JP2020102938A - Abnormality detection apparatus, abnormality detection method, and vehicle for electric railway - Google Patents

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JP2020102938A JP2018239249A JP2018239249A JP2020102938A JP 2020102938 A JP2020102938 A JP 2020102938A JP 2018239249 A JP2018239249 A JP 2018239249A JP 2018239249 A JP2018239249 A JP 2018239249A JP 2020102938 A JP2020102938 A JP 2020102938A
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裕 森田
Yutaka Morita
森田  裕
哲司 加藤
Tetsuji Kato
哲司 加藤
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Abstract

To provide an abnormality detection apparatus and an abnormality detection method for early detecting an insulation abnormality of high voltage equipment mounted on a vehicle for an electric railway, for example, to provide an abnormality detection apparatus for detecting an insulation abnormality of high voltage equipment mounted on a vehicle for an electric railway during operation of the vehicle for the electric railway.SOLUTION: An abnormality detection apparatus includes: a voltage conversion device for AD converting voltage flowing in high voltage equipment mounted on a vehicle for an electric railway; a waveform analysis device for analyzing an AD converted waveform signal; a position detection device for generating a position signal of a position of the vehicle for the electric railway; a storage device for storing a generation position of surge voltage generated in the vehicle of the electric railway; and an analysis device for specifying a position in which a pulse is generated on the basis of the waveform signal and the position signal, and analyzing whether the pulse is generated due to an insulation abnormality of the high voltage equipment on the basis of the specified position and the generation position of the surge voltage.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、異常検出装置、異常検出方法および電気鉄道用車両に関する。 The present invention relates to an abnormality detection device, an abnormality detection method, and an electric railway vehicle.

本技術分野の背景技術として、特開2011−196819号公報(特許文献1)がある。この特許文献1には、ノイズレベル最大値検出部によって、差分絶対値データのノイズレベル最大値検出区間Tnのノイズレベル最大値Vnを求め、次に、サージ波形ピーク点検出部によって、サージ波形ピーク点検出区間Tpの最初の極大点であるピーク点P1を検出し、次に、サージ波形到達時刻演算部によって、サージ波形ピーク点検出区間Tpの始点である点PV2から400個目まで逆方向(時間を遡る方向)にVnを最初に下回る点P2を検出し、そして、サージ波形到達時刻演算部によって、ピーク点P1と点P2とを結ぶ直線のゼロクロス点P0をサージ波形の立ち上がり点とし、ノイズレベルが変動したり、サージ波形の立ち上がりが緩やかであったりしても、サージ波形の立ち上がり点をより正確に推定することにより、簡単でかつ高精度に故障点を標定できる故障点標定システムを提供することが記載されている(要約参照)。 As a background art of this technical field, there is JP 2011-196819 A (Patent Document 1). In this patent document 1, a noise level maximum value detection unit obtains a noise level maximum value Vn in a noise level maximum value detection section Tn of differential absolute value data, and then a surge waveform peak point detection unit detects a surge waveform peak. The peak point P1 that is the first maximum point of the point detection section Tp is detected, and then the surge waveform arrival time calculation unit reverses from the point PV2, which is the start point of the surge waveform peak point detection section Tp, to the 400th point ( A point P2 that first falls below Vn in the direction of going back in time) is detected, and the zero-cross point P0 of the straight line connecting the peak point P1 and the point P2 is set as the rising point of the surge waveform by the surge waveform arrival time calculation unit, and noise is generated. Even if the level fluctuates or the rise of the surge waveform is gradual, by providing a more accurate estimation of the rise point of the surge waveform, we provide a fault point locating system that can locate the fault point easily and with high accuracy. It is described (see summary).

特開2011−196819号公報JP, 2011-196819, A

特許文献1には、電気鉄道において、地上に設置した送電線に故障が発生した際、その故障点を高精度に標定する故障点標定システムが、記載されている。 Patent Document 1 describes a fault point locating system that locates a fault point with high accuracy when a fault occurs in a transmission line installed on the ground in an electric railway.

しかし、特許文献1に記載される故障点標定システムは、地上に設置した送電線に発生する故障を標定するものであって、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を検出する異常検出装置に関するものではない。 However, the fault point locating system described in Patent Document 1 is for locating a fault occurring in a power transmission line installed on the ground, and is an abnormality that detects an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle. It is not related to the detection device.

そこで、本発明は、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を早期に検出する異常検出装置、異常検出方法および電気鉄道用車両を提供する。例えば、電気鉄道用車両の運行中に、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を検出する異常検出装置、異常検出方法および電気鉄道用車両を提供する。 Therefore, the present invention provides an abnormality detection device, an abnormality detection method, and an electric railway vehicle for early detecting an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on the electric railway vehicle. For example, the present invention provides an abnormality detection device, an abnormality detection method, and an electric railway vehicle that detect an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on the electric railway vehicle while the electric railway vehicle is in operation.

