架空地線の誘導電流利用電源装置
【課題】コアを分割した分割型のＣＴを利用した電源装置において、コアを大型化したり、コアの切断面を高度に加工したりすることなく、出力電力を増大させる。
【解決手段】分割型のＣＴであるＣＴ２０ａとＣＴ２０ｂの２個のＣＴを架空地線１０に取り付け、さらに各ＣＴ２０ａ，２０ｂの出力端子にコンデンサＣ１，Ｃ２を接続する。架空地線１０に流れる誘導電流を各ＣＴ２０ａ，２０ｂによって取り出し、その出力電流をダイオード整流器４０ａ，４０ｂにより整流した後、電力変換回路５０を介し負荷に供給する。
【解決手段】分割型のＣＴであるＣＴ２０ａとＣＴ２０ｂの２個のＣＴを架空地線１０に取り付け、さらに各ＣＴ２０ａ，２０ｂの出力端子にコンデンサＣ１，Ｃ２を接続する。架空地線１０に流れる誘導電流を各ＣＴ２０ａ，２０ｂによって取り出し、その出力電流をダイオード整流器４０ａ，４０ｂにより整流した後、電力変換回路５０を介し負荷に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電鉄塔上で利用する装置に電気を供給するための電源装置のうち、送電線と並行して架設された架空地線に、コアを分割した分割型のＣＴを設置する方式の架空地線の誘導電流利用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、送電鉄塔上で利用する装置に電気を供給するための電源装置として、送電線と並行して架設された架空地線にＣＴ（変流器）を設置し、送電線の電流によって架空地線に発生する誘導電流を取り出すようにした電源装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このＣＴを利用した電源装置のうち、架空地線をＣＴのコアに貫通させる貫通形ＣＴを利用するものでは、架空地線への設置及び取り外しを容易にする上で、ＣＴのコアを分割した、いわゆる分割型のＣＴ（例えば特許文献２，３参照）を利用することが好ましい。
【０００４】
しかし、分割型のＣＴとしたとしても、原形は貫通形ＣＴであることから、一次巻線の巻数はコアに貫通した架空地線による１ターンのみとなるので、ＣＴから大きな電力を取り出すことは困難である。大きな電力を取り出すには大型のコアが必要であり、分割型のＣＴの場合、コアが大型化するほど切断面の加工が困難になる傾向があり、相乗的にコアの製作が難しくなるという問題点がある。
【０００５】
また、コアの切断面に隙間が生じることで出力電力が減少したり、特性のばらつきが生じたりするため、切断面には高度な加工が必要という問題点もある。
【特許文献１】特公昭５５−２７５３０号公報
【特許文献２】特開平１０−２５７６５４号公報
【特許文献３】特開平１０−１４２２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、コアを分割した分割型のＣＴを利用した電源装置において、コアを大型化したり、コアの切断面を高度に加工したりすることなく、出力電力を増大させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、コアを分割した分割型のＣＴのコアに、送電線と並行して架設された架空地線を貫通して架空地線に発生する誘導電流を取り出す架空地線の誘導電流利用電源装置において、ＣＴの出力端子にコンデンサを接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＣＴの出力端子に接続したコンデンサの静電容量を適切な値とすることにより、コアを大型化することなく出力電力を増大させることができる。
【０００９】
また、コアの切断面の加工精度がばらついたとしても、同じくＣＴの出力端子に接続したコンデンサの静電容量を適切な値とすることにより、大きな出力電力を得ることができる。
【００１０】
さらに、複数のＣＴから並列に出力電流を取り出す場合、各ＣＴの出力端子にコンデンサを接続することにより、各ＣＴの特性のばらつきを吸収し、各ＣＴが最大の出力電流を取り出せる出力電圧を実用上問題ない程度まで一致させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明の電源装置を示す基本構成図であり、図２はその等価回路図である。
【００１３】
図１において、コア２１を上下に２分割した分割型のＣＴ２０のコア２１に、図示しない送電線と並行して架設された架空地線１０を貫通させており、これによって、架空地線１０に発生する誘導電流（図２に示す負荷電流ｉ）を取り出すようにしている。
【００１４】
図２に示すように、負荷電流ｉが大きくなるほど負荷抵抗ＲＬが消費する電力が大きくなることは明らかである。そして、図２においてＣＴ２０の出力端子にコンデンサＣを接続しなかった場合（従来例）、その負荷電流ｉの値は式１で表される。
【数１】
【００１５】
