JPS634736B2

JPS634736B2 -

Info

Publication number: JPS634736B2
Application number: JP56128467A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hatsutori; Hiroaki Koga; Takeshi Ideguchi
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1981-08-17
Filing date: 1981-08-17
Publication date: 1988-01-30
Also published as: JPS5830012A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は通信ケーブルが外部から受ける電磁誘
導妨害をケーブル部分で減少させるための通信ケ
ーブルの構造に関するものである。

従来、ケーブル心線に生じる外部からの電磁誘
導電圧を減少させるためには、ケーブルを磁性体
テープで遮蔽する方法（以下「電磁誘導遮蔽ケー
ブル法」という。）、あるいは心線の端末をアレス
タで接地する方法（以下「アレスタ法」という。）
が知られている。

近年、電力線ケーブルの送電電圧の上昇や電力
線ケーブルと通信ケーブルの接近等によつて誘導
電圧が上昇する傾向にあり、上記の電磁誘導遮蔽
ケーブル法あるいはアレスタ法をそれぞれ単独に
用いたのでは誘導電圧の低減が困難になつてき
た。このため地下ケーブル化、線路のルート変更
等高価な対策費用を必要とするケースが増加して
いる。

電磁誘導遮蔽ケーブルは一般に内層にアルミニ
ウムの導電層をもち、その外側に電磁軟鉄等の高
透磁率材料をらせん巻きした構造が用いられてい
る。しかし、この構造の電磁誘導遮蔽ケーブルで
は、遮蔽係数を良くするために導電層や磁性体層
を厚くする必要があり、重量および外径が大きく
なつてケーブル価格が高価になる欠点があつた。
また電磁誘導遮蔽ケーブルは誘導電圧が高くなる
と、磁性体の透磁率が低くなり遮蔽特性が悪化す
るため、誘導電圧が高い地域では磁性体層をさら
に厚くしなければならない欠点があつた。

一方アレスタ法は、心線と接地との間にアレス
タをつけてその放電によつて誘導電圧を下げるの
で、誘導電圧減少効果（遮蔽効果）は誘導電圧が
大きくても小さくても一定であるが、高い誘導電
圧を一定値以下（我国の規格では430V以下）に
抑えるためには、アレスタを極めて低い接地抵抗
により接地する必要があり、そのための工事費用
が高価格になる欠点があつた。

本発明はこれらの欠点を改善するもので、誘導
妨害を抑圧するための経済的な対策を提供するこ
とを目的とする。

本発明は、ケーブル心線の片端あるいは両端を
アレスタを介して大地に接続し、かつケーブル部
分は薄い磁性体層を有する電磁誘導遮蔽ケーブル
を用いた構成として、高い誘導電圧まで遮蔽効果
をもつようにしたことを特徴とする。

以下図面について詳細に説明する。

第１図は本発明を加入者ケーブルに適用する場
合の実施例の電気回路図である。１は電磁誘導遮
蔽ケーブルシース、２はシースの接地抵抗、３は
ケーブル心線、４はアレスタ、５はアレスタの接
地抵抗、６は局内の接地抵抗、７は局接地、８は
加入者端末である。

第２図は電磁誘導遮蔽ケーブル構造の一例を示
す図である。３′は心線コア、１は遮蔽シースで、
１ａはアルミニウム導電層、１ｂは絶縁層、１ｃ
は磁性体テープ巻き層、１ｄはプラスチツクシー
スである。

本発明の特徴とするところはこのように遮蔽ケ
ーブル構造を用いたうえに、ケーブルの心線３と
接地との間にアレスタ４を取付けたところにあ
る。

第１図はアレスタ４を心線３の加入者側の片端
に取付けた例であつて、他方の端末（抵抗６の部
分）に、あるいは両端に取付けてもよい。以下簡
単化のため第１図の実施例で外部誘導電圧の遮蔽
効果について考える。

このような構成により、遮蔽ケーブルを用いる
場合、あるいはアレスタのみを用いる場合に比べ
て、その相乗効果が著しく大きく、電磁誘導を大
幅に軽減することができる。

この作用について、遮蔽係数Ｓを用いて詳しく
説明する。遮蔽係数Ｓとは、電磁誘導遮蔽のある
ケーブルと、電磁誘導遮蔽のないケーブルとが、
同一の条件下に配置されたとき、電磁誘導遮蔽の
あるケーブルに生じる誘導電圧をV_iとし、電磁誘
導遮蔽のないケーブルに生じる誘導電圧をV₀と
するとき、Ｓ＝V_i／V₀ と定義する。一般にこの遮蔽係数Ｓは誘導電圧
V₀の関数であつて、誘導電圧V₀が大きくなると
遮蔽係数Ｓも大きくなる。この一例を第３図に示
す。第３図は、標準的なケーブル長２Kmの加入者
ケーブルについて、この遮蔽係数Ｓを求めた値
で、横軸に誘導電圧V₀を、縦軸に遮蔽係数Ｓを
示す。実線は遮蔽シースの磁性体層の厚さｔが
0.7mmのもの、破線は同じく2.1mmのものについて
示す（この第３図について詳しくは末尾の文献(1)
を参照）。