上記課題を解決するため、本発明の異常検出装置は、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器に流れる電圧をAD変換する電圧変換装置と、AD変換した波形信号を分析する波形分析装置と、電気鉄道用車両の位置の位置信号を作成する位置検出装置と、電気鉄道用車両に発生するサージ電圧の発生位置を記憶する記憶装置と、波形信号と位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置とサージ電圧の発生位置とに基づいて、パルスが高電圧機器の絶縁異常により発生したものか否かを解析する解析装置と、を有する。 In order to solve the above problems, an abnormality detection device of the present invention includes a voltage conversion device that AD-converts a voltage flowing through a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle, and a waveform analysis device that analyzes the AD-converted waveform signal. A position detection device that generates a position signal of the position of the electric railway vehicle, a storage device that stores the generation position of the surge voltage that occurs in the electric railway vehicle, and a pulse is generated based on the waveform signal and the position signal. An analysis device that identifies a position and analyzes whether or not a pulse is generated due to an insulation abnormality of a high-voltage device, based on the identified position and the position where the surge voltage is generated.

そして、本発明の異常検出方法は、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器に流れる電圧を電圧変換装置にてAD変換し、AD変換した波形信号を波形分析装置にて分析し、電気鉄道用車両の位置の位置信号を位置検出装置にて作成し、電気鉄道用車両に発生するサージ電圧の発生位置を記憶装置に記憶し、波形信号と位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置とサージ電圧の発生位置とに基づいて、パルスが高電圧機器の絶縁異常により発生したものか否かを解析装置にて解析する。 And the abnormality detection method of this invention WHEREIN: The voltage which flows into the high voltage equipment mounted in the electric railway vehicle is AD-converted by the voltage converter, the AD-converted waveform signal is analyzed by the waveform analyzer, and it is for electric railways. The position signal of the position of the vehicle is created by the position detection device, the generation position of the surge voltage generated in the electric railway vehicle is stored in the storage device, and the position where the pulse is generated is determined based on the waveform signal and the position signal. The analysis device analyzes whether or not the pulse is generated due to the insulation abnormality of the high-voltage equipment, based on the specified position and the position where the surge voltage is generated.

そして、本発明の電気鉄道用車両は、本発明の異常検出装置を搭載するものである。 The electric railway vehicle of the present invention is equipped with the abnormality detection device of the present invention.

本発明によれば、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を早期に検出する異常検出装置、異常検出方法および電気鉄道用車両を提供することができる。例えば、電気鉄道用車両の運行中に、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を検出する異常検出装置、異常検出方法および電気鉄道用車両を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abnormality detection apparatus, the abnormality detection method, and the electric railway vehicle which detect the insulation abnormality of the high voltage equipment mounted in the electric railway vehicle at an early stage can be provided. For example, it is possible to provide an abnormality detection device, an abnormality detection method, and an electric railway vehicle that detect an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on the electric railway vehicle while the electric railway vehicle is in operation.

なお、上記した以外の課題、構成および効果は、下記の実施例の説明により明らかにされる。 The problems, configurations and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

実施例1における電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を検出する異常検出装置を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an abnormality detection device that detects an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle according to a first embodiment. 交流電圧にパルスとノイズとが重畳した典型的な波形を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the typical waveform which the pulse and the noise were superimposed on AC voltage. 直流電圧にパルスとノイズとが重畳した典型的な波形を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the typical waveform which the pulse and the noise were superimposed on the DC voltage. ノイズを取り除いた後の交流電圧にパルスが重畳した典型的な波形を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the typical waveform which the pulse superimposed on the alternating voltage after removing noise. ノイズを取り除いた後の直流電圧にパルスが重畳した典型的な波形を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the typical waveform which the pulse superimposed on the DC voltage after removing noise. 実施例2における電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を検出する異常検出装置を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an abnormality detection device that detects an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle according to a second embodiment. 実施例4における電気鉄道用車両を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the electric railway vehicle in Example 4.

以下、本発明の実施例を、図面を使用して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and when the description overlaps, the description may be omitted.

図1は、実施例1における電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を検出する異常検出装置を説明する説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an abnormality detection device that detects an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle according to a first embodiment.

定時運行が必須の電気鉄道においては、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器は、十分な信頼性が必要である。この高電圧機器は、集電装置から流入するサージ電圧(瞬間的に定常状態を超えて発生する電圧)により、絶縁性能が劣化(絶縁劣化)しないように、様々に工夫し、信頼性を確保している。 In electric railways that require regular operation, high-voltage equipment mounted on electric railway vehicles must have sufficient reliability. This high-voltage device has been devised in various ways to ensure that the insulation performance does not deteriorate (insulation deterioration) due to surge voltage (voltage that instantaneously exceeds the steady state) flowing in from the current collector, ensuring reliability. doing.

