JP2006069252A

JP2006069252A - トロリー線の摩耗検知装置

Info

Publication number: JP2006069252A
Application number: JP2004251914A
Authority: JP
Inventors: Hideo Watanabe; 秀夫渡邉
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】既設のトロリー線にその使用電圧に関係なく適用可能であるとともに、常時監視が可能であり、かつトロリー線の摩耗限界を正確に検知するとともに、信頼性を高める。
【解決手段】トロリー線１に設けた摩耗検知部３には太陽電池パネル１７を接続するとともに、充電電池１８を設け、摩耗検知部３のトロリー線１の摩耗限界レベル２には一対の導体５，６（短絡接点）を設け、トロリー線１が摩耗限界レベル２まで摩耗した際にはパンタグラフにより導体５，６を短絡し、摩耗検知部３から摩耗検知信号を出力する。この摩耗検知信号を光信号送信部１１により光信号に変換して送信し、この光信号を光ケーブル１４を介して受信部２１で受信して電気信号に変換し、無線通信部２２を介して所定の箇所へ通報する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電車等への電力供給に用いられるトロリー線の摩耗検知装置に関するものである。

トロリー線はパンタグラフとの擦動により摩耗し、摩耗が進行すると断線するので、定期的な巡視や張り替えを行っている。そこで、非特許文献１においては、トロリー線内に摩耗検知用の光ファイバを埋め込む方式のものが提案され、また検測車によりレーザービームを使って摩耗量を測定する方式のものもある。又、特許文献１においては、トロリー線の摩耗検知位置に光ファイバを有するイヤーを取り付け、光ファイバの断線によりトロリ線の摩耗とその位置を検知するものが示されている。さらに、特許文献２においては、トロリー線に設けたイヤーにトロリー線の摩耗進行に従って順次断線する複数の導電体又は複数の光伝送体を収納し、導電体又は光伝送体の断線状態によってトロリー線の摩耗状態を検知するものが示されている。
ＪＲ東海技報技術開発展示・講演会２００３増刊号第１巻第２号通巻２号平成１５年９月３０日発行特開平３−１３６９３０号公報特開平７−１７２２２１号公報

非特許文献１に示されたトロリー線の摩耗検知装置は、トロリー線に光ファイバーを埋め込む方式であるため、既設の設備には適用することができず、またトロリー線が特殊なものになることから高価になり、全線区への適用には時間と費用が膨らむこととなった。又、検測車による摩耗量の測定は定期的に行われるが、常時監視はできない。又、測定精度誤差が大きいため、摩耗限界レベルまでの測定はできず、最後は人による測定を行う必要があった。

又、特許文献１，２においては、導電体又は光伝送体の摩耗による断線によってトロリー線の摩耗を検知していたが、摩耗検知機構が全て接地電位でないトロリー線に設けられているために、安定性に乏しく、信頼性に欠けるものであった。

この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、既設のトロリー線にその使用電圧に関係なく適用することができるとともに、常時監視が可能であり、かつトロリー線の摩耗限界を正確に検知することができ、信頼性が高いトロリー線の摩耗検知装置を得ることを目的とする。

この発明の請求項１に係るトロリー線の摩耗検知装置は、パンタグラフと摺動するトロリー線に着脱自在に設けられるとともに、電源を有し、トロリー線の摩耗限界レベルに一対の短絡接点が設けられ、トロリー線が摩耗限界レベルまで摩耗した際に一対の短絡接点がパンタグラフにより短絡されることにより摩耗検知信号を出力する摩耗検知部と、摩耗検知部からの摩耗検知信号を光信号に変換して送信する光信号送信部と、光信号送信部からの光信号を光ケーブルを介して受信し、電気信号に変換して出力する受信部と、受信部からの摩耗検知信号を無線通信により所定の箇所へ通報する無線通信部とを備えたものである。

又、請求項２に係るトロリー線の摩耗検知装置は、パンタグラフと摺動するトロリー線に着脱自在に設けられるとともに、トロリー線が摩耗限界レベルまで摩耗した際に断線する光ケーブルが埋設された摩耗検知部と、送信用光ケーブルを介して摩耗検知部の埋設光ケーブルに光信号を送信する光信号送信部と、摩耗検知部の埋設光ケーブルからの光信号を受信用光ケーブルを介して受信し、電気信号に変換して出力する受信部と、受信部からの信号が無くなったことにより摩耗検知信号を無線通信により所定の箇所へ通報する無線通信部とを備えたものである。

