專利名稱：用于電力線通信的電感耦合器的布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力線通信(PLC)，更具體地涉及圍繞具有中性導(dǎo)體的屏蔽層或者鞘層的纜線的電感耦合器的布置。本發(fā)明在纜線為地下電力線的情況下尤其有利。
背景技術(shù)：
在電力線通信系統(tǒng)中，可以通過電感耦合器將數(shù)據(jù)信號耦合到電力線上和從電力線上解耦，如在美國專利6,452,482中所述。電感耦合器可以圍繞非絕緣相導(dǎo)體或絕緣相導(dǎo)體布置。然而，在地下配電系統(tǒng)中，經(jīng)常沒有到鄰近纜線端接部的相導(dǎo)體或中心導(dǎo)體的一部分的物理通路或者圍繞該部分的空間。即使存在這種通路，工作規(guī)章也可能要求在安裝耦合器之前使纜線斷電。該過程不方便且在纜線部分的兩端都需要人員，并且有時會影響對電力用戶的服務(wù)。
許多地下纜線都設(shè)有可靠的同軸屏蔽層，并在各端接地，該同軸屏蔽層的主要用途是提供屏蔽。其它地下纜線設(shè)有圍繞絕緣纜芯呈螺旋形纏繞的多根導(dǎo)線，其中該多根導(dǎo)線用作中性導(dǎo)體。這種屏蔽層或中性導(dǎo)體鞘層剛好在未到達中心導(dǎo)體的端部終止。無鞘層的中心導(dǎo)體的長度可能非常短，經(jīng)常過短以至于不能安裝電感耦合器。
相反，位于稍遠離纜線端接部的帶屏蔽或鞘層的纜線部分通?？稍诶|線通電的時候安裝耦合器。然而，纜線的屏蔽層或鞘層使感應(yīng)耦合的效率降低。這是因為在屏蔽層或鞘層中感應(yīng)的信號電流的幅度與中心導(dǎo)體中的相當(dāng)，而相位相反。由于電感耦合器的輸出與經(jīng)過耦合器孔部的電流的相量和成比例，所以所述中心導(dǎo)體和屏蔽層或鞘層導(dǎo)體中的信號電流將趨于抵消，從而極大地減小了耦合信號的幅值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施例為圍繞帶鞘層或屏蔽層的同軸電力纜線的電感耦合器的布置。該布置包括穿過耦合器的孔部走線的一作為第三導(dǎo)體端接屏蔽層或鞘層的導(dǎo)線。


圖1為圍繞同軸電力纜線的電感耦合器的布置的示意圖。
圖2為用于圖1的布置的電路的原理圖。
圖3為圍繞同軸電力纜線的電感耦合器的另選布置的示意圖。
具體實施例方式
在具有承載信號電流的中心導(dǎo)體的同軸纜線中，同心屏蔽層(或鞘層)用作回路，傳輸與信號電流幅值相同但相位相反的電流。當(dāng)這種纜線穿過電感耦合器的芯部時，由這兩種電流產(chǎn)生的磁通趨于抵消，從而極大地減小了耦合器次級線圈中的電流與纜線中心導(dǎo)體中的電流的比率。因此，圍繞帶屏蔽層的同軸纜線設(shè)置電感耦合器提供的對在中心導(dǎo)體中傳輸?shù)男盘栯娏鞯鸟詈陷^差。
考慮將屏蔽層連接至其端接部的一作為“排擾”線(drain wire)的導(dǎo)線，其將用于噪聲信號或動力電流的電路電接地。將該排擾線再次穿過耦合器布置，以使屏蔽層中的電流兩次流過耦合器芯部，一次為在屏蔽層中沿著一個方向，而一次為通過排擾線沿著相反方向，從而基本抵消屏蔽電流的效果。
圖1為圍繞同軸電力纜線的電感耦合器的布置的示意圖。該圖顯示電感耦合器100具有帶有孔部110的磁芯105以及連接至通信裝置120的次級線圈115。同軸纜線125，其可以為電力纜線，具有中心導(dǎo)體130、芯線絕緣層135以及屏蔽層(或中性導(dǎo)體)140。導(dǎo)線(即，排擾線145)將屏蔽層140連接至地146。在圖1所示的實施例中，纜線125從左到右穿過孔部110，而排擾線145從右到左穿過電感耦合器100。
理想地，中心導(dǎo)體130中的信號電流I1的幅度等于屏蔽層140中的信號電流I2的幅度，而信號電流I2的幅度又等于排擾線145中的信號電流I3的幅度。由于同軸纜線125和排擾線145而引起的電感耦合器100中的凈磁通勢為I1減I2加I3，其等于I1。這具有電氣“剝離”屏蔽層140的效果，并且在中心導(dǎo)體中的信號電流(即，I1)與次級線圈115中的信號電流以及通信裝置120之間提供了耦合。
如果以千伏特電位對中心導(dǎo)體130進行通電，則在同軸纜線125的各端應(yīng)放置帶有壓力錐的高壓端接裝置。圖1并未示出這種端接部，因為該端接部并不影響電感耦合器100的操作或放置。
圖2是圖1的布置的原理圖。而且，通過同軸纜線125和排擾線145的電流I1、I2和I3的和等于中心導(dǎo)體130中的電流I1。
如果排擾線145多次穿過孔部110，并且電流I3沿著圖1所示方向流動，則包括多個I3的對應(yīng)電流總和將在次級線圈115中產(chǎn)生與I1成比例的信號電流。
圖3除了導(dǎo)線(即，排擾線300)中的I3沿著與I2相同的方向穿過孔部110之外，其余的與圖1相同。由于I1、I2和I3的幅度彼此相同，因此在圖3所示針對同軸纜線125和排擾線300的布置的電感耦合器100中的凈磁通勢為I1減I2減I3，其等于負(fù)I1。由于反相位不影響數(shù)據(jù)信號，所以該布置也“剝離”了屏蔽層140，從而在中心導(dǎo)體中的信號電流(即，I1)和次級線圈115中的信號電流以及通信裝置120之間提供了耦合。通過擴展，圍繞磁芯105多次纏繞排擾線300也將再生與I1或其倍數(shù)成比例的信號電流。
本發(fā)明還設(shè)想將信號耦合至非電力纜線的同軸纜線。另外，中心導(dǎo)體130可由多個由任何外屏蔽層包圍的導(dǎo)體替換。