本実施例に記載する異常検出装置および異常検出方法は、特に、電気鉄道用車両の運行中に、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常(絶縁劣化)を検出し、この信頼性を、更に向上させるものである。 The abnormality detection device and the abnormality detection method described in the present embodiment detect an insulation abnormality (insulation deterioration) of a high-voltage device mounted on an electric railroad vehicle, particularly during operation of the electric railroad vehicle, and improve reliability. Is further improved.

まず、電気鉄道用車両に搭載する電気回路は、集電装置101、遮断器102、交直切替器103、主変圧器104、コンバータ105、インバータ106、主電動機107、車軸108、計測用変圧器109、計測用抵抗器111を有する。 First, the electric circuit mounted on the electric railway vehicle includes a current collector 101, a circuit breaker 102, an AC/DC switch 103, a main transformer 104, a converter 105, an inverter 106, a main motor 107, an axle 108, and a measuring transformer 109. , And has a measuring resistor 111.

なお、ここでは、交直両用の電気回路を記載しているが、交流専用の電気回路、または、直流専用の電気回路では、図1に記載する交流専用の電気回路、または、直流専用の電気回路のどちらかが省略される。 Although an electric circuit for both alternating current and direct current is described here, an electric circuit for exclusive use of alternating current or an electric circuit for exclusive use of direct current does not include an electric circuit for exclusive use of alternating current or an electric circuit for exclusive use of direct current shown in FIG. Either is omitted.

交流区間を走行する場合には、交直切替器103をA側に、直流区間を走行する場合には、交直切替器103をD側に、切り替え、それぞれ主電動機107に、直流電圧、交流電圧を供給する。 When traveling in the AC section, the AC/DC switch 103 is switched to the A side, and when traveling in the DC section, the AC/DC switch 103 is switched to the D side, and the main motor 107 is supplied with DC voltage and AC voltage, respectively. Supply.

架線電圧のモニタのため、交流用として計器用変圧器109、直流用として計器用抵抗器111が、集電装置101に接続される。 To monitor the overhead line voltage, a voltage transformer 109 for AC and a voltage resistor 111 for DC are connected to the current collector 101.

遮断器102、交直切替器103、主変圧器104、計器用変圧器109、計器用抵抗器111は、高電圧機器であり、信頼性が必要である。 The circuit breaker 102, the AC/DC switch 103, the main transformer 104, the instrument transformer 109, and the instrument resistor 111 are high-voltage devices and require reliability.

本実施例に記載する異常検出装置および異常検出方法は、こうした高電圧機器の絶縁劣化を早期に検出することができ、高電圧機器の絶縁劣化の進行に伴う、電気鉄道用車両の運行の阻害を事前に防止することができる。 The abnormality detection device and the abnormality detection method described in the present embodiment can detect the insulation deterioration of such high-voltage equipment at an early stage, and the progress of the insulation deterioration of the high-voltage equipment impedes the operation of the electric railway vehicle. Can be prevented in advance.

このような高電圧機器には、集電装置101から流入するサージ電圧により、パルス状の波形(パルス波形)の電圧変化が発生する。一方、絶縁劣化した高電圧機器においても、パルス状の波形(パルス波形)の電圧変化が発生する。計器用変圧器109や計器用抵抗器110においても、このパルス波形(以後、「パルス」と称する場合がある)を検出することができる。 In such a high-voltage device, a surge voltage flowing from the current collector 101 causes a voltage change in a pulse waveform (pulse waveform). On the other hand, even in a high-voltage device whose insulation has deteriorated, a voltage change having a pulse-like waveform (pulse waveform) occurs. This pulse waveform (hereinafter sometimes referred to as “pulse”) can be detected also in the instrument transformer 109 and the instrument resistor 110.

しかし、サージ電圧により発生するパルス波形と絶縁劣化により発生するパルス波形とは類似したパルス波形を有する。 However, the pulse waveform generated by the surge voltage and the pulse waveform generated by the insulation deterioration have similar pulse waveforms.

このため、サージ電圧によるパルス波形と絶縁劣化によるパルス波形とを区別することが難しく、特に、電気鉄道用車両の運行中に、サージ電圧によるパルス波形と絶縁劣化によるパルス波形とを区別し、高電圧機器の絶縁劣化を検出することは難しい。 For this reason, it is difficult to distinguish the pulse waveform due to the surge voltage and the pulse waveform due to the insulation deterioration. In particular, during operation of the electric railway vehicle, the pulse waveform due to the surge voltage and the pulse waveform due to the insulation deterioration can be distinguished from each other. It is difficult to detect insulation deterioration of voltage equipment.

そこで、本実施例では、サージ電圧によるパルス波形と絶縁劣化によるパルス波形とを区別し、高電圧機器の絶縁劣化を検出する異常検出装置を、電気鉄道用車両に搭載する。 Therefore, in the present embodiment, an abnormality detection device that distinguishes a pulse waveform due to a surge voltage from a pulse waveform due to insulation deterioration and detects insulation deterioration of high-voltage equipment is installed in an electric railway vehicle.

