JP2003319505A - Device for detecting abnormality in a plurality of pantographs - Google Patents
Device for detecting abnormality in a plurality of pantographsInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、地上側のトロリ線
から車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検
出するための複数パンタグラフの異常検出装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs for detecting an abnormality when collecting electricity from a plurality of pantographs on a vehicle from a ground trolley wire.
【０００２】[0002]
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】地上側に
設置されたトロリ線から電車上に設置されたパンタグラ
フを用いて集電する装置は、パンタグラフの舟形集電板
やトロリ線の摩耗や腐食あるいは位置の狂いなどの原因
で集電状態が不安定であり、接触抵抗の増大あるいはパ
ンタグラフの外れや破損などの不具合で集電機能を失う
場合がある。この時、電車側では、基幹の電力を失うこ
とになるので、電車としての主要な機能を全て失うこと
になり重大な問題である。そのため、トロリ線やパンタ
グラフの異常を未然に検出する装置が必要とされてい
る。2. Description of the Related Art A device for collecting current from a trolley wire installed on the ground side using a pantograph installed on a train is designed to prevent abrasion of the boat-shaped current collector plate of the pantograph and trolley wire. The current collecting state may be unstable due to corrosion, misalignment, or the like, and the current collecting function may be lost due to problems such as increased contact resistance or detachment or damage of the pantograph. At this time, the electric power of the backbone is lost on the train side, and all major functions of the train are lost, which is a serious problem. Therefore, there is a need for a device that detects anomalies in the trolley wire and pantograph.
【０００３】特開昭５４−８８５１０号では、パンタグ
ラフの支持押し付け機構に押し付け力検出器を設置し、
これによりパンタグラフの異常を検出する技術が開示さ
れている。しかし、押し付け力の異常は、トロリ線やパ
ンタグラフ舟形集電板の表面状態との直接の相関がな
く、表面状態に起因する電気的接触異常を検出すること
は原理的に不可能である。「押し付け力小＝集電機能不
良」とはならない。また、外部に露出しているパンタグ
ラフ本体に検出器を設置する必要があるので、パンタグ
ラフ自体や設置したセンサの信頼性に問題がある。In Japanese Patent Laid-Open No. 54-88510, a pressing force detector is installed in a supporting pressing mechanism of a pantograph,
A technique for detecting an abnormality in the pantograph is disclosed. However, the abnormal pressing force has no direct correlation with the surface state of the trolley wire or the pantograph boat current collector, and it is theoretically impossible to detect the electrical contact abnormality due to the surface state. It does not mean "small pressing force = defective current collecting function". Further, since it is necessary to install the detector in the pantograph body exposed to the outside, there is a problem in reliability of the pantograph itself and the installed sensor.
【０００４】特開昭６３−１６２１２号では、パンタグ
ラフの変位（位置の変化）を検出して離線を検出する技
術が開示されている。これも上記と全く同じで、「表面
状態に起因する電気的接触異常」を検知できず、かつ、
検出器を追加したことでパンタグラフ装置の信頼性を損
なうという問題がある。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-16212 discloses a technique for detecting displacement (change in position) of a pantograph to detect a line break. This is also exactly the same as the above, "electrical contact abnormality due to surface condition" cannot be detected, and
There is a problem that the reliability of the pantograph device is impaired by adding the detector.
【０００５】特開昭５３−１２８３７４号では、パンタ
グラフ装置自体の対地電位を計測し、離線を検出する技
術が開示されている。しかし、パンタグラフ・対地は絶
縁されているので高インピーダンスであり、検出方法自
体が外来ノイズに弱く、誤検出（必要がないのに検出し
てしまう）・誤不検出（検出すべき時にしない）を発生
するという問題点がある。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 53-128374 discloses a technique for measuring the ground potential of the pantograph device itself and detecting a disconnection. However, since the pantograph and ground are insulated, they have high impedance, and the detection method itself is weak against external noise, resulting in erroneous detection (it will be detected when it is not necessary) and erroneous non-detection (not performed when it should be detected). There is a problem that it occurs.
【０００６】特開昭５９−８１２５１号では、２本のパ
ンタグラフが電気的に並列に設置されている場合に、こ
の２本のパンタグラフとトロリ線とで構成される閉ルー
プ回路に高周波を重畳し、トロリ線表面に傷がある場合
は表皮効果により閉ループ回路の高周波インピーダンス
が大きく変化するため、これを検出するという技術が開
示されている。しかし、この方法では、閉ループ回路は
ループアンテナとして機能するので、外来ノイズを拾う
ことで誤検知・誤不検知が発生しやすく、また、装置構
成が複雑であるという問題点がある。In JP-A-59-81251, when two pantographs are installed electrically in parallel, a high frequency wave is superposed on a closed loop circuit composed of the two pantographs and a trolley wire, When there is a scratch on the surface of the trolley wire, the high-frequency impedance of the closed loop circuit changes greatly due to the skin effect, and a technique of detecting this is disclosed. However, in this method, since the closed loop circuit functions as a loop antenna, there is a problem that erroneous detection / non-detection is likely to occur by picking up external noise, and the device configuration is complicated.
【０００７】その他、パンタグラフを車上のテレビカメ
ラで監視する、パンタグラフの離線り際に発生する火花
や電磁波を監視する、などの技術があるが、いずれも実
際の電気的接触異常との相関が小さいため、異常状態を
判定するための基準が明確に規定できず、誤検知・誤不
検知の懸念がある。In addition, there are techniques such as monitoring the pantograph with a television camera on the car, and monitoring sparks and electromagnetic waves generated when the pantograph departs from each other, but in both cases, there is a correlation with an actual electrical contact abnormality. Since it is small, the standard for judging an abnormal state cannot be clearly defined, and there is a concern of false positives and false negatives.
【０００８】最後に、以上の既存技術では、実際の電気
的異常（集電機能不全）が発生する前に未然に検知でき
るかどうかについては全く保証がない（電気的集電機能
が損なわれる前に検知できる保証がない）、という問題
点がある。Finally, in the above existing technology, there is no guarantee as to whether or not it can be detected before an actual electrical abnormality (current collection failure) occurs (before the electrical current collection function is impaired). There is no guarantee that it can be detected).
【０００９】本発明は、上記のような従来の問題点、
(a) 実際の電気的異常を直接検出していないため電気的
な異常を正確に判断できない、(b) ノイズに弱い、(c)
未然に検出できない、(d) パンタグラフ装置や検出装置
の信頼性が低い、(e) 装置構成が複雑になる、などを解
消することのできる複数パンタグラフの異常検出装置を
提供することを目的とする。The present invention has the above-mentioned conventional problems,
(a) The electrical abnormality cannot be accurately determined because the actual electrical abnormality is not directly detected, (b) weak to noise, (c)
An object of the present invention is to provide an anomaly detection device for multiple pantographs, which can solve problems such as undetectable in advance, (d) low reliability of pantograph device and detection device, and (e) complicated device configuration. .
