JP2010234927A

JP2010234927A - 信号機制御システム

Info

Publication number: JP2010234927A
Application number: JP2009083928A
Authority: JP
Inventors: Kanzo Seki; 貫造関
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP4931954B2

Abstract

【課題】簡単な構成で雷サージから確実に保護するとともに信号機の誤現示を確実に防止する。
【解決手段】各現示灯６ａ〜６ｃの現示制御を行う現示制御回路７ａ〜７ｃの出力側と、信号機電源３の出力端子ＣＸと信号機２の各現示灯６ａ〜６ｃに接続される制御線１４ｄとを接続する電源線１６との間に雷サージ保護素子８ａ〜８ｃをそれぞれ接続し、制御線１４ｄと接地間に雷サージ保護素子９と放電管１０とを直列接続した雷サージ保護手段５を接続して、現示制御回路７ａ〜７ｃの出力側に接続された雷サージ保護素子８ａ〜８ｃに故障が生じて導通したときに、現示制御を行っている現示灯６を消灯させるとともに他の現示灯６も点灯しない状態にして列車の安全運行が損なわれることを防ぐ。
ことができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、鉄道の電子連動システムにおける信号機制御システム、特に雷サージの保護に関するものである。

鉄道の分野では列車を安全かつ効率的に運行するため、信号機や転てつ機などの相互間で、その取扱いについて一定の順序と制限をつける電子連動システムが開示されている。

この電子連動システムにおいて各駅における信号機の現示を制御する信号機制御装置においては、従来、大形の鉄道信号用電磁リレーを使用して信号機の現示制御が行われている。この鉄道信号用電磁リレーは、一般に雷サージ耐量が大きいため雷サージ保護の機能を必要としなかった。

近年、鉄道信号分野の制御において電子化が趨勢になり、鉄道信号用電磁リレーに代わって電子回路による制御が行われている。この電子回路は雷サージ耐量が小さいため、特許文献１に示すように、雷サージ保護機能を設けることが必要になった。この雷サージ保護機能を、例えば図２に示すように、進行（Ｇ）・注意（Ｙ）・停止（Ｒ）の３現示の信号機２と信号機２の現示制御を行う信号機制御装置３ａの間に設ける場合、信号機制御装置３ａと信号機２間の全ての制御線１４ａ〜１４ｄに例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）素子からなる非線形抵抗素子からなる雷サージ保護素子９と放電管１０とを直列に接続した雷サージ保護手段５を接続して接地することが一般的である。

この雷サージ保護手段５ａ〜５ｄにおいては、雷サージ保護手段５ａ〜５ｄの導通故障時に接地経由の閉回路が構成されて信号機２が不正現示となるおそれがあった。例えば図２において信号機制御装置３ａのＲ現示制御回路７ａが導通制御されて信号灯電源トランス４の電源出力ＢＸ、ＣＸが制御線１４ａと制御線１４ｄを通って信号機２のＲ現示灯６ａを点灯してＲ現示をしている状態で制御線１４ａと接地Ｅ間の雷サージ保護手段５ａの雷サージ保護素子９ａと放電管１０ａが故障となって導通し、かつ制御線１４ｂと接地Ｅ間の雷サージ保護手段５ｂの雷サージ保護素子９ｂと放電管１０ｂが故障となって導通すると、制御線１４ａと制御線１４ｂが接地Ｅ経由で接続され、正規のＲ現示のほかの信号機２のＹ現示灯６ｂが点灯する誤現示になってしまう。また、Ｒ現示灯６ａの現示回路が断線しているとＹ現示となる。このため列車の安全運行が損なわれるおそれが発生してしまう。

同様なことは、制御線１４ａと接地Ｅ間の雷サージ保護手段５ａの雷サージ保護素子９ａと放電管１０ａが故障して導通し、かつ、制御線１４ｃと接地Ｅ間の雷サージ保護手段５ｃの雷サージ保護素子９ｃと放電管１０ｃが故障して導通すると、正規のＲ現示のほかの信号機２のＧ現示灯６ｃが点灯する誤現示になってしまう。

この雷サージ保護手段５ａ〜５ｃで複数が同時に故障して導通する機会はほとんど無視できると考えられるが、一方、例えば制御線１４ａと接地Ｅ間の雷サージ保護手段５ａが故障により導通した後、時間が経過して制御線１４ｂと接地Ｅ間の雷サージ保護手段５ｂに故障が発生して導通することによる二重導通故障の発生は無視できない。

