JP2019532863A

JP2019532863A - 電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システム及びその制御方法

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Publication number: JP2019532863A
Application number: JP2019516124A
Authority: JP
Inventors: 群湛李
Original assignee: Southwest Jiaotong University
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Priority date: 2016-09-23
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Publication date: 2019-11-14
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Abstract

電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システム及び方法である。システムは、列車の走行位置及び方向を検知するために用いられるパンタグラフ識別装置と、第１給電アームの電圧を検出する電圧トランスと、それぞれ第１セクショナライザの両端に並列接続される第１抵抗器及び第１サイリスタスイッチと、それぞれ第２セクショナライザの両端に並列接続される第２抵抗器及び第２サイリスタスイッチと、制御ユニットとを備える。制御ユニットは、列車が第１給電アームから第１セクショナライザへ走行する場合、第１給電アームの電圧がゼロクロスすると、第１サイリスタスイッチをオンにするように制御し、列車が第１給電アームから第１セクショナライザを経由してニュートラルセクションに進入する場合、第１サイリスタスイッチをオフにするように制御し、この時、第１サイリスタスイッチを通過する電流がゼロクロスし、同時に第２サイリスタスイッチをオンにするように制御し、及び、列車がニュートラルセクションから第２セクショナライザを経由して第２給電アームに進入する場合、第２サイリスタスイッチをオフにするように制御するために用いられる。

Description

本発明は、電化鉄道の牽引給電分野に関し、特に電化鉄道のセクションポストの自動分相通過技術に関する。

中国の電化鉄道は、一般的に、単相商用周波数交流方式を採用し、電力システムの三相負荷をできるだけ平衡にするために、電化鉄道はしばしば相順交代で、分相セクション給電する方式を採用する。分相セクション場所の隣接する給電区間では空気又は碍子で分割し、電気的分相又は分相と略称する。

電気を帯びた電気機関車が分相を通過する際に、アーク放電により架線サスペンション部材が焼損し、ひいては相間短絡等の事故を招くことを防止するために、列車が分相を通過する時に、運転手は手動でダウンシフトし、補助ユニットをオフにし、メインスイッチをオフにし、列車の慣性で分相を通過してから、メインスイッチをオンにし、補助ユニットをオンにし、アップシフトしてパワーを回復させることにより、分相通過過程を完了し、これはパンタグラフを降下させて分相を通過することと称される。列車速度の向上及び分相通過回数の増加に伴い、運転手の作業負担が大きく、又は手動で対応できないため分相通過を完了できなくなり、そのため、措置を講じる必要がある。主な措置は、自動分相通過技術、及び分相をなくす同相給電技術に分けられる。同相給電により根本的に牽引変電所の出口における分相をなくすことができ、列車が電気を遮断せずに通過することができるが、電力網が双方向給電を許可しない場合、セクションポストの分相通過問題は依然として解決する必要がある。現在、一般的な自動分相通過方式は、車載自動分相通過及び地上スイッチ自動分相通過に分けられる。

車載自動分相通過は、列車と地上信号との協調によって、列車の中で列車制御システムにより運転手による手動分相通過を疑似的に行う。車載自動相通過の過程で、列車の停電時間が長く、速度損失が大きく、また、給電デッドゾーン及び停車リスクが存在し、特に長い傾斜路では停車リスクが一層大きくなる。

現在の地上スイッチ自動分相通過方法は、列車の地上位置信号と協調して、地上スイッチによって分相両側の給電アームの電圧をニュートラルセクションに順に切り替え、列車が切替動作をする必要がなく、その停電時間が２組の地上スイッチの切替時間だけであり、一般的に、２００ｍｓ〜４００ｍｓの短い時間であり、列車の速度損失への影響が小さく、給電デッドゾーンが存在しない。しかし、この解決手段のスイッチ切替時間が短いにもかかわらず、高速列車の牽引伝動システムには受け入れないものがあり、分相通過後に再開する必要があり、列車の性能に影響を及ばす。

また、車載自動分相通過であろうと、地上スイッチ自動分相通過であろうと、スイッチの切替中において過渡過程が発生し、操作過電圧又は過電流が生じやすく、さらに部品を損傷し、故障を引き起こす。

本願は、セクションポスト両側の２つの給電アームが同相電圧で給電する特徴を利用して、列車の自動分相通過技術を、無停電の新しい高レベルに向上させることができ、様々な列車に適用でき、且つ過渡過程及び過電圧、過電流を効果的に抑制でき、電力網に悪影響を与えることがない。

