JP2009083581A - トロリ線の損耗防止装置およびトロリ線の損耗防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】必要最小限の動作によってトロリ線の損耗を確実に防止できると共に、万一地落事故などの事故が発生した時にも被害を最小限に抑えることができるトロリ線の損耗防止装置およびトロリ線の損耗防止方法を提供する。
【解決手段】第１の電車線２Ａと第２の電車線２Ｂを切り替えるエアセクション３の両端に位置する電車線２Ａ，２Ｂにそれぞれ取り付けられてエアセクション３内に流れる電流Ｉａ，Ｉｂを計測する第１および第２の電流計測器４Ａ，４Ｂと、前記両電車線２Ａ，２Ｂに接続されて両電車線２Ａ，２Ｂ間の開放状態および短絡状態を切替可能とする投入器６と、前記電流Ｉａ，Ｉｂおよび電位差Ｖの測定値を入力し、エアセクション３内でトロリ線２Ａｔ，２Ｂｔの損耗が危惧される損耗危惧条件Ｄ１〜Ｄ９を満たすときに、前記投入器６を短絡状態に切り替える制御部７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はトロリ線の損耗防止装置およびトロリ線の損耗防止方法に関するものであり、より詳細には、エアセクション箇所のトロリ線損耗防止を行うトロリ線の損耗防止装置およびトロリ線の損耗防止方法に関する。

従来より、直流電力を用いて走行する電車は変電所からの電力を電車線を介して供給されることによって走行することができる。なお、本明細書における電車線とは、大電流を流すことができるように構成されたき電線と、このき電線に電気的に接続されるトロリ線の総称である。

電車はトロリ線にパンタグラフを押し付けることにより、トロリ線を介して電力の供給を得ることができる。また、変電所毎に電車線を分断することにより、地落事故などの故障時に被害を最小限にすることが行われている。前記電車線の切り替えは、エアセクションによって行われ、一方のトロリ線に接触するパンタグラフを介して給電されていた電車が移動することにより、そのパンタグラフが他方のトロリ線に接触することにより行われる。

しかしながら、電車線の切替時に電車線間に電位差が発生している場合には、パンタグラフが両方のトロリ線を跨いだ状態で大電流を流すことがあり、この状態で少なくとも何れか一方のトロリ線とパンタグラフが不完全接触となった場合に、アークが発生し、トロリ線の損耗を起こし、さらには、トロリ線が切断することもあった。

そこで、電車をエアセクション内に停車させないための標識を設置することによりトロリ線の損耗が生じるような事態の発生を防止することが行われている。また、機構的にトロリ線が切れないように固定するものもあった。

さらに、特開平８−２１６７４１号公報（以下、特許文献１という）には、分断された２つの電車線間を跨いで電車が走行するときに、エアセクション内におけるアークおよびジュール熱の発生を防止するために、エアセクションの近傍を走行する電車を検知するための検知センサを設け、この検知センサによって電車がエアセクションに近接していることを検知したときに、２分されたき電線間を短絡するトロリ線の損耗防止装置が記載されている。

特開平８−２１６７４１号公報

しかしながら、電車をエアセクション内に停車させないための標識を設置する方法では、この標識の見落としなど人的要因により有効性がなくなることがあった。また、機構的にトロリ線が切れないよう固定する方法では、電車の通過速度が制限されるため、車庫などの低速区間以外には使用できないという問題があり、加えて、トロリ線の損耗を引き起こす原因であるトロリ線間の短絡電流を防止するものではなかった。

特許文献１のように、エアセクションに電車が近づく度にエアセクション内における電位差をなくすために２つのき電線間を短絡することにより、電車が通る度に電車が通り過ぎるまでの所定の時間においてき電線間を繋ぐので、この時間内に地落事故などの事故が発生した場合にその被害を拡大してしまうという問題があった。また、き電線間を頻繁に短絡するので、き電線間を短絡させるためのスイッチが早期に劣化し、より頻繁にメンテナンスを行う必要が生じるという問題がある。

本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなされたものであり、その目的は、必要最小限の動作によってトロリ線の損耗を確実に防止できると共に、万一地落事故などの事故が発生した時にも被害を最小限に抑えることができるトロリ線の損耗防止装置およびトロリ線の損耗防止方法を提供することである。

前記課題を解決するため、第１発明は、第１の電車線と第２の電車線を切り替えるエアセクションの両端に位置する電車線にそれぞれ取り付けられてエアセクション内に流れる電流を計測する第１および第２の電流計測器と、前記両電車線に接続されて両電車線間の開放状態および短絡状態を切替可能とする投入器と、前記電流および電位差の測定値を入力し、エアセクション内でトロリ線の損耗が危惧される損耗危惧条件を満たすときに、前記投入器を短絡状態に切り替える制御部とを備えることを特徴とするトロリ線の損耗防止装置を提供する。

