JPH10502520A - 多相電力線近傍の磁界減少用回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、高電圧の交流電流用多相電力線からの磁界を減少させるための回路（１）に関するものである。１つの位相（Ｒ）は、線部（Ｌ）に沿って閉ループを形成する２つの枝路（Ｒ１，Ｒ２）に分相される。このループの自己リアクタンスは、別回路（１１）に配されたコンデンサ（１２）からなる補償手段が変成器（２）を介して前記ループと結合することによって、電力線近傍に励磁される磁界を最小限にするように調整される。

Description

【発明の詳細な説明】 多相電力線近傍の磁界減少用回路 本発明は、電流を伝送する多相電力線近傍の磁界を減少させるために設計され た回路に関するものであり、複数ある位相のうち少なくとも１つの位相が、この 部分位相電流を伝送し且つ閉ループを線部に沿って形成する２つの枝路に分相さ れており、磁界を減少させるために前記閉ループに循環電流を誘導し、かつ、電 力線近傍の磁界を最小限に抑えるように前記閉ループの自己リアクタンスを調節 するための補償手段が前記閉ループと結合している。 上述のような回路は、国際公開第９５／２０８３５号（ＶＡＴＴＥＮＦＡＬＬ ＡＢ）に開示されており、この場合、コンデンサのような容量素子が補償手段 として閉ループに直接接続されている。 通常の３相配列の場合と比較して、上述の回路は磁界を約１／６に減少させる ことができる。なぜなら、分相により磁界を１／３に減少させ、補償手段を用い ることにより更に５０パーセント減少させることができるからである。 しかしながら、上記補償手段は、閉ループに直接接続されているため一次位相 電流と共に誘導循環電流をも伝送できる大きさでなければならない。従って、コ ンデンサを、３相配列における位相電流の７０−１００％を伝送できる大きさに する必要がある。 更に、コンデンサの故障を考慮すると、電力線の適用区域は自ら 制限されることになる。 本発明の目的は、上述のような問題を解決するために、最初に述べた型の回路 において、電力線の適用区域に影響を与えることがなく、実質的に小さい電流に 対応した大きさを有する改良補償手段を提供することにある。 上記目的は、補償手段に位相電流を伝送させずに循環電流だけを伝送させるよ うに設計された変成器を介して、補償手段を閉ループと結合している別の回路に 配することにより達成される。このように補償手段を間接的に結合させることに よって、この補償手段は、例えばコンデンサからなるフィルタのように、比較的 小形且つ軽量にすることが可能となる。上記の別回路にショートカット又はカッ トオフが生じたとしても、上述した磁界の減少には影響を与えることになるが、 上記電力伝送には影響を与えることはない。従って、電力線の適用区域には影響 を及ぼすことはない。このような利点は、変成器を追加することによる問題を遥 かに凌駕する。 好ましくは、変成器のコアに互いに反対方向に巻き付けられた巻線を閉ループ の２つの枝路に設け、そのコアを第３巻線を介して別の回路に結合させる。この 第３巻線は、２つの位相枝路導線よりもかなり小さいケーブルからなり、特にこ の場合には、互いに反対方向に巻き付けられた２つの巻線を、一次部分位相電流 が変成器のコアに励磁する磁界を極めて小さくするように設計することができる 。従って、変成器は、閉ループに誘導される循環電流だけを上記 別回路及びこれに接続した補償手段に伝送することになる。これにより、この別 回路を構成する構成部材は、比較的小さい電流に対応する大きさのものを選べば よいことになる。好ましくは、その大きさを、閉ループの誘導循環電流が３相配 列の各位相電流の１５％乃至２５％となるように決める。これによって、３相導 線を有する一般的な電力線と比較して、公知の回路のように磁界を総合的に約１ ／６に減少させることができる。電力線が架空電力線である場合は、回路すなわ ち変成器及びこれに結合する別回路と補償手段も地上に吊り下げられた状態に設 けることができる。特許請求の範囲７項乃至１０項を参照。 以下、添付図面に示す好適な態様について更に詳しく説明する。 