本発明の目的は、電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システムを提供することであり、該自動分相通過システムにより、電化鉄道のセクションポストの無停電場合での自動分相通過の問題を効果的に解決できる。

本発明の別の目的は、電化鉄道の自動分相通過システムの制御方法を提供することであり、該制御方法により、電化鉄道のセクションポストの無停電自動分相通過システムの制御問題を効果的に解決できる。

本発明はその目的を実現するために以下の技術案を採用する。電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システムは、常開のサイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）と、常閉の負荷スイッチ１（Ｋ１）及び負荷スイッチ２（Ｋ２）と、常遮断のスペアスイッチ１（Ｋ１１）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）と、抵抗器１（Ｒ１）及び抵抗器２（Ｒ２）と、電流トランス１（Ｈ１）及び電流トランス２（Ｈ２）と、電圧トランス（Ｖ）とを備え、給電アームは給電アーム１（Ａ１）、給電アーム２（Ａ２）に分けられ、給電アーム１（Ａ１）はセクショナライザ１（Ｓ１）を介してニュートラルセクション（Ａ０）の一端に接続され、給電アーム２（Ａ２）はセクショナライザ２（Ｓ２）を介してニュートラルセクション（Ａ０）の他端に接続され、セクショナライザ１（Ｓ１）に近い給電アーム１（Ａ１）の端部の支柱にパンタグラフ識別装置１（Ｐ１）が配置され、セクショナライザ１（Ｓ１）が設けられた支柱にパンタグラフ識別装置２（Ｐ２）が配置され、セクショナライザ２（Ｓ２）が設けられた支柱にパンタグラフ識別装置３（Ｐ３）が配置され、負荷スイッチ１（Ｋ１）とサイリスタスイッチ１（Ｔ１）及び電流トランス１（Ｈ１）とが順に直列接続されてからセクショナライザ１（Ｓ１）の両端に並列接続され、抵抗器１（Ｒ１）及びスペアスイッチ１（Ｋ１１）もそれぞれセクショナライザ１（Ｓ１）の両端に並列接続され、負荷スイッチ２（Ｋ２）とサイリスタスイッチ２（Ｔ２）及び電流トランス２（Ｈ２）とが順に直列接続されてからセクショナライザ２（Ｓ２）の両端に並列接続され、抵抗器２（Ｒ２）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）もそれぞれセクショナライザ２（Ｓ２）の両端に並列接続され、給電アーム１（Ａ１）とセクショナライザ１（Ｓ１）との接続箇所と、レールグラウンド（rail ground）との間に電圧トランス（Ｖ）が並列接続され、パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）、パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）、及びパンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子と、電流トランス１（Ｈ１）及び電流トランス２（Ｈ２）の出力端子と、電圧トランス（Ｖ）の出力端子とがいずれも制御ユニット（ＣＵ）に接続され、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）のトリガー端子と、負荷スイッチ１（Ｋ１）及び負荷スイッチ２（Ｋ２）の操作端子と、スペアスイッチ１（Ｋ１１）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）の操作端子とがいずれも制御ユニット（ＣＵ）に接続される。

遠隔操作装置（ＹＤ）は、制御ユニット（ＣＵ）に接続されることができる。

本発明の第２の目的は、以下の技術案によって実現される。電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システムの制御方法において、列車がセクショナライザ１（Ｓ１）を経由してニュートラルセクション（Ａ０）に進入すると、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）がオフになり、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）の電流がゼロクロスしてオフになると、サイリスタスイッチ２（Ｔ２）を直ちにオンにし、電流がゼロクロスする時に給電アーム１（Ａ１）から給電アーム２（Ａ２）への瞬時切替を完了し、すなわち、ニュートラルセクション（Ａ０）を給電アーム１（Ａ１）から遮断して給電アーム２（Ａ２）と直接連通し、無停電を実現する。抵抗器１（Ｒ１）及び抵抗器２（Ｒ２）は、単独で、又は共同で作動して、均衡電流を抑制でき、電力網への干渉を最小限の許容範囲に低減するとともに、牽引給電システムに発生する可能性がある過渡過程を抑制することができる。その具体的な制御順序は以下のとおりである。

Ａ．システム初期状態：ニュートラルセクション（Ａ０）に列車がない。パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）、パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）、及びパンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子の出力信号は０である。