前記構成のトロリ線の損耗防止装置によれば、電流の測定値が損耗危惧条件を満たして、エアセクション内においてトロリ線の損耗が危惧される場合にのみ投入器が両電車線間を短絡するので、エアセクション内における電位差を無くしてアーク発生を阻止することができる。逆に、エアセクションを電車が通過するときであっても電流計測器によって計測された電流が損耗危惧条件を満たしていない場合には投入器が両電車線間を短絡することがなく、両電車線は分離状態を保つことができる。前記損耗危惧条件とは少なくともトロリ線の溶断が危惧される条件が含まれており、好ましくは、溶断に至らないまでも損耗が危惧される条件で投入器が両電車線間を短絡する。

前記電車線は例えば大電流を流すことができるように、より太く形成されたき電線と、このき電線に電気的に接続されるトロリ線およびこのトロリ線を吊すき電吊架式のフィーダメッセンジャを備えるもののみならず、き電線またはメッセンジャを備えないトロリ線であってもよい。また、前記エアセクションは第１の電車線および第２の電車線を交差させることなく平行に配置し、その一端においては第１の電車線、他端においては第２の電車線がパンタグラフに接触するようにトロリ線を上下方向に傾斜して配置する部分である。

前記電流計測器は例えばパンタグラフが接触するトロリ線のエアセクションを挟む２箇所に取り付けられることが好ましく、その構成は、例えばトロリ線に形成した分流線に設けた貫通型変流器であることが好ましい。また、この電流計測器は補機電流程度の小電流を精度良く計測する高速直流変流器型検出器と力行電流などの大電流を計測可能なホール素子型電流検出器を組み合わせてなり、小電流から大電流まで精度良く測定可能とするものであることが好ましい。すなわち、エアセクションの両端部においてエアセクション側に流れる電流の合計がエアセクション内にある電車に流れる電流を示す。

前記投入器は例えばエアセクション近傍において第１の電車線のき電線と第２の電車線のき電線に接続され、両き電線間を短絡できるスイッチ回路を備えることが好ましい。また、投入器は制御部からの信号によって第１の電車線と第２の電車線を分離できるように構成する。前記き電線はトロリ線に比べて太い電線でありパンタグラフが直接接触するものではないから、投入器を接続するのに適しているが、トロリ線に対してエアセクションの近傍において投入器を接続してもよい。トロリ線に投入器を取り付けた場合には投入器を短絡状態に切り替えることによって両トロリ線間の電位差を最小とすることができるので、アークの発生をさらに確実に阻止することができる。

前記制御部は電流の測定値を用いてエアセクション内においてトロリ線の損耗が危惧される損耗危惧条件を満たすかどうかを判断し、この損耗危惧条件を満たすときには前記投入器を短絡状態に切り替える。一方、電車がエアセクションを離れた場合は電車線に流れるる電流がなくなるので、これによって投入器を開放状態に切り替える。すなわち、制御部が電流の測定値を用いてトロリ線の損耗可能性を正確に判断することにより、投入器を損耗危惧条件を満たす必要最小限の時間だけ短絡状態にするように制御することが好ましい。

前記損耗危惧条件は、前記電流が電車の存在を示す補機電流の閾値以上であり、かつ、前記補機電流の流れる時間が徐行検出の閾値に達した条件を含む場合（請求項２）は、補機電流は電車に定常的に流れるものであるから、補機電流の流れが所定時間以上継続する条件によって、エアセクション内に徐行状態の電車が進入し、トロリ線とパンタグラフの間で発生するアークがトロリ線を傷つける可能性が高いことを検出することができる。

前記損耗危惧条件は、前記電流が電車の力行を示す力行電流の閾値以上であり、かつ、この力行電流の時間積分値が発熱検出の閾値に達した条件を含む場合（請求項３）は、電流の時間積分によってアーク熱やジュール熱の発生を推定してトロリ線を傷つける可能性が高いことを検出することができる。

前記損耗危惧条件は、前記第１および第２の電流計測器により測定した電流の絶対値が共に電車の存在を示す閾値以上であり、かつ、これらの電流の流れる時間が滞在制限時間の閾値に達した条件を含む場合（請求項４）は、パンタグラフによってトロリ線を跨いでいる状態においてエアセクション内における滞在制限時間に達した電車が次に力行電流を流すときに、トロリ線とパンタグラフとの間で発生するアークがトロリ線を損耗する可能性が高いことを検出することができる。

