JP2010147520A - 分電盤用フィルタ、分電盤及び分電盤電力線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 電力線通信の際にノイズ及びインピーダンス低下の抑制を図ると共に小型化及び低コスト化が可能な分電盤等を提供すること。
【解決手段】 単相３線式の電力線Ｌに接続される分電盤１１であって、中性線Ｌ０と第１電圧線Ｌ１及び第２電圧線Ｌ２とに一端が接続され他端にコンセント５が接続された第１の分岐線１２及び第２の分岐線１３と、中性線Ｌ０と第２電圧線Ｌ２とに一端が接続され他端に電力線通信機器７が接続される通信用分岐線１４と、第１電圧線Ｌ１と第２電圧線Ｌ２とを接続する結合用コンデンサ１５と、第１の分岐線１２と第２の分岐線１３とでそれぞれ形成されたコイルを磁気的に結合して構成されたコモンモードチョークフィルタ１６と、コンセント５とコモンモードチョークフィルタ１６との間に設けられた第１コンセント側コンデンサ１７及び第２コンセント側コンデンサ１８と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建設現場等に設置され電力線通信機器が接続されて電力線通信も可能な分電盤に用いるフィルタ、分電盤及び分電盤電力線通信システムに関する。

一般に、建設現場等においては、工作機械や照明器具等を接続してこれらに電力供給を行うため、基幹線として単相３線式の電力線に接続される仮設用の分電盤が用いられている。従来、図３に示すように、この分電盤１は、電力線Ｌにおける接地された中性線Ｌ０と互いに位相が逆で中性線に対して電圧がかかった第１電圧線Ｌ１及び第２電圧線Ｌ２の一方とに接続された複数のブレーカ２と、各ブレーカ２に接続され工作機械３や照明機器４等が接続されるコンセント５と、が設けられている。

近年、このような分電盤に電力線通信機器を接続し、パーソナルコンピュータ等の情報機器からの情報を電力線を介して通信する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、電力線に接続される配電部と、この配電部に接続される電力線搬送通信用モデムと、を備えた電力線搬送通信システムが提案されている。

また、特許文献２には、電力線に接続された分岐線と、この分岐線にＰＬＣモデムが接続されるモデム用ソケットと、を備えた電力線用の中継アダプタが提案されている。さらに、特許文献３には、単相３線式の引き込み線に複数の分岐線が接続され、この分岐線に通信機器を接続して通信を行う電力線通信方法が提案されている。

分電盤を介して電力線通信を行う場合、分電盤に接続される工作機械等の影響によってノイズが発生し、伝送路にノイズの回り込みが生じたり、大きな容量を有した複数の照明機器等が接続されることによりインピーダンスが低下し、機器の接続部で信号が反射してしまうなど、接続機器の影響による電力線の伝送路劣化が問題になる。また、コモンである中性線と一つの相（第１電圧線又は第２電圧線）とに電力線通信の信号が注入された場合、キャプタイヤ等の電力線においては、各線が同一被覆内に配線されるため、分布容量による結合から異相に通信信号がリークし、異相でのノイズの影響やインピーダンス低下の影響も生じる不都合がある。

このため、上記特許文献１から３に記載の技術では、例えば図４に示すように、分電盤６に電力線通信機器７を接続して情報機器８からの情報を電力線通信するため、分岐線９にノイズフィルタ１０を設けてノイズ低減及びハイインピーダンス化等を行っている。

このノイズフィルタ１０は、例えば図５に示すように、トロイダルコアに一対の導線９ａからなる分岐線９が巻回されて構成されたノーマルモードフィルタ１０ａと、一対の導線９ａの間に接続されたコンデンサ１０ｂと、を有するフィルタ回路とされている。このノイズフィルタ１０では、ノーマルモードフィルタ１０ａによって伝送路をハイインピーダンス化すると共に、コンデンサ１０ｂによってノイズを低減している。

