JPH04307821A - 配電線搬送装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、商用周波数と異なる
送信信号周波数（搬送周波数）を用いて配電線情報の伝
送を行う配電線搬送装置に関し、特に配電線を含む伝送
路状態に応じて親局から子局への搬送周波数を最適に設
定し、伝送品質を向上させた配電線搬送装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、配電線の電源端（変
電所等）に親局を設け且つ負荷側の複数地点に子局を設
け、配電線を介して親局からポーリング信号を送信した
ときの子局からの応答信号により、種々の情報を遠隔収
集する配電線搬送装置は良く知られている。

【０００３】この種の情報伝送においては、商用配電線
の共用による相互干渉を防ぐため、５０Ｈｚ又は６０Ｈ
ｚの商用周波数に対して、数１００Ｈｚの音声周波数が
信号搬送に用いられる。又、送信対象となる子局を特定
する親局からのポーリング信号と配電線情報を含む子局
からの応答信号との干渉を防ぐため、例えば、ポーリン
グ信号は音声周波数帯の低周波数側、応答信号は高周波
数側にそれぞれ設定されている。複数の子局から高周波
数帯の応答信号を送出することは、高周波数信号を扱う
回路が小形化されていることから、装置全体の小形化に
も寄与している。

【０００４】図４は一般的な高圧配電線搬送装置を示す
概略構成図である。図において、１は変電所等に相当す
る配電用主変圧器、２は配電用主変圧器１の二次側に接
続された高圧母線である。３は高圧母線２に接続された
複数の高圧配電線であり、各高圧配電線３の随所には需
要家の負荷機器（図示せず）が接続されている。４は各
高圧配電線３の電源端に設けられたフィーダ変流器であ
る。

【０００５】５は高圧配電線３の電源端に配設された親
局、６は高圧配電線３の負荷側の複数地点に配設された
子局である。親局５は、音声周波数帯の搬送信号からな
るポーリング信号Ｐを高圧母線２に送信すると共に、フ
ィーダ変流器４を介して子局６からの応答信号Ｒを受信
する。又、子局６は、高圧配電線３を介して親局５から
のポーリング信号Ｐを受信すると共に、高圧配電線３及
びフィーダ変流器４を介してポーリング信号Ｐに対する
応答信号Ｒを親局５に送信する。

【０００６】高圧配電線３は、ポーリング信号Ｐ及び応
答信号Ｒ等の音声周波数帯の搬送信号の伝送路となる金
属回路を構成している。この場合、高圧配電線３の電源
端が最もインピーダンスが低いので、親局５から子局６
に伝送されるポーリング信号Ｐは電圧信号が用いられ、
子局６から親局５への搬送信号即ち応答信号Ｒは電流信
号が用いられる。

【０００７】図５は図４内の親局５の従来構成を具体的
に示すブロック図であり、５１はポーリング信号Ｐの搬
送周波数ｆを生成する発振回路、５２は搬送周波数ｆを
変調してポーリング信号Ｐを出力するインバータ回路で
ある。５３は高圧母線２に接続された結合回路であり、
高圧の商用電圧の親局５への流入を抑制すると共に、ポ
ーリング信号Ｐを高圧母線２に効率良く送出するための
フィルタを含んでいる。５４はフィーダ変流器４を介し
て入力される応答信号Ｒを受信処理する受信処理回路、
５５はポーリング信号Ｐの送信指令及び応答信号Ｒのデ
ータ処理等を含む親局全体の処理動作を制御する中央処
理回路である。

【０００８】図６は図４内の子局６の従来構成を具体的
に示すブロック図である。図において、６１は高圧配電
線３に接続されて各搬送信号の送受信を行う変圧器であ
り、適切に降圧された商用電圧で子局６内への電源供給
を行うと共に、高圧配電線３を含む高圧回路から子局６
内の回路を絶縁するようになっている。６２は変圧器６
１の二次側に接続された結合回路であり、変圧器６１か
らの商用電圧の流入を抑制すると共に応答信号Ｒを効率
よく送出するためのフィルタを含んでいる。