前記トロリ線の損耗防止装置は、前記エアセクションにおける両電車線間の電位差を計測する電位差計測器を備え、前記制御部が電位差の測定値を入力し、これが損耗危惧条件を満たすかどうかを判断するものであり、かつ、前記損耗危惧条件は、前記電位差がアーク発生可能性を示す閾値以上であり、かつ、前記閾値以上の電位差が発生する時間がアーク検出の閾値に達した条件を含む場合（請求項５）は、電車線間に生じている電位差によってアークが発生する可能性が高いことを検出でき、アーク発生の原因となっている電位差をなくすことができる。また、２本のトロリ線間をパンタグラフが跨いでいる状態で電位差が生じている場合には、パンタグラフとトロリ線の間の不完全接触によりアークが発生している状況を検出し、このアーク発生の原因となっている電位差をなくすことができる。

前記電位差計測器は、例えば、第１および第２の電車線側のトロリ線に接続されてその大地間電位をそれぞれ測定する第１および第２の電圧計測器と両大地間電位の差を求める演算器とを備える。

前記制御部は、前記電位差が故障発生を検出する閾値以上であることを検出するときに前記投入器の短絡状態への切り替えを阻止するものである場合（請求項６）には、何れか一方の電車線において地落事故のような故障が発生している場合に、２つの電車線を短絡させることを阻止して事故拡大を防止することができる。

前記制御部は、前記各閾値を設定可能であり、かつ、前記損耗危惧条件として前記条件を組み合わせた論理式を設定可能である条件設定手段を備える場合（請求項７）には、閾値の設定変更や条件の組み合わせ論理式を設定変更することにより、より実情に即した設定を行うことができる。

条件設定手段はコンピュータによって実行可能なソフトウェアによって構成されることが好ましく、各閾値の大きさを示す閾値設定データおよび前記論理式を示す条件論理式データを用いて損耗危惧条件を定めるものであることが好ましい。また、条件設定手段は表示装置に設けたタッチパネルを介して設定変更を可能とする対話式設定変更プログラムを備えることが好ましい。論理式は各条件の論理積、論理和の組み合わせを表すものであることが好ましい。しかしながら、条件設定手段はスイッチやダイヤルなどを用いた入力手段を備えたハードウェアであってもよい。

前記制御部は、第１の電車線および第２の電車線への給電状態をそれぞれ検知する遮断検出器に接続され、これらの遮断検出器が第１の電車線または第２の電車線への給電の遮断状態を検出するときに前記投入器の短絡状態への切り替えを阻止するものである場合（請求項８）には、何らかの故障によって何れか一方の電車線への給電が遮断されている場合に、投入器の短絡状態への切り替えを阻止することにより、事故拡大を防止する。

前記制御部は、前記投入器の短絡状態において、前記第１の電車線および第２の電車線の遮断器の開放条件をより小さい故障電流に変更させるための感度変更設定信号を出力するものである場合（請求項９）には、投入器によって両電車線を短絡している状態において、万一地落事故などの故障が発生した場合に、２つの電車線に分割されて流れる故障電流に対しても敏感に反応して遮断器を開放することにより事故拡大を防止することができる。

第２発明のトロリ線の損耗防止方法は、第１の電車線と第２の電車線を切り替えるエアセクションの両端においてエアセクション内に流れる電流と、エアセクションにおける両電車線間の電位差をそれぞれ測定し、これらの電流および電位差がエアセクション内でトロリ線の損耗が危惧される損耗危惧条件を満たすときに、第１の電車線と第２の電車線を短絡することを特徴とするトロリ線の損耗防止方法を提供する。

前記方法によれば、エアセクションの両端からエアセクション内に流れる電流と、２本の電車線間の電位差から、エアセクション内におけるトロリ線の損耗の可能性を推し量ることができ、予め設定された損耗危惧条件を満たす電流および電位差を測定するときに、第１の電車線と第２の電車線を短絡して両電車線を同電位にすることによりトロリ線の損耗を防止することができる。また、電車がエアセクションを通り抜けると電流または電圧の測定値がエアセクション内でトロリ線の摩耗が危惧される損耗危惧条件を満たさなくなるので、第１の電車線と第２の電車線を再び切り離す。

なお、測定した電流および電位差が前記損耗危惧条件を満たさない場合には電車がエアセクションを通過するときにも第１の電車線と第２の電車線を短絡することがない。すなわち、第１の電車線と第２の電車線は可能な限り分離した状態を保つことができるので、電車が通行するたびに電車線間を短絡する場合に比べて事故の拡大を防止できる。また、電車線間を短絡するための投入器の劣化を最小限に抑えて、これを長期間に亘って使用することができる。