特開２００７−１８９４５１号公報 特開２００７−６３７１号公報 特開２００７−１７４５４７号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術では、各分岐線すなわち各相に直列にノイズフィルタを接続するため、フィルタ個数が多くなってしまう不都合がある。また、分岐線に接続されるコンセントの許容電流容量に対応して、ノイズフィルタ毎に大型のトロイダルコアを採用しなければならない。このため、分電盤が大型化してしまうと共に部品コストが増大してしまい、接続するコンセント数が制限されるという不都合があった。特に、建設現場等に用いる可搬型の分電盤には、適していない。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、電力線通信の際に工作機械や照明機器等によるノイズ及びインピーダンス低下の抑制を図ると共に小型化及び低コスト化が可能な分電盤に用いるフィルタ、分電盤及び分電盤電力線通信システムを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の分電盤用フィルタは、接地された中性線と互いに位相が逆で前記中性線に対して電圧がかかった第１電圧線及び第２電圧線とからなる単相３線式の電力線に接続されると共に、前記中性線と前記第１電圧線とに一端が接続され他端にコンセントが接続された一対の第１の分岐線と、前記中性線と前記第２電圧線とに一端が接続され他端にコンセントが接続された一対の第２の分岐線と、前記中性線と前記第１電圧線及び前記第２電圧線の一方とに一端が接続され他端に電力線通信機器が接続される一対の通信用分岐線と、前記第１電圧線と前記第２電圧線とを接続する結合用コンデンサと、を備えている分電盤に用いるフィルタであって、前記第１電圧線に接続された前記第１の分岐線と前記第２電圧線に接続された前記第２の分岐線とでそれぞれ形成された一対のコイルを磁気的に結合して構成されたコモンモードチョークフィルタと、前記コンセントと前記フィルタとの間に設けられ一対の前記第１の分岐線を互いに接続する第１コンセント側コンデンサ及び一対の前記第２の分岐線を互いに接続する第２コンセント側コンデンサと、を備えていることを特徴とする。

また、本発明の分電盤は、接地された中性線と互いに位相が逆で前記中性線に対して電圧がかかった第１電圧線及び第２電圧線とからなる単相３線式の電力線に接続される分電盤であって、前記中性線と前記第１電圧線とに一端が接続され他端にコンセントが接続された一対の第１の分岐線と、前記中性線と前記第２電圧線とに一端が接続され他端にコンセントが接続された一対の第２の分岐線と、前記中性線と前記第１電圧線及び前記第２電圧線の一方とに一端が接続され他端に電力線通信機器が接続される一対の通信用分岐線と、前記第１電圧線と前記第２電圧線とを接続する結合用コンデンサと、前記第１電圧線に接続された前記第１の分岐線と前記第２電圧線に接続された前記第２の分岐線とでそれぞれ形成された一対のコイルを磁気的に結合して構成されたコモンモードチョークフィルタと、前記コンセントと前記コモンモードチョークフィルタとの間に設けられ一対の前記第１の分岐線を互いに接続する第１コンセント側コンデンサ及び一対の前記第２の分岐線を互いに接続する第２コンセント側コンデンサと、を備えていることを特徴とする。

すなわち、これらの分電盤用フィルタ及び分電盤では、互いに異相の第１電圧線と第２電圧線とを接続する結合用コンデンサで異相間を高周波で結合させると共に、第１電圧線に接続された第１の分岐線と第２電圧線に接続された第２の分岐線とでそれぞれ形成された一対のコイルを磁気的に結合して構成されたコモンモードチョークフィルタで第１の分岐線と第２の分岐線とに流れるコモンモード電流を抑制するので、高周波で結合された異相間で電力線通信がコモンモードとなり、ハイインピーダンス化することができる。

したがって、高周波で結合された異相間にコモンモードチョークフィルタが挿入されてハイインピーダンス化されるので、フィルタに必要な許容電流容量の増大を抑制でき、使用するトロイダルコアの小型化を図ることができる。また、２つのコンセントに対して１つのコモンモードチョークフィルタの設置で済むため、部品点数の削減を図ることができる。これにより、分電盤の小型化及び低コスト化を図ることができる。

さらに、この分電盤では、コンセントとコモンモードチョークフィルタとの間に設けられ一対の第１の分岐線を互いに接続する第１コンセント側コンデンサ及び一対の第２の分岐線を互いに接続する第２コンセント側コンデンサと、を備えているので、これらコンデンサによって工作機械等からのノイズを反射することができる。

本発明の分電盤電力線通信システムは、電力線に接続された複数の上記本発明の分電盤と、前記通信用分岐線に接続された電力線通信機器と、を備えていることを特徴とする。すなわち、この分電盤電力線通信システムでは、電力線に接続された各分電盤の通信用分岐線に電力線通信機器を接続することで、分電盤間で電力線通信機器による良好な電力線通信が可能になると共に、小型かつ低コストな分電盤によって建設現場等で移動設置が容易な通信網を構築することが可能になる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る分電盤用フィルタ、分電盤及び分電盤電力線通信システムによれば、第１の分岐線と第２の分岐線とでコイルが構成されるコモンモードチョークフィルタと、コンセント側に設けられた第１及び第２コンセント側コンデンサと、を備えているので、ハイインピーダンス化及びノイズの低減を図ることができると共に、小型化及び部材コストの低減も図ることが可能になる。したがって、本発明では、良好な伝送路特性が得られると共に小型かつ低コストな可搬型の分電盤が得られ、建設現場等において通信網が構築可能であると共に移動設置が容易な仮設分電盤として特に好適である。

