｓの電位、ＥＬは信号
電圧源Ｅｓの接続点（接地点）における線路電位、ＥＥ
は同じく大地電位を示している。第３図（ｂ）によれば
線路９の電位１０が送信点から次第に傾斜しているが、
これは線路インピーダンスに起因する減衰によるもので
ある。

いま、この第３図（ｂ）において信号電圧源Ｅｓの接続
点における線路電位ＥＬ、大地流入電流ｉ　ｓから、Ｚ
Ｌを定義する。

ＥＬ ＺＬ＝−・　・・・・・・・・・・　（１）Ｓ ここでＺｔ、は、信号電圧源Ｅｓの接続点における、無
限遠点より見た線路の特性インピーダンスである。

電気工学の教えるところによれば、接地点より１０ｍ以
上離れた点の大地電位は、近似的に無限遠点電位とみな
すことができ、低圧配電線の共同地線の接地は電柱にお
いて行われ、電柱間の平均距離は３０ｍ程度である。

従って、第３図において行った説明は、低圧配電線の共
同地線についてそのまま適用することが可能である。す
なわち本発明では、送信装置における駆動インピーダン
スＺｓを上記線路の特性インピーダンスＺＬに整合させ
、また、受信装置において、その接地点での入力電流に
よる大地電位の変化が、信号受信電圧に対して十分無視
できるような大きさの入力インピーダンスＺＲを持たせ
ることにより、効率的に信号を伝送するようにしたもの
である。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。

第１図において、Ｔは配電用の変圧器であり。

その２次側には低圧の非接地側配電線１と、接地線３に
より多点接地された共同地線２が接続されている。この
共同地１ｉＡ２の１点には送信装置４が設置され、その
出力端子Ａ、Ａ’はそれぞれ共同地線２．接地線３に接
続されている。送信装置４には送信部５が設けられ、こ
の送信部５は、前記出力端子Ａ、Ａ’に接続された信号
電圧源Ｅ及び駆動インピーダンスＺｓを有している。

一方、共同地線２の他点には受信部ｗ６が設置され、そ
の入力端子Ｂ、Ｂ’はそれぞれ共同地線２、接地線３に
接続されている。また、受信装置６には受信部７が設け
られ、この受信部７においては、入力インピーダンス（
受信インピーダンス）ＺＲが前記入力端子Ｂ、Ｂ’に接
続されている。

このように、送信装置４．受信装置６．共同地ｌ１Ａ２
及び大地８によって大地帰路方式の送受信システムが構
成されている。なお、第１図において、Ｅｓは送信装置
４の送信電圧、ＥＲは受信装置６の受信電圧である。

次に、第２図は第１図の出力端子Ａ、Ａ’から見た等価
回路であり、ＺＬは信号電圧ｇＥの接続点における、無
限遠点から見た共同地線２の特性インピーダンス、Ｒｓ
は信号電圧ｇＥの接続点における接地抵抗である。

ここで、従来にあっては、第２図においてＺｓ＝ＺＬ＋
Ｒｓ　　　　　　　　　・・＝・・−（２）とすること
により、効率的に信号を送ることができるとされてきた
。しかるに本発明では、多点接地された共同地線２を用
いて信号を送る場合、Ｚ　ｓ　＝　Ｚ　ｔ　　　　　　
　　　　　　・・・・・・・・・（３）とすることによ
り、信号を減衰させることなく効率的に送るようにした
ものである。

まず、上記（２）式に示す従来方式による駆動インピー
ダンスと、上記（３）式に示す本発明による駆動インピ
ーダンスを用いた場合について、共同地線２に同一の信
号電力すなわちＥｌ”／ＺＬを印加するための信号電圧
源Ｅの所要電力を計算する。

従来方式により、共同地線にＥＬ”／ＺＬなる信号電力
を印加するための信号電圧源Ｅの所要電力をＰｌとする
と、第２図の等価回路と（２）式により、 ＺＬ　　　　Ｒ５ＺＬ　＋Ｒｓ となる。