添付図面は、３相導線と本発明による回路を配置した概略図である。 図面の頂部及び底部には、３相導線（Ｒ，Ｓ，Ｔ）が示されており、この図の 態様において、これらの導線は高電圧（例えば２２０ｋＶ）の３相交流電流を伝 送するための電力線である。 これらの位相導線は、例えば上記国際公開第９５／２０８３５号に開示されて いるような２つの支柱と横杆部材とを有するポータル型の線路支柱によって、互 いに間隔を置いて平行に吊り下げられている。図に示す線部（Ｌ）に沿って、位 相導線（Ｒ）は２つの平行な枝路（Ｒ１）と（Ｒ２）とに分岐している。線部（ Ｌ）は、一対の支柱間に例えば１個乃至１０個程度の導線セグメントに対応する ものである。 平行枝路（Ｒ１，Ｒ２）は、スラック状の横杆導線（Ｒ２１，Ｒ２２）を用い て閉ループに接続されており、これにより、この閉ループは線部（Ｌ）に沿って 電力線の長手方向に長い形状となる。 位相導線（Ｓ）及び（Ｔ）は、各々３相電流の１つ（ｉ）を伝送する。これに 対して、外方位相枝路導線（Ｒ１，Ｒ２）は、各々位相導線（Ｒ）を流れる３相 電流（ｉ）の半分（ｉ／２）を伝送することになる。このような分相によって、 磁界（電力線近傍の地上における磁界）を約１／３に減少させることができる。 線部（Ｌ）に沿って非対称的に導線を配列することにより誘導循環電流（ｉ_c ）が生じる。これにより、磁界を更に減少させることができる。循環電流（ｉ_c ）は、閉ループ（Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ２，Ｒ２２）内の一次部分電流（ｉ ／２）と重複して発生し、その大きさは、誘導に一部依存するので各導線の幾何 学的な配置にも、また更に閉ループの自己リアクタンスにも一部依存する。 閉ループの自己リアクタンスを最も良い値に調整することによって、磁界は更 に最高で５０％まで減少する。即ち、総合的にみて、従来の３相配列による磁界 の１／６にまで減少することになる。 本発明では、変成器（２）で構成される回路（１）を用いて、上述のように磁 界を更に減少させる。この変成器（２）によって、閉ループ（Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ ２１，Ｒ２，Ｒ２２）は、特にコンデンサ（１２）からなる補償手段を含む別回 路（１１）と結合する。変成器（２）は、強磁性体の閉鎖したコア（３）を有し ている。位相枝路導線（Ｒ１）の一部（Ｒ１１）は第１巻線（４）を形成し、位 相枝路導線（Ｒ２）の一部すなわち横杆接続導線（Ｒ２１）は第 ２巻線（５）を形成している。これらの巻線（４，５）は、並列に流れる各部分 電流（ｉ／２）がコア（３）内に互いに反対方向の磁界を励磁するように、コア （３）に対して反対方向に巻き付けられている。２つの巻線（４，５）の巻数が 同じである場合、２つの部分電流（ｉ／２）は同じ大きさであるので、励磁され る磁界は無視でき、別回路（１１）の第３巻線（１０）とは誘導結合しない。 しかしながら、循環電流（ｉ_c）は、巻線（４，５）を介して合成磁界を励磁 することになるので、巻線（１０）を介して別回路（１１）及びコンデンサ（１ ２）と誘導結合することになる。従って、閉ループの自己リアクタンスはコンデ ンサ（１２）のキャパシタンスに依存することになり、このコンデンサを、互い に並列に流れる部分位相電流（ｉ／２）を無視できる補償手段として使用するこ とが可能となる。 例示した実施態様において、回路（１）の全体と横杆導線（Ｒ２１）は、線部 （Ｌ）の一端で１つの共通な線路支柱に吊り下げられている。これに対して、横 杆導線（Ｒ２２）は線部（Ｌ）の他端で他の線路支柱に吊り下げられ、かつ、ス ラック導線を有する。 その他多数の変形例も、当業者にとって容易に考え得るものである。 上述した電力線は３相以上のものでもよく、また、必ずしも架空電力線である 必要もない。 変成器の閉鎖したコア（３）は、軽量化するため又は特性損失を軽減するため に管状のものを使用してもよい。しかしながら、変成 器は、雷や故障時に発生する電流に耐えられるように且つ高い過渡電圧から保護 するために、適切に設計される必要がある。 