これに対し、図２に示すようにＣＴ２０の出力端子にコンデンサＣを接続すると、その負荷電流ｉは式２で表される。
【数２】
【００１６】
ここで、式１，２において、ωは架空地線を流れる電流の角周波数、ＬＰ，ＬＳはインダクタンス、ｎは巻線数、Ｉは架空地線を流れる電流、Ｑはコンデンサの静電容量である。
【００１７】
式２からわかるように、ＣＴ２０の出力端子にコンデンサＣを接続した場合、このコンデンサＣの静電容量の値Ｑによって、式２の分母の第１項 ＲＬ２（１−ω２Ｑ（ＬＳ＋Ｌｐ））２の大きさを調節できる。すなわち、式２の第１項が０となるように、静電容量がＱ＝１／｛ω２（ＬＳ＋Ｌｐ）｝となるコンデンサＣを選べば、従来例である式１で表される負荷電流ｉの値より大きな値を得ることが可能である。
【００１８】
一方、図１のコア２１における切断面２２の加工精度の良否は、図２ではインダクタンスＬｐ、ＬＳの大きさに、特にＬｐの大きさに影響する。加工精度がよく切断面２２の隙間が小さければＬｐ、ＬＳは大きく、逆に隙間が大きければＬｐ、ＬＳは小さくなる。本発明では切断面２２の加工精度がばらついても、対応するインダクタンスＬｐ、ＬＳの値に応じて最適なコンデンサＣを接続することで大きな電流を得ることができる。すなわち、対応するインダクタンスＬｐ、ＬＳの値に応じて、上述のように静電容量がＱ＝１／｛ω２（ＬＳ＋Ｌｐ）｝となるコンデンサＣを接続することで大きな電流を得ることができる。
【実施例】
【００１９】
図３は本発明の実施例を示す説明図である。同図に示す実施例では、送電鉄塔３０を挟んだ両側の架空地線１０に第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂを設置している。そして、それぞれのＣＴ２０ａ，２０ｂの出力端子にコンデンサＣ１およびＣ２を接続し、ダイオード整流器４０ａ，４０ｂで整流した電流を並列に接続している。こうして得られた電流を電力変換回路５０を介し負荷に供給する。
【００２０】
送電鉄塔３０を挟んだ両側の第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂにおいて、それぞれの出力端子に接続されたコンデンサＣ１およびＣ２は、先に説明したように、第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂから個別に取得できる電力を増大させる調整手段として有効に機能する。
【００２１】
また、図３ように、複数のＣＴからの出力を並列にする場合、回路構成上、各ＣＴは同じ出力電圧で動作することとなる。この場合、それぞれのＣＴが最大の出力電力を取り出せる出力電圧が同じでないと、効率よく電力を取り出せない。このような状況において、各ＣＴの出力端子に接続されたコンデンサは、各ＣＴ特性のばらつきを吸収し、ＣＴが最大の出力電力を取り出せる出力電圧を実用上問題ない程度まで調節する手段としても有効に機能する。
【００２２】
例えば、図３において、適当な静電容量の値を有するコンデンサＣ１，Ｃ２を選択することにより、第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂの最大出力電力を取り出せる出力電圧を一致させるための調整が可能であり、複数のＣＴ全体から取得できる電力を増大する場合の調整手段としてコンデンサＣ１，Ｃ２が有効に機能する。
【００２３】
なお、図３において、第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂからの電流は、ダイオード整流器４０ａ，４０ｂを通したあとで並列接続されることにより、コンデンサＣｌとコンデンサＣ２が交流的に並列にならないため、一方のＣＴとコンデンサの調整が他方に影響を与えず、それぞれ独立でのキャパシタンス（静電容量）の調整が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、送電鉄塔上で利用する情報伝送装置、さらに具体的には送電線保守情報伝送装置等の装置に電気を供給するための電源装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の電源装置を示す基本構成図である。
【図２】図１に示す電源装置の等価回路図である。
【図３】本発明の実施例を示す説明図である
【符号の説明】
【００２６】
１０ 架空地線
２０，２０ａ，２０ｂ ＣＴ（変流器）
２１ コア
２２ コアの切断面
３０ 送電鉄塔
４０ａ，４０ｂ ダイオード整流器
５０ 電力変換回路