また、一般に、雷サージ保護手段５ａ〜５ｄは大形で高価であり、全ての制御線１４ａ〜１４ｄに雷サージ保護手段５ａ〜５ｄを接続することは、経済性とともに大きな設置スペースを必要とする問題もある。

この発明は、このような問題を解消し、簡単な構成で雷サージから確実に保護するとともに信号機の誤現示を確実に防止することができる信号機制御システムを提供することを目的とするものである。

この発明の信号機制御システムは、複数の現示灯を有する信号機と、該信号機の現示制御を行う信号機制御装置及び雷サージ保護手段を有し、前記信号機制御装置は、前記信号機の各現示灯の現示制御を行う複数の現示制御回路と、複数の雷サージ保護素子を有し、複数の現示制御回路の入力側は信号機電源の一方の出力端子に接続され、制御出力側はそれぞれ制御線を介して前記信号機の各現示灯に接続され、前記複数の雷サージ保護素子は、非線形抵抗素子で構成され、前記現示制御回路の制御出力側と、前記信号機電源の他方の出力端子と前記信号機の各現示灯に接続される制御線とを接続する電源線との間に接続され、前記雷サージ保護手段は、非線形抵抗素子で形成された雷サージ素子と放電管の直列接続で構成され、前記電源線が接続された制御線と接地間に接続されていることを特徴とする。

この発明は、信号機制御装置の入力側が信号機電源の一方の出力端子に接続され、出力側がそれぞれ制御線を介して信号機の各現示灯に接続されて、各現示灯の現示制御を行う複数の現示制御回路の出力側と、信号機電源の他方の出力端子と信号機の各現示灯に接続される制御線とを接続する電源線との間に非線形抵抗素子で構成された雷サージ保護素子をそれぞれ接続し、電源線が接続された制御線と接地間に非線形抵抗素子で構成された雷サージ保護素子と放電管とを直列接続して構成された雷サージ保護手段を接続したから、信号機の現示灯の現示制御を行っている現示制御回路の出力側に接続された雷サージ保護素子に故障が生じて導通したときに、現示制御を行っている現示灯を消灯させるとともに他の現示灯も点灯しない状態にして列車の安全運行が損なわれることを防ぐことができる。

また、雷サージ保護手段の数を最小限にすることにより、雷サージ保護機能の低価格化を実現することができる。

さらに、雷サージ保護素子を信号機制御装置に内蔵するから、信号機制御装置を設置するとき雷サージ保護手段だけを信号機制御装置の外部に接続すれば良く、施工を容易に行なうことができる。

この発明の信号機制御システムの構成を示すブロック図である。従来の信号機制御システムの構成を示すブロック図である。

図１は、この発明の信号機制御システムの構成を示すブロック図である。図に示すように、信号機制御システム１は、信号機２と、信号機２の現示制御を行う信号機制御装置３と、信号機電源トランス４及び雷サージ保護手段５を有する。信号機２は例えば進行（Ｇ）・注意（Ｙ）・停止（Ｒ）の３現示を示すＧ現示灯６ｃとＹ現示灯６ｂとＲ現示灯６ａを有する。

信号機制御装置３は信号機２のＲ現示灯６ａの現示制御を行うＲ現示制御回路７ａと、Ｙ現示灯６ｂの現示制御を行うＹ現示制御回路７ｂと、Ｇ現示灯６ｃの現示制御を行うＧ現示制御回路７ｃと、雷サージ保護素子８ａ〜８ｃを有する。Ｒ現示制御回路７ａとＹ現示制御回路７ｂ及びＧ現示制御回路７ｃは信号機電源トランス４の一方の電源出力ＢＸを入力する入力端子１１と各制御出力端子１３ａ〜１３ｃを有する。各制御出力端子１３ａ〜１３ｃは制御線１４ａ〜制御線１４ｃにより信号機２のＲ現示灯６ａとＹ現示灯６ｂとＧ現示灯６ｃにそれぞれ接続されている。雷サージ保護素子８ａ〜８ｃは非線形抵抗素子、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）素子で構成され、Ｒ現示制御回路７ａとＹ現示制御回路７ｂ及びＧ現示制御回路７ｃの制御出力端子１３ａ〜１３ｃと、信号機制御装置３に設けられ、信号機電源トランス４の他方の出力端子ＣＸに接続される端子１２及び信号機２のＲ現示灯６ａとＹ現示灯６ｂとＧ現示灯６ｃとの間に接続された制御線１４ｄが接続される端子１５とを連結した電源線１６との間に接続されている。また、雷サージ保護手段５は直列に接続された非線形抵抗素子例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）素子である雷サージ保護素子９と放電管１０とからなり、制御線１４ｄと接地Ｅ間に接続されている。