前述したように、本発明によれば、エアセクション内でアーク発生によりトロリ線が損耗する可能性が高い場合にのみ、２つの電車線間を投入器によって短絡することによりアーク発生の原因となっている電位差を無くして、パンタグラフに短絡電流が流れることを防止し、アーク発生によるトロリ線の損耗を未然に防止することができる。一方、前記損耗危惧条件が成立しない場合には、エアセクションを電車が通過するときにも両電車線間は開放状態のままであるから、故障電流が発生したときのための保護回路によって切り分けられている電車線間を無闇に短絡することがない。

投入器は短絡状態と開放状態を切り替え可能に構成されたものであるから、大電流を断続させても内部接点の劣化は少なくてすむが、本発明のトロリ線の損耗防止装置は損耗危惧条件が成立したときだけ電車線間を短絡するように構成されているので、投入器をさらに長期間に亘って使用することができる。つまり、メンテナンスを頻繁に行わなくても高い信頼性をもってトロリ線の損耗防止を行うことができる。

電流計測器によって計測された電流の測定値を用いて、補機電流、力行電流を正確に測定し、電流の大きさに合わせて継続時間および時間積分値が閾値を超えるかどうかを損耗危惧条件とする場合には、電車がエアセクション内で徐行運転をしている状態、トロリ線の溶断に繋がる力行を行っている状態、トロリ線を跨いだ状態で長時間滞在している状態を的確に検出することができる。

さらに、電位差計測器を用いて電車線間の電位差を計測し、この電位差がアーク発生の可能性のある閾値以上であり、この電位差の継続時間がアーク検出の閾値を超えるかどうかを損耗危惧条件とする場合には、エアセクションにおけるアーク発生可能性およびアーク発生状態を的確に検出することができる。つまり、電位差と電流の積は電力であるから、エアセクション内におけるトロリ線とパンタグラフとの間のアーク発生によって生じる熱量をより正確に推し量ることができる。

前記電位差が故障発生を検出する閾値以上である場合に、投入器の短絡状態への切り替えを阻止する場合や、投入器の短絡状態において電車線の遮断器の開放条件をより少ない故障電流によって開放するように変更する場合には、故障電流が流れる電車線を他の電車線から切り離すことができるので、故障の拡大を防止できる。

図１〜図６は本発明の実施形態に係るトロリ線の損耗防止装置１の構成を説明する図である。図１に示すように、本発明のトロリ線の損耗防止装置１は、第１の電車線２Ａと第２の電車線２Ｂを切り替えるエアセクション３の両端に位置する電車線２Ａ，２Ｂにそれぞれ取り付けられてエアセクション３内に流れる電流Ｉａ，Ｉｂを計測する第１および第２の電流計測器４Ａ，４Ｂと、前記エアセクション３における両電車線２Ａ，２Ｂ間の電位差を計測する電位差計測器５と、前記両電車線２Ａ，２Ｂに接続されて両電車線２Ａ，２Ｂ間の開放状態および短絡状態を切替可能とする投入器６と、前記電流計測器４Ａ，４Ｂ、電位差計測器５、投入器６に接続された制御部７とを備える。

本実施形態における電車線２Ａ，２Ｂはそれぞれ変電所８に接続されると共に線路に沿って配線される比較的太い導体からなるき電線２Ａｋ、２Ｂｋと、適宜の間隔でき電分岐線２ｒによってき電線２Ａｋ，２Ｂｋに電気的に接続されることにより電力の供給を受けるトロリ線２Ａｔ，２Ｂｔとを備える。電車ＴのパンタグラフＰはトロリ線２Ａ，２Ｂに接触することにより電車Ｔが使用する電力の供給を受けることができる。

前記エアセクション３は第１の電車線２Ａおよび第２の電車線２Ｂを交差させることなく平行に配置し、その一端３ａにおいては第１の電車線２Ａ、他端３ｂにおいては第２の電車線２Ｂが電車ＴのパンタグラフＰに接触するようにトロリ線２Ａｔ，２Ｂｔをそれぞれ逆の傾斜となるように上下方向に傾斜して配置する部分である。

前記電流計測器４Ａ，４Ｂはそれぞれ、トロリ線２Ａｔ，２Ｂｔのエアセクション３を挟む２箇所で、かつ、前記き電分岐線２ｒに接続される部分からエアセクション３の間に取り付けられるものである。また、これらの電流計計測器４Ａ，４Ｂは、トロリ線２Ａｔ，２Ｂｔの上部２点において分岐接続された分流線４ｃと、この分流線４ｃに形成した２つの貫通型変流器４ｄ，４ｅとを備える。