Ｂ．パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）の信号端子の出力信号が１であるとき、すなわち、パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）が、列車（Ｌ）が給電アーム１（Ａ１）からセクショナライザ１（Ｓ１）へ走行していることを検知した場合、制御ユニット（ＣＵ）は、電圧トランス（Ｖ）が出力する波形電圧がゼロクロスする時を選択し、直ちにサイリスタスイッチ１（Ｔ１）をオンにし、ニュートラルセクション（Ａ０）を給電アーム１（Ａ１）と直接連通させ、この時、抵抗器１（Ｒ１）が短絡され、抵抗器２（Ｒ２）が作動する。

Ｃ．パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）の信号端子の出力信号が１であるとき、すなわち、列車（Ｌ）が給電アーム１（Ａ１）からセクショナライザ１（Ｓ１）を経由してニュートラルセクション（Ａ０）に進入した場合、制御ユニット（ＣＵ）はサイリスタスイッチ１（Ｔ１）をオフにし、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）の電流がゼロクロスしてオフになると、直ちにサイリスタスイッチ２（Ｔ２）をオンにし、すなわち、ニュートラルセクション（Ａ０）が給電アーム１（Ａ１）から遮断され、給電アーム２（Ａ２）と直接連通し、この時、抵抗器１（Ｒ１）が作動状態に戻り、抵抗器２（Ｒ２）が短絡される。

Ｄ．パンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子の出力信号が１であるとき、すなわち、列車がニュートラルセクション（Ａ０）からセクショナライザ２（Ｓ２）を経由して給電アーム２（Ａ２）に進入した場合、制御ユニット（ＣＵ）はサイリスタスイッチ２（Ｔ２）をオフにし、すなわち、ニュートラルセクション（Ａ０）が給電アーム２（Ａ２）から遮断され、この時、抵抗器２（Ｒ２）が作動状態に戻り、すなわち、パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）、パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）、パンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子の信号が０にリセットされ、システムが初期状態Ａに戻り、給電アーム１（Ａ１）から給電アーム２（Ａ２）までの無停電切替が完了する。

前記サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）は、いずれも双方向サイリスタ交流スイッチである。

前記抵抗器１（Ｒ１）及び抵抗器２（Ｒ２）は高電圧・高抵抗の抵抗器であり、接地定格電圧が２７．５ｋＶを満たし、両端の電圧が１０ｋＶ以上で、抵抗値が５００Ω以上である。抵抗器１（Ｒ１）及び抵抗器２（Ｒ２）は単独で、又は共同で作動して、均衡電流及び過渡過程を抑制することができる。

電流トランス１（Ｈ１）及び電流トランス２（Ｈ２）の出力端子で測定された電流が同時に０より大きい場合、すなわち、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）が同時にオンになる場合、故障であると見なされ（遠隔操作装置（ＹＤ）により故障警報を行い）、制御ユニット（ＣＵ）は負荷スイッチ１（Ｋ１）及び負荷スイッチ２（Ｋ２）を遮断させ、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）を切り、その後、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）に代えてスペアスイッチ１（Ｋ１１）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）がそれぞれ自動分相通過操作を実行し、その制御方法は従来の地上自動分相通過と同じである。

勿論、制御ユニット（ＣＵ）は、負荷スイッチ１（Ｋ１）及び負荷スイッチ２（Ｋ２）、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）、並びに、スペアスイッチ１（Ｋ１１）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）のオンオフ情報を収集し、さらにそれらの作動状態を分析して、故障をタイムリーに見つけることもできる。

保守の都合上、常識に従って、前記抵抗器１（Ｒ１）及び抵抗器２（Ｒ２）の分岐に断路スイッチが直列接続される。抵抗器１（Ｒ１）又は抵抗器２（Ｒ２）が遮断されても、システムは作動できるが、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）とサイリスタスイッチ２（Ｔ２）との協調が不適切である場合、大きな過渡過程又は均衡電流が発生する。

サイリスタのトリガーオンを協調し、過渡過程への減衰性能を向上させるために、ニュートラルセクション（Ａ０）とレールグラウンドとの間に高電圧・高抵抗の抵抗器を並列接続することができる。

