JP6096330B2 - ケーブルシステムを調査するための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルと、前記ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を含む負荷とを有するケーブルシステムを調査するための調査信号の使用をサポートするための装置に関する。

本発明は、更に、パッケージシステム、ケーブルシステム、方法、コンピュータプログラム製品、及び媒体に関する。

このような負荷の例は、ランプ、電気機器、コンピュータ及び電気通信機器である。このようなケーブルの例は、電力ケーブル及び電気通信ケーブルである。

CN 101635077 Aは、道路ランプケーブルのための盗難防止用検出方法であって、可変周波数入力電流信号の形態の調査信号が、前記道路ランプケーブルに注入され、異なる周波数の前記入力電流信号に対して、出力電流信号及び出力電圧信号が測定され、道路ランプの共振周波数が、考慮に入れられ、多くの実際の道路ランプが知られている必要がある方法を開示している。このように、相対的に複雑な方法で、道路ランプケーブルは監視され得る。

ケーブルシステムは、ケーブルと、１つ以上の負荷とを有する。負荷が、ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を有する場合には、蓄積回路が、調査信号に相対的に大きな影響を及ぼすかもしれず、調査信号を用いることを困難にするかもしれず、又は不可能にさえするかもしれない。

本発明の目的は、ケーブルと、前記ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を含む負荷とを有するケーブルシステムを調査するための調査信号の使用をサポートするための装置を提供することである。本発明の他の目的は、パッケージシステム、ケーブルシステム、方法、コンピュータプログラム製品、及び媒体を提供することである。

第１の態様によれば、ケーブルと、前記ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を含む負荷とを有するケーブルシステムを調査するための調査信号の使用をサポートするための装置であって、前記蓄積回路を充電するための充電信号を生成するための充電回路と、調査信号を生成するための調査回路３と、前記調査回路３が前記調査信号を生成する前に前記充電信号を生成するよう前記充電回路１を制御するための制御回路４とを有する装置が提供される。

充電された前記蓄積回路は、充電されていない前記蓄積回路に比べて、前記調査信号のパフォーマンスに及ぼす影響を少なくとも減じる。

ケーブルシステムは、ケーブルと、１つ以上の負荷とを有する。前記負荷は、前記ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を有する。前記ケーブルシステムを調査するため、調査信号が生成される。このような調査信号の第１の例は、前記ケーブルにおける「開路」若しくは「短絡」によって反射される、又は正常に機能しない負荷若しくは前記負荷と前記ケーブルとの間のヒューズの破壊などのような前記負荷における若しくは前記負荷の近くでの障害に応じて起動されており、起動されているときに前記負荷の所で前記ケーブルシステムのインピーダンスを変更する信号回路によって反射される、パルス信号である。前記パルスの送信とその応答の受信との間の時間に、前記パルスの前記ケーブルを通る速度を乗じ、２で割ったものは、前記障害の位置を示す。調査信号の第２の例は、幾つかの周波数の幾つかの信号を前記ケーブルに注入するものであり、それによって、応答が測定され、これらの応答から特性周波数が計算される。最近計算された特性周波数と、取付け直後に計算されているような基準特性周波数との間の相違は、前記ケーブルにおける「開路」若しくは「短絡」などの、又は信号回路の起動をもたらす障害などの、障害を示す。前記ケーブル及びあり得る信号回路の特性を与えられれば、前記最近計算された特性周波数から、前記障害の位置が導き出されることができる。静電容量値Ｃを持つシグナルコンデンサを有する信号回路が起動されているとき、特性周波数f_charは、２と、πと、静電容量値Ｃのルートと、インダクタンス値Ｌとの積で１を割ったものと等しいだろう。前記特性周波数f_charは測定されることができるという事実、及び前記シグナルコンデンサの静電容量値Ｃは既知であるという事実により、この式から、前記インダクタンス値Ｌが計算されることができる。このように、前記ケーブルのインダクタンスＬの値は導き出されることができる。ケーブルの単位距離当たりのインダクタンス値は仕様によって規定されているという事実を考慮すると、導き出される前記値は、前記障害の位置を示す。