應(yīng)該理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出各種另選例和修改例。然而，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有這些另選例、修改例和變型例。
權(quán)利要求
1.一種用于電力線通信系統(tǒng)的組件的布置，包括電感耦合器，其具有帶有孔部的芯部，同軸電力纜線走線穿過該孔部，其中，所述同軸電力纜線具有中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體；以及導(dǎo)線，走線穿過所述孔部，其中，所述導(dǎo)線將所述外導(dǎo)體連接至一端接部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其特征在于，所述外導(dǎo)體提供了用于使電流沿第一方向穿過所述孔部的路徑；并且其中，所述導(dǎo)線提供了用于使所述電流沿第二方向穿過所述孔部的路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的布置，其特征在于，所述第二方向與所述第一方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其特征在于，所述感應(yīng)耦合器通過所述中心導(dǎo)體耦合通信信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其特征在于，所述導(dǎo)線多次圍繞所述芯部纏繞，并且多次走線穿過所述孔部。
6.一種用于在電力線通信系統(tǒng)中使用的用于通過同軸纜線耦合信號的方法，包括以下步驟將同軸電力纜線穿過電感耦合器的芯部的孔部走線，其中所述同軸電力纜線具有中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體；以及將導(dǎo)線穿過所述孔部走線，其中所述導(dǎo)線將所述外導(dǎo)體連接至一端接部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述外導(dǎo)體提供了用于電流沿第一方向穿過所述孔部的路徑；并且其中，所述導(dǎo)線提供了用于所述電流沿第二方向穿過所述孔部的路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二方向與所述第一方向相反。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述電感耦合器通過所述中心導(dǎo)體耦合通信信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)線多次圍繞所述芯部纏繞，并且多次走線穿過所述孔部。
11.一種用在電力線通信系統(tǒng)中的圍繞同軸電力纜線的電感信號耦合器的布置，包括電感耦合器，其具有帶有孔部的芯部，同軸電力纜線沿著第一方向穿過該孔部；以及導(dǎo)體，其端接所述同軸電力纜線的外導(dǎo)體，并沿著第二方向穿過所述孔部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的布置，其特征在于，所述導(dǎo)體沿著所述第二方向多次穿過所述孔部。
13.一種用于在電力線通信系統(tǒng)中使用的用于通過同軸電力纜線耦合信號的方法，包括以下步驟將同軸電力纜線沿第一方向穿過電感耦合器的芯部的孔部；以及將導(dǎo)線沿第二方向穿過所述孔部，其中所述導(dǎo)線端接所述同軸電力纜線的外導(dǎo)體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)線沿所述第二方向多次穿過所述孔部。
15.一種用在電力線通信系統(tǒng)中的圍繞同軸電力纜線的電感信號耦合器的布置，包括電感耦合器，其具有帶有孔部的芯部，同軸電力纜線沿著一方向穿過該孔部；以及導(dǎo)體，其端接所述同軸電力纜線的外導(dǎo)體，并沿著所述方向穿過所述孔部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的布置，其特征在于，所述導(dǎo)體沿所述方向多次穿過所述孔部。
17.一種用于在電力線通信系統(tǒng)中使用的用于通過同軸電力纜線來耦合信號的方法，包括以下步驟將同軸電力纜線沿一方向穿過電感耦合器的芯部的孔部；以及將導(dǎo)線沿所述方向穿過所述孔部，其中所述導(dǎo)線端接所述同軸電力纜線的外導(dǎo)體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)線沿所述方向多次穿過所述孔部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用在電力線通信系統(tǒng)中的組件的布置。該布置包括(a)電感耦合器，其具有帶有孔部的芯部，同軸電力電纜通過該孔部走線，其中所述同軸電力電纜具有中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體；以及(b)導(dǎo)線，通過所述孔部走線，其中，所述導(dǎo)線將所述外導(dǎo)體連接至一端接部。
文檔編號H01F38/14GK1714562SQ200380104009
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月26日
發(fā)明者耶胡達·切恩 申請人:安比恩特公司