【０００９】６３は結合回路６２を介して受信されたポ
ーリング信号Ｐを受信する受信回路、６４は受信回路６
３で復調されたポーリング信号Ｐに基づいて子局６の動
作を制御する制御回路、６５はポーリング信号Ｐに応答
して親局５に伝送すべき配電線情報Ｊを生成する伝達情
報発生部である。６６は結合回路６２を介して高圧配電
線３に応答信号Ｒを出力するための送信回路であり、高
圧配電線３から変圧器６１を介して印加される商用電源
Ｅと、配電線情報Ｊに応じて制御回路６４から出力され
る送信符号Ｃ及び送信起動停止指令Ｓとに基づいて応答
信号Ｒを生成する。

【００１０】図７は親局５から子局６に伝送されるポー
リング信号Ｐの搬送周波数ｆに対する信号電圧伝送比（
送信電圧レベル対受信電圧レベルの比率）の変動幅を示
す特性図である。図７の斜線部は、高圧配電線３の随所
に配設された子局６の位置的要因及び時間的要因により
変動する範囲を示している。

【００１１】高圧配電線３は、本来、商用周波数５０Ｈ
ｚ又は６０Ｈｚの電力を伝達するための設備であるため
、負荷変動並びに伝送路距離に応じた線路インピーダン
ス等の影響を受けている。これにより、ポーリング信号
Ｐの信号電圧伝送比は、図７のように搬送周波数ｆに対
して時間的及び距離的に変動するため、搬送周波数ｆと
しては適切な周波数帯が用いられなければならない。

【００１２】例えば、伝送比の変動幅ができるだけ小さ
く且つ最低伝送比ができるだけ高いこと、親局５を小形
化するために搬送周波数ｆができるだけ高いこと、並び
に、応答信号Ｒとの干渉を生じることがなく且つ高調波
雑音周波数帯を避けることなどの理由があげられる。従
って、搬送周波数ｆとしては、２１０Ｈｚ帯（１８０Ｈ
ｚ〜２４０Ｈｚ）、２７０Ｈｚ帯（２４０Ｈｚ〜３００
Ｈｚ）、又は、３３０Ｈｚ帯（３００Ｈｚ〜３６０Ｈｚ
）のうちの１つの周波数帯が使用される。

【００１３】次に、図４〜図７を参照しながら、従来の
配電線搬送装置の動作について説明する。ここでは、搬
送周波数ｆとして３３０Ｈｚを用いた場合について説明
する。まず、親局５において、インバータ回路５２は、
中央処理回路５５からの送信指令により、発振回路５１
からの搬送周波数ｆを変調してポーリング信号Ｐを生成
し、結合回路５３を介して高圧母線２に出力する。この
とき、ポーリング信号Ｐは、ポーリング対象となる子局
６のアドレス情報及び指令内容を含むように符号変調が
かけられる。

【００１４】親局５から送信されたポーリング信号Ｐは
、高圧母線２及び高圧配電線３を通り、変圧器６１を介
して子局６に伝送される。ポーリング信号Ｐにより呼び
出された子局６は、ポーリング信号Ｐに含まれる制御コ
ードに応じて、伝達情報発生部６５から所要の配電線情
報Ｊを求め、配電線情報Ｊを含む搬送信号を応答信号Ｒ
として生成し、周波数偏移変調の電流搬送波によって高
圧配電線３に送信する。

【００１５】このとき、子局６において、制御回路６４
は、受信回路６３で復調されたポーリング信号Ｐを解読
し、復調信号内に含まれているアドレス情報が自局のア
ドレスと一致すれば、その復調信号に含まれた指令内容
に基づいて伝送情報発生部６５から配電線情報Ｊを取り
込み、自局のアドレス情報及び配電線情報Ｊを応答信号
Ｒに付加するため、送信符号Ｃ及び送信起動停止指令Ｓ
を生成する。

【００１６】送信回路６６は、送信符号Ｃに基づいて変
調され且つ送信起動停止指令Ｓにより「１」及び「０」
の符号で構成された応答信号Ｒを生成する。応答信号Ｒ
は、結合回路６２を介して効率良く出力され、変圧器６
１を介して高圧配電線３に出力され、更に、フィーダ変
流器４を介して親局５に伝送される。

【００１７】親局５において、中央処理回路５５は、受
信処理回路５４で復調された応答信号Ｒを解読して、送
信済みのポーリング信号Ｐにより要求した該当アドレス
の子局６からの応答信号Ｒであることを確認し、応答信
号Ｒ内に含まれた配電線情報Ｊのデータ処理を行い、一
連の交信処理を終了する。こうして、親局５は、各子局
６の配電線情報Ｊ、即ち各地点における電圧情報や電流
情報等を遠隔収集することができる。