前記蓄積回路は、前記調査信号を吸収するかもしれず、このような調査信号に対する望ましくない応答を生成するかもしれない。両方の場合において、前記蓄積回路は、前記調査信号のパフォーマンスに相対的に大きな影響を及ぼし、前記ケーブルシステムの調査は、これらの蓄積回路によって妨げられ得る。前記蓄積回路を充電するための充電信号を生成するための充電回路を加えたことによって、充電された前記蓄積回路は、充電されていない前記蓄積回路に比べて、前記調査信号のパフォーマンスに及ぼす影響を少なくとも減じるだろう。結果として、整流回路及び蓄積回路を備える負荷が存在する場合でも、前記ケーブルシステムは、調査されることができ、これは、すごい利点である。ほんの一例として、蓄積回路は、例えば、蓄積コンデンサを含み得る。

前記装置の実施例は、前記影響を少なくとも減じることが、全く影響を及ぼさないようにすることであることによって、規定される。好ましくは、充電された前記蓄積回路は、前記調査信号のパフォーマンスに全く影響を及ぼさないだろう。これに対して、前記蓄積回路は、十分に充電されるべきである。

前記装置の実施例は、前記調査信号の電圧振幅が、前記整流回路の両端に存在する電圧振幅と、充電された前記蓄積回路の両端に存在する電圧振幅との合計以下であることによって、規定される。ほんの一例として、前記調査信号の電圧振幅が、前記整流回路の両端に存在する電圧振幅と、充電された前記蓄積回路の両端に存在する電圧振幅との合計以下である場合には、充電された前記蓄積回路は、前記調査信号のパフォーマンスに全く影響を及ぼさないだろう。

前記装置の実施例は、前記ケーブルシステムが、前記負荷と前記ケーブルとの間に位置する信号回路を更に有し、前記装置が、前記充電回路によって充電された後の前記信号回路を放電するための放電回路を更に有することによって、規定される。前記負荷における又は前記負荷の近くの障害の検出に応じて起動され、起動モードにおいては、前記負荷の位置において前記ケーブルのインピーダンスを変更するよう構成される信号回路が、前記負荷と前記ケーブルとの間に存在する場合には、前記信号回路は、前記充電回路によって過度に充電され得る。充電された前記蓄積回路は、充電されているため、もはや、前記調査信号には見えないということの発生を防止するため、前記信号回路は、前記調査信号が生成される前に放電されるべきである。前記放電は、前記放電回路を介して実現される。前記負荷においては、前記整流回路が、前記蓄積回路が前記放電回路によって過度に放電されることを防止するだろう。ほんの一例として、信号回路は、例えば、前記負荷における又は前記負荷の近くの障害の検出に応じて前記ケーブルに接続されるシグナルコンデンサを含み得る。

前記装置の実施例は、前記調査信号を生成するための調査回路と、前記充電回路及び前記調査回路を制御するための制御回路とを更に有することによって、規定される。前記調査回路の例は、生成装置及び掃引調整分析器(swept-tuned-analyzer)及び高速フーリエ変換分析器である。前記制御回路の例は、コントローラ及びプロセッサである。前記調査回路の機能は、前記制御回路を介して実現され得る。前記制御回路は、例えば、第１に、前記充電回路が、オンに切り換えられ、次いで、オフに切り換えられ、第２に、前記放電回路が、オンに切り換えられ、次いで、オフに切り換えられ、第３に、前記調査回路が、オンに切り換えられ、次いで、オフに切り換えられるように、前記充電回路、前記放電回路及び前記調査回路を制御する。

前記装置の実施例は、前記調査信号に対する応答を受信するための受信回路と、前記調査信号を考慮して前記応答を分析し、分析結果に応じて、障害、及び／又は障害の位置を決めるための分析回路とを更に有することによって、規定される。前記受信回路の例は、受信機である。前記分析回路の例は、計算機である。前記受信回路及び／又は前記分析回路は、前記調査回路の一部を形成し得る。前記受信回路及び／又は前記分析回路の機能は、前記制御回路を介して実現され得る。前記制御回路は、例えば、第１に、前記調査回路及び前記受信回路が、オンに切り換えられ、次いで、オフに切り換えられ、第２に、前記分析回路が、オンに切り換えられ、次いで、オフに切り換えられるように、前記調査回路、前記受信回路及び前記分析回路を制御する。他の例においては、それらは、全て、同じ時間間隔の間、オンに切り換えられる。