以上のようにこの発明の請求項１によれば、摩耗検知部はトロリー線に着脱自在に設けられており、既設のトロリー線に適用することができるとともに、常時監視を行うことができる。又、摩耗検知部におけるトロリー線の摩耗限界レベルには一対の短絡接点が設けられ、この短絡接点がパンタグラフにより短絡されることによりトロリー線の摩耗限界を検知しており、摩耗限界を正確に検知することができる。しかも、摩耗検知部からの摩耗検知信号は光ケーブルを介して送信側から受信側へ伝達されており、絶縁が容易であり、トロリー線の使用電圧が直流き電、交流き電の関係なく、適用することができる。さらに、受信部及び無線通信部は接地電位に配設することができ、装置としての信頼性、安定性を高めることができる。

又、請求項２によれば、摩耗検知部はトロリー線に着脱自在に設けられており、既設のトロリー線に適用することができるとともに、常時監視を行うことができる。又、トロリー線が摩耗限界レベルまで摩耗した際に光ケーブルが断線することにより、トロリー線の摩耗限界を検知しており、摩耗限界を正確に検知することができる。しかも、光信号送信部から摩耗検知部を介した受信部への信号の伝達は光ケーブルを介して行われており、絶縁が容易であり、トロリー線の使用電圧が直流き電、交流き電の関係なく、適用することができる。さらに、光信号送信部、受信部及び無線通信部は接地電位に配設することができ、装置としての信頼性、安定性を高めることができる。

実施最良形態１
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１はこの発明の実施最良形態１によるトロリー線の摩耗検知装置の要部斜視図を示し、１はトロリー線であり、その両側には長さ方向の溝１ａ，１ｂを有する。トロリー線１の下部は図示しないパンタグラフとの摺動により摩耗し、２は摩耗限界レベルを示す。トロリー線１には摩耗限界レベル２まで上部を覆う摩耗検知部３を設けるが、摩耗検知部３はトロリー線１の溝１ａ，１ｂに着脱自在に嵌合する。摩耗検知部３はプラスチック等により形成され、電源として充電電池を備えるとともに、太陽電池パネルと接続され、内面には絶縁物４が設けられ、摩耗検知部３の摩耗限界レベル２の位置には短絡接点となる一対の導体５，６が長さ方向に設けられる。摩耗検知部３の長さＬは、線区の列車通過速度や各種条件により任意に決定される。導体５，６の間には、太陽電池パネルと充電電池を電源として電位差を持たせておく。

図２は摩耗検知部３等を架線等に装着した状態を示す図であり、７は大地に立設された接地電位の電柱であり、電柱７には架線８やトロリー線１が架設され、架線８には太陽電池パネル９が取り付けられ、トロリー線１には摩耗検知部３が取り付けられる。又、電柱７等に支持された支持部材１０には電気信号を光信号に変換して送信する光信号送信部１１が取り付けられ、光信号送信部１１と太陽電池パネル９及び摩耗検知部３との間は電線１２，１３により接続される。又、電柱７には光信号送信部１１から光ケーブル１４を介して送信された光信号を受信して電気信号に変換して出力する受信部とコントローラと無線通信部とからなる通信部１５が設けられている。なお、摩耗検知部３に太陽電池パネルを設けてもよい。

図３は実施最良形態１によるトロリー線の摩耗検知装置のシステム構成図を示し、１６は摩耗検知部３と光信号送信部１１等からなる送信部であり、摩耗検知部３には充電電池１８が設けられるとともに、太陽電池パネル９と接続され、光信号送信部１１には発光ダイオード１９が設けられている。又、通信部１５には、光信号を受信して電気信号に変換し、コントローラ（プログラマブルロジックコントローラ）２０に出力する受信部２１と、コントローラ２０と、無線通信部２２が設けられている。受信部２１には、フォトダイオード２３、増幅器２４、基準電圧用の電池２５、比較器２６及び出力端子２７が設けられる。

次に、上記構成の動作を説明する。トロリー線１がパンタグラフとの摺動により摩耗限界レベル２まで摩耗すると、パンタグラフにより導体５，６間が短絡され、摩耗検知信号が摩耗検知部３から出力される。この摩耗検知信号は光信号送信部1１に送られて光信号に変換され、光ケーブル１４を介して受信部２１に送信される。受信部２１においては、光信号がフォトダイオード２３により電気信号に変換され、この電気信号は比較器２６において基準電圧と比較され、基準電圧以上であれば出力端子２７からデジタル出力としてコントローラ２０に入力される。そして、摩耗検知信号はコントローラ２０から無線通信部２２を介して無線通信により電力指令部又は保守区サーバ２８等の所定の箇所へ通報される。