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明では、多くの集電
装置において、信頼性を増すために、またトロリ線乗り
継ぎ部での瞬間的な停電を防止するために、２個ないし
それ以上のパンタグラフが設置されていること、に着目
する。正常時はこれらの複数パンタグラフに電流が同程
度かつ係数倍を除いて同一波形で流れているが、そのう
ち一部のパンタグラフに異常が発生した場合、アンバラ
ンスな電流が流れる、という事実に基づきパンタグラフ
の異常を検知する。このアンバランスには、同電位から
集電するパンタグラフ電流同士のアンバランスと、異な
る電位（「相」と呼ぶ。３相以上の多相電源で給電され
るトロリ）から集電する場合の相と相との間でのバラン
スがある。これらのアンバランス及びバランスを各種の
信号処理と異常検出に用いることで、未然に集電機能不
良を検出することができる（請求項１〜１３）。また、
パンタグラフの異常ではトロリ線上の絶対位置に依存せ
ずに異常が発生し、逆にトロリ線の異常であれば、トロ
リ線上の絶対位置に依存して異常が発生する（いつも同
じ場所で異常が発生する）、ということに着目する（請
求項１４）。SUMMARY OF THE INVENTION In many current collectors, the present invention provides two or more current collectors to increase reliability and to prevent momentary power outages at trolley wire connections. Pay attention to the fact that a pantograph is installed. Under normal conditions, the current flows through these multiple pantographs at the same level and with the same waveform except for the coefficient multiplication, but if some of the pantographs become abnormal, unbalanced currents flow, which is based on the fact that the pantographs To detect abnormalities. This imbalance includes unbalance between pantograph currents that are collected from the same potential and phases when collecting from different potentials (called "phases", trolleys fed by multi-phase power sources of three or more phases). There is a balance between the phases. By using these imbalances and balances for various signal processing and abnormality detection, it is possible to detect the current collecting function failure in advance (claims 1 to 13). Also,
Abnormalities in the pantograph occur without depending on the absolute position on the trolley wire, and conversely with abnormalities in the trolley wire, abnormalities occur depending on the absolute position on the trolley wire (always occur at the same place. Pay attention to that (claim 14).
【００１１】従来技術では電気的な機能の異常を直接測
定していないため、間接的な検出値、例えばパンタグラ
フの押し付け力では電気的な異常を正確に判断できない
という問題があった。そのため、電気的な異常を直接反
映する電流値をパンタグラフ毎にとることとした。ま
た、電流値自体は車上の電力消費状態によって刻一刻変
化するため異常検出に使用できない。一方、パンタグラ
フ間の電流バランスは、トータルの負荷状態に依らず各
パンタグラフの値によって決まるので、これが正常範囲
からずれることにより当該パンタグラフの電気的異常を
検出することができる。また、電流バランスが変化した
状態でも相ごとのトータルの電流は不変であり、集電機
能は損なわれていない。よって、前記の電流バランスの
変化を検知することで、集電機能不全が発生する以前
に、電気的な異常を未然に検出できる。In the prior art, since the abnormality of the electrical function is not directly measured, there is a problem that the electrical abnormality cannot be accurately determined by the indirect detection value, for example, the pressing force of the pantograph. Therefore, it was decided to take the current value that directly reflects the electrical abnormality for each pantograph. Further, the current value itself changes every moment depending on the power consumption state on the vehicle and cannot be used for abnormality detection. On the other hand, the current balance between the pantographs is determined by the value of each pantograph regardless of the total load state, so that the electrical abnormality of the pantograph can be detected by deviating from the normal range. Further, the total current for each phase remains unchanged even when the current balance is changed, and the current collecting function is not impaired. Therefore, by detecting the change in the current balance, an electrical abnormality can be detected before the malfunction of the current collection occurs.
【００１２】本発明の請求項１は、地上側のトロリ線か
ら車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検出
する異常検出装置であり、同電位のトロリ線から集電す
る複数のパンタグラフの電流信号（１，２，３，…，
ｍ）を２つのグループに分けて多数の組み合わせのＡ組
信号とＢ組信号（Ａk ，Ｂk ）を作成し、その多数のグ
ループ分けの一部または全部についてＡ組信号とＢ組信
号の波形の比較を行い、異常（集電機能不良）を検出す
るように構成されていることを特徴とする複数パンタグ
ラフの異常検出装置である。According to a first aspect of the present invention, there is provided an abnormality detecting device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle. Pantograph current signals (1, 2, 3, ...,
m) is divided into two groups to create a large number of combinations of A-group signals and B-group signals (A k , B k ), and the A-group signals and B-group signals of some or all of the large number of groupings are generated. An abnormality detection apparatus for a plurality of pantographs, which is configured to compare waveforms and detect an abnormality (defective current collecting function).
【００１３】請求項１：［多数の電流センサの読みから
２信号を作る方法］
この請求項１は、同電位のトロリ線に３個以上のパンタ
グラフが設置されている場合に、パンタグラフ電流同士
のアンバランスを検知できるようにしたものである。同
電位のトロリ線から集電するＭ組の電流信号（１，２，
３，…，ｍ）がある場合、Ｍ個を２つのグループに分け
（Ａ組とＢ組とする）、Ａ組の和とＢ組の和の差をとる
ことにより、Ａ組信号とＢ組信号との例えば逆位相分を
とることができる。このグループ分けは、［ mＣ1 ＋ m
Ｃ2 ＋ … ＋ mＣ(m-1)/2 ] 通りあり、これの一部ま
たは全部について異常判定する。これらの処理は、図５
に示すように行列で行うのが簡便である。図５は、信号
数すなわちパンタグラフが４個の場合であり、Ａ組信号
とＢ組信号の組み合わせは、等価のものを除くと７種類
ある。Claim 1: [Method of producing two signals from readings of a large number of current sensors] According to claim 1, when three or more pantographs are installed on a trolley wire having the same potential, the pantograph currents are separated from each other. The imbalance can be detected. M sets of current signals (1, 2,
3, ..., M), the M groups are divided into two groups (A group and B group) and the difference between the sum of the A group and the sum of the B group is calculated to obtain the A group signal and the B group. For example, the phase opposite to the signal can be taken. This grouping is [ m C 1 + m
C 2 + ... + m C (m-1) / 2 ], and some or all of them are determined to be abnormal. These processes are shown in FIG.
It is convenient to use a matrix as shown in. FIG. 5 shows the case where the number of signals, that is, the pantograph is 4, and there are seven kinds of combinations of the A-group signal and the B-group signal, except for equivalent ones.
【００１４】本発明の請求項２は、請求項１に記載の異
常検出装置において、一方の組が１つの信号で他方の組
が残りの全ての信号のグループ分けで異常が検出された
場合、前記の１つの信号の方を異常とすることを特徴と
する複数パンタグラフの異常検出装置である。According to a second aspect of the present invention, in the abnormality detecting device according to the first aspect, when an abnormality is detected by grouping one signal in one set and all the remaining signals in the other set, An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, wherein one of the signals is abnormal.
【００１５】請求項２：［異常の組み合わせから異常信
号を同定する方法１］
この請求項２は、例えば図５に示すように、（１，２，
３，４）の信号があり、例えばＡ組信号とＢ組信号の
（１，２３４）の組み合わせで異常が検出された場合、
１つの信号の方、即ち信号１を異常と判断する。Claim 2: [Method 1 for identifying an abnormal signal from a combination of abnormalities] In this claim 2, for example, as shown in FIG.
3 and 4), for example, if an abnormality is detected in the combination of (1,234) of the A group signal and the B group signal,
One signal, that is, signal 1 is determined to be abnormal.
【００１６】本発明の請求項３は、請求項１に記載の異
常検出装置において、異常が検出されたグループ分けに
おいて、信号数の少ない方の組を異常とすることを特徴
とする複数パンタグラフの異常検出装置である。According to a third aspect of the present invention, in the abnormality detecting device according to the first aspect, in grouping in which an abnormality is detected, a group having a smaller number of signals is set as an abnormality. It is an abnormality detection device.
【００１７】請求項３：［異常の組み合わせから異常信
号を同定する方法２］
この請求項３は、例えば図５に示すように、（１，２，
３，４）の信号があり、例えばＡ組信号とＢ組信号の
（１，２３４）の組み合わせで異常が検出された場合、
信号の少ない方、即ち信号１を異常と判断する。Claim 3: [Method 2 for identifying an abnormal signal from a combination of abnormalities] In this claim 3, for example, as shown in FIG.
3 and 4), for example, if an abnormality is detected in the combination of (1,234) of the A group signal and the B group signal,
It is determined that the one with a smaller number of signals, that is, the signal 1 is abnormal.