本発明の作動原理は以下のとおりである。セクションポスト両側の２つの給電アームは三相電力網の同一の相電圧又は線間電圧によって給電される。５０Ｈｚ商用周波数回路に対して、サイリスタ等の電力電子スイッチのオンとオフの時間が短いため、無視でき、すなわち、サイリスタスイッチは瞬時的にオンオフするものであると見なされる。電圧がゼロクロスすると、サイリスタスイッチをトリガーしてオンにして抵抗器を短絡させることにより、電圧ショックを効果的に減らすことができる。サイリスタスイッチ１の電流がゼロクロスしてオフになると、直ちにサイリスタスイッチ２をオンにして、電流がゼロクロスする時に給電アーム１から給電アーム２への瞬時切替を完了することができ、すなわち、列車の給電を給電アーム１から給電アーム２に瞬時的に切り替え、無停電を実現することができる。システムに直列接続される高電圧・高抵抗の抵抗器１、抵抗器２は単独で作動し、又は共同で作動して、均衡電流を抑制でき、電力網への干渉を最小限の許容範囲に低減するとともに、減衰役割を果たし、牽引給電システムに発生する可能性がある過渡過程及び過電圧、過電流を抑制する。

従来技術と比較して、本発明の有益な効果は以下のとおりである。

一、本発明は、サイリスタスイッチ１の電流がゼロクロスしてオフになると、サイリスタスイッチ２をオンにし、電流がゼロクロスする時に給電アーム１から給電アーム２への瞬時切替を完了し、且つ列車の無停電を実現し、すなわち、切替時間が０であり、様々な列車に適用できる。従来の地上スイッチ自動分相通過の切替時間は２００ｍｓ〜４００ｍｓである場合が多く、高速列車の牽引伝動システムには受け入れられないものがあり、分相通過後に再開する必要があり、列車の性能に影響を及ばす。

二、本発明は、切替過程で、抵抗器１および抵抗器２が単独で、又は共同で作動して、均衡電流を抑制でき、電力網への干渉を最小限の許容範囲に低減するとともに、減衰の役割を果たし、牽引給電システムに発生する可能性がある過渡過程及び過電圧・過電流を抑制する。

三、本発明はシステム故障識別及び切替機能を有し、事故の拡大を避けることができる。

四、本発明は、技術が先進的であり、性能が優れており、実施しやすい。

図１は、本発明実施例の構造模式図である。図２は、本発明実施例の制御ユニットの模式図である。

以下、図面及び具体的な実施形態を参照しながら本発明をさらに説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示す図である。電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システムは、給電アーム１（Ａ１）と、ニュートラルセクション（Ａ０）と、給電アーム２（Ａ２）とを備え、給電アーム１（Ａ１）はセクショナライザ１（Ｓ１）を介してニュートラルセクション（Ａ０）の一端に接続され、給電アーム２（Ａ２）はセクショナライザ２（Ｓ２）を介してニュートラルセクション（Ａ０）の他端に接続され、セクショナライザ１（Ｓ１）に近い給電アーム１（Ａ１）の端部の支柱にパンタグラフ識別装置１（Ｐ１）が配置され、セクショナライザ１（Ｓ１）が設けられた支柱にパンタグラフ識別装置２（Ｐ２）が配置され、セクショナライザ２（Ｓ２）が設けられた支柱にパンタグラフ識別装置３（Ｐ３）が配置され、負荷スイッチ１（Ｋ１）とサイリスタスイッチ１（Ｔ１）及び電流トランス１（Ｈ１）とが順に直列接続されてからセクショナライザ１（Ｓ１）の両端に並列接続され、抵抗器１（Ｒ１）及びスペアスイッチ１（Ｋ１１）もそれぞれセクショナライザ１（Ｓ１）の両端に並列接続され、負荷スイッチ２（Ｋ２）とサイリスタスイッチ２（Ｔ２）及び電流トランス２（Ｈ２）とが順に直列接続されてからセクショナライザ２（Ｓ２）の両端に並列接続され、抵抗器２（Ｒ２）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）もそれぞれセクショナライザ２（Ｓ２）の両端に並列接続され、給電アーム１（Ａ１）とセクショナライザ１（Ｓ１）との接続箇所と、レールグラウンドとの間には接地電圧を測定する電圧トランス（Ｖ）が並列接続され、パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）、パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）、及びパンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子と、電流トランス１（Ｈ１）及び電流トランス２（Ｈ２）の出力端子と、電圧トランス（Ｖ）の出力端子とがいずれも制御ユニット（ＣＵ）に接続され、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）のトリガー端子と、負荷スイッチ１（Ｋ１）及び負荷スイッチ２（Ｋ２）の操作端子と、スペアスイッチ１（Ｋ１１）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）の操作端子とがいずれも制御ユニット（ＣＵ）に接続され、遠隔操作装置（ＹＤ）も制御ユニット（ＣＵ）に接続される。