一方、この実施例による信号電圧源Ｅの所要電力をＰ２
とすると、第２図の等価回路と（３）式により、 となる。

上記各式から、Ｐ、／Ｐ、の比を求める。

電流の連続性より。

ＥＬ　　ＥＥ　　　Ｅｓ ＺＬ　　　Ｒｓ　　　ＺＬ十Ｒ５ となるから、Ｐ２／Ｐ、は、 Ｐ□（Ｅｔ、　＋　ＥＥ）　＋　Ｅｓ　　　　　　　　
　　２・・・・・・・・・（４） となる。この（４）式において、Ｒｓは信号電圧源Ｅの
接続点の接地抵抗であり１通例の接地棒（標準接地棒ｌ
ＯφＸ　１．５ｍ　）を使用した場合には５０〜３００
Ωとなることが多い。また、ＺＬは共同地線２の特性イ
ンピーダンスであり１通例配電線は商用周波数における
損失が少なくなるように布設されるため、信号電圧とし
て使用する音声周波数においても上記特性インピーダン
スは低く、たかだか数０〜士数Ωである。よって、ＲＳ
　＞　Ｚ　Ｌなる関係が成立するから、上記（４）式は
、 となる。

すなわち、この（５）式は、共同地線２にＥＬ２／ＺＬ
なる電力を印加する場合、この実施例による所要電力Ｐ
２が従来方式による所要電力Ｐ１の約２分の１で済むこ
とを示している。

以上のようにこの実施例によれば、多点接地された共同
地線２に送信装置４の信号電圧ｇＥから信号電圧を印加
する場合、送信部５の駆動インピーダンスｚ５を線路の
特性インピーダンスＺＬと等しく定めることにより、信
号電圧源Ｅにおける所要電力を従来方式の約２分の１と
した場合でも同一の信号電力を線路に印加することがで
きる。従って、信号電圧源Ｅにおける所要電力を同一と
すれば、従来方式に比べて受信袋Ｎ６における信号減衰
量を大幅に少なくすることができる。

なお、上記実施例では、送信部Ｎ４及び受信装置６が各
々１つである場合につき説明したが、これらの各装置が
それぞれ複数の場合においても本発明が適用可能なこと
は言うまでもない。

（発明の効果） 以上のように本発明にかかる送信装置及び受信装置によ
れば、送信装置側の駆動インピーダンス及び受信装置側
の入力インピーダンスを所望の値に選ぶことにより、信
号減衰量を少なくして効率よく送受信を行うことができ
、送信装置の所要電力を低減できるという効果がある。

また１回路構成の変更等を伴うものでないため、極めて
経済的である等の利点がある。

なお、低圧配電線は、複数の需要家への電力安定供給を
目的として布設されるため、複数の低圧配電線の無限遠
点から見た共同地線の特性インピーダンスＺＬは個々に
異なっている。しかるに、複数の共同地線のＺＬの平均
値を用いたとしても、Ｒｓ＞ＺＬが成立する限り、本発
明の効果を損なうものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す送信装置及び受信装置
の接続構成図、第２図は第１図における送信装置の出力
端子Ａ、Ａ’から見た等価回路図、第３図（ａ）は多点
接地された線路の概念図、同図（ｂ）は同図（ａ）にお
ける無限遠点電位から見た大地電位分布及び線路の電位
分布を示す図である。 １・・・非接地側配電線 ２・・共同地線（接地側配電、ｍ） ３・・・接地線　　　　　　　４・・・送信装置５・・
・送信部　　　　　　　６・・・受信装置７・・・受信
部　　　　　　　８・・・大地Ｅ・・信号電圧源 Ｚｓ・・・送信部の駆動インピーダンスＥｓ・・・送信
装置の送信電圧 ＺＬ・・・送信装置の接地点における無限遠点から見た
線路の特性インピーダンス Ｒｓ・・・送信装置の接地点における接地抵抗ＥＲ・・
・受信装置の受信電圧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信装置及び受信装置を接地側配電線及び大地を
   介して接続し、大地帰路方式により信号の送受信を行う
   送受信システムにおいて、 前記送信装置の接地点における無限遠点から見た前記接
   地側配電線の特性インピーダンスと整合した駆動インピ
   ーダンスを有する送信部を備えたことを特徴とする、配
   電線を用いた送信装置。
2. （２）送信装置及び受信装置を接地側配電線及び大地を
   介して接続し、大地帰路方式により信号の送受信を行う
   送受信システムにおいて、 前記受信装置の接地点における前記受信装置の入力電流
   による大地電位の変化が、信号受信電圧に対して十分無
   視できる大きさの入力インピーダンスを有する受信部を
   備えたことを特徴とする、配電線を用いた受信装置。