【００１８】本発明の請求項４は、請求項１に記載の異
常検出装置において、複数のグループ分けで異常が検出
された場合、それらのグループに共通して含まれる信号
を異常とすることを特徴とする複数パンタグラフの異常
検出装置である。According to a fourth aspect of the present invention, in the abnormality detecting device according to the first aspect, when an abnormality is detected in a plurality of groups, a signal commonly included in those groups is set as an abnormality. It is a characteristic feature of a multi-pantograph abnormality detection device.
【００１９】請求項４：［異常の組み合わせから異常信
号を同定する方法３］
この請求項４は、例えば図５に示すように、（１，２，
３，４）の信号があり、例えば（１，２３４）と（１
２，３４）の組み合わせで異常が検出された場合、共通
して含まれている信号１を異常と判断する。Claim 4: [Method 3 for identifying an abnormal signal from a combination of abnormalities] In this claim 4, for example, as shown in FIG.
3 and 4) signals, for example, (1,234) and (1
When an abnormality is detected in the combination of (2, 34), the signal 1 included in common is determined to be abnormal.
【００２０】以上の請求項１〜４において、電流信号は
各パンタグラフ毎に設置した電流センサで検出し、この
検出信号が取り込まれる電流バランス異常判定装置にお
いて前述の信号処理と異常判定を行う。異常判定には、
以下に示す請求項５〜１２に記載の異常判定法を用いる
ことができる。以上の請求項１〜４によれば、２つの組
み合わせ信号を作成して異常を判定するため、同電位か
ら集電するパンタグラフが多数（Ｍ≧３）ある場合で
も、異常の発生したパンタグラフを容易に確実に検出す
ることができる。In the above-mentioned claims 1 to 4, the current signal is detected by the current sensor provided for each pantograph, and the above-mentioned signal processing and abnormality determination are performed in the current balance abnormality determination device in which this detection signal is fetched. For abnormality judgment,
The abnormality determination method according to claims 5 to 12 described below can be used. According to the above claims 1 to 4, since two combination signals are created and an abnormality is determined, even if there are many pantographs (M ≧ 3) that collect current from the same potential, it is easy to generate a pantograph in which an abnormality has occurred. Can be reliably detected.
【００２１】本発明の請求項５は、地上側のトロリ線か
ら車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検出
する異常検出装置であり、同電位のトロリ線から集電す
る２電流または請求項１の２組の組み合わせ信号のアン
バランスがある値以上になった場合に異常（集電機能不
良）と判断するように構成されていることを特徴とする
複数パンタグラフの異常検出装置である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an abnormality detecting device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, and two currents are collected from the trolley wire having the same potential. Alternatively, in the abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, it is configured to determine an abnormality (defective current collecting function) when the imbalance between the two sets of combination signals exceeds a certain value. is there.
【００２２】請求項５：［２信号が選ばれた場合の処理
法１］
この請求項５は、例えば図１に示すように、直流集電電
車において、２個のパンタグラフにそれぞれ電流センサ
を設置し、この２電流を電流バランス異常判定装置に取
り込み、トータル電流と各パンタグラフの電流％を計算
し、電流のアンバランスがある値以上となった場合に異
常と判断する。図２、図３に示す３相交流の２組パンタ
グラフによる集電の場合、Ｒ１とＲ２、Ｓ１とＳ２、Ｔ
１とＴ２のアンバランスを計算し、アンバランスの著し
いパンタグラフを異常と判断する。トロリ線の乗り継ぎ
部などではオンディレイなどの手段で不感とする。な
お、前述のような２電流に限らず、請求項１の２つの組
み合わせ信号（Ａ組信号とＢ組信号）を用いても、同様
に異常の判断を行うことができる。Claim 5: [Processing Method 1 when Two Signals are Selected] According to claim 5, for example, as shown in FIG. 1, in a DC current collector, two pantographs are provided with current sensors respectively. Then, the two currents are taken into the current balance abnormality determination device, the total current and the current% of each pantograph are calculated, and when the current imbalance exceeds a certain value, it is determined to be abnormal. In the case of current collection by two sets of pantographs of three-phase AC shown in FIGS. 2 and 3, R1 and R2, S1 and S2, T
The imbalance between 1 and T2 is calculated, and a pantograph with a significant imbalance is judged to be abnormal. At the trolley wire transfer section, etc., it is made blind by means such as on-delay. The abnormality can be similarly determined by using not only the two currents as described above but also the two combination signals (A group signal and B group signal) of claim 1.
【００２３】本発明の請求項６は、地上側のトロリ線か
ら車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検出
する異常検出装置であり、同電位のトロリ線から集電す
る２電流または請求項１の２組の組み合わせ信号の波形
をローパスフィルタでフィルタリングして低周波成分振
幅が同一となるように調整し、調整された元信号同士の
差をとることによりノイズ成分を抽出し、このノイズ成
分のレベルが一定以上になったとき、異常と判断するよ
うに構成されていることを特徴とする複数パンタグラフ
の異常検出装置である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an abnormality detecting device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle. Alternatively, the waveforms of the two sets of combination signals of claim 1 are filtered by a low-pass filter so that the low-frequency component amplitudes are the same, and the noise components are extracted by taking the difference between the adjusted original signals, An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, characterized in that when the noise component level exceeds a certain level, it is determined to be abnormal.
【００２４】請求項６：［２信号が選ばれた場合の処理
法２］
図６に示すように、同電位から複数点で集電する場合、
瞬時値の測定できる電流センサで得られた電流波形を比
較すると、若干のアンバランスはあるものの、波形とし
てはほぼ同一であるが、接触に異常のある側に高周波の
ノイズが見られることがある。これを検出するため、図
７に示すように、２電流または２つの組み合わせ信号の
波形をローパスフィルタでフィルタリングして低周波成
分振幅が同一となるようにそれぞれに係数を掛けるなど
して調整し、調整された元信号同士の差をとることによ
りノイズ成分を抽出し、このレベルが一定以上となった
ときをもって異常とする。言うまでもなく高周波ノイズ
の乗っている方が異常である。また、「振幅を合わせ
る」実計算としては、図７のように、整流した波形をロ
ーパスフィルタで処理することで振幅同士の比較がで
き、低周波の振幅比を求めることができる。通常の交流
給電では、電流の波形も電源周波数を基本波とするた
め、ローパスフィルタの設計は容易である。Claim 6: [Processing method 2 when two signals are selected] As shown in FIG. 6, when collecting current from the same potential at a plurality of points,
Comparing the current waveforms obtained by the current sensor that can measure the instantaneous value, although there are some imbalances, the waveforms are almost the same, but high-frequency noise may be seen on the side with abnormal contact. . In order to detect this, as shown in FIG. 7, the waveforms of the two currents or the two combined signals are filtered by a low pass filter, and the low frequency component amplitudes are adjusted to be the same by multiplying them by a coefficient. The noise component is extracted by taking the difference between the adjusted original signals, and when this level exceeds a certain level, it is regarded as abnormal. Needless to say, high frequency noise is abnormal. Further, in the actual calculation of “adjusting the amplitude”, as shown in FIG. 7, the rectified waveforms are processed by a low-pass filter so that the amplitudes can be compared with each other, and a low-frequency amplitude ratio can be obtained. In normal AC power supply, the waveform of the current also uses the power supply frequency as the fundamental wave, so the design of the low-pass filter is easy.
【００２５】本発明の請求項７は、地上側のトロリ線か
ら車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検出
する異常検出装置であり、同電位のトロリ線から集電す
る２電流または請求項１の２組の組み合わせ信号の波形
のスペクトルをそれぞれ求め、その高周波成分同士を比
較して大きい方を異常と判断する（高周波成分の差が大
きいとき異常と判断する）ように構成されていることを
特徴とする複数パンタグラフの異常検出装置である。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an abnormality detecting device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, and two currents are collected from the trolley wire having the same potential. Alternatively, the spectrums of the waveforms of the two sets of combination signals according to claim 1 are obtained, the high frequency components are compared, and the larger one is determined to be abnormal (when the difference between the high frequency components is large, it is determined to be abnormal). An abnormality detection apparatus for a plurality of pantographs.