一般的に、コンデンサ（１２）に代えて他の回路素子、又は閉ループ（Ｒ１， Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ２，Ｒ２２）の自己リアクタンスに関連する別回路（１１） の自己リアクタンスを変換する回路素子の組み合せものを使用することも可能で ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，Ａ Ｕ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ， ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，Ｔ Ｒ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 電流を伝送する多相電力線近傍の磁界を減少させるための回路であって 、複数ある位相のうち少なくとも１つの位相（Ｒ）は、部分位相電流（ｉ／２） を伝送し且つ線部（Ｌ）に沿って閉ループ（Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ２，Ｒ２ ２）を形成する２つの枝路（Ｒ１，Ｒ２）に分相され、磁界を減少させるための 循環電流を前記閉ループに誘導し、前記閉ループを、電力線近傍の磁界を最小限 にするように前記閉ループの自己リアクタンスを調節するための補償手段（１２ ）と結合させた回路において、 前記補償手段（１２）を別回路（１１）に配し、該手段（１２）に前記 位相電流（ｉ／２）を伝送させずに循環電流（ｉ_c）だけを伝送させるように設 計された変成器（２）を介して、前記補償手段（１２）を前記閉ループに結合さ せたことを特徴とする磁界減少用回路。 ２． 前記閉ループの２つの枝路（Ｒ１，Ｒ２）に、変成器のコア（３）に互 いに反対方向に巻き付けられた巻線（４，５）を設け、前記コアを、第３巻線（ １０）を介して前記別回路（１１）と結合させたことを特徴とする請求項１記載 の回路。 ３． 互いに反対方向に巻き付けられた前記２つの巻線（４，５）を、前記部 分位相電流（ｉ／２）がコア（３）に励磁する磁界を極めて小さくするように設 計したことを特徴とする請 求項２記載の回路。 ４． 前記２つの巻線（４，５）を、閉ループの誘導循環電流（ｉ_c）が３相 配列の各位相電流（ｉ）の約１５％乃至２５％となるように設計したことを特徴 とする請求項３記載の回路。 ５． 前記補償手段が、フィルターからなることを特徴とする請求項１乃至４ のいずれか１項に記載の回路。 ６． 前記フィルターが、少なくとも１つのコンデンサ（１２）からなる請求 項５記載の回路。 ７． 互いに間隔を置いて実質的に平行に配された少なくとも４つの位相導線 （Ｒ１，Ｓ，Ｔ，Ｒ２）からなる電力線が、線路支柱によって地上に吊り下げら れ、更に、前記変成器（２）、これと結合した別回路（１１）及び前記補償手段 （１２）も地上に吊り下げて設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか １項に記載の回路。 ８． 前記巻線（４，５）を有する各枝路の一部（Ｒ１１，Ｒ２１）が、スラ ック導線で形成されていることを特徴とする請求項７記載の回路。 ９． 前記電力線が、前記閉ループの前記枝路を構成する２つの外方位相導線 （Ｒ１，Ｒ２）と、これらの外方位相導線の内側に一定間隔を隔てて横断面から みて略直線状に配された分相されていない２つの内方位相導線（Ｓ，Ｔ）との４ つの位相導線からなり、前記変成器（２）、これと結合した別回路（１１）及び 前記補償手段（１２）が、２つのスラック導線 （Ｒ１１，Ｒ２１）を支持する線路支柱に吊り下げられ、少なくとも１つの該ス ラック導線が横杆接続導線（Ｒ２１）を形成していることを特徴とする請求項８ 記載の回路。 １０． ２つのスラック導線（Ｒ１１，Ｒ２１）を前記閉ループの一端に設け、 これらのスラック導線の１つが横杆接続導線（Ｒ２１）であり、他のスラック導 線（Ｒ１１）が線路支柱の２つの隣接した吊下げ点で吊り下げられていることを 特徴とする請求項９記載の回路。