前記２つの貫通型変流器４ｄ，４ｅはそれぞれ電車Ｔに流れる補機電流程度の小電流を精度良く計測する高速直流変流型検出器と、電車Ｔが力行するときに流れる力行電流などの大電流を計測可能なホール素子型電流検出器であって、電流計測器４Ａ，４Ｂはこれらの貫通型変流器４ｄ，４ｅによる測定値をまとめると共に、電車線２Ａ，２Ｂから絶縁された状態で電流に変換された値にして出力する測定値送信部４ｆを備える。なお、測定される電流Ｉａ，Ｉｂはそれぞれエアセクション３側に流れる電流を正とする。

前記電位差計測器５はそれぞれトロリ線２Ａｔ，２Ｂｔのエアセクション３の外側の位置に電気的接続されることにより、トロリ線２Ａｔ，２Ｂｔ間の電位差Ｖを測定するものである。電位差計測器５の接続部分はエアセクション３の外側であるから、その接続部分がパンタグラフＰに当たることがなく、かつ両トロリ線２Ａｔ，２Ｂｔ間の電位差Ｖをより正確に測定することができるように構成している。

なお、本実施形態の電位差計測器５は大地を基準にしてトロリ線２Ａｔ，２Ｂｔの電位Ｖａ，Ｖｂを計測し、両電圧Ｖａ，Ｖｂの差を求めることにより、差電圧Ｖを求めることにより、正確な電位差Ｖを容易に求められるように構成している。また、電位差計測器５は求めた電位差Ｖの測定値をトロリ線２Ａｔ，２Ｂｔから絶縁された状態で電流に変換された値にして出力するものである。

前記投入器６は前記エアセクション３の近傍において第１の電車線２Ａのき電線２Ａｋと第２の電車線２Ｂのき電線２Ｂｋにそれぞれ接続され、両き電線２Ａｋ，２Ｂｋ間を短絡できるスイッチ回路６ａと、このスイッチ回路６ａを開放状態および短絡状態に切り替える操作する切替アクチュエータ６ｂと、投入器６に流れる電流Ｉｃを測定する電流計６ｃを備える。投入器６をき電線２Ａｋ，２Ｂｋ間に接続してあるので、投入器６を介して大電流を流すことができるように構成している。

前記制御部７は例えばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）からなり、前記電流Ｉａ，Ｉｂおよび電位差Ｖの測定値を入力し、エアセクション３内でトロリ線２Ａｔ，２Ｂｔの損耗が危惧される損耗危惧条件を満たすときに、前記投入器を短絡状態に切り替えるための断続制御信号Ｃｎｔを出力するものであり、タッチパネルによる入力部を形成してなる表示部７ａを備える。なお、入力部としてボタン、キーボード、マウスなどを設けてもよい。

前記変電所８には、各電車線２Ａ，２Ｂに電力を供給する２系統の回路を形成し、各電車線２Ａ，２Ｂへの給電を遮断するための遮断器１０Ａ，１０Ｂと、各系統に供給する電流を監視して異常発生時には遮断器１０Ａ，１０Ｂを遮断させるための遮断信号を出力する故障選択装置１１Ａ，１１Ｂと、この故障選択装置１１Ａ，１１Ｂに対して外部からの連絡によって遮断器１０Ａ，１０Ｂを遮断させる連絡遮断装置１２Ａ，１２Ｂとを備える。また、本実施形態の遮断器１０Ａ，１０Ｂはその遮断状態を検出する遮断検出器１０ｃ，１０ｄを備える。

図２は前記制御部７の構成を示す図である。図２において、２０は電流Ｉａ，Ｉｂ、電位差Ｖなどの測定値などを入力すると共に制御対象となる機器に所定の信号を出力するインターフェース、２１はこのインターフェース２０に接続された演算処理部、２２は演算処理部２１に接続されたメモリである。

前記インターフェース２０はアナログ量とデジタル信号との間の変換を行うものであり、演算処理部２１からの制御によって電流計測器４Ａ，４Ｂから電流Ｉａ，Ｉｂの測定値、電位差計測器５から電位差Ｖの測定値、遮断検出器１０ｃ，１０ｄから遮断器１０Ａ，１０Ｂの状態信号（遮断状態Ｂｒｋまたは接続状態Ｃｏｎ）、電流計６ｃから投入器６に流れる電流の測定値Ｉｃの測定値、種々のスイッチおよびボタンの状態を入力する。また、インターフェース２０は投入器６にこれを開放状態または短絡状態に切り替えるための断続制御信号Ｃｎｔ、連絡遮断装置１２Ａ，１２Ｂに感度変更設定信号Ｓｅｔ、種々の表示ランプ等への信号を出力できるように構成されている。