【００２６】請求項７：［２信号が選ばれた場合の処理
法３］
図８に示すように、２電流または２信号波形をスペクト
ル分解し、高周波部分の比較で異常を検出する。実際の
オンライン計算ではＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用
い、得られたスペクトル分布自体を若干スムージングし
て利用する。これは、複数の電流波形が同一であること
を用いており、通常よく行われているところである「時
系列波形をスペクトル分解し、高周波ノイズが出れば異
常」という検出法とは根本的に異なる。Claim 7: [Processing Method 3 when Two Signals are Selected] As shown in FIG. 8, two current or two signal waveforms are spectrally decomposed and abnormalities are detected by comparing high frequency parts. In actual online calculation, FFT (Fast Fourier Transform) is used, and the obtained spectral distribution itself is used after being slightly smoothed. This is based on the fact that a plurality of current waveforms are the same, which is fundamentally different from the commonly used detection method that is "abnormal if high-frequency noise is generated by spectral decomposition of time-series waveforms". .
【００２７】本発明の請求項８は、地上側のトロリ線か
ら車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検出
する異常検出装置であり、同電位のトロリ線から集電す
る２電流または請求項１の２組の組み合わせ信号の波形
のスペクトルをそれぞれ求め、その低周波成分で振幅が
合致するようにスペクトルを重ね合わせ、その高周波成
分同士を比較して大きい方を異常と判断する（高周波成
分の差が大きいとき異常と判断する）ように構成されて
いることを特徴とする複数パンタグラフの異常検出装置
である。According to claim 8 of the present invention, there is provided an anomaly detecting device for detecting an anomaly when current is collected from a ground trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, and two currents are collected from the trolley wire having the same potential. Alternatively, the spectra of the waveforms of the two sets of combination signals according to claim 1 are respectively obtained, the spectra are superposed so that the amplitudes of the low frequency components match, and the high frequency components are compared with each other, and the larger one is determined to be abnormal ( The multi-pantograph abnormality detection device is configured so that it is determined to be abnormal when the difference between the high frequency components is large.
【００２８】請求項８［２信号が選ばれた場合の処理法
４］
図９に示すように、２電流または２信号波形をスペクト
ル分解し、低周波成分で振幅が合致するようにスペクト
ルを重ね合わせ、高周波部分の比較で異常を検出する。
この場合も、実際のオンライン計算ではＦＦＴを用い、
得られたスペクトル分布自体を若干スムージングして利
用する。これは、複数の電流波形が低周波的には同一で
あることを用いており、通常の「時系列波形をスペクト
ル分解し、高周波ノイズが出れば異常」とは根本的に異
なる。Claim 8 [Processing method 4 when two signals are selected] As shown in FIG. 9, two current or two signal waveforms are spectrally decomposed, and the spectra are overlapped so that the amplitudes match at low frequency components. In addition, the abnormality is detected by comparing the high frequency parts.
Also in this case, FFT is used in the actual online calculation,
The obtained spectrum distribution itself is used after being slightly smoothed. This is based on the fact that a plurality of current waveforms are the same in terms of low frequencies, and is fundamentally different from the normal "abnormality when time series waveforms are spectrally decomposed and high frequency noise appears."
【００２９】本発明の請求項９は、地上側のトロリ線か
ら車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検出
する異常検出装置であり、同電位のトロリ線から集電す
る２電流または請求項１の２組の組み合わせ信号の差か
ら逆位相成分を求め、この逆位相成分が閾値以上で異常
と判断するように構成されていることを特徴とする複数
パンタグラフの異常検出装置である。A ninth aspect of the present invention is an abnormality detecting device for detecting an abnormality in collecting current from a trolley wire on the ground side by a plurality of pantographs on a vehicle, and a two-current collecting current from the trolley wire having the same potential. Alternatively, the anomaly detection device for a plurality of pantographs is characterized in that an antiphase component is obtained from a difference between two sets of combination signals according to claim 1, and the antiphase component is determined to be abnormal when the antiphase component is equal to or more than a threshold value. .
【００３０】請求項９：［２信号が選ばれた場合の処理
法５］
図１０に示すように、同電位から集電する複数パンタグ
ラフ系において、負荷のインダクンスが大きい場合に
は、一部のパンタグラフの集電不良が全てのパンタグラ
フ電流に影響を及ぼすことがある。この場合、負荷電流
は一種の定電流特性を示すため、一部のパンタグラフで
の電流減少→他のパンタグラフの電流増加、即ち、一部
のパンタグラフ電流と、他のパンタグラフ電流とは、
「逆位相」となるのが特徴である。この「逆位相」性を
効果的に利用することができる。即ち、図１１に示すよ
うに、２電流または２信号波形を単に引き算して逆位相
成分（ノイズ）を求め、この逆位相成分が閾値以上で異
常と判断する。図１１では、検出された「ノイズ」はオ
ンラインで処理するため、整流・ローパスフィルタで処
理し、「閾値以上」＋オンディレイタイマにより異常検
出している。Claim 9: [Processing Method 5 When Two Signals are Selected] As shown in FIG. 10, in a multi-pantograph system in which current is collected from the same potential, when the inductance of the load is large, a part of Poor pantograph current collection can affect all pantograph currents. In this case, since the load current shows a kind of constant current characteristic, the current decrease in some pantographs → the current increase in other pantographs, that is, some pantograph currents and other pantograph currents,
The feature is that it is in "opposite phase". This “anti-phase” property can be effectively utilized. That is, as shown in FIG. 11, an antiphase component (noise) is obtained by simply subtracting two current or two signal waveforms, and it is determined that the antiphase component is equal to or more than a threshold value and is abnormal. In FIG. 11, the detected “noise” is processed online, so it is processed by the rectification / low-pass filter and detected as “above threshold” + on-delay timer for abnormality.
【００３１】本発明の請求項１０は、地上側のトロリ線
から車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検
出する異常検出装置であり、同電位のトロリ線から集電
する２電流または請求項１の２組の組み合わせ信号をハ
イパスフィルタを通して得られた高周波成分の差から逆
位相成分を求め、この逆位相成分が閾値以上で異常と判
断するように構成されていることを特徴とする複数パン
タグラフの異常検出装置である。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an abnormality detecting device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, and two currents are collected from the trolley wire having the same potential. Alternatively, the antiphase component is obtained from the difference between the high frequency components obtained by passing the two sets of combined signals according to claim 1 through a high-pass filter, and the antiphase component is determined to be abnormal when the antiphase component is equal to or more than a threshold value. A multi-pantograph abnormality detecting device.
【００３２】請求項１０：［２信号が選ばれた場合の処
理法６］
図１２に示すように、２電流または２信号波形をハイパ
スフィルタを通して引き算し、逆位相成分（高周波ノイ
ズ）を求め、この逆位相成分が閾値以上で異常と判断す
る。この場合も、図１２では、検出された「高周波ノイ
ズ」はオンラインで処理するため、整流・ローパスフィ
ルタで処理し、「閾値以上」＋オンディレイタイマによ
り異常検出している。Claim 10: [Processing Method 6 when Two Signals are Selected] As shown in FIG. 12, two current or two signal waveforms are subtracted through a high pass filter to obtain an antiphase component (high frequency noise), When the antiphase component is equal to or larger than the threshold value, it is determined to be abnormal. Also in this case, in FIG. 12, the detected “high-frequency noise” is processed online, so it is processed by the rectification / low-pass filter, and the abnormality is detected by “above threshold” + on-delay timer.