第２の態様によれば、上で規定したような装置を有し、前記調査信号を生成するための調査回路を備える別の装置を更に有するパッケージシステムが提供される。

第３の態様によれば、ケーブルと、前記ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を含む負荷とを有するケーブルシステムであって、上で規定したような装置を更に有するケーブルシステムが提供される。

第４の態様によれば、ケーブルと、前記ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を含む負荷とを有するケーブルシステムを調査するための調査信号の使用をサポートするための方法であって、前記方法が、前記蓄積回路を充電するための充電信号を生成するステップを有し、前記方法が、前記充電信号を生成するステップの後に、前記調査信号を生成するステップを更に有する方法が提供される。

充電された前記蓄積回路は、充電されていない前記蓄積回路に比べて、前記調査信号のパフォーマンスに及ぼす影響を少なくとも減じる。

第５の態様によれば、コンピュータ上で走らせるときに、上で規定したような方法のステップを実施するためのコンピュータプログラム製品が提供される。

第６の態様によれば、上で規定したようなコンピュータプログラム製品を記憶し、含むための媒体が提供される。

基本的な考えは、整流回路及び蓄積回路を有する負荷においては、前記蓄積回路は、前記蓄積回路を調査信号に見えにくくする／見えなくするよう充電されるべきであるというものである。

装置を提供する問題は、解決された。他の利点は、前記装置が、単純で、低コストで、ロバストであること、及び多くの異なる種類のケーブルシステムが調査され得ることである。

下記の実施例を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。

従来技術によるケーブルシステムを示す。 正常に機能していないケーブルシステムに結合される装置を示す。 装置の実施例を示す。 従来技術による負荷を示す。 第１の状況を示す。 改善された第２の状況を示す。

図１においては、ケーブル１０１と、負荷１１１乃至１１５とを有する従来技術によるケーブルシステムが示されている。各負荷１１１乃至１１５は、直接、又はここには示されていない1つ以上の素子を介して若しくは信号回路を介して間接的に、ケーブル１０１の第１及び第２導体に結合される。負荷１１１乃至１１５は、例えば１つ以上の発光ダイオードを有するランプなどの如何なる種類の負荷であってもよい。電気機器、コンピュータ及び電気通信機器などの他の種類の負荷は、除外されるべきではない。他の例においては、ケーブル１０１の導体の一方は、別の方法で、例えば、地面を介して、配設され得る。

図２においては、正常に機能していないケーブルシステムに結合される装置１０が示されている。装置１０は、直接、又はここには示されていない1つ以上の素子を介して間接的に、ケーブル１０１の第１及び第２導体に結合される。ケーブルシステムは、ケーブル１０１と、信号回路１２３乃至１２５を介してケーブル１０１の第１及び第２導体に結合される負荷１１３乃至１１５とを有する。各信号回路１２３乃至１２５は、例えば、ケーブル１０１のインピーダンスを変更するためにケーブル１０１の第１及び第２導体に接続されており、負荷１１３乃至１１５における又は負荷１１３乃至１１５の近くでの障害の検出に応じて、起動されるシグナルコンデンサを有する。図２においては、負荷１１４において又は負荷１１４の近くで、第１の障害１０２が生じており、結果として、信号回路１２４が起動されている。図２においては、負荷１１４と負荷１１５との間のケーブル１０１の導体のうちの一方で、「開路」又は「短絡」などの第２の障害１０３が生じている。