本実施例に記載する異常検出装置は、電圧変換装置201、波形分析装置202、解析装置203、警報装置204、記憶装置205、位置検出装置206、車両位置センサ207を有する。 The abnormality detection device described in this embodiment includes a voltage conversion device 201, a waveform analysis device 202, an analysis device 203, an alarm device 204, a storage device 205, a position detection device 206, and a vehicle position sensor 207.

つまり、本実施例に記載する異常検出装置は、計器用変圧器109の出力電圧または計器用抵抗器111の出力電圧を、AD(アナログ→デジタル)変換する電圧変換装置201と、AD変換した波形(波形信号)を分析する波形分析装置202と、電気鉄道用車両の位置を検出する車両位置センサ207と、検出した位置を信号化(電子化)処理し、位置信号を作成する位置検出装置206と、分析した波形信号と作成した位置信号と予め記憶されるサージ電圧の発生位置とに基づいて解析し、解析結果を出力する解析装置203と、を有する。 That is, the abnormality detection device described in the present embodiment has a voltage conversion device 201 for AD (analog-to-digital) conversion of the output voltage of the transformer 109 for meters or the output voltage of the resistor 111 for meters, and a waveform obtained by AD conversion. A waveform analysis device 202 that analyzes (waveform signal), a vehicle position sensor 207 that detects the position of an electric railway vehicle, and a position detection device 206 that processes the detected position into a signal (electronic) to create a position signal. And an analysis device 203 that analyzes based on the analyzed waveform signal, the created position signal, and the occurrence position of the surge voltage stored in advance, and outputs the analysis result.

そして、記憶装置205は、以下の情報を記憶する。つまり、波形分析装置202に分析した波形信号、位置検出装置206にて作成した位置信号、解析装置203にて解析した解析結果を記憶する。 Then, the storage device 205 stores the following information. That is, the waveform signal analyzed by the waveform analysis device 202, the position signal created by the position detection device 206, and the analysis result analyzed by the analysis device 203 are stored.

また、警報装置204は、解析装置203にて解析した解析結果(解析装置203の判定結果(絶縁劣化))に基づいて警報(解析結果)を出力する。なお、警報装置204は、この解析結果をタイムリーに出力してもよいし、記憶装置205に記憶された解析結果を電気鉄道用車両が電気鉄道用車両の基地に到着した際に出力してもよい。 Further, the alarm device 204 outputs an alarm (analysis result) based on the analysis result (determination result (insulation deterioration) of the analysis device 203) analyzed by the analysis device 203. The alarm device 204 may output the analysis result in a timely manner, or may output the analysis result stored in the storage device 205 when the electric railway vehicle arrives at the base of the electric railway vehicle. Good.

なお、これらの装置は、一部または全部が一体化されていてもよく、同等の機能を有する装置が、別に設置されている場合には、その装置を代用することもできる。 It should be noted that some or all of these devices may be integrated, and when a device having an equivalent function is separately installed, the device can be used instead.

電圧変換装置201は、計器用変圧器109の出力電圧または計器用抵抗器111の出力電圧をAD変換する。 The voltage conversion device 201 AD-converts the output voltage of the transformer 109 for meters or the output voltage of the resistor 111 for meters.

図2は、交流電圧にパルスとノイズとが重畳した典型的な波形を説明する説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a typical waveform in which a pulse and noise are superimposed on an AC voltage.

図2に記載するように、電圧変換装置201に入力される典型的な入力波形が、交流電圧の場合の交流電圧波形を示す。 As shown in FIG. 2, a typical input waveform input to the voltage conversion device 201 is an AC voltage waveform in the case of an AC voltage.

これは基本となる交流波形300に、パルス301とノイズ302とが重畳している。 In this, a pulse 301 and a noise 302 are superimposed on a basic AC waveform 300.

パルス301には、高電圧機器の絶縁劣化により発生するパルスと、電気鉄道用車両の基地における集電装置101の昇降による集電装置101から、または、饋電(き電)セクションにおける電位差によるアーク等による集電装置101から、流入するサージ電圧により発生するパルスと、が含まれる。 The pulse 301 includes a pulse generated due to insulation deterioration of high-voltage equipment, a current collector 101 caused by raising and lowering the current collector 101 at a base of an electric railway vehicle, or an arc caused by a potential difference in a feeder section. And the pulse generated by the surge voltage that flows in from the current collector 101.

また、ノイズ302は、電気鉄道用車両に搭載するコンバータ105やインバータ106が発生するノイズである。 Further, the noise 302 is noise generated by the converter 105 and the inverter 106 mounted on the electric railway vehicle.