第３図を見ると、誘導電圧V₀が小さいときに
は、遮蔽係数Ｓは一定であるが、誘導電圧V₀が
大きくなると、磁性体層が飽和して、遮蔽係数が
１に近づき遮蔽の効果が小さくなることがわか
る。磁性体層の厚さｔを大きくすると、飽和する
値が誘導電圧の大きい点に移動する。したがつ
て、磁性体層を厚くすれば遮蔽の効果が大きくな
る。

第４図は遮蔽シースの接地抵抗R_e（第１図の抵
抗２）の値をパラメタとしたもので、磁性体層の
厚さｔが同一であつても、接地抵抗が小さいほど
遮蔽の効果が大きいことを示す。実線は接地抵抗
が２Ωであり、鎖線は同じく0.5Ωの場合を示す。

一方ケーブルの遮蔽シース１に磁性体層を含ま
ないケーブルについて、ケーブル心線の端末に接
地との間にアレスタを接続した場合について、同
様に遮蔽係数Ｓを求めると、第５図のようにな
る。すなわち、誘導電圧V₀が大きくなると、ア
レスタの動作をはじめる電圧以上でその効果が現
われ、その効果はアレスタの接地抵抗R_bが小さ
いほど顕著であることがわかる。

ここで本発明の構成により、遮蔽シース１に磁
性体層を含む場合について、さらにケーブル心線
の端末に接地との間にアレスタ４を挿入すると、
誘導電圧V₀に対する遮蔽係数Ｓの値は第６図の
ようになる。すなわち、誘導電圧V₀が小さいと
きには、電磁誘導遮蔽つきのケーブルと同様であ
るが、誘導電圧V₀が大きくなり、心線と大地と
の間に大きい誘導電圧が加わると、アレスタ４が
動作を開始して遮蔽係数Ｓが小さくなる。これ
は、実用上第３図で電磁遮蔽のための磁性体層を
厚くする場合、あるいは第４図または第５図で接
触抵抗を低くする場合と同等である。すなわち、
アレスタ４を接続することは経済的には僅かな増
加であるにもかかわらず、磁性体層を厚くするあ
るいは接地抵抗を下げる等の大きな経済的負担を
要する場合と同等の効果を生じることになる。

なお、アレスタの動作中にはケーブルに流れる
通信信号は劣化するが、一般には電力線から異常
な誘導電圧が発生すると、電力線側で異常検知装
置が作動して、異常な状態が持続するようなこと
はない。したがつて現実の回線ではアレスタの動
作時間は、商用電源周波数の数サイクル程度であ
る。

以上は定性的な説明であるが、次に理論式に基
づいてこの特性を定量的に説明する。第１図の実
施例でアレスタが放電しない場合には、加入者端
の心線と大地との間の電圧は遮蔽ケーブルの遮蔽
特性で定まり式(1)で表わされる（詳しくは文献(2)
参照）。

V_i＝R_e1＋R_e2＋R₀／R_e1＋R_e2＋R₀＋Z₀＋ΔZ_sV₀……(1
) 但しR₀は1aの導電層の抵抗、 Z₀はシース大地帰路回路の外部インピーダン
ス、 ΔZ_sはシースの磁性体による付加インピーダン
ス、 V₀は遮蔽の無い場合の誘導電圧、 R_e1、R_e2は接地抵抗（第１図参照）をそれぞ
れ表わす。

ここでこの誘導電圧がアレスタ４の放電開始電
圧を越えるとアレスタが放電し、心線はアレスタ
接地抵抗５と接続される。全心線につながつたア
レスタ４がすべて放電状態となると、加入者端末
の心線と大地との間の電圧は式(2)で表わされる
（詳しくは文献(3)参照）。

V_i＝｛（R_e1＋R_e2＋R₀）R_b1 ・V₀｝／｛（R_e1＋R_e2＋R₀＋Z₀ ＋ΔZ_s）（R_a／ｎ＋R_b1＋R_c／ｎ＋Z₀ ＋ΔZ_s）−（Z₀＋ΔZ_s）²｝ ……(2) 但しｎは心線数、 R_a、R_b1は接地抵抗（第１図参照）をそれぞれ
表わす。