以下、本発明に係る分電盤用フィルタ、分電盤及び分電盤電力線通信システムの一実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。

本実施形態の分電盤１１は、図１に示すように、接地された中性線Ｌ０と互いに位相が逆で中性線Ｌ０に対して１００Ｖの電圧がかかった第１電圧線Ｌ１及び第２電圧線Ｌ２とからなる単相３線式の電力線Ｌに接続される分電盤であって、電力線通信機器７が接続されて他の分電盤１１との間で電力線Ｌを介して情報通信も可能にするものである。

この分電盤１１は、中性線Ｌ０と第１電圧線Ｌ１とに一端が接続され他端にブレーカ２を介してコンセント５が接続された一対の第１の分岐線１２と、中性線Ｌ０と第２電圧線Ｌ２とに一端が接続され他端にブレーカ２を介してコンセント５が接続された一対の第２の分岐線１３と、中性線Ｌ０と第１電圧線Ｌ１及び第２電圧線Ｌ２の一方とに一端が接続され他端に電力線通信機器７が接続される一対の通信用分岐線１４と、を備えている。

また、この分電盤１１は、第１電圧線Ｌ１と第２電圧線Ｌ２とを接続する結合用コンデンサ１５と、第１電圧線Ｌ１に接続された第１の分岐線１２と第２電圧線Ｌ２に接続された第２の分岐線Ｌ２とでそれぞれ形成された一対のコイルを磁気的に結合して構成されたコモンモードチョークフィルタ１６と、コンセント５とコモンモードチョークフィルタ１６との間に設けられ一対の第１の分岐線１２を互いに接続する第１コンセント側コンデンサ１７及び一対の第２の分岐線１３を互いに接続する第２コンセント側コンデンサ１８と、を備えている。

上記コモンモードチョークフィルタ１６は、一対の第１の分岐線１２の一方と一対の第２の分岐線１３の一方とがバイファイラ巻き又はキャンセル巻きで巻回されたトロイダルコア等の磁性体コア（図示略）から構成されている。
このように、コモンモードチョークフィルタ１６、第１コンセント側コンデンサ１７及び第２コンセント側コンデンサ１８によりノイズフィルタ部（分電盤用フィルタ）２０が構成される。

また、本実施形態の分電盤電力線通信システムは、図２に示すように、電力線Ｌに接続された複数の上記分電盤１１と、各分電盤１１の通信用分岐線１４に接続された電力線通信機器７と、で構成されている。なお、電力線通信機器７には、送受信する情報を電力線通信機器７に対して入出力するパーソナルコンピュータ等の情報機器８が接続される。
上記分電盤１１は、建設現場等において作業に従って適所に複数配置され、また作業の進行に応じて作業に適した場所に移動され、配置される。

なお、図１において、図示を簡略化するために、電力線Ｌに第１の分岐線１２及び第２の分岐線１３をそれぞれ一対接続しているが、実際は、複数対接続されている。

本実施形態の分電盤１１では、互いに異相の第１電圧線Ｌ１と第２電圧線Ｌ２とを接続する結合用コンデンサ１５で異相間を高周波で結合させると共に、第１電圧線Ｌ１に接続された第１の分岐線１２と第２電圧線Ｌ２に接続された第２の分岐線Ｌ２とでそれぞれ形成された一対のコイルを磁気的に結合して構成されたコモンモードチョークフィルタ１６で第１の分岐線１２と第２の分岐線１３とに流れるコモンモード電流を抑制するので、高周波で結合された異相間で電力線通信がコモンモードとなり、ハイインピーダンス化することができる。

したがって、高周波で結合された異相間にコモンモードチョークフィルタ１６が挿入されてハイインピーダンス化されるので、フィルタに必要な許容電流容量の増大を抑制でき、使用するトロイダルコアの小型化を図ることができる。また、２つのコンセント５に対して１つのコモンモードチョークフィルタ１６の設置で済むため、部品点数の削減を図ることができる。これにより、分電盤の小型化及び低コスト化を図ることができる。