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電鉄塔上で利用する装置に電気を供給するための電源装置のうち、送電線と並行して架設された架空地線に、コアを分割した分割型のＣＴを設置する方式の架空地線の誘導電流利用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、送電鉄塔上で利用する装置に電気を供給するための電源装置として、送電線と並行して架設された架空地線にＣＴ（変流器）を設置し、送電線の電流によって架空地線に発生する誘導電流を取り出すようにした電源装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このＣＴを利用した電源装置のうち、架空地線をＣＴのコアに貫通させる貫通形ＣＴを利用するものでは、架空地線への設置及び取り外しを容易にする上で、ＣＴのコアを分割した、いわゆる分割型のＣＴ（例えば特許文献２，３参照）を利用することが好ましい。
【０００４】
しかし、分割型のＣＴとしたとしても、原形は貫通形ＣＴであることから、一次巻線の巻数はコアに貫通した架空地線による１ターンのみとなるので、ＣＴから大きな電力を取り出すことは困難である。大きな電力を取り出すには大型のコアが必要であり、分割型のＣＴの場合、コアが大型化するほど切断面の加工が困難になる傾向があり、相乗的にコアの製作が難しくなるという問題点がある。
【０００５】
また、コアの切断面に隙間が生じることで出力電力が減少したり、特性のばらつきが生じたりするため、切断面には高度な加工が必要という問題点もある。
【特許文献１】特公昭５５−２７５３０号公報
【特許文献２】特開平１０−２５７６５４号公報
【特許文献３】特開平１０−１４２２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、コアを分割した分割型のＣＴを利用した電源装置において、コアを大型化したり、コアの切断面を高度に加工したりすることなく、出力電力を増大させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、コアを分割した分割型のＣＴのコアに、送電線と並行して架設された架空地線を貫通して架空地線に発生する誘導電流を取り出す架空地線の誘導電流利用電源装置において、ＣＴの出力端子にコンデンサを接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＣＴの出力端子に接続したコンデンサの静電容量を適切な値とすることにより、コアを大型化することなく出力電力を増大させることができる。
【０００９】
また、コアの切断面の加工精度がばらついたとしても、同じくＣＴの出力端子に接続したコンデンサの静電容量を適切な値とすることにより、大きな出力電力を得ることができる。
【００１０】
さらに、複数のＣＴから並列に出力電流を取り出す場合、各ＣＴの出力端子にコンデンサを接続することにより、各ＣＴの特性のばらつきを吸収し、各ＣＴが最大の出力電流を取り出せる出力電圧を実用上問題ない程度まで一致させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明の電源装置を示す基本構成図であり、図２はその等価回路図である。
【００１３】
図１において、コア２１を上下に２分割した分割型のＣＴ２０のコア２１に、図示しない送電線と並行して架設された架空地線１０を貫通させており、これによって、架空地線１０に発生する誘導電流（図２に示す負荷電流ｉ）を取り出すようにしている。
【００１４】
図２に示すように、負荷電流ｉが大きくなるほど負荷抵抗ＲＬが消費する電力が大きくなることは明らかである。そして、図２においてＣＴ２０の出力端子にコンデンサＣを接続しなかった場合（従来例）、その負荷電流ｉの値は式１で表される。
【数１】
【００１５】
これに対し、図２に示すようにＣＴ２０の出力端子にコンデンサＣを接続すると、その負荷電流ｉは式２で表される。
【数２】
【００１６】
ここで、式１，２において、ωは架空地線を流れる電流の角周波数、ＬＰ，ＬＳはインダクタンス、ｎは巻線数、Ｉは架空地線を流れる電流、Ｑはコンデンサの静電容量である。
【００１７】
式２からわかるように、ＣＴ２０の出力端子にコンデンサＣを接続した場合、このコンデンサＣの静電容量の値Ｑによって、式２の分母の第１項 ＲＬ２（１−ω２Ｑ（ＬＳ＋Ｌｐ））２の大きさを調節できる。すなわち、式２の第１項が０となるように、静電容量がＱ＝１／｛ω２（ＬＳ＋Ｌｐ）｝となるコンデンサＣを選べば、従来例である式１で表される負荷電流ｉの値より大きな値を得ることが可能である。
【００１８】
一方、図１のコア２１における切断面２２の加工精度の良否は、図２ではインダクタンスＬｐ、ＬＳの大きさに、特にＬｐの大きさに影響する。加工精度がよく切断面２２の隙間が小さければＬｐ、ＬＳは大きく、逆に隙間が大きければＬｐ、ＬＳは小さくなる。本発明では切断面２２の加工精度がばらついても、対応するインダクタンスＬｐ、ＬＳの値に応じて最適なコンデンサＣを接続することで大きな電流を得ることができる。すなわち、対応するインダクタンスＬｐ、ＬＳの値に応じて、上述のように静電容量がＱ＝１／｛ω２（ＬＳ＋Ｌｐ）｝となるコンデンサＣを接続することで大きな電流を得ることができる。