前記サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）はいずれも双方向サイリスタ交流スイッチである。サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）は常開であり、負荷スイッチ１（Ｋ１）及び負荷スイッチ２（Ｋ２）は常閉であり、スペアスイッチ１（Ｋ１１）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）は常開である。

前記抵抗器１（Ｒ１）及び抵抗器２（Ｒ２）は高電圧・高抵抗の抵抗器であり、接地定格電圧が２７．５ｋＶを満たし、両端の電圧が１０ｋＶ以上で、抵抗値が一般的に５００Ω以上である。抵抗器１（Ｒ１）及び抵抗器２（Ｒ２）は単独で、又は共同で作動して、均衡電流を抑制でき、過渡過程を抑制でき、保守の都合上、常識に従って、抵抗器１（Ｒ１）及び抵抗器２（Ｒ２）の分岐に断路スイッチが直列接続される。抵抗器１（Ｒ１）又は抵抗器２（Ｒ２）が遮断されても、システムは作動できるが、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）とサイリスタスイッチ２（Ｔ２）との協調が不適切である場合、大きな過渡過程又は均衡電流が発生する。

電圧トランス（Ｖ）は給電アームの電圧を検出し、前記抵抗器１（Ｒ１）及び抵抗器２（Ｒ２）が作動する場合、給電アーム１（Ａ１）がニュートラルセクション（Ａ０）、給電アーム２（Ａ２）と同位相であるため、電圧トランス（Ｖ）は給電アーム１（Ａ１）に設置されてもよく、ニュートラルセクション（Ａ０）又は給電アーム２（Ａ２）の適切な位置に設置されてもよい。

上記電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システムに自動分相通過を完了させる制御の順序は以下のとおりである。

Ａ．システム初期状態：ニュートラルセクション（Ａ０）に列車がない。パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）、パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）、パンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子の出力信号は０である。

Ｂ．パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）の信号端子の出力信号が１であり、すなわち、パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）が給電アーム１（Ａ１）からセクショナライザ１（Ｓ１）への列車（Ｌ）の走行を検知した場合、制御ユニット（ＣＵ）は電圧トランス（Ｖ）が出力する波形電圧がゼロクロスする時を選択し、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）をオンにし、ニュートラルセクション（Ａ０）が給電アーム１（Ａ１）と直接連通し、この時、抵抗器１（Ｒ１）が短絡され、抵抗器２（Ｒ２）が作動する。

Ｃ．パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）の信号端子の出力信号が１であり、すなわち、列車（Ｌ）が給電アーム１（Ａ１）からセクショナライザ１（Ｓ１）を経由してニュートラルセクション（Ａ０）に進入する場合、制御ユニット（ＣＵ）はサイリスタスイッチ１（Ｔ１）をオフにし、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）の電流がゼロクロスしてオフになると、直ちにサイリスタスイッチ２（Ｔ２）をオンにし、すなわち、ニュートラルセクション（Ａ０）が給電アーム１（Ａ１）と遮断し、給電アーム２（Ａ２）と直接連通し、この時、抵抗器１（Ｒ１）が作動状態に戻り、抵抗器２（Ｒ２）が短絡される。

Ｄ．パンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子の出力信号が１で、すなわち、列車がニュートラルセクション（Ａ０）からセクショナライザ２（Ｓ２）を経由して給電アーム２（Ａ２）に進入する場合、制御ユニット（ＣＵ）はサイリスタスイッチ２（Ｔ２）をオフにし、すなわち、ニュートラルセクション（Ａ０）が給電アーム２（Ａ２）と遮断し、この時、抵抗器２（Ｒ２）が作動状態に戻り、パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）、パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）、パンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子の信号を０にリセットし、システムが初期状態Ａに戻り、給電アーム１（Ａ１）から給電アーム２（Ａ２）までの無停電切替が完了する。