図3は、直流電圧にパルスとノイズとが重畳した典型的な波形を説明する説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a typical waveform in which a pulse and noise are superimposed on a DC voltage.

図3に記載するように、電圧変換装置201に入力される典型的な入力波形が、直流電圧の場合の直流電圧波形を示す。 As shown in FIG. 3, a typical input waveform input to the voltage conversion device 201 is a DC voltage waveform in the case of a DC voltage.

これは基本となる直流波形300に、パルス301とノイズ302とが重畳している。 In this, a pulse 301 and a noise 302 are superimposed on a basic DC waveform 300.

パルス301には、高電圧機器の絶縁劣化により発生するパルスと、電気鉄道用車両の基地における集電装置101の昇降による集電装置101から、または、饋電(き電)セクションにおける電位差によるアーク等による集電装置101から、流入するサージ電圧により発生するパルスと、が含まれる。 The pulse 301 includes a pulse generated due to insulation deterioration of high-voltage equipment, a current collector 101 caused by raising and lowering the current collector 101 at a base of an electric railway vehicle, or an arc caused by a potential difference in a feeder section. And the pulse generated by the surge voltage that flows in from the current collector 101.

また、ノイズ302は、電気鉄道用車両に搭載するコンバータ105やインバータ106が発生するノイズである。 Further, the noise 302 is noise generated by the converter 105 and the inverter 106 mounted on the electric railway vehicle.

波形分析装置202は、電圧変換装置201にて、AD変換された波形信号からノイズ302を取り除く。つまり、波形分析装置202は、ノイズ302を取り除いたパルス301の波形信号のみを取り出す装置である。 The waveform analysis device 202 removes the noise 302 from the waveform signal AD-converted by the voltage conversion device 201. That is, the waveform analysis device 202 is a device that extracts only the waveform signal of the pulse 301 from which the noise 302 has been removed.

波形分析装置202は、フィルタを使用して、あらかじめわかっているノイズ302の周波数のみを取り除いても、コンバータ105やインバータ106から得られる波形信号と比較してあらかじめ設定したアルゴリズムにより、ノイズ302を取り除いてもよい。 The waveform analysis device 202 removes the noise 302 by a preset algorithm by comparing with a waveform signal obtained from the converter 105 or the inverter 106, even if only the frequency of the noise 302 that is known in advance is removed using a filter. May be.

ノイズ302を取り除くために必要な周波数、ノイズ波形、アルゴリズム等はあらかじめ記憶装置205に記憶させておき、通信によりそれらのデータを取り出し、波形分析装置202に送信し、分析に使用してもよい。 The frequency, noise waveform, algorithm, etc. necessary for removing the noise 302 may be stored in the storage device 205 in advance, and the data may be extracted by communication, transmitted to the waveform analysis device 202, and used for analysis.

図4は、ノイズを取り除いた後の交流電圧にパルスが重畳した典型的な波形を説明する説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a typical waveform in which a pulse is superimposed on an AC voltage after noise is removed.

図4に記載するように、波形分析装置202にて、ノイズ302が取り除かれた交流電圧波形を示す。 As shown in FIG. 4, the waveform analyzer 202 shows an AC voltage waveform with the noise 302 removed.

これは基本となる交流波形300にノイズ302が重畳している。 In this, noise 302 is superimposed on the basic AC waveform 300.

パルス301には、高電圧機器の絶縁劣化により発生するパルスと、電気鉄道用車両の基地における集電装置101の昇降による集電装置101から、または、饋電セクションにおける電位差によるアーク等による集電装置101から、流入するサージ電圧により発生するパルスと、が含まれる。 The pulse 301 includes a pulse generated due to deterioration of insulation of high-voltage equipment, a current collector 101 that moves up and down the current collector 101 at the base of an electric railway vehicle, or a current that is collected by an arc due to a potential difference in a feeder section. The pulse generated by the surge voltage flowing from the device 101 is included.

電気鉄道用車両に搭載するコンバータ105やインバータ106が発生するノイズ302は取り除かれている。 The noise 302 generated by the converter 105 and the inverter 106 mounted on the electric railway vehicle has been removed.

図5は、ノイズを取り除いた後の直流電圧にパルスが重畳した典型的な波形を説明する説明図である。 FIG. 5: is explanatory drawing explaining the typical waveform which the pulse superimposed on the DC voltage after removing noise.

図5に記載するように、波形分析装置202にて、ノイズ302が取り除かれた直流電圧波形を示す。 As shown in FIG. 5, the waveform analyzer 202 shows a DC voltage waveform from which the noise 302 has been removed.

これは基本となる直流波形300にノイズ302が重畳している。 In this, noise 302 is superimposed on the basic DC waveform 300.