前記演算処理部２１は前記表示部７ａ、インターフェース２０、メモリ２２に接続されて、メモリ２２からラダー論理によって記述されたプログラムを読み出して実行するためのラダー実行プログラムＰ１を実行可能に構成されている。なお、本実施形態の演算処理部２１はラダー理論によって記述されたプログラムを実行可能に構成されているので、投入器６の断続制御をシンプルなプログラムによって実現することができるが、その他の言語で記述されたプログラムを実行可能に構成してもよい。この場合、制御部７をＰＬＣとして機能しないコンピュータであってもよい。

メモリ２２は不揮発性メモリからなることが好ましく、例えば前記投入器６の制御および連絡遮断装置１２Ａ，１２Ｂへの設定変更を行うための制御プログラムＰ２と、前記投入器６の制御に用いる損耗危惧条件を構成する各データＤ１〜Ｄ９を含む設定データＤと、この設定データＤを変更可能とする設定プログログラムＰ３とを記憶する。なお、メモリ２２をハードディスクのような補助記憶装置または半導体メモリおよびこれらの組み合わせからなるものであってもよい。

図３は前記制御プログラムＰ２を演算処理部２１が実行するときの動作を説明して、本発明のトロリ線の損耗防止方法を説明する図である。

図３において、Ｓ１は前記電流Ｉａ，Ｉｂ、差電圧Ｖ、遮断器の状態信号（Ｂｒｋ／Ｃｏｎ）を入力するステップである。なお、電車Ｔに流れる電流は前記電流Ｉａ，Ｉｂの和で表すことができるが、例えば、電流Ｉａ，Ｉｂが共に正の値であるときには、これらの合算を補機電流の閾値を満たしているかどうかの判断に用いることができる、一方、各電流Ｉａ，Ｉｂの絶対値の和を力行電流の閾値を満たしているかどうかの判断に用いることができる。

Ｓ２は電車に流れる力行電流の時間積分値を演算するステップである。なお、エアセクション３内に力行電流の閾値以上の電流が流れていない場合には、ステップＳ２は時間積分値を０にする。

Ｓ３は遮断器１０Ａ，１０Ｂの投入状態を確認するステップであり、両遮断器１０Ａ，１０Ｂの状態が共に投入状態である場合には次のステップＳ４を実行し、何れか一方の遮断器１０Ａまたは１０Ｂが開放状態である場合にはステップＳ５にジャンプする。

Ｓ４は差電圧Ｖの測定値が５００Ｖ以下であるかどうかを判断するステップであり、５００Ｖ以下であるときには次にステップＳ７を実行するが、５００Ｖを超えるときには次にステップＳ５を実行する。

Ｓ５は投入器６を開放状態にしているべきときに実行されるステップであるから、ここで投入器６の状態を確認するステップである。ここで、投入器６が開放状態である場合にはステップＳ１に戻ってステップＳ１〜Ｓ５の処理が繰り返される。他方、投入器６が短絡状態である場合には、次のステップＳ６の処理を実行する。

Ｓ６は投入器６を開放状態に切り替えると共に、投入器６の開放に伴って連絡遮断装置１２Ａ，１２Ｂに投入器６が開放状態であるときに適切な設定となるように感度変更を行う設定信号Ｓｅｔを出力するステップである。具体的には、後述するステップＳ９の処理によって感度変更された故障電流の閾値を元に戻すように設定信号Ｓｅｔを出力する。その後、ステップＳ１にジャンプする。

Ｓ７は前記設定データＤに記録された損耗危惧条件をメモリ２２から読み出すステップである。

Ｓ８は前記電流Ｉａ，Ｉｂおよび電位差Ｖの測定値が損耗危惧条件を満たしているかどうかを判断するステップである。ここで、損耗危惧条件を満たしていると判断した場合には、次のステップＳ９が実行され、満たさないと判断した場合にはステップＳ１０を実行する。

Ｓ９は投入器６を短絡状態に切り替えた後に、投入器６の短絡に伴って連絡遮断装置１２Ａ，１２Ｂに投入器６が短絡状態であるときに適切な設定となるように感度変更を行う設定信号Ｓｅｔを出力するステップである。具体的には、故障選択装置１１Ａ，１１Ｂが遮断信号を出力するための故障電流の閾値を半分に引き下げるための設定信号Ｓｅｔを出力する。

Ｓ１０は投入器６が短絡状態であるかどうかを判断するステップである。ここで投入器６が開放状態である場合にはステップＳ１にジャンプするが、投入器６が短絡状態である場合には、次のステップＳ１１を実行する。