図示する例は、列車が左から右へ走行すると仮定するものであり、右から左への自動分相通過ステップは同様に完了することができるため、繰り返し説明しない。

図２は、本発明実施例の制御ユニットの模式図を示す。パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）、パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）、及びパンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子と、電流トランス１（Ｈ１）、電流トランス２（Ｈ２）の出力端子と、電圧トランス（Ｖ）の出力端子と、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）のトリガー端子と、負荷スイッチ１（Ｋ１）及び負荷スイッチ２（Ｋ２）の操作端子と、スペアスイッチ１（Ｋ１１）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）の操作端子とは、いずれも制御ユニット（ＣＵ）に接続され、遠隔操作装置（ＹＤ）も制御ユニット（ＣＵ）に接続されることができる。

パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）、パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）、及びパンタグラフ識別装置３（Ｐ３）は、信号端子によって検出信号を制御ユニット（ＣＵ）へ出力し、制御ユニット（ＣＵ）はこの検出信号に基づいて、列車が給電アーム１（Ａ１）、ニュートラルセクション（Ａ０）、給電アーム２（Ａ２）に位置する具体的な位置を判断し、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）又はサイリスタスイッチ２（Ｔ２）のオン又はオフ指令を出し、電流がゼロクロスする時に給電アーム１から給電アーム２への瞬時切替を完了し、且つ列車の無停電を実現し、次に、パンタグラフ識別装置１（Ｐ１）、パンタグラフ識別装置２（Ｐ２）、及びパンタグラフ識別装置３（Ｐ３）の信号端子の出力信号を０にリセットするように指令し、システムが初期状態に戻る。

電流トランス１（Ｈ１）及び電流トランス２（Ｈ２）の出力端子で測定された電流が同時に０より大きい場合、すなわち、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）が同時にオンになると判断する場合、故障であると見なされ、制御ユニット（ＣＵ）は負荷スイッチ１（Ｋ１）及び負荷スイッチ２（Ｋ２）を遮断させ、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）を切り、その後、サイリスタスイッチ１（Ｔ１）及びサイリスタスイッチ２（Ｔ２）に代えてそれぞれスペアスイッチ１（Ｋ１１）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）が自動分相通過操作を実行し、すなわち、従来の地上スイッチ自動分相通過方法と同じであるように、パンタグラフ識別装置の出力信号と協調し、スペアスイッチ１（Ｋ１１）及びスペアスイッチ２（Ｋ２２）によって給電アーム１（Ａ１）及び給電アーム２（Ａ２）をニュートラルセクションへ順に切り替え、スタンバイ方法として、自動分相通過を実現する。