この信号機制御システム１で信号機制御装置３に設けた雷サージ保護素子８ａ〜８ｃと雷サージ保護素子９を構成するＺｎＯ素子は、印加電圧が低く、非直線現象が起こる前の領域で高抵抗となっており、雷サージが流れた後、印加電圧が低くなると絶縁抵抗が元の高抵抗となって絶縁性を回復して続流を防止することができる。また、制御線１４ｄと接地Ｅ間に接続された雷サージ保護手段５を構成する放電管１０は雷サージのような高電位ではアーク放電を起こして電流を流し、一度放電が生じると電流を遮断しない限り通電状態のままになる。この雷サージ保護素子８ａ〜８ｃと雷サージ保護手段５を直列に接続することにより、雷サージが発生したときに続流の遮断能力と雷サージ流入抑止効果を得ることができる。

この信号機制御システム１において、信号機制御装置３のＲ現示制御回路７ａが導通制御されて信号灯電源トランス４の出力ＢＸと出力ＣＸが制御線１４ａと制御線１４ｄを通って信号機２のＲ現示灯６ａを点灯してＲ現示をしている状態で、Ｒ現示制御回路７ａの制御出力端子１３ａと電源線１６の間に接続された雷サージ保護素子８ａが故障して導通すると、信号機電源トランス４の電源出力ＢＸ，ＣＸがＲ現示制御回路７ａと導通した雷サージ保護素子８ａにより短絡される。このためＲ現示灯６ａが消灯し、他のＹ現示灯６ｂとＧ現示灯６ｃも点灯しない状態になる。この状態は、Ｒ現示と同等であるため列車の安全運行が損なわれることを防ぐことができる。

この現象は雷サージ保護素子８ｂと雷サージ保護素子８ｃが故障して導通した場合でも同様であり、さらに、雷サージ保護素子８ａ〜８ｃの複数、例えば雷サージ保護素子８ａと雷サージ保護素子８ｂが故障して導通した場合もＲ現示灯６ａとＹ現示灯６ｃ及びＧ現示灯６ｃのいずれも点灯しないで済む。

また、信号機制御装置３のＲ現示制御回路７ａとＹ現示制御回路７ｂ及びＧ現示制御回路７ｃの制御出力端子１３ａ〜１３ｃと電源線１６との間に雷サージ保護素子８ａ〜８ｃを接続し、制御線１４ｄと接地Ｅとの間に雷サージ保護手段５を接続することにより、雷サージ保護手段５の使用数を最小限にすることができ、雷サージ保護機能の低価格化を実現することができる。

さらに、雷サージ保護素子８ａ〜８ｃを信号機制御装置３に内蔵するから、信号機制御装置３を設置するとき雷サージ保護手段５だけを外部で接続すれば良く、施工を容易に行なうことができる。

１；信号機制御システム、２；信号機、３；信号機制御装置、
４；信号機電源トランス、５；雷サージ保護手段、６現示灯、７；現示制御回路、
８，９；雷サージ保護素子、１０；放電管、１４；制御線。

特開２００３−１６５４４０号公報

Claims

複数の現示灯を有する信号機と、該信号機の現示制御を行う信号機制御装置及び雷サージ保護手段を有し、
前記信号機制御装置は、前記信号機の各現示灯の現示制御を行う複数の現示制御回路と、複数の雷サージ保護素子を有し、複数の現示制御回路の入力側は信号機電源の一方の出力端子に接続され、制御出力側はそれぞれ制御線を介して前記信号機の各現示灯に接続され、前記複数の雷サージ保護素子は非線形抵抗素子で構成され、前記現示制御回路の制御出力側と、前記信号機電源の他方の出力端子と前記信号機の各現示灯に接続される制御線とを接続する電源線との間に接続され、
前記雷サージ保護手段は、非線形抵抗素子で形成された雷サージ素子と放電管の直列接続で構成され、前記電源線が接続された制御線と接地間に接続されていることを特徴とする信号機制御システム。