上記した実施最良形態１においては、既設のトロリー線１に摩耗検知部３を密着して取り付ければよく、常時監視タイプの摩耗検知システムの構築を容易に行うことができる。このため、従来のような、検測車による定期的な測定やそれにより把握した要注意箇所の人による精密な測定も不要になる。また、摩耗検知部３はトロリー線１が摩耗限界レベル２まで摩耗した際に一対の導体５，６がパンタグラフにより短絡されることにより摩耗検知信号を出力しており、摩耗限界を正確に検知することができるとともに、トロリー線１を摩耗限界まで確実に使用することができ、コスト削減になる。又、送信部１６と通信部１５との間は光ケーブル１４により信号伝達が行われているので、この間の絶縁が容易であり、また摩耗検知部３の電源は太陽電池パネル9と充電電池１８であり、外部電源が不要となる。このため、直流き電（ＤＣ７５０Ｖ，ＤＣ１５００Ｖ）、交流き電（ＡＣ２２ＫＶ，ＡＣ３０ＫＶ）の区別なく、トロリー線１の使用電圧に無関係に適用することができる。また、トロリー線１の摩耗が発生する場所は経験的に知られており、摩耗検知部３をその付近にのみ設置することにより、設置費用を軽減することができるとともに、トロリー線１の張替時期を確実に把握することができる。さらに、所定箇所への通報は無線通信を使うので、インフラ整備に費用が掛からない。又、受信部２１、コントローラ２０及び無線通信部２２は接地電位の電柱７に取付けられており、装置としての信頼性、安定性を高めることができる。

実施最良形態２
図４は実施最良形態２によるトロリー線の摩耗検知装置の要部斜視図を示し、摩耗検知部３におけるトロリー線１の摩耗限界レベル２の位置には短絡接点となる一対の導体２９，３０が長さ方向に埋め込まれる。その他の構成は実施最良形態１と同様である。

実施最良形態２においても、トロリー線１が摩耗限界レベル２まで摩耗すると、パンタグラフにより導体２９，３０間が短絡され、摩耗検知信号が摩耗検知部３から出力される。この摩耗検知信号は光信号送信部１１から光ケーブル１４を介して受信部２１に送られ、電気信号に変換されてコントローラ２０から無線通信部２２を介して所定箇所へ通報される。

実施最良形態２においても、実施最良形態１と同様の効果を奏する。

実施最良形態３
図５は実施最良形態３によるトロリー線の摩耗検知装置の要部斜視図を示し、摩耗検知部３の両側にはトロリー線１が摩耗検知レベル２まで摩耗した際に断線するよう一対の光ケーブル３１が長さ方向に埋設され、一対の光ケーブル３１は摩耗検知部３内において相互に接続されている。摩耗検知部３には、充電電池も太陽電池パネルも設けられていない。

図６は摩耗検知部３等を架線等に装着した状態を示す図であり、電柱７には、送信用光ケーブル３２を介して摩耗検知部３の埋設光ケーブル３１に光信号を送信する光信号送信部と、摩耗検知部３の埋設光ケーブル３１からの光信号を受信用光ケーブル３３を介して受信し、電気信号に変換して出力する受信部と、コントローラと、無線通信部とからなる通信部３４が設けられている。

図７は実施最良形態３によるトロリー線の摩耗検知装置のシステム構成図を示し、３５は通信部３４に設けられた光信号送信部であり、充電電池３６、発光ダイオード３７等からなり、送信用光ケーブル３２を介して埋設光ケーブル３１に光信号を送信する。受信部２１は実施最良形態１と同様の構成であり、埋設光ケーブル３１からの光信号を受信用光ケーブル３３を介して受信し、電気信号に変換して出力する。コントローラ２０はこの電気信号を入力し、この電気信号が途絶えたことにより、埋設光ケーブル３１が断線したことを知り、摩耗検知信号を無線通信部２２に出力する。