パルス301には、高電圧機器の絶縁劣化により発生するパルスと、電気鉄道用車両の基地における集電装置101の昇降による集電装置101から、または、饋電セクションにおける電位差によるアーク等による集電装置101から、流入するサージ電圧により発生するパルスと、が含まれる。 The pulse 301 includes a pulse generated due to deterioration of insulation of high-voltage equipment, a current collector 101 that moves up and down the current collector 101 at the base of an electric railway vehicle, or a current that is collected by an arc due to a potential difference in a feeder section. The pulse generated by the surge voltage flowing from the device 101 is included.

電気鉄道用車両に搭載するコンバータ105やインバータ106が発生するノイズ302は取り除かれている。 The noise 302 generated by the converter 105 and the inverter 106 mounted on the electric railway vehicle has been removed.

車両位置センサ207は、車軸108に取り付けた速度計、GPS(Global Positioning System)信号を検出する検出センサ、ATS(Automatic Train Stop)あるいはATC(Automatic Train Control)システムにおける地上子からの高周波信号を受信する車上子、軌道回路電流を検出する検出回路、あるいはトランスポンダからの高周波信号を受信する受信装置等である。 The vehicle position sensor 207 receives a high-speed signal from a speedometer attached to the axle 108, a detection sensor for detecting a GPS (Global Positioning System) signal, an ATS (Automatic Train Stop) or a ground element in an ATC (Automatic Train Control) system. It is an on-board vehicle, a detection circuit for detecting a track circuit current, a receiving device for receiving a high frequency signal from a transponder, or the like.

位置検出装置206は、車両位置センサ207から入力した位置から、現在の位置を緯度および経度、あるいは線路上にて基準となる地点(例えば、最寄りの駅等)からの距離等を検出し、位置信号を作成する。線路上にて基準となる地点からの距離を検出するためには、必要なデータをあらかじめ記憶装置205に記憶させておき、通信によりそれらのデータを取り出し、位置検出装置206に送信し、位置信号を作成してもよい。 The position detection device 206 detects the current position from latitude and longitude from the position input from the vehicle position sensor 207, or a distance from a reference point on the track (for example, the nearest station or the like), and the position. Create a signal. In order to detect the distance from a reference point on the track, necessary data is stored in the storage device 205 in advance, and the data is extracted by communication and transmitted to the position detection device 206 to obtain the position signal. May be created.

解析装置203は、波形分析装置202によってノイズ302が取り除かれたパルス301の波形信号(図4(交流)または図5(直流))と、位置検出装置206により作成された現在位置の情報(位置信号)と、記憶装置205に記憶した電気鉄道用車両の基地の位置情報や饋電セクションの位置情報と、を比較する。 The analysis device 203 detects the waveform signal of the pulse 301 from which the noise 302 has been removed by the waveform analysis device 202 (FIG. 4 (AC) or FIG. 5 (DC)) and the current position information (position) generated by the position detection device 206. Signal) and the position information of the base of the electric railway vehicle and the position information of the feed section stored in the storage device 205 are compared.

つまり、記憶装置205は、電気鉄道用車両の基地の位置情報や饋電セクションの位置情報が記憶される。こうした位置では、集電装置101の昇降により、または、饋電セクションにおける電位差によるアーク等により、集電装置101からサージ電圧が流入し、このサージ電圧によりパルス301が発生する。このため、記憶装置205は、こうした位置を、サージ電圧の発生位置(パルス301の発生位置)として、予め記憶する。 That is, the storage device 205 stores the position information of the base of the electric railway vehicle and the position information of the feeder section. At such a position, a surge voltage flows from the current collector 101 due to the elevation of the current collector 101 or an arc or the like due to the potential difference in the feed section, and the pulse 301 is generated by this surge voltage. Therefore, the storage device 205 stores such a position in advance as a surge voltage generation position (pulse 301 generation position).

このように、電気鉄道用車両の基地の位置や饋電セクションの位置においては、集電装置101から流入するサージ電圧によりパルス301が発生するため、電気鉄道用車両の基地の位置情報や饋電セクションの位置情報を入力情報として使用する。 As described above, at the position of the base of the electric railway vehicle or the position of the feeder section, the pulse 301 is generated due to the surge voltage flowing from the current collector 101, so the position information of the base of the electric railway vehicle and the feeder Use the location information of the section as input information.

前述したように、パルス301には、高電圧機器の絶縁劣化により発生するパルスと、電気鉄道用車両の基地における集電装置101の昇降による集電装置101から、または、饋電セクションにおける電位差によるアーク等による集電装置101から、流入するサージ電圧により発生するパルスと、が含まれる。 As described above, the pulse 301 includes the pulse generated by the insulation deterioration of the high-voltage equipment, the current collector 101 caused by the lifting and lowering of the current collector 101 at the base of the electric railway vehicle, or the potential difference in the feeder section. The pulse generated by the surge voltage that flows in from the current collector 101 due to an arc or the like is included.