【００１８】一方、子局６が親局５からのポーリング信
号Ｐの受信に失敗して応答信号Ｒが送信されない場合、
又は、応答信号Ｒが送信されても親局５が受信に失敗し
た場合、親局５は、応答信号Ｒの到来を確認するまで、
Ｎ回（例えば、３回）を限度にポーリング信号Ｐの送信
を繰り返し、伝送品質を向上させる。

【００１９】しかしながら、前述の諸条件により信号電
圧伝送比が変動し、図中破線で示す境界線（０．３）以
下になると、親局５から送信されたポーリング信号Ｐが
子局６に十分に伝送されず、応答信号Ｒが受信されない
ため、配電線情報Ｊが得られなくなってしまう。

【００２０】例えば、ポーリング信号Ｐの搬送周波数ｆ
は一定の３３０Ｈｚに設定されているので、高圧配電線
３の線路インピーダンス及び負荷インピーダンスの変動
により、当該搬送周波数ｆ（＝３３０Ｈｚ）の信号電圧
伝送比が破線で示す境界線以下のレベルになることが起
こり得る。 この場合、正常な受信に必要な信号電圧伝送比（＝０．
３）が得られないため、親局５が何回ポーリング信号Ｐ
を送信しても、子局６が受信に失敗して応答信号Ｒを生
成せず、応答信号Ｒは親局５に到来しない。特に、線路
インピーダンスに含まれるインダクタンスと負荷インピ
ーダンスに含まれるコンデンサとの間に共振現象が存在
するため、搬送周波数ｆの値によっては負荷変動等によ
り極端に信号電圧伝送比が低下する場合がある。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来の配電線搬送装置
は以上のように、ポーリング信号Ｐの搬送周波数ｆとし
て、固定設定された１つの周波数（例えば、３３０Ｈｚ
）のみを使用しているので、その周波数帯の信号電圧伝
送比が境界線（０．３）より低くなると、親局５が応答
信号Ｒを受信することができなくなるという問題点があ
った。

【００２２】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、伝送システムとして成立するた
めに必要な情報伝送品質を確保できる配電線搬送装置を
得ることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る配電線搬
送装置は、応答信号が受信されないときにポーリング信
号の搬送周波数を切換る周波数切換手段を親局に設け、
周波数の異なるポーリング信号を受信するための複数の
受信回路を子局に設けたものである。

【００２４】

【作用】この発明においては、１回のポーリング信号で
子局からの応答信号が返信されない場合、親局が搬送周
波数を切換えながらポーリング信号の送信を繰り返すこ
とにより、共振現象等の影響を回避して必要な信号電圧
伝送比を確保し、応答信号を確実に受信する。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１及び図２はこの発明の一実施例における親局
５及び子局６をそれぞれ示すブロック図であり、図３は
図１内の中央処理回路の動作を示すフローチャートであ
る。図１及び図２において、５５Ａ及び６４Ａは、中央
処理回路５５及び制御回路６４にそれぞれ対応しており
、１〜４、５１〜５４、６１〜６３、６５、ｆ、Ｐ及び
Ｒは前述と同様のものである。又、ｆＡ、５１Ａ、５３
Ａ及び６３Ａは、それぞれ、搬送周波数ｆ、発振回路５
１、結合回路５３及び受信回路６３と並列関係にあり、
周波数又は周波数特性が異なる以外は同様のものである
。更に、親局５及び子局６の接続関係は図４に示した通
りである。

【００２６】図１において、発振回路５１Ａは搬送周波
数ｆＡ（例えば、２７０Ｈｚ）を出力し、結合回路５３
Ａは搬送周波数ｆＡのポーリング信号Ｐを効率良く送出
する。中央処理回路５５Ａは、応答信号Ｒの有無によっ
てポーリング信号Ｐの搬送周波数ｆ又はｆＡを切換えて
送信するための切換制御機能を含んでいる。

【００２７】５６は発振回路５１及び５１Ａとインバー
タ回路５２との間に挿入された選択回路であり、中央処
理回路５５Ａからの指令に基づいて、搬送周波数ｆ又は
ｆＡのうちの一方を選択してインバータ回路５２に伝送
する。５７はインバータ回路５２と結合回路５３及び５
３Ａとの間に挿入されて選択回路５６と連動する切換回
路であり、中央処理回路５５Ａからの指令に基づいて、
インバータ回路５２からのポーリング信号Ｐを結合回路
５３又は５３Ａに伝送する。