次に、実施最良形態３によるトロリー線の摩耗検知装置の動作について説明する。通常時は、光信号送信部３５の発光ダイオード３７から発生した光信号は送信用光ケーブル３２から埋設光ケーブル３１に送信され、この光信号は受信用光ケーブル３３を介して受信部２１に送られる。受信部２１においては、光信号をフォトダイオード２３により受信して電気信号に変換し、この電気信号は比較器２６において基準電圧と比較され、基準電圧以上であれば出力端子２７からデジタル出力がコントローラ２０に入力され、コントローラ２０は埋設光ケーブル３１の断線なしと判定し、コントローラ２０からは無線通信部２２を介して無線通信によりトロリー線１が摩耗限界まで摩耗していないことを電力指令部又は保守区サーバ２８等の所定の箇所へ通報する。

次に、トロリー線１がパンタグラフとの摺動により摩耗検知レベル２まで摩耗すると、摩耗検知部３の埋設光ケーブル３１は断線し、光信号送信部３５から送信された光信号は受信部２１において受信されなくなる。従って、出力端子２７からはデジタル出力が出力されなくなり、コントローラ２０はトロリー線１が摩耗限界レベルまで摩耗し、埋設光ケーブル３１が断線したと判定し、摩耗検知信号を無線通信部２２を介して無線通信により電力指令部又は保守区サーバ２８等へ通報する。

実施最良形態３においては、摩耗検知部3はトロリー線１に着脱自在に設けられており、既設のトロリー線１に適用することができ、常時監視を行なうことができる。又、トロリー線１が摩耗限界レベルまで摩耗した際に埋設光ケーブル３１が断線することにより、トロリー線１の摩耗限界を検知しており、摩耗限界を正確に検知することができる。しかも、光信号送信部３５から摩耗検知部３を介した受信部２１への信号の伝達を光りケーブル３１〜３３により行なっており、絶縁が容易であり、トロリー線１の使用電圧が直流き電、交流き電の関係なく、適用することができる。さらに、光信号送信部３５、受信部２１、コントローラ２０及び無線通信部２２を接地電位の電柱７に設けているので、装置としての信頼性、安定性を高めることができる。

この発明の実施最良形態１によるトロリー線の摩耗検知装置の要部斜視図である。実施最良形態１による摩耗検知部等を架線等に装着した図を示す。実施最良形態１によるトロリー線の摩耗検知装置のシステム構成図である。実施最良形態２によるトロリー線の摩耗検知装置の要部斜視図である。実施最良形態３によるトロリー線の摩耗検知装置の要部斜視図である。実施最良形態３による摩耗検知部等を架線等に装着した図を示す。実施最良形態３によるトロリー線の摩耗検知装置のシステム構成図である。

符号の説明

１…トロリー線
２…摩耗限界レベル
３…摩耗検知部
５，６，２９，３０…導体（短絡接点）
７…電柱
９…太陽電池パネル
１１…光信号送信部
１４…光ケーブル
１５，３４…通信部
１６…送信部
１８，３６…充電電池
１９，３７…発光ダイオード
２０…コントローラ
２１…受信部
２２…無線通信部
２３…フォトダイオード
２８…電力司令部又は保守区サーバ
３１…埋設光ケーブル
３２，３３…光ケーブル
３５…光信号送信部

Claims

パンタグラフと摺動するトロリー線に着脱自在に設けられるとともに、電源を有し、トロリー線の摩耗限界レベルに一対の短絡接点が設けられ、トロリー線が摩耗限界レベルまで摩耗した際に一対の短絡接点がパンタグラフにより短絡されることにより摩耗検知信号を出力する摩耗検知部と、摩耗検知部からの摩耗検知信号を光信号に変換して送信する光信号送信部と、光信号送信部からの光信号を光ケーブルを介して受信し、電気信号に変換して出力する受信部と、受信部からの摩耗検知信号を無線通信により所定の箇所へ通報する無線通信部とを備えたことを特徴とするトロリー線の摩耗検知装置。
パンタグラフと摺動するトロリー線に着脱自在に設けられるとともに、トロリー線が摩耗限界レベルまで摩耗した際に断線する光ケーブルが埋設された摩耗検知部と、送信用光ケーブルを介して摩耗検知部の埋設光ケーブルに光信号を送信する光信号送信部と、摩耗検知部の埋設光ケーブルからの光信号を受信用光ケーブルを介して受信し、電気信号に変換して出力する受信部と、受信部からの信号が無くなったことにより摩耗検知信号を無線通信により所定の箇所へ通報する無線通信部とを備えたことを特徴とするトロリー線の摩耗検知装置。