絶縁劣化によるパルス301の発生は、位置に依存しない。一方、サージ電圧によるパルス301の発生は、位置に依存する。つまり、サージ電圧によるパルス301は、電気鉄道用車両の基地の位置や饋電セクションの位置にて発生する。 The generation of the pulse 301 due to the insulation deterioration does not depend on the position. On the other hand, the generation of the pulse 301 due to the surge voltage depends on the position. That is, the pulse 301 due to the surge voltage is generated at the position of the base of the electric railway vehicle or the position of the feeder section.

そして、パルス301が発生した位置と、あらかじめ記憶装置205に記憶された位置(電気鉄道用車両の基地の位置や饋電セクションの位置)と比較し、これら両者の位置が一致する場合は、絶縁劣化により発生するパルス301ではないと判定し、これら両者の位置が一致しない場合は、絶縁劣化により発生するパルス301ではあると判定することができる。 Then, the position where the pulse 301 is generated is compared with the position stored in advance in the storage device 205 (the position of the base of the electric railway vehicle or the position of the feeder section), and if these two positions match, the insulation is performed. If it is determined that the pulse 301 is not generated due to deterioration and the positions of the two do not match, it can be determined that the pulse 301 is due to insulation deterioration.

つまり、本実施例に記載する異常検出装置および異常検出方法は、電圧変換装置201にて、入力波形を継続的に入力し、波形分析装置202にて、図2(交流)または図3(直流)に示す入力波形から、図4(交流)または図5(直流)に示すノイズ302を取り除いた電圧波形を作成し、そして、解析装置203にて、位置検出装置206から入力した、電気鉄道用車両の位置から、パルス301が発生した位置を特定し、そして、この特定された位置(パルス301が発生した位置)と、記憶装置205にあらかじめ記憶された位置(電気鉄道用車両の基地の位置や饋電セクションの位置:入力情報)と、を比較する。そして、この特定された位置とあらかじめ記憶された位置(入力情報)とが、一致する場合は、このパルス301は、絶縁劣化による発生ではないと判定し、この特定された位置とあらかじめ記憶された位置(入力情報)とが、一致しない場合は、このパルス301は、絶縁劣化による発生ではあると判定する。 That is, in the abnormality detection device and the abnormality detection method described in the present embodiment, the voltage converter 201 continuously inputs the input waveform, and the waveform analyzer 202 causes the waveform analyzer 202 to input the waveform shown in FIG. 4) (AC) or 5 (DC) from the input waveform shown in FIG. 4), a voltage waveform is created by removing the noise 302, and the analyzer 203 inputs the voltage waveform from the position detector 206. The position where the pulse 301 is generated is specified from the position of the vehicle, and the specified position (the position where the pulse 301 is generated) and the position previously stored in the storage device 205 (the position of the base of the electric railway vehicle) And position of the Denden section: input information), and compare. When the specified position and the prestored position (input information) match, it is determined that the pulse 301 is not caused by insulation deterioration, and the specified position is prestored. If the position (input information) does not match, it is determined that the pulse 301 is caused by insulation deterioration.

なお、饋電セクションとは、電気鉄道に電力を供給する異なる電力系統を区分するために、架線に設置された絶縁体(空気を含む)である。 In addition, the feeder section is an insulator (including air) installed on the overhead line in order to distinguish different electric power systems that supply electric power to the electric railway.

また、離線等により偶発的に発生するパルス301を考慮する場合、絶縁劣化による発生であると判定されたパルス301が、設定した頻度以上(所定の回数以上)に発生していることを、任意のアルゴリズムにより判定して、絶縁劣化が発生しているか否かを判定してもよい。なお、これらの解析には、例えば、機械学習や人工知能による判定を利用することができる。 Further, when considering a pulse 301 that is accidentally generated due to a disconnection or the like, it is arbitrary that the pulse 301 that is determined to be caused by insulation deterioration is generated at a set frequency or more (more than a predetermined number of times). It may be determined by the algorithm of No. 1 to determine whether insulation deterioration has occurred. Note that, for these analyzes, for example, machine learning or determination by artificial intelligence can be used.

また、本実施例に記載する異常検出装置は、地上側装置との通信手段を有してもよい。 Further, the abnormality detection device described in this embodiment may have a communication means with the ground-side device.

また、警報装置204は、解析装置203の判定結果(絶縁劣化)(解析結果)に基づいて、警報を出力する。 Further, the alarm device 204 outputs an alarm based on the determination result (insulation deterioration) (analysis result) of the analysis device 203.

警報は、電気鉄道用車両の運転室のモニタへの表示、音声警報、地上側装置への警報(通信)等がある。また、記憶装置205に解析結果を記憶し、電気鉄道用車両が電気鉄道用車両の基地に到着した際(電気鉄道用車両の運行が終了した後)に出力してもよい。なお、このような警報の手段は、電気鉄道用車両の仕様書に明記され、周知される。 The alarm includes a display on the monitor of the cab of the electric railway vehicle, a voice alarm, and an alarm (communication) to the ground side device. Further, the analysis result may be stored in the storage device 205 and output when the electric railway vehicle arrives at the base of the electric railway vehicle (after the operation of the electric railway vehicle ends). It should be noted that such warning means is specified and well known in the specifications of electric railway vehicles.