図３においては、装置１０の実施例が示されている。装置１０は、図１及び２に示されているようなケーブルシステムを調査するための調査信号の使用をサポートし、負荷１１１乃至１１５は、各々、図４において更に示されているように、ケーブル１０１に結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を有する。装置１０は、蓄積回路を充電するための充電信号を生成するための充電回路１を有する。ケーブルシステムが、負荷１１１とケーブル１０１との間に配置される信号回路１２１を更に有する場合には、装置１０は、充電回路１によって充電された後の信号回路１２１を放電するための放電回路２を更に含み得る。装置１０は、調査信号を生成するための調査回路３と、他の回路１乃至３を制御するための制御回路４とを更に含み得る。装置１０は、調査信号に対する応答を受信するための受信回路５と、調査信号を考慮して応答を分析し、分析結果に応じて、障害１０２、１０３、及び／又は障害１０２、１０３の位置を決めるための分析回路６とを更に含み得る。

制御回路４は、更に、受信回路５と、分析回路６と、一方で回路１乃至６に接続し、他方でケーブル１０１に接続するためのインターフェース７とを制御し得る。他の例においては、回路１乃至３、５、６のうちの１つ以上が、制御回路４を介して実現されてもよく、又は制御回路４が、回路１乃至３、５、６のうちの１つ以上と統合されてもよい。回路１乃至６のうちの２つ以上が、より大きな回路にまとめられてもよい。回路１乃至６がこのようなインターフェース７を必要としない場合には、インターフェース７は省かれ得る。最後に、マン・マシン・インターフェースは、存在してもよく、又は存在しなくてもよい。

従って、装置１０は、負荷位置にある負荷１１１乃至１１５から相対的に離れた、中央位置に配置される。図２及び３において、装置１０の左側には、例えば、負荷１１１乃至１１５向けのケーブル信号を生成するための生成装置が存在し得る。充電、放電及び調査をする前に、このような生成装置を分離する、又はオフサイド位置に置くことが必要であり得る。

図４においては、従来技術による負荷１１３が示されている。この従来技術による負荷１１３は、例えば、４つのダイオードを備える整流器ブリッジなどの、整流回路２０１を有する。整流回路２０１の入力部は、負荷１１３の入力部である。整流回路２０１の出力部は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０３の入力部と、例えば１つ以上の蓄積コンデンサなどの蓄積回路２０２とに結合される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０３の出力部は、あらゆる種類及びあらゆる組み合わせの１つ以上の発光ダイオード２０４と結合される。

障害１０２が生じており、負荷１１４の所にある信号回路１２４が起動されている事例、又は負荷１１４及び１１５の間で障害１０３が生じている事例においては、調査信号及びその応答を介して装置１０によって測定されるべきであるようなケーブルシステムの特性周波数は、装置１０と負荷１１４との間に配置されている負荷１１３内の蓄積回路２０２が測定に影響を及ぼし得るという事実のため、適切に測定されないかもしれない。更に、前記事例の１つ以上において、負荷１１３内の蓄積回路２０２は、装置１０によって生成されるようなパルス信号の形態の調査信号を吸収するかもしれず、又は前記調査信号を過度に早くに反射するかもしれない。これはまた、（調査信号が蓄積回路２０２によって吸収される場合には）反射が生成されないだろうという事実により、又は（調査信号が蓄積回路２０２によって反射される場合には）過度に早くに反射が生成されるだろうという事実により、不適切な測定値をもたらすだろう。

これを解決するため、調査信号が生成される前に、充電回路１は、充電された蓄積回路２０２が、充電されていない蓄積回路２０２に比べて、調査信号のパフォーマンスに、少なくとも減じられた影響しか及ぼさず、好ましくは、全く影響を及ぼさないだろうように、蓄積回路２０２を充電するための充電信号を生成する。ほんの一例として、調査信号の電圧振幅は、前記全く影響を及ぼさないことを実現するために、整流回路２１０の両端に存在する電圧振幅と、充電された蓄積回路２０２の両端に存在する電圧振幅との合計以下になるよう選ばれ得る。

信号回路１２１が存在する事例において、１つ以上のシグナルコンデンサを有する場合、それも、充電回路１によって充電され得る。充電された信号回路１２１も調査信号に影響を及ぼし得るという事実により、信号回路１２１は、調査信号が生成される前に、例えば、ケーブル１０１の第１及び第２導体を短絡させるためのスイッチなどの放電回路２によって放電されるべきである。