【００２８】発振回路５１Ａ、結合回路５３Ａ、中央処
理回路５５Ａ、選択回路５６及び切換回路５７は、応答
信号Ｒが受信されないときにポーリング信号Ｐの搬送周
波数を切換える周波数切換手段を構成している。

【００２９】図２において、受信回路６３Ａは搬送周波
数がｆＡのポーリング信号Ｐを受信するようになってい
る。 又、制御回路６４Ａは、搬送周波数がｆＡのポーリング
信号Ｐの復調信号を処理する機能が追加されている。

【００３０】次に、図１〜図３及び図７を参照しながら
、この発明の一実施例の動作について説明する。通常、
親局５内の中央処理回路５５Ａは、選択回路５６及び切
換回路５７を図示した状態に設定しており、搬送周波数
としてはｆが選択され、結合回路５３を介してポーリン
グ信号Ｐが出力されるようになっている。

【００３１】ポーリング開始と同時に、中央処理回路５
５Ａは、まず、初期設定処理を行い、ポーリング信号の
送信繰り返し数を表わす変数ｉ並びに搬送周波数の切換
数を表わす変数ｋをそれぞれ０にリセットする（ステッ
プＳ１）。又、変数ｉに対応する繰り返し限度Ｎ（例え
ば、３回）並びに変数ｋに対応する切換段数Ｍ（この場
合、２段）を設定しておく。続いて、変数ｉをインクリ
メントして（ステップＳ２）、搬送周波数ｆ（＝３３０
Ｈｚ）のポーリング信号Ｐを送信し（ステップＳ３）、
子局６からの応答信号Ｒが受信されたか否か（受信の有
無）を判定する（ステップＳ４）。

【００３２】このとき、伝送路となる高圧配電線３が平
常状態であって、搬送周波数ｆに対する信号電圧伝送比
が０．３（図７参照）以上を確保していれば、子局６は
、ポーリング信号Ｐを正常に受信して応答信号Ｒを返信
することができる。即ち、子局６において、ポーリング
信号Ｐは、受信回路６３により復調されて制御回路６４
Ａに入力され、制御回路６４Ａは、前述と同様に、自局
アドレスを確認して応答信号Ｒを生成する。

【００３３】従って、伝送路が正常の場合には、ステッ
プＳ４において応答信号Ｒの受信が判定され、これに続
いて、変数ｋをリセットした後（ステップＳ５）、親局
５における応答信号Ｒの受信が成功したか否かを判定す
る（ステップＳ６）。もし、親局５が応答信号Ｒの受信
に失敗しなければ、ステップＳ６において応答信号Ｒの
受信成功が判定され、ポーリングは完了する。

【００３４】又、ステップＳ６において、応答信号Ｒの
受信失敗が判定された場合は、変数ｉが繰り返し限度Ｎ
（＝３）に達したか否かを判定し（ステップＳ７）、ｉ
＝Ｎに達していなければステップＳ２に戻ってポーリン
グ信号Ｐの送信を繰り返し、ｉ＝Ｎに達していればポー
リングを打切る。

【００３５】一方、伝送路の異常時、即ち、負荷変動に
伴う負荷インピーダンスと線路インピーダンスとの共振
現象等により、搬送周波数ｆに対する信号電圧伝送比が
０．３を下回る場合には、子局６がポーリング信号Ｐの
受信を失敗するため、応答信号Ｒは生成されず親局５に
受信されない。

【００３６】従って、ステップＳ４において応答信号Ｒ
が受信されないことが判定された場合は、ポーリング信
号Ｐの搬送周波数を切換えるためのステップに進む。即
ち、まず、変数ｋが搬送周波数の切換段数Ｍ（＝２）に
達しているか否かを判定し（ステップＳ８）、もし、ｋ
＝Ｍに達していればポーリングを打切り、ｋ＝Ｍに達し
ていなければ、搬送周波数を切換える（ステップＳ９）
。そして、変数ｋをインクリメントすると共に変数ｉを
０にリセットした後（ステップＳ１０）、ステップＳ２
に戻り、以上のステップを繰り返す。

【００３７】この実施例の場合、ステップＳ４で応答信
号Ｒが受信されないときには、中央処理回路５５Ａは、
ステップＳ９において、選択回路５６及び切換回路５７
を図１の状態から切換えて、搬送周波数ｆＡ（＝２７０
Ｈｚ）のポーリング信号Ｐを送信するように指令を出力
する。

