転置（伝送線路）

転置とは、クロストークを減らして伝送を改善するために、伝送線路の導体の位置を定期的に入れ替えることです。電気通信では、これは平衡ペアに適用されますが、電力伝送線路では3 つの導体が定期的に転置されます。

ケーブルの場合、交換は段階的かつ連続的に行われます。つまり、2 本または 3 本の導体が互いにねじれています。通信ケーブルの場合、これはツイストペアと呼ばれます。架空送電線またはオープンペア通信線の場合、導体はそれぞれ転置塔または電柱などの鉄塔で交換されます。

転置により、電気導体の相互影響が低減されます。また、転置により、接地に対するインピーダンスが均等化されるため、三相電力システムにおける片側負荷が回避されます。転置は、誘導的にリンクされた通常モード干渉を低減するための効果的な手段です。

架空送電線では、送電損失を減らすために導体が転置される。ケーブルとは異なり、連続転置は非現実的であるため、専用の転置塔で行われる。転置構造は、特殊なクロスアームを備えた標準構造の場合もあれば、行き止まり構造の場合もある。導体間および導体と地面の間に静電容量があるため、転置は必要である。これは通常、位相間で対称ではない。転置により、線路全体の静電容量はほぼ均衡する。転置は通信回路への影響も減らす。^[1]

転置方式とは、転置構造で架空送電線の導体を転置するパターンです。三相線のバランスの取れた静電容量を確保するには、3 本の導体のそれぞれを架空線の各位置に 1 回ずつ吊り下げる必要があります。分岐のない長い送電線の場合、電線は一定の間隔で固定の転置方式に従って転置されます。分岐が密接なグリッドや、同じ鉄塔上で複数の電気回路がルートを共有している場合 (特に、線路が異なる電圧で動作している場合)、他の電気回路によって引き起こされる線路の外部不平衡が支配的になります。このような場合、転置方式からの大きな逸脱が見られます。たとえば、このような転置の一部では、鉄塔上の 3 本の導体のうち 2 本だけが位置を変更します。また、変電所近くの鉄塔での転置は、導体が交差することなく給電システムを最適に配置するために使用されます。

新しい線路を設置したり、古い線路を撤去した後、電気回路の相互影響が変化する可能性があるため、電力本管の新設後には、特定の転置が消えたり、追加されたりすることがあります。ツイスト線の場合、電気回路の個々の導体は、その経路全体（ケーブル）または特定のポイント（架空線）で場所を交換します。電気導体の相互影響は、転置によって軽減されます。3相システムで片側負荷につながる可能性がある線路の不平衡も軽減されます。架空線の転置は、通常、いわゆる転置鉄塔で実現されます。転置は、誘導的にリンクされた通常モード干渉を軽減するための効果的な手段です。

現代の電力線は、非対称な間隔のため位相のインダクタンスの差が無視できるほど小さいため、通常は移動中に転置されることはありません。ただし、転置が行われる中間スイッチングステーションは、必要に応じて実装されます。これを無視することはできません。^[2]

通信ケーブルでは、転置は同一ケーブル内の回路間の結合を減らすために使用されます。主な尺度はピッチまたは撚り長さ^[3]で、これは回路のペアが撚り合わされている距離です。撚り合わせると、ワイヤはケーブルより長くなります。撚り係数は、単線の長さとケーブルの長さの関係を示し、通信ケーブルでは約 1.02 ～ 1.04 になります。

長距離（トランクまたは市外）電話回線に使用されるオープンワイヤラインでは、クロストークを減らすためにトランスポジションが使用されていました。元々はペアごとに1つの電話通話を送信するために使用されていましたが、ファントム回路構成で3つの通話を伝送するために2つのペアが一般的に使用されていました。キャリアシステムの発明により、1ペアのオーバーワイヤで2つの12回線キャリアシステムを使用して24のアナログ市外回線を伝送できるようになりました。

ヨーロッパでは架空幹線は珍しく、転置を意味するドイツ語「Drehkreuzachse」は第二次世界大戦後期までブレッチリー・パーク暗号解読センターで謎のままだった。陸軍通信部のフェルギーベル将軍とハインツ・グデーリアンは、新たに占領した領土に複数の電話と電信またはテレタイプ回線を通すための地上回線システムを開発した。架空幹線は、オーストラリア、ニュージーランド、米国西部など、人口密度が低く規模が大きい国では一般的だった。^[4]

実際には、次のタイプの撚りが最も頻繁に使用されます。

• 対撚り: 2 本の単線を撚り合わせてツイストペア伝送線路を形成します。
• 3 撚り: 3 本の単線が 3 分割グループに撚り合わされています。
• 4 撚り: しっかりと撚られた 2 本のペア線を緩く撚り合わせたものです。
• スター クワッドツイスト: 4 本の単線がクワッド内で互いに同じ関係を維持し、ツイスト ペアのメンバーが互いに対角線上に向かいます。

撚り方が異なれば伝送特性も異なります。撚りの静電容量もその違いの 1 つです。たとえば、スター クワッドツイストでは、4 本の導体のうち 2 本がケーブルの全長にわたって平行に走ります。そのため、導体間の静電容量は、ケーブル内での導体の相互の位置が繰り返し変化する Dieselhorst Martin (DHM) 撚り^[5]よりも大幅に高くなります。DHM 撚りの作業静電容量は小さいため、ファントム回路を使用して追加の電気回路を形成できます。ファントム トランスデューサーはマスター トランスデューサーの中央でオンにされるため、2 つのローム サークル^{[明確化が必要]}上のファントム回路の電流が補正されます。

• 「パエカカリキ鉄道駅。ニュージーランドのウェリントン北部の左側の架空電話線に幹線 (上) とローカル回線 (下) が描かれている。1942 年頃」。NZETC。1942 年。