【００３３】本発明の請求項１１は、地上側のトロリ線
から車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検
出する異常検出装置であり、同電位のトロリ線から集電
する２電流または請求項１の２組の組み合わせ信号をハ
イパスフィルタを通した後、それぞれの変化率を求め、
これらが同程度で逆向きなら異常と判断するように構成
されていることを特徴とする複数パンタグラフの異常検
出装置である。The eleventh aspect of the present invention is an abnormality detecting device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, and two currents are collected from the trolley wire having the same potential. Alternatively, after the two sets of combination signals of claim 1 are passed through a high-pass filter, respective change rates are obtained,
An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, wherein the abnormality detecting apparatus is configured to judge that the abnormality is the same if these are in the opposite directions.
【００３４】請求項１１：［２信号が選ばれた場合の処
理法７］
例えば、図１３に示すように、２電流または２信号波形
をハイパスフィルタを通した後、微分した信号を互いに
掛け合わせ、これが負であることをもって「逆向き」を
検出し、また、これらの絶対値の差をとることで「同程
度の大きさ」を検出する。Claim 11: [Processing Method 7 when Two Signals are Selected] For example, as shown in FIG. 13, two current or two signal waveforms are passed through a high pass filter and then the differentiated signals are multiplied by each other. The fact that this is negative detects "reverse direction", and the difference between these absolute values is taken to detect "similar magnitude".
【００３５】本発明の請求項１２は、地上側のトロリ線
から車上の複数のパンタグラフで集電する際の異常を検
出する異常検出装置であり、同電位のトロリ線から集電
する２電流または請求項１の２組の組み合わせ信号をハ
イパスフィルタを通して一方を反転し、他方との相関を
求めて相関が強くなれば異常と判断するように構成され
ていることを特徴とする複数パンタグラフの異常検出装
置である。A twelfth aspect of the present invention is an abnormality detection device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, and a two-current collecting current from the trolley wire having the same potential. Alternatively, the two sets of combination signals according to claim 1 are inverted through a high-pass filter, one of them is obtained, and a correlation with the other is obtained, and if the correlation becomes strong, it is judged to be abnormal. It is a detection device.
【００３６】請求項１２：［２信号が選ばれた場合の処
理法８］
例えば、図１４に示すように、２電流または２信号波形
をハイパスフィルタを通して一方の高周波成分を反転
し、他方の高周波成分との相関を求めて相関が強くなれ
ば（あるいは負の相関が強くなれば）異常とする。相関
の取り方には、相関係数、二乗誤差、絶対値誤差などが
ある。また、ハイパス処理した時系列信号を同一サンプ
ル長だけ抽出し相関を取れば足りる。Claim 12: [Processing Method 8 when Two Signals are Selected] For example, as shown in FIG. 14, a high-pass filter is used to invert one high-frequency component of a two-current or two-signal waveform, and the other high-frequency component is inverted. If the correlation with the component is obtained and the correlation becomes stronger (or if the negative correlation becomes stronger), it is regarded as abnormal. There are a correlation coefficient, a squared error, an absolute value error, etc. as a method of obtaining the correlation. Further, it suffices to extract the high-pass processed time-series signals by the same sample length and take the correlation.
【００３７】本発明の請求項１３は、請求項１から請求
項１２までのいずれか１つに記載された異常検出装置に
おいて、複数のＮ相給電システムからＭ組のパンタグラ
フで集電する場合、（Ｎ×Ｍ−（Ｎ−１））個の電流セ
ンサを用いることを特徴とする複数パンタグラフの異常
検出装置である。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the abnormality detecting device according to any one of the first to twelfth aspects, when collecting electricity from a plurality of N-phase power feeding systems by M sets of pantographs, An abnormality detection apparatus for a multi-pantograph, which uses (N × M- (N-1)) current sensors.
【００３８】請求項１３：［多層給電の場合のセンサ数
削減］
以上のような異常検出システムでは、各々のパンタグラ
フに電流センサが必要となり、特に多相給電の場合にコ
スト・信頼性の点で問題を抱えている。この欠点を克服
するために、多相給電の場合、相ごとのトータル電流は
ほぼ等しい、という性質を利用する。即ち、例えば３相
給電で各々の相に２個のパンタグラフがある場合、全部
で６個の電流センサを必要とすることになるが、図４に
示すように、２個のパンタグラフのアンバランスを検出
するため各相に一つずつのセンサと、相によらない相ト
ータルの電流値を求めるためのセンサ一つ、合計４個の
センサで検出することができる。一般に、Ｎ相給電シス
テムからＭ組のパンタグラで集電する場合、（Ｎ×Ｍ−
（Ｎ−１））個の電流センサでアンバランス検出システ
ムを構築できる。Claim 13: [Reduction of the number of sensors in the case of multi-layer power feeding] In the abnormality detection system as described above, each pantograph requires a current sensor, and particularly in the case of multi-phase power feeding, in terms of cost and reliability. I have a problem. In order to overcome this drawback, in the case of multi-phase power feeding, the property that the total current for each phase is almost equal is utilized. That is, for example, when there are two pantographs in each phase in three-phase power feeding, a total of six current sensors are required, but as shown in FIG. For detection, one sensor for each phase and one sensor for obtaining the total current value of the phase independent of the phase can be detected by a total of four sensors. Generally, when collecting M sets of Pantagla from an N-phase power supply system, (N × M−
An unbalance detection system can be constructed with (N-1)) current sensors.
【００３９】本発明の請求項１４は、請求項１から請求
項１３までのいずれか１つに記載された異常検出装置に
おいて、同一の絶対位置で、複数のパンタグラフが同時
に異常を検出し、あるいは複数回異常を検出した場合、
トロリ線側の異常と判断することを特徴とする複数パン
タグラフの異常検出装置である。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the abnormality detecting device according to any one of the first to thirteenth aspects, a plurality of pantographs simultaneously detect an abnormality at the same absolute position, or If an abnormality is detected multiple times,
An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, which is characterized by determining an abnormality on the trolley wire side.
【００４０】即ち、複数のパンタグラフが同位置の位置
で異常となる場合、トロリ側の異常であると判断する。
また、未然に異常検出されたときのトロリ上の絶対位置
（番地）を記録し、同じ位置で複数回異常が繰り返され
るならトロリ側の異常であると判断し、位置に依らず異
常が発生しているならパンタグラフ側の異常と判断す
る。That is, if a plurality of pantographs are abnormal at the same position, it is determined that the trolley side is abnormal.
Also, record the absolute position (address) on the trolley when an abnormality is detected in advance, and if the abnormality is repeated multiple times at the same position, determine that it is an abnormality on the trolley side, and the abnormality will occur regardless of the position. If so, it is judged as an abnormality on the pantograph side.
【００４１】[0041]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する一実施形
態に基づいて詳細に説明する。この実施形態は、２組の
パンタグラフで集電を行う場合の例である。図１は、直
流集電電車に本発明に係る異常検出システムを適用した
例である。図２は、３相交流集電電車に本発明に係る異
常検出システムを適用した例である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below based on an embodiment shown in the drawings. This embodiment is an example of a case where current collection is performed by two sets of pantographs. FIG. 1 is an example in which the abnormality detection system according to the present invention is applied to a DC current collection train. FIG. 2 is an example in which the abnormality detection system according to the present invention is applied to a three-phase alternating current collector train.
【００４２】図１において、直流集電電車１０は、車輪
１１により線路１２上を走行可能とされ、軌道上部に張
られたトロリ線１から２組のパンタグラフ２で並列に集
電され、車上の各種負荷に給電される。本発明では、パ
ンタグラフ毎に電流センサ３を設置し、これの読みを電
流バランス異常判定装置４に取り込み、各種の信号処理
と異常判定を行う。In FIG. 1, a direct current collecting train 10 is allowed to travel on a track 12 by wheels 11, and electric power is collected in parallel by two sets of pantographs 2 from a trolley wire 1 stretched above the track, and on the car. Is supplied to various loads. In the present invention, the current sensor 3 is installed for each pantograph, the reading of the current sensor 3 is taken into the current balance abnormality determination device 4, and various signal processing and abnormality determination are performed.