図５においては、パルス信号の形態の調査信号が、パルス信号がケーブルシステムにおける「短絡」の形態の障害１０４に到達し得る前に、負荷１１３内の充電されていない蓄積回路２０２によって反射される、第１の状況が示されている。

図６においては、パルス信号の形態の調査信号が、負荷１１３内の蓄積回路２０２が十分に充電されているという事実により、もはや負荷１１３によって反射されない、改善された第２の状況が示されている。結果として、パルス信号は、ケーブルシステムにおける「短絡」の形態の障害１０４に到達することができ、適切な測定が実施され得るようにこの「短絡」によって反射される。

要約すると、装置１０は、ケーブル１０１及び負荷１１１を有するケーブルシステムを調査するための調査信号の使用をサポートする。負荷１１１は、蓄積回路２０２に結合される整流回路２０１を有する。装置１０は、蓄積回路２０２が調査信号のパフォーマンスに及ぼす影響を減らすように蓄積回路２０２を充電するための充電信号を生成するための充電回路１を有する。装置１０は、充電回路１によって充電された後の信号回路１２１を放電するための放電回路２を更に含み得る。装置１０は、調査信号を生成するための調査回路３と、他の回路１乃至３を制御するための制御回路４と、調査信号に対する応答を受信するための受信回路５と、調査信号を考慮して応答を分析し、分析結果に応じて、障害１０２乃至１０４、及び／又は障害１０２乃至１０４の位置を決めるための分析回路６とを更に含み得る。

本発明を、図面において図示し、上記の説明において詳細に説明しているが、このような図及び説明は、説明的なもの又は例示的なものとみなされるべきであって、限定するものとみなされるべきではない。本発明は、開示されている実施例に限定されない。請求項に記載の発明を実施する当業者は、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。単に、特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

Claims (10)

1. ケーブルと、前記ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を含む負荷とを有するケーブルシステムを調査するための装置であって、
   前記蓄積回路を充電するための充電信号を生成するための充電回路と、
   調査信号を生成するための調査回路と、
   前記調査回路が前記調査信号を生成する前に前記充電信号を生成するよう前記充電回路を制御するための制御回路とを有する装置。
2. 前記調査信号の電圧振幅が、前記整流回路の両端に存在する電圧振幅と、充電された前記蓄積回路の両端に存在する電圧振幅との合計以下である請求項１に記載の装置。
3. 前記ケーブルシステムが、前記負荷と前記ケーブルとの間に位置する信号回路を更に有し、前記装置が、前記充電回路によって充電された後の前記信号回路を放電するための放電回路を更に有する請求項１に記載の装置。
4. 前記調査信号に対する応答を受信するための受信回路と、
   前記調査信号を考慮して前記応答を分析し、分析結果に応じて、障害、及び／又は障害の位置を決めるための分析回路とを更に有する請求項１に記載の装置。
5. 請求項１に記載の装置を有し、前記調査信号を生成するための調査回路を備える別の装置を更に有するパッケージシステム。
6. ケーブルと、前記ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を含む負荷とを有するケーブルシステムであって、請求項１に記載の装置を更に有するケーブルシステム。
7. ケーブルと、前記ケーブルに結合される入力部及び蓄積回路に結合される出力部を備える整流回路を含む負荷とを有するケーブルシステムを調査するための方法であって、前記方法が、前記蓄積回路を充電するための充電信号を生成するステップを有し、前記方法が、前記充電信号を生成するステップの後に、調査信号を生成するステップを更に有する方法。
8. 前記調査信号の電圧振幅が、前記整流回路の両端に存在する電圧振幅と、充電された前記蓄積回路の両端に存在する電圧振幅との合計以下である請求項７に記載の方法。
9. コンピュータ上で走らせるときに、請求項７に記載の方法のステップを実施するためのコンピュータプログラム。
10. 請求項９に記載のコンピュータプログラムを記憶し、含むための媒体。

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