さらに、この分電盤１１では、コンセント５とコモンモードチョークフィルタ１６との間に設けられた第１コンセント側コンデンサ１７及び第２コンセント側コンデンサ１８と、を備えているので、これらコンデンサによって工作機械等からのノイズを反射することができる。

また、本実施形態の分電盤電力線通信システムは、電力線Ｌに接続された各分電盤１１の通信用分岐線１４に電力線通信機器７を接続することで、分電盤１１間で電力線通信機器７による良好な電力線通信が可能になると共に、小型かつ低コストな分電盤１１によって建設現場等で移動設置が容易な通信網を構築することが可能になる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、分電盤１１に電力線通信機器７を介してパーソナルコンピュータ等の情報機器８を接続し、情報等を電力線通信したが、他の機器を接続しても構わない。例えば、ＩＰ電話装置を各分電盤１１の電力線通信機器７に接続して分電盤１１間で電力線通信によって通話可能にしても構わない。

本発明に係る分電盤用フィルタ、分電盤及び分電盤電力線通信システムの一実施形態において、分電盤を示す構成図である。 本実施形態において、分電盤電力線通信システムの全体を示す構成図である。 本発明に係る分電盤の従来例において、分電盤を示す構成図である。 本発明に係る分電盤の従来例において、ノイズフィルタを内蔵した分電盤を示す構成図である。 本発明に係る分電盤の従来例において、ノイズフィルタを示す等価回路図である。

符号の説明

１，６，１１…分電盤、２…ブレーカ、５…コンセント、７…電力線通信機器、１２…第１の分岐線、１３…第２の分岐線、１４…通信用分岐線、１５…結合用コンデンサ、１６…コモンモードチョークフィルタ、１７…第１コンセント側コンデンサ、１８…第２コンセント側コンデンサ、２０…ノイズフィルタ部（分電盤用フィルタ）Ｌ…電力線、Ｌ０…中性線、Ｌ１…第１電圧線、Ｌ２…第２電圧線

Claims (3)

1. 接地された中性線と互いに位相が逆で前記中性線に対して電圧がかかった第１電圧線及び第２電圧線とからなる単相３線式の電力線に接続されると共に、前記中性線と前記第１電圧線とに一端が接続され他端にコンセントが接続された一対の第１の分岐線と、前記中性線と前記第２電圧線とに一端が接続され他端にコンセントが接続された一対の第２の分岐線と、前記中性線と前記第１電圧線及び前記第２電圧線の一方とに一端が接続され他端に電力線通信機器が接続される一対の通信用分岐線と、前記第１電圧線と前記第２電圧線とを接続する結合用コンデンサと、を備えている分電盤に用いるフィルタであって、
   前記第１電圧線に接続された前記第１の分岐線と前記第２電圧線に接続された前記第２の分岐線とでそれぞれ形成された一対のコイルを磁気的に結合して構成されたコモンモードチョークフィルタと、
   前記コンセントと前記フィルタとの間に設けられ一対の前記第１の分岐線を互いに接続する第１コンセント側コンデンサ及び一対の前記第２の分岐線を互いに接続する第２コンセント側コンデンサと、を備えていることを特徴とする分電盤用フィルタ。
2. 接地された中性線と互いに位相が逆で前記中性線に対して電圧がかかった第１電圧線及び第２電圧線とからなる単相３線式の電力線に接続される分電盤であって、
   前記中性線と前記第１電圧線とに一端が接続され他端にコンセントが接続された一対の第１の分岐線と、
   前記中性線と前記第２電圧線とに一端が接続され他端にコンセントが接続された一対の第２の分岐線と、
   前記中性線と前記第１電圧線及び前記第２電圧線の一方とに一端が接続され他端に電力線通信機器が接続される一対の通信用分岐線と、
   前記第１電圧線と前記第２電圧線とを接続する結合用コンデンサと、
   前記第１電圧線に接続された前記第１の分岐線と前記第２電圧線に接続された前記第２の分岐線とでそれぞれ形成された一対のコイルを磁気的に結合して構成されたコモンモードチョークフィルタと、
   前記コンセントと前記コモンモードチョークフィルタとの間に設けられ一対の前記第１の分岐線を互いに接続する第１コンセント側コンデンサ及び一対の前記第２の分岐線を互いに接続する第２コンセント側コンデンサと、を備えていることを特徴とする分電盤。
3. 電力線に接続された複数の請求項２に記載の分電盤と、
   前記通信用分岐線に接続された電力線通信機器と、を備えていることを特徴とする分電盤電力線通信システム。

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