また、遠隔操作装置（ＹＤ）は、制御ユニット（ＣＵ）によって情報を得て、指令を出す。

Claims

電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システムであって、
前記システムは、
列車の走行位置及び方向を検知するパンタグラフ識別装置と、
第１給電アームの電圧を検出する電圧トランスと、
前記第１給電アームとニュートラルセクションとの間に位置する第１セクショナライザの両端にそれぞれ並列接続される第１抵抗器及び第１サイリスタスイッチと、
前記ニュートラルセクションと第２給電アームとの間に位置する第２セクショナライザの両端にそれぞれ並列接続される第２抵抗器及び第２サイリスタスイッチと、
前記列車が前記第１給電アームから前記第１セクショナライザへ走行する場合、前記第１給電アームの電圧がゼロクロスすると、前記第１サイリスタスイッチをオンにするように制御する操作、
前記列車が前記第１給電アームから前記第１セクショナライザを経由して前記ニュートラルセクションに進入する場合、前記第１サイリスタスイッチをオフにするように制御し、この時、第１サイリスタスイッチを通過する電流がゼロクロスし、同時に前記第２サイリスタスイッチをオンにするように制御する操作、及び、
前記列車が前記ニュートラルセクションから前記第２セクショナライザを経由して前記第２給電アームに進入する場合、前記第２サイリスタスイッチをオフにするように制御する操作のうちの１つ又は複数を実行する制御ユニットと、を備えることを特徴とする電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システム。
前記第１及び第２抵抗器は、接地定格電圧が２７．５ｋＶを満たし、両端の電圧が１０ｋＶ以上で、抵抗値が５００Ω以上であることを特徴とする、請求項１に記載の電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システム。
前記システムは、第１負荷スイッチ、第１電流トランス及び第１スペアスイッチと、第２負荷スイッチ、第２電流トランス及び第２スペアスイッチと、をさらに備え、
前記第１負荷スイッチと前記第１サイリスタスイッチ及び前記第１電流トランスとが直列接続され、前記三つからなる直列回路が前記第１セクショナライザの両端に並列接続され、前記第１スペアスイッチが前記第１セクショナライザの両端に並列接続され、
前記第２負荷スイッチと前記第２サイリスタスイッチ及び前記第２電流トランスとが直列接続され、前記三つからなる直列回路が前記第２セクショナライザの両端に並列接続され、前記第２スペアスイッチが前記第２セクショナライザの両端に並列接続され、
前記制御ユニットは、
前記第１電流トランス及び前記第２電流トランスがいずれも０より大きい電流を検出した場合、前記第１及び第２負荷スイッチをオフにするように制御し、前記第１及び第２サイリスタスイッチに応用される制御操作をそれぞれ前記第１及び第２スペアスイッチに応用する操作をさらに実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システム。
前記システムは、遠隔操作装置をさらに備え、
前記制御ユニットは、さらに、前記第１電流トランス及び前記第２電流トランスがいずれも０より大きい電流を検出した場合、前記遠隔操作装置に故障警報を送信することを特徴とする請求項３に記載の電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システム。
前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器が作動する時、前記第１給電アーム、前記ニュートラルセクション及び前記第２給電アームが同位相であり、前記電圧トランスが前記第１給電アームに設置され、又は、前記ニュートラルセクション又は前記第２給電アームに設置されることを特徴とする請求項１に記載の電化鉄道のセクションポストの自動分相通過システム。
電化鉄道のセクションポストの自動分相通過方法であって、
第１給電アームとニュートラルセクションとの間に位置する第１セクショナライザの両端にはそれぞれ第１抵抗器及び第１サイリスタスイッチが並列接続され、前記ニュートラルセクションと第２給電アームとの間に位置する第２セクショナライザの両端にはそれぞれ第２抵抗器及び第２サイリスタスイッチが並列接続され、
前記方法は、
列車の走行位置及び方向を検知することと、
前記第１給電アームの電圧を検出することと、
前記列車が前記第１給電アームから前記第１セクショナライザへ走行する場合、前記第１給電アームの電圧がゼロクロスすると、前記第１サイリスタスイッチをオンにするように制御するステップ、
前記列車が前記第１給電アームから前記第１セクショナライザを経由して前記ニュートラルセクションに進入する場合、前記第１サイリスタスイッチをオフにするように制御し、この時、第１サイリスタスイッチを通過する電流がゼロクロスし、同時に前記第２サイリスタスイッチをオンにするように制御するステップ、及び、
前記列車が前記ニュートラルセクションから前記第２セクショナライザを経由して前記第２給電アームに進入する場合、前記第２サイリスタスイッチをオフにするように制御するステップのうちの１つ又は複数と、を含むことを特徴とする電化鉄道のセクションポストの自動分相通過方法。
前記第１及び第２抵抗器は、接地定格電圧が２７．５ｋＶを満たし、両端の電圧が１０ｋＶ以上で、抵抗値が５００Ω以上であることを特徴とする、請求項６に記載の電化鉄道のセクションポストの自動分相通過方法。
前記方法は、
第１電流トランス及び第２電流トランスがいずれも０より大きい電流を検出した場合、前記第１及び第２負荷スイッチをオフにするように制御し、前記第１及び第２サイリスタスイッチに応用される制御操作をそれぞれ第１及び第２スペアスイッチに応用することをさらに含み、
前記第１サイリスタスイッチと前記第１電流トランス及び前記第１負荷スイッチとが直列接続され、前記三つからなる直列回路が前記第１セクショナライザの両端に並列接続され、前記第１スペアスイッチが前記第１セクショナライザの両端に並列接続され、
前記第２サイリスタスイッチと前記第２電流トランス及び前記第２負荷スイッチとが直列接続され、前記三つからなる直列回路が前記第２セクショナライザの両端に並列接続され、前記第２スペアスイッチが前記第２セクショナライザの両端に並列接続されることを特徴とする、請求項６又は７に記載の電化鉄道のセクションポストの自動分相通過方法。
前記方法は、前記第１電流トランス及び前記第２電流トランスがいずれも０より大きい電流を検出した場合、遠隔操作装置に故障警報を送信することをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の電化鉄道のセクションポストの自動分相通過方法。
前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器が作動する時、前記第１給電アーム、前記ニュートラルセクション及び前記第２給電アームが同位相であり、前記電圧トランスが前記第１給電アームに設置され、又は、前記ニュートラルセクション若しくは前記第２給電アームに設置されることを特徴とする、請求項６に記載の電化鉄道のセクションポストの自動分相通過方法。