一方第１図で遮蔽シース１がなく、アレスタ４
のみが設置されている加入者端末の心線と大地と
の間の電圧は、アレスタ４が放電すると式(3)で表
わされる（詳しくは文献(3)参照）。

Vi＝R_b1V₀／R_c／ｎ＋R_a／ｎ＋R_b1＋Z₀……(3) ここで遮蔽ケーブルを心線径0.65mm、400対の
心線とし、導電層を0.2mm厚のアルミニウムとし、
その外側に慢向性珪素鋼の0.35mm厚４枚をらせん
巻きしたものを使い、接地抵抗の条件をR_e1＝
R_e2＝４Ω、R_b1＝４Ω、R_a＝1000Ω、Z₀＝０と
すると、この場合の遮蔽係数は第７図のようにな
る。ここでアレスタ４が放電しなければ遮蔽係数
は曲線９で表わされる。誘導電圧V₀が高くなる
と磁性体が飽和し遮蔽係数Ｓが大きくなることが
わかる。アレスタ４の放電電圧を適当に選び、ア
レスタが点１２で放電するように設定すると、遮
蔽係数は曲線１１に移る。

ここで第７図の曲線１３は線路長２Kmで心線へ
の誘導電圧を一定値（前述の430V）に抑えるた
めに必要な遮蔽係数Ｓを示している。この遮蔽係
数Ｓの範囲内におさめるには、曲線１４のように
電磁遮蔽ケーブルのみを用いる場合には、磁性体
として方向性珪素鋼を0.35mm厚８枚らせん巻きと
する必要がある。またアレスタ法のみの場合には
その遮蔽係数を直線１５に示し、この場合では接
地抵抗を0.4Ωとする必要がある。

これら３種類の遮蔽方法を比較すると、電磁遮
蔽ケーブルのみでは磁性体が極めて厚く、ケーブ
ル全体がかたくなり、実際にはケーブルドラムへ
の巻きつけが困難となつて使用できない。またア
レスタ法のみでも接地抵抗0.4Ω以下を実現する
には、通常の地質で埋設地線を500ｍにすること
が必要であつて、実際の電話加入者端では実現で
きない。本発明は誘導電圧V₀の低い場合には遮
蔽係数Ｓは大きいがこのときには問題がなく、高
い誘導電圧V₀においてはアレスタ放電により遮
蔽係数Ｓが極めて小さくなり効果的な遮蔽を施す
ことができる。またこのような電磁誘導遮蔽ケー
ブル線路（接地抵抗４Ω、遮蔽ケーブル磁性体層
厚1.4mm）は通常の加入者端末で容易に実現可能
である。

以上説明したように、本発明によれば、電磁誘
導遮蔽ケーブルを単独に用いる場合や単独に心線
にアレスタを取りつける場合には、その遮蔽効果
を大きくするために遮蔽シースの接地抵抗やアレ
スタの接地抵抗を低くする必要があつたのに比べ
て、その遮蔽シースの接地抵抗やアレスタの接地
抵抗を高く設定することができる。

このため、接地抵抗を低くするための大規模な
接地工事を必要としないので、電磁誘導防止工事
費を安価にすることが可能であり、特にケーブル
が電力線と近接して布設される都市部での電磁誘
導防止に利用すると効果が大きい。

また、既に電磁誘導遮蔽ケーブルが敷設してあ
る場所に新たに高電圧誘導源となる電力線等が敷
設された場合には、後からアレスタを心線に取り
つけることにより電磁誘導防止工事を行うことが
できる利点がある。

〔文献〕

(1) 井手口、服部、田口：「誘導遮蔽ケーブル外
被高性能化の検討」昭和56年度電子通信学会総
合全国大会 S19−８ (2) 電気学会、電子通信学会：誘導調査特別委員
会・電磁誘導小委員会報告書「電磁誘導に関す
る最新の動向と課題」昭和54年３月20日発行
P.177 (3) 紀村、井上：「ガスアレスタによる通信線電
磁誘導対策の保安効果と適用範囲の検討」電気
学会論文 55−B83

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例構造の電気接続図。第２
図はケーブル構造の一例を示す図。第３図ないし
第６図は誘導電圧V₀に対する遮蔽係数Ｓを示す
図であつて、第３図および第４図は電磁誘導遮蔽
ケーブル法、第５図はアレスタ法、第６図は本発
明実施例による。第７図は本発明実施例作用の具
体的な一例を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

１通信ケーブルに、磁性体層を含む電磁誘導遮
蔽構造を備え、この通信ケーブルの心線の少なく
とも片端末と接地との間に、異常に大きい誘導電
圧で動作するアレスタが接続されたことを特徴と
する通信ケーブルの電磁誘導防護構造。