Ｓ１１は投入器６の開放条件が成立するかどうかを判断するステップである。ここで、投入器６の開放条件とは、後述するように電流Ｉａ，Ｉｂの大きさによって設定された開放条件であってもよいが、開放条件が特に設定されていない場合には耗危惧条件を満たさなくなったという条件であってもよい。投入器６の開放条件が成立しない場合には次のステップＳ１２を実行し、開放条件が成立する場合には、ステップＳ１にジャンプする。

Ｓ１２は投入器６を開放状態に切り替えると共に、投入器６の開放に伴って連絡遮断装置１２Ａ，１２Ｂに投入器６が開放状態であるときに適切な設定となるように設定変更を行う設定信号Ｓｅｔを出力し、ステップＳ９の処理によって設定変更された故障電流の閾値を元に戻す。そして、ステップＳ１にジャンプする。

上記ステップＳ１〜Ｓ１２の一連の処理は電流Ｉａ，Ｉｂ、電位差Ｖの測定値、および遮断１０Ａ，１０Ｂの状態がメモリ２２に記憶させた設定データＤに含まれる損耗危惧条件を満たしている場合には第１の電車線２Ａと第２の電車線２Ｂを短絡するトロリ線の損耗防止方法を示している。

図４は前記設定プログラムＰ３によって表示部７ａに表示される画面Ｓｃ１を示す図である。図４に示すように設定プログラムＰ３の動作によって、表示部７ａにはトロリ線２Ａｔ，２Ｂｔの損耗危険性を示す例えば４つの基本条件を表示し、各損耗危惧条件の状態Ｓｔ１〜Ｓｔ４を表示すると共に、各条件の詳細を示す各数値データＤ１〜Ｄ８を表示する。また、Ｂ１は次の条件設定画面を表示するためのボタンであり、Ｂ２は変更した値を設定値として反映するためのボタンである。

図４に示す例では、１番目の損耗危惧基本条件は、補機電流としてエアセクション３への流入方向の電流が１０Ａ以上かつ１０秒以上続いたという条件、２番目の損耗危惧基本条件は前記電流Ｉａ，Ｉｂの絶対値の合計の時間積分値が８００Ａ・ｓを満たしたという条件、３番目の損耗危惧基本条件は前記電位差Ｖが１００Ｖ以上でかつ１０秒連続したという条件、４番目の損耗危惧条件は前記電流Ｉａ，Ｉｂの絶対値が共に１０Ａ以上でありこれが１０秒連続したという条件であることが分かる。

表示部７ａはタッチパネルを形成しているので、前記状態Ｓｔ１〜Ｓｔ４および数値データＤ１〜Ｄ８の部分に触れることにより、設定の変更を対話方式で行うことができるように構成されている。

図５は図４に示すボタンＢ１を操作したときに表示部７ａに表示される別の画面Ｓｃ２の一例を示す図である。図５において、数字の１〜４のキーＫ１〜Ｋ４は図４に示す損耗危惧基本条件の１〜４に対応するものである。また、前記キーＫ１〜Ｋ４の真下にある「ａｎｄ」および「ｏｒ」からなる論理式入力キーＫ５，Ｋ６はいずれもその横の数字にある損耗危惧基本条件と論理積または論理和を設定するためのキーであり、さらにこれらの論理式入力キーＫ５，Ｋ６の右側には、さらに複雑な論理式を組み立てるための「ａｎｄ」および「ｏｒ」からなる論理式入力キーＫ７，Ｋ８およびバックスペースキーＫ９を表示している。

したがって、これらのキーＫ１〜Ｋ９をタッチすることにより、前記４つの損耗危惧基本条件を自由に組み合わせた論理式を設定することができる。なお、入力途中の論理式は画面Ｓｃ２の右半分にテキスト表示Ｆによって表示する。また、Ｂ３は前記論理式を論理式データＤ９として保存するためのボタン、Ｂ４は投入器の短絡禁止条件と、開放条件を設定するボタン、Ｂ５は図４の画面に戻るためのボタンである。

図６は前記ボタンＢ４を操作したときに表示部７ａに表示される画面Ｓｃ３の一例を示す図である。図６に示すように、表示部７ａには、２つの投入器の短絡禁止条件と、１つの開放条件と、これらの条件の状態Ｓｔ５〜Ｓｔ７を表示すると共に、具体的な数値データＤ１０〜Ｄ１３を表示する。また、Ｂ６はこの画面で変更したデータを設定するボタン、Ｂ７は図５の画面に戻るためのボタンである。