【実施例】
【００１９】
図３は本発明の実施例を示す説明図である。同図に示す実施例では、送電鉄塔３０を挟んだ両側の架空地線１０に第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂを設置している。そして、それぞれのＣＴ２０ａ，２０ｂの出力端子にコンデンサＣ１およびＣ２を接続し、ダイオード整流器４０ａ，４０ｂで整流した電流を並列に接続している。こうして得られた電流を電力変換回路５０を介し負荷に供給する。
【００２０】
送電鉄塔３０を挟んだ両側の第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂにおいて、それぞれの出力端子に接続されたコンデンサＣ１およびＣ２は、先に説明したように、第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂから個別に取得できる電力を増大させる調整手段として有効に機能する。
【００２１】
また、図３ように、複数のＣＴからの出力を並列にする場合、回路構成上、各ＣＴは同じ出力電圧で動作することとなる。この場合、それぞれのＣＴが最大の出力電力を取り出せる出力電圧が同じでないと、効率よく電力を取り出せない。このような状況において、各ＣＴの出力端子に接続されたコンデンサは、各ＣＴ特性のばらつきを吸収し、ＣＴが最大の出力電力を取り出せる出力電圧を実用上問題ない程度まで調節する手段としても有効に機能する。
【００２２】
例えば、図３において、適当な静電容量の値を有するコンデンサＣ１，Ｃ２を選択することにより、第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂの最大出力電力を取り出せる出力電圧を一致させるための調整が可能であり、複数のＣＴ全体から取得できる電力を増大する場合の調整手段としてコンデンサＣ１，Ｃ２が有効に機能する。
【００２３】
なお、図３において、第１のＣＴ２０ａおよび第２のＣＴ２０ｂからの電流は、ダイオード整流器４０ａ，４０ｂを通したあとで並列接続されることにより、コンデンサＣｌとコンデンサＣ２が交流的に並列にならないため、一方のＣＴとコンデンサの調整が他方に影響を与えず、それぞれ独立でのキャパシタンス（静電容量）の調整が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、送電鉄塔上で利用する情報伝送装置、さらに具体的には送電線保守情報伝送装置等の装置に電気を供給するための電源装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の電源装置を示す基本構成図である。
【図２】図１に示す電源装置の等価回路図である。
【図３】本発明の実施例を示す説明図である
【符号の説明】
【００２６】
１０ 架空地線
２０，２０ａ，２０ｂ ＣＴ（変流器）
２１ コア
２２ コアの切断面
３０ 送電鉄塔
４０ａ，４０ｂ ダイオード整流器
５０ 電力変換回路
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアを分割した分割型のＣＴのコアに、送電線と並行して架設された架空地線を貫通して架空地線に発生する誘導電流を取り出す架空地線の誘導電流利用電源装置において、ＣＴの出力端子にコンデンサを接続したことを特徴とする架空地線の誘導電流利用電源装置。
【請求項１】
コアを分割した分割型のＣＴのコアに、送電線と並行して架設された架空地線を貫通して架空地線に発生する誘導電流を取り出す架空地線の誘導電流利用電源装置において、ＣＴの出力端子にコンデンサを接続したことを特徴とする架空地線の誘導電流利用電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１９７７５８（Ｐ２００６−１９７７５８Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８１９４（Ｐ２００５−８１９４）
【出願日】平成１７年１月１４日（２００５．１．１４）
【出願人】（０００１６４４３８）九州電力株式会社 (245)
【出願人】（０００１１０７７８）ニシム電子工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１４日（２００５．１．１４）
【出願人】（０００１６４４３８）九州電力株式会社 (245)
【出願人】（０００１１０７７８）ニシム電子工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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