【００３８】このとき、発振回路５１Ａからの搬送周波
数ｆＡがインバータ回路５２に入力され、インバータ回
路５２は、搬送周波数ｆＡにに基づいてポーリング信号
Ｐを変調し、結合回路５３Ａを介して高圧母線２に送信
する。又、子局６においては、他方の受信回路６３Ａ介
してポーリング信号Ｐが入力され、前述と同様に、制御
回路６４Ａにより解読されて応答信号Ｒが生成される。

【００３９】このように、高圧配電線３の特性変化等に
応じて、ポーリング信号Ｐの搬送周波数を段階的に選択
して切換えることにより、負荷変動等に対する信号電圧
伝送比の特性（図７）が変化し、信号電圧伝送比を０．
３以上に確保することができる。従って、ポーリング信
号Ｐが確実に子局６に受信されて、応答信号Ｒが正常に
親局５に受信されるようになり、情報伝送システムとし
て必要な伝送品質を確保することができる。又、搬送周
波数切換後においても、ステップＳ６で親局５の応答信
号受信失敗が判定された場合は、前述と同様に、Ｎ回を
限度としてポーリング信号Ｐの送信を繰り返すことによ
り、伝送品質が向上される。

【００４０】尚、上記実施例では、２種類の搬送周波数
ｆ及びｆＡを選択する場合について説明したが、３種類
以上の搬送周波数を選択するようにしてもよい。この場
合、選択周波数の切換段数Ｍに応じて、応答信号Ｒが正
常に受信されるまで、ステップＳ９が繰り返されること
になり、伝送品質は更に向上する。

【００４１】又、搬送周波数として数１００Ｈｚの音声
周波数帯を用いたが、これに限定されるものではなく、
他の周波数帯を用いてもよい。又、伝送路となる配電線
が高圧配電線３である場合を示したが、更に高圧の特別
高圧配電線や、配電用主変圧器１を用いない低圧配電線
であってもよく、又、高圧配電線３と低圧配電線とにま
たがる場合でも同等の効果を奏することは言うまでもな
い。

【００４２】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、応答信
号が受信されないときにポーリング信号の搬送周波数を
切換る周波数切換手段を親局に設けると共に、周波数の
異なるポーリング信号を受信するための複数の受信回路
を子局に設け、１回のポーリング信号で子局からの応答
信号が返信されない場合、親局が搬送周波数を切換えな
がらポーリング信号の送信を繰り返すことにより、共振
現象等の影響を回避して必要な信号電圧伝送比を確保し
、応答信号を確実に受信するようにしたので、負荷変動
等にかかわらず情報伝送品質を確保できる配電線搬送装
置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による配電線搬送装置の親
局の具体的構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例による配電線搬送装置の子
局の具体的構成を示すブロック図である。

【図３】この発明の一実施例の動作を示すフローチャー
トである。

【図４】一般的な配電線搬送装置を示す概略構成図であ
る。

【図５】従来の配電線搬送装置の親局の具体的構成を示
すブロック図である。

【図６】従来の配電線搬送装置の親局の具体的構成を示
すブロック図である。

【図７】搬送周波数に対する信号電圧伝送比の変動幅を
示す特性図である。

【符号の説明】

３　　　　高圧配電線 ５　　　　親局 ６　　　　子局 ５１、５１Ａ　　　　発振回路 ５３、５３Ａ　　　　結合回路 ５５Ａ　　　　中央処理回路 ５６　　　　選択回路 ５７　　　　切換回路 ６３、６３Ａ　　　　受信回路 ６４Ａ　　　　制御回路 Ｐ　　　　ポーリング信号 Ｒ　　　　応答信号 Ｊ　　　　配電線情報 ｆ、ｆＡ　　　　搬送周波数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　配電線の金属回路を信号伝送路として
   、前記配電線の電源端に配設された親局から、前記配電
   線の負荷側の複数地点に配設された子局に対してポーリ
   ング信号を送信し、前記子局からの応答信号により配電
   線情報を遠隔収集する配電線搬送装置において、前記親
   局は、前記応答信号が受信されないときに前記ポーリン
   グ信号の搬送周波数を切換る周波数切換手段を備え、前
   記子局は、周波数の異なる前記ポーリング信号を受信す
   るための複数の受信回路を備えたことを特徴とする配電
   線搬送装置。