【００４３】電流バランス異常判定装置４では、例え
ば、２組のパンタグラフ２のトータル電流（Ｉ1 ＋
Ｉ2 ）と各パンタグラフの電流Ｉ1 ，Ｉ2 の％を計算
し、電流のアンバランスがある値以上になった場合に当
該パンタグラフを異常と判断する。この際、乗り継ぎ部
における一瞬の電流アンバランスにより誤検出しないよ
う、電車１０の移動速度に応じた遅延手段を挿入して検
出する必要がある。In the current balance abnormality judging device 4, for example, the total current (I 1 +) of the two pantographs 2 is set.
I 2 ) and the% of the currents I 1 and I 2 of each pantograph are calculated, and when the current imbalance exceeds a certain value, it is judged that the pantograph is abnormal. At this time, it is necessary to insert and detect a delay unit according to the moving speed of the train 10 so as to prevent erroneous detection due to a momentary current imbalance at the connecting portion.
【００４４】図２の３相交流集電電車の場合も、各相の
２組のパンタグラフ２のそれぞれに電流センサ３を設置
し、電流バランス異常判定装置４において、各相間での
電流バランス、及び、Ｒ１とＲ２、Ｓ１とＳ２、Ｔ１と
Ｔ２のアンバランスを計算することにより、当該パンタ
グラフの異常を検出できる。Also in the case of the three-phase AC current collector of FIG. 2, a current sensor 3 is installed in each of the two sets of pantographs 2 of each phase, and in the current balance abnormality determination device 4, the current balance between the phases and , R1 and R2, S1 and S2, and T1 and T2 are unbalanced to detect the abnormality of the pantograph.
【００４５】図３は、３相交流の２組のパンタグラフに
よる集電システムにおける実効値測定電流センサによる
実施例を示す。この例では、Ｒ２がパンタグラフの異常
で欠相しており、Ｒ１とＲ２とのアンバランスが著し
い。他の相でもアンバランスはあるが、Ｒ相に比べて程
度は小さい。また、負荷の消費電力が変動しても、アン
バランスの著しさは変わらない。そのため、負荷電流に
よらず、アンバランスによりパンタグラフあるいはトロ
リ線の異常を確実に検出することができる。また、電流
バランスが変化した場合でも、相ごとのトータルの電流
はほぼ同じであり、集電機能は損なわれておらず、集電
機能不全が発生する以前に異常（集電機能不良）を検出
できる。FIG. 3 shows an embodiment of an effective value measuring current sensor in a current collecting system using two sets of three-phase alternating current pantographs. In this example, R2 is out of phase due to a pantograph abnormality, and the imbalance between R1 and R2 is remarkable. Although there is imbalance in the other phases, the degree is smaller than that in the R phase. Even if the power consumption of the load fluctuates, the significance of the imbalance does not change. Therefore, the abnormality of the pantograph or the trolley wire can be reliably detected by the imbalance regardless of the load current. Also, even if the current balance changes, the total current for each phase is almost the same, the current collection function is not impaired, and an abnormality (current collection failure) is detected before the current collection failure occurs. it can.
【００４６】以上のように、同電位・同相のトロリ線か
ら集電している複数のパンタグラフにそれぞれ電流セン
サを設置することで、直流集電でも多相交流集電でも区
別なく異常を検出することができる。また、電流センサ
は、瞬時値測定でも実効値測定でもよく、同タイプの検
出であれば、適用することができる。As described above, by installing a current sensor in each of a plurality of pantographs collecting current from trolley wires of the same potential and the same phase, it is possible to detect an abnormality without distinction between DC current collection and polyphase AC current collection. be able to. Further, the current sensor may be an instantaneous value measurement or an effective value measurement, and can be applied as long as it is the same type of detection.
【００４７】以上のような異常検出に加え、複数のパン
タグラフが同位置の位置で異常となる場合、トロリ側の
異常であると判断できる。また、未然に異常検出された
ときのトロリ上の絶対位置（番地）を記録し、同じ位置
で複数回異常が繰り返されるならトロリ側の異常、位置
に依らず異常が発生しているならパンタグラフ側の異
常、というように判断することができる。従来方法にお
いては未然に異常が確実に検出されるという保証がない
ため、番地の記録とそれによる判断は信頼性が低かっ
た。本発明の複数パンタグラフ電流のアンバランスを用
いることで、番地の記録とそれによるトロリ・パンタグ
ラフ異常の切り分け判断が現実的で意味あるものとなっ
た。In addition to the above-described abnormality detection, when a plurality of pantographs are abnormal at the same position, it can be determined that the trolley side is abnormal. Also, record the absolute position (address) on the trolley when an abnormality is detected in advance, and if the abnormality is repeated multiple times at the same position, the abnormality on the trolley side, and if the abnormality occurs regardless of the position, the pantograph side It can be judged as abnormal. In the conventional method, there is no guarantee that the abnormality will be detected in advance, so the recording of the address and the judgment based on it are unreliable. By using the imbalance of the plural pantograph currents of the present invention, the recording of the address and the judgment of the trolley / pantograph anomaly according to the recording of the address become realistic and meaningful.
【００４８】検出装置としての電流センサ・異常判定装
置は、パンタグラフ自体に設置する必要はなく、車内に
収納できるため、高い信頼性で実装できる。The current sensor / abnormality determination device as a detection device does not need to be installed on the pantograph itself and can be housed in the vehicle, so that it can be mounted with high reliability.
【００４９】図４は、多層給電でセンサ数を削減できる
例を示したものである。これは、３相２組の場合を示し
ており、ＩＲ１＋ＩＲ２＝ＩＳ１＋ＩＳ２＝ＩＴ１＋Ｉ
Ｔ２という相どうしのバランスの式から、（Ｎ−１）個
のセンサを削減することができる。FIG. 4 shows an example in which the number of sensors can be reduced by multilayer power feeding. This shows a case of two sets of three phases, IR1 + IR2 = IS1 + IS2 = IT1 + I.
It is possible to reduce the number of (N-1) sensors from the balance equation of T2.
【００５０】なお、以上は、直流・交流の２個のパンタ
グラフの異常検出について説明したが、これに限らず、
直流・交流の３個以上のパンタグラフの異常検出にも本
発明を適用できることはいうまでもない。この場合、請
求項１に記載したように多数の電流信号を２つのグルー
プに分けて２つの組み合わせ信号を作成し、異常を検出
し、請求項２〜４に記載したような異常信号同定方法で
集電機能不良のパンタグラフを特定すればよい。また、
各パンタグラフ別に設置する電流センサは、瞬時値、実
効値、交流、直流のいずれでもよい。In the above, the abnormality detection of two pantographs of DC and AC has been described, but the invention is not limited to this.
It goes without saying that the present invention can also be applied to the detection of abnormality in three or more pantographs of direct current and alternating current. In this case, as described in claim 1, a large number of current signals are divided into two groups to create two combined signals, an abnormality is detected, and the abnormal signal identification method as described in claims 2 to 4 is used. It suffices to identify the pantograph with the poor current collecting function. Also,
The current sensor installed for each pantograph may be an instantaneous value, an effective value, an alternating current, or a direct current.