すなわち、図６の画面においても各状態Ｓｔ５〜Ｓｔ７及び数値データＤ１０〜Ｄ１３の部分に触れることにより、設定の変更を対話方式で行うことができる。

上述のように、演算処理部２１が設定プログラムＰ３を実行することにより、損耗危惧条件を定めるための設定データＤ１〜Ｄ９を含む設定値を変更可能にしているので、現場に最も適した損耗危惧条件を設定することができる。

本発明のトロリ線の損耗防止装置の全体構成を示す図である。 前記トロリ線の損耗防止装置の要部を示す図である。 本発明のトロリ線の損耗防止方法を説明する図である。 トロリ線の損耗危惧条件の設定例を説明する図である。 前記損耗危惧条件の設定例を説明する別の図である。 前記トロリ線の損耗防止装置の動作を説明する図である。

符号の説明

１ トロリ線の損耗防止装置
２Ａ，２Ｂ 電車線
３ エアセクション
４Ａ，４Ｂ 電流計測器
５ 電位差計測器
６ 投入器
７ 制御部
７ａ，Ｐ３ 条件設定手段
１０ｃ，１０ｄ 遮断検出器
Ｉａ，Ｉｂ 電流
Ｄ１〜Ｄ９ 損耗危惧条件（設定 データ）
Ｖ 電位差
Ｓｅｔ 感度変更設定信号

Claims (10)

1. 第１の電車線と第２の電車線を切り替えるエアセクションの両端に位置する電車線にそれぞれ取り付けられてエアセクション内に流れる電流を計測する第１および第２の電流計測器と、
   前記両電車線に接続されて両電車線間の開放状態および短絡状態を切替可能とする投入器と、
   前記電流の測定値を入力し、エアセクション内でトロリ線の損耗が危惧される損耗危惧条件を満たすときに、前記投入器を短絡状態に切り替える制御部とを備えることを特徴とするトロリ線の損耗防止装置。
2. 前記損耗危惧条件は、前記電流が電車の存在を示す補機電流の閾値以上であり、かつ、前記補機電流の流れる時間が徐行検出の閾値に達した条件を含む請求項１に記載のトロリ線の損耗防止装置。
3. 前記損耗危惧条件は、前記電流が電車の力行を示す力行電流の閾値以上であり、かつ、この力行電流の時間積分値が発熱検出の閾値に達した条件を含む請求項１または請求項２に記載のトロリ線の損耗防止装置。
4. 前記損耗危惧条件は、前記第１および第２の電流計測器により測定した電流の絶対値が共に電車の存在を示す閾値以上であり、かつ、これらの電流の流れる時間が滞在制限時間の閾値に達した条件を含む請求項１〜請求項３の何れかに記載のトロリ線の損耗防止装置。
5. 前記トロリ線の損耗防止装置は、前記エアセクションにおける両電車線間の電位差を計測する電位差計測器を備え、前記制御部が電位差の測定値を入力し、これが損耗危惧条件を満たすかどうかを判断するものであり、かつ、前記損耗危惧条件は、前記電位差がアーク発生可能性を示す閾値以上であり、かつ、前記閾値以上の電位差が発生する時間がアーク検出の閾値に達した条件を含む請求項１〜請求項４の何れかに記載のトロリ線の損耗防止装置。
6. 前記制御部は、前記電位差が故障発生を検出する閾値以上であることを検出するときに前記投入器の短絡状態への切り替えを阻止するものである請求項５に記載のトロリ線の損耗防止装置。
7. 前記制御部は、前記各閾値を設定可能であり、かつ、前記損耗危惧条件として前記条件を組み合わせた論理式を設定可能である条件設定手段を備える請求項２〜請求項６の何れかに記載のトロリ線の損耗防止装置。
8. 前記制御部は、第１の電車線および第２の電車線への給電状態をそれぞれ検知する遮断検出器に接続され、これらの遮断検出器が第１の電車線または第２の電車線への給電の遮断状態を検出するときに前記投入器の短絡状態への切り替えを阻止するものである請求項１〜請求項７の何れかに記載のトロリ線の損耗防止装置。
9. 前記制御部は、前記投入器の短絡状態において、前記第１の電車線および第２の電車線の遮断器の開放条件をより小さい故障電流に変更させるための感度変更設定信号を出力するものである請求項１〜８の何れかに記載のトロリ線の損耗防止装置。
10. 第１の電車線と第２の電車線を切り替えるエアセクションの両端においてエアセクション内に流れる電流と、エアセクションにおける両電車線間の電位差をそれぞれ測定し、これらの電流および電位差がエアセクション内でトロリ線の損耗が危惧される損耗危惧条件を満たすときに、第１の電車線と第２の電車線を短絡することを特徴とするトロリ線の損耗防止方法。

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