【００５１】[0051]
【発明の効果】(1) 同電位から集電する複数のパンタグ
ラフの電流信号を検出し、このパンタグラフ電流同士の
アンバランス等から異常を検出するため、実際の電気的
異常を直接的に正確に判断できる。
(2) 電流バランスが変化した状態でもトータルの電流は
不変であり、パンタグラフ電流同士のアンバランス等か
ら異常を検出することで、集電機能不全が発生する以前
に、電気的な異常を未然に検出できる。
(3) パンタグラフ電流同士のアンバランス等から異常を
検出するため、ノイズの影響を受けない。
(4) 検出装置としての電流センサ・異常判定装置を車内
に収納できるため、パンタグラフ装置や検出装置の信頼
性が高い。
(5) 電流センサ・異常判定装置から検出装置を構成で
き、また、多相交流では電流センサの削減も可能とな
り、比較的簡易で安価な検出装置とすることができる。
(6) トロリ側の異常かパンタグラフ側の異常かを判断で
きる。
(7) ２つの組み合わせ信号を作成して異常を判定するこ
とにより、同電位から集電するパンタグラフが多数（Ｍ
≧３）ある場合でも、異常の発生したパンタグラフを容
易に確実に検出することができる。[Effects of the Invention] (1) The current signals of a plurality of pantographs collecting currents from the same potential are detected, and the abnormality is detected from the imbalance between the pantograph currents. I can judge. (2) The total current does not change even when the current balance is changed.By detecting an abnormality from the imbalance between pantograph currents, etc., an electrical abnormality can be detected before the malfunction of current collection occurs. Can be detected. (3) Abnormality is detected from imbalance between pantograph currents, so it is not affected by noise. (4) Since the current sensor and the abnormality determination device as the detection device can be housed in the vehicle, the reliability of the pantograph device and the detection device is high. (5) The detection device can be configured from the current sensor / abnormality determination device, and the number of current sensors can be reduced in the polyphase alternating current, and the detection device can be relatively simple and inexpensive. (6) It is possible to determine whether the abnormality is on the trolley side or the abnormality on the pantograph side. (7) Many pantographs that collect current from the same potential (M
≧ 3) Even if there is, it is possible to easily and surely detect the pantograph in which the abnormality has occurred.
【図１】本発明の異常検出装置を直流集電電車に適用し
た実施形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment in which an abnormality detection device of the present invention is applied to a DC current collector train.
【図２】本発明の異常検出装置を３相交流集電電車に適
用した実施形態を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment in which the abnormality detection device of the present invention is applied to a three-phase alternating current collector train.
【図３】図２の実施形態における検出電流信号を示すグ
ラフである。FIG. 3 is a graph showing a detected current signal in the embodiment of FIG.
【図４】図２の実施形態の変形例を示すブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing a modification of the embodiment of FIG.
【図５】本発明の異常検出に用いる多数の電流センサ読
みから２信号を作成するための組み合わせ例を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing a combination example for creating two signals from a large number of current sensor readings used for abnormality detection of the present invention.
【図６】本発明の異常検出における同電位のトロリから
集電する２つのパンタグラフの電流波形の例を示すグラ
フである。FIG. 6 is a graph showing an example of current waveforms of two pantographs collecting current from a trolley having the same potential in the abnormality detection of the present invention.
【図７】本発明の異常検出の処理法の１例であり、振幅
を合わせて高周波ノイズを取り出す方法を示すブロック
図である。FIG. 7 is a block diagram showing an example of an abnormality detection processing method of the present invention, showing a method of extracting high-frequency noise by matching amplitudes.
【図８】本発明の異常検出の処理法の１例であり、スペ
クトル分解による振幅合致と高周波ノイズの検出を示す
グラフである。FIG. 8 is a graph showing an example of the abnormality detection processing method of the present invention, showing amplitude matching and high frequency noise detection by spectral decomposition.
【図９】本発明の異常検出の処理法の１例であり、スペ
クトル分解による振幅合致と高周波ノイズの検出を示す
グラフである。FIG. 9 is a graph showing an amplitude match and high-frequency noise detection by spectrum decomposition, which is an example of a processing method of abnormality detection of the present invention.
【図１０】本発明の異常検出における一部のパンタグラ
フの不良による他の電流への影響を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the influence on the other current due to the defect of some pantographs in the abnormality detection of the present invention.
【図１１】本発明の異常検出の処理法の１例であり、信
号の差により逆位相分を求める方法を示すブロック図で
ある。FIG. 11 is a block diagram showing an example of an abnormality detection processing method of the present invention, showing a method of obtaining an antiphase component from a signal difference.
【図１２】本発明の異常検出の処理法の１例であり、高
周波成分のみの差をとって逆位相分を求める方法を示す
ブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing an example of an abnormality detection processing method of the present invention, showing a method of obtaining an anti-phase component by taking a difference of only high-frequency components.
【図１３】本発明の異常検出の処理法の１例であり、高
周波成分の逆位相を方向と大きさで検出する方法を示す
ブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing an example of an abnormality detection processing method of the present invention, which is a method of detecting an opposite phase of a high frequency component by a direction and a magnitude.
【図１４】本発明の異常検出の処理法の１例であり、高
周波成分同士の相関をもって異常を検出する方法を示す
ブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing an example of an abnormality detection processing method of the present invention, showing a method of detecting an abnormality by correlation between high frequency components.
１…トロリ線 ２…パンタグラフ ３…電流センサ ４…電流バランス異常判定装置 １０…直流集電電車または３相交流集電電車 １１…車輪 １２…線路 1 ... Trolley wire 2 ... Pantograph 3 ... Current sensor 4 ... Current balance abnormality determination device 10 ... DC current collector or 3-phase AC current collector 11 ... Wheels 12 ... Railroad
Claims (14)
タグラフで集電する際の異常を検出する異常検出装置で
あり、 同電位のトロリ線から集電する複数のパンタグラフの電
流信号を２つのグループに分けて多数の組み合わせのＡ
組信号とＢ組信号を作成し、その多数のグループ分けの
一部または全部についてＡ組信号とＢ組信号の波形の比
較を行い、異常を検出するように構成されていることを
特徴とする複数パンタグラフの異常検出装置。1. An abnormality detection device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle. A of many combinations divided into one group
A group signal and a group B signal are created, and waveforms of the group A signal and the group B signal are compared with respect to some or all of a large number of groupings, and an abnormality is detected. Anomaly detection device for multiple pantographs.
て、一方の組が１つの信号で他方の組が残りの全ての信
号のグループ分けで異常が検出された場合、前記の１つ
の信号の方を異常とすることを特徴とする複数パンタグ
ラフの異常検出装置。2. The abnormality detection device according to claim 1, wherein when one set of one signal is detected as an abnormality and the other set is detected as a group of all the remaining signals, one of the one signal is detected. Anomaly detection apparatus for multiple pantographs, characterized in that one is abnormal.
て、異常が検出されたグループ分けにおいて、信号数の
少ない方の組を異常とすることを特徴とする複数パンタ
グラフの異常検出装置。3. The abnormality detecting apparatus according to claim 1, wherein in the grouping in which the abnormality is detected, a group having a smaller number of signals is set as an abnormality.
て、複数のグループ分けで異常が検出された場合、それ
らのグループに共通して含まれる信号を異常とすること
を特徴とする複数パンタグラフの異常検出装置。4. The anomaly detection apparatus according to claim 1, wherein when anomalies are detected in a plurality of groups, a signal commonly included in those groups is anomalous. Anomaly detection device.
タグラフで集電する際の異常を検出する異常検出装置で
あり、 同電位のトロリ線から集電する２電流または請求項１の
２組の組み合わせ信号のアンバランスがある値以上にな
った場合に異常と判断するように構成されていることを
特徴とする複数パンタグラフの異常検出装置。5. An abnormality detection device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, wherein two currents are collected from the trolley wire having the same potential or 2 in claim 1. An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, characterized in that it is configured to determine an abnormality when an imbalance of a combination signal of a set exceeds a certain value.
タグラフで集電する際の異常を検出する異常検出装置で
あり、 同電位のトロリ線から集電する２電流または請求項１の
２組の組み合わせ信号の波形をローパスフィルタでフィ
ルタリングして低周波成分振幅が同一となるように調整
し、調整された元信号同士の差をとることによりノイズ
成分を抽出し、このノイズ成分のレベルが一定以上にな
ったとき、異常と判断するように構成されていることを
特徴とする複数パンタグラフの異常検出装置。6. An abnormality detection device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, wherein two currents are collected from the trolley wire having the same potential or 2 in claim 1. The waveforms of the combination signals of the set are filtered with a low-pass filter so that the low-frequency component amplitudes are the same, and the noise component is extracted by taking the difference between the adjusted original signals. An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, wherein the abnormality detecting apparatus is configured to judge that an abnormality occurs when the number exceeds a certain level.
タグラフで集電する際の異常を検出する異常検出装置で
あり、 同電位のトロリ線から集電する２電流または請求項１の
２組の組み合わせ信号の波形のスペクトルをそれぞれ求
め、その高周波成分同士を比較して大きい方を異常と判
断するように構成されていることを特徴とする複数パン
タグラフの異常検出装置。7. An abnormality detecting device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, wherein two currents are collected from the trolley wire having the same potential or 2 in claim 1. An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, characterized in that the spectrums of the waveforms of the combination signals of each pair are respectively obtained, and the high frequency components are compared with each other to judge that the larger one is abnormal.
タグラフで集電する際の異常を検出する異常検出装置で
あり、 同電位のトロリ線から集電する２電流または請求項１の
２組の組み合わせ信号の波形のスペクトルをそれぞれ求
め、その低周波成分で振幅が合致するようにスペクトル
を重ね合わせ、その高周波成分同士を比較して大きい方
を異常と判断するように構成されていることを特徴とす
る複数パンタグラフの異常検出装置。8. An abnormality detection device for detecting an abnormality when collecting current from a ground-side trolley wire using a plurality of pantographs on a vehicle, wherein two currents are collected from the trolley wire having the same potential, or claim 2 It is configured to obtain the spectrums of the waveforms of the combination signals of each pair, superimpose the spectra so that the low frequency components have the same amplitude, and compare the high frequency components to judge the larger one as abnormal. Anomaly detection device for multiple pantographs, characterized by:
タグラフで集電する際の異常を検出する異常検出装置で
あり、 同電位のトロリ線から集電する２電流または請求項１の
２組の組み合わせ信号の差から逆位相成分を求め、この
逆位相成分が閾値以上で異常と判断するように構成され
ていることを特徴とする複数パンタグラフの異常検出装
置。9. An abnormality detection device for detecting an abnormality when current is collected from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, and 2 currents collected from the trolley wire of the same potential or 2 of claim 1. An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, which is configured to obtain an antiphase component from a difference between combination signals of a set, and determine that the antiphase component is abnormal when the antiphase component is equal to or more than a threshold value.
ンタグラフで集電する際の異常を検出する異常検出装置
であり、 同電位のトロリ線から集電する２電流または請求項１の
２組の組み合わせ信号をハイパスフィルタを通して得ら
れた高周波成分の差から逆位相成分を求め、この逆位相
成分が閾値以上で異常と判断するように構成されている
ことを特徴とする複数パンタグラフの異常検出装置。10. An abnormality detection device for detecting an abnormality when collecting current from a ground-side trolley wire using a plurality of pantographs on a vehicle, wherein two currents are collected from the trolley wire having the same potential or 2 in claim 1. Abnormality detection of multiple pantographs, characterized in that it is configured to determine an antiphase component from the difference of high frequency components obtained by passing a combination signal of a set through a high-pass filter, and judge that the antiphase component is abnormal when the antiphase component exceeds a threshold value apparatus.
ンタグラフで集電する際の異常を検出する異常検出装置
であり、 同電位のトロリ線から集電する２電流または請求項１の
２組の組み合わせ信号をハイパスフィルタを通した後、
それぞれの変化率を求め、これらが同程度で逆向きなら
異常と判断するように構成されていることを特徴とする
複数パンタグラフの異常検出装置。11. An abnormality detecting device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, wherein two currents are collected from the trolley wire having the same potential, or claim 2 After passing the combination signal of the set through a high-pass filter,
An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, characterized in that it is configured to determine the respective change rates, and if they are in the same degree and opposite directions, it is determined to be abnormal.
ンタグラフで集電する際の異常を検出する異常検出装置
であり、 同電位のトロリ線から集電する２電流または請求項１の
２組の組み合わせ信号をハイパスフィルタを通して一方
を反転し、他方との相関を求めて相関が強くなれば異常
と判断するように構成されていることを特徴とする複数
パンタグラフの異常検出装置。12. An abnormality detection device for detecting an abnormality in collecting current from a ground-side trolley wire by a plurality of pantographs on a vehicle, wherein 2 currents collected from the trolley wire having the same potential or 2 in claim 1. An abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs, which is configured to invert one of the combined signals of a pair through a high-pass filter, obtain a correlation with the other, and determine that the abnormality is strong if the correlation becomes strong.
か１つに記載された異常検出装置において、複数のＮ相
給電システムからＭ組のパンタグラフで集電する場合、
（Ｎ×Ｍ−（Ｎ−１））個の電流センサを用いることを
特徴とする複数パンタグラフの異常検出装置。13. In the abnormality detecting device according to claim 1, when collecting power from a plurality of N-phase power feeding systems by M sets of pantographs,
An abnormality detection apparatus for a plurality of pantographs, characterized by using (N × M- (N-1)) current sensors.
か１つに記載された異常検出装置において、同一の絶対
位置で、複数のパンタグラフが同時に異常を検出し、あ
るいは複数回異常を検出した場合、トロリ線側の異常と
判断することを特徴とする複数パンタグラフの異常検出
装置。14. The abnormality detecting device according to any one of claims 1 to 13, wherein a plurality of pantographs simultaneously detect an abnormality or detect an abnormality a plurality of times at the same absolute position. In this case, the abnormality detecting apparatus for a plurality of pantographs is characterized in that the abnormality is determined on the trolley wire side.
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|---|---|---|---|---|
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| WO2007119642A1 (en) * | 2006-04-14 | 2007-10-25 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Electric car overhead line separation detecting device and electric car overhead line separation detecting method |
| CN104015632A (en) * | 2014-05-30 | 2014-09-03 | 吉林大学 | Power supply system without passing neutral phases in whole journey of high-speed passenger transport line motor train unit |
| CN104210385A (en) * | 2014-08-19 | 2014-12-17 | 吉林大学 | Electrified railway power grid system without negative sequence or spaced power supply networks in whole process |
| WO2017078017A1 (en) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | 東海旅客鉄道株式会社 | Collected current monitoring device |
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| CN105576818A (en) * | 2016-01-12 | 2016-05-11 | 中车南京浦镇车辆有限公司 | Network system control-based medium-voltage redundant power supply scheme for subway train |
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007068242A (en) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Railway Technical Res Inst | Rooftop current collector of low-floor lrv |
| WO2007119642A1 (en) * | 2006-04-14 | 2007-10-25 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Electric car overhead line separation detecting device and electric car overhead line separation detecting method |
| CN104015632A (en) * | 2014-05-30 | 2014-09-03 | 吉林大学 | Power supply system without passing neutral phases in whole journey of high-speed passenger transport line motor train unit |
| CN104210385A (en) * | 2014-08-19 | 2014-12-17 | 吉林大学 | Electrified railway power grid system without negative sequence or spaced power supply networks in whole process |
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| TWI685432B (en) * | 2015-11-02 | 2020-02-21 | 日商東海旅客鐵道股份有限公司 | Collecting current monitoring device |
| WO2017078017A1 (en) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | 東海旅客鉄道株式会社 | Collected current monitoring device |
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| JP2019221107A (en) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 東海旅客鉄道株式会社 | Collector current monitoring device |
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