なお、本実施例では、異常検出装置を、電気鉄道用車両に搭載する場合について記載したが、必ずしも電気鉄道用車両に限定されるものではなく、例えば、架線、軌道、道路等から電力を供給する移動体であれば適用することができる。 In this embodiment, the abnormality detection device is described as being mounted on an electric railway vehicle, but is not necessarily limited to an electric railway vehicle, and for example, power is supplied from an overhead line, a track, a road, or the like. It can be applied to any moving body.

つまり、本実施例に記載する異常検出装置は、高電圧機器を有する電気鉄道用車両に搭載するものであり、計器用変圧器109または計器用抵抗器111にて出力された電圧(つまり、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器に流れる電圧)をAD変換する電圧変換装置201と、AD変換した波形信号を分析する波形分析装置202と、電気鉄道用車両の位置の位置信号を作成する位置検出装置206と、電気鉄道用車両に発生するサージ電圧の発生位置を記憶する記憶装置205と、波形信号と位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置とサージ電圧の発生位置とに基づいて、このパルスが高電圧機器の絶縁劣化(絶縁異常)により発生したものか否かを解析する解析装置203と、を有する。 That is, the abnormality detection device described in the present embodiment is to be installed in an electric railway vehicle having a high voltage device, and the voltage (that is, electric A voltage conversion device 201 that AD-converts a voltage flowing in a high-voltage device mounted on a railway vehicle, a waveform analysis device 202 that analyzes the AD-converted waveform signal, and a position that creates a position signal of the position of the electric railway vehicle. A detection device 206, a storage device 205 that stores a generation position of a surge voltage generated in an electric railway vehicle, a position where a pulse is generated based on a waveform signal and a position signal, and the specified position and surge And an analysis device 203 that analyzes whether or not this pulse is generated due to insulation deterioration (insulation abnormality) of the high-voltage equipment, based on the voltage generation position.

また、本実施例に記載する異常検出方法は、電気鉄道用車両に搭載される高電圧機器の異常を検出する方法であり、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器に流れる電圧を電圧変換装置201にてAD変換する工程と、AD変換した波形信号を波形分析装置202にて分析する工程と、電気鉄道用車両の位置の位置信号を位置検出装置206にて作成する工程と、電気鉄道用車両に発生するサージ電圧の発生位置を記憶装置205に記憶する工程と、波形信号と位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置とサージ電圧の発生位置とに基づいて、このパルスが高電圧機器の絶縁劣化(絶縁異常)により発生したものか否かを解析装置203にて解析する工程と、を有する。 Further, the abnormality detection method described in the present embodiment is a method of detecting an abnormality in a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle, and a voltage converter for converting a voltage flowing through the high-voltage device mounted on the electric railway vehicle. A step of AD conversion in 201, a step of analyzing the AD-converted waveform signal in the waveform analysis device 202, a step of creating a position signal of the position of the electric railway vehicle in the position detection device 206, The step of storing the generation position of the surge voltage generated in the vehicle in the storage device 205, the position where the pulse is generated is specified on the basis of the waveform signal and the position signal, and the specified position and the generation position of the surge voltage are identified. Based on this, the analysis device 203 analyzes whether or not this pulse is generated due to insulation deterioration (insulation abnormality) of the high-voltage equipment.

なお、サージ電圧の発生位置は、特定の場所(位置)で発生することが多く、電気鉄道用車両の基地の位置や饋電セクションの位置である。 The surge voltage is often generated at a specific place (position), such as the position of a base of an electric railway vehicle or the position of a feeder section.

そして、計器用変圧器109または計器用抵抗器111により検出した電圧変化と、車両位置センサ207により検出した電気鉄道用車両の位置と、に基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置とサージ電圧の発生位置とに基づいて、このパルスが高電圧機器の絶縁劣化により発生したものか否かを解析する。 Then, based on the voltage change detected by the instrument transformer 109 or the instrument resistor 111 and the position of the electric railway vehicle detected by the vehicle position sensor 207, the position where the pulse is generated is identified and specified. Whether the pulse is generated due to insulation deterioration of the high-voltage equipment is analyzed based on the position where the high voltage device is generated and the position where the surge voltage is generated.

また、高電圧機器の絶縁劣化により発生したものと判定されたパルスが頻繁に発生した場合に、高電圧機器の絶縁劣化と判定することもできる。 In addition, if a pulse that is determined to have occurred due to insulation deterioration of the high-voltage equipment frequently occurs, it can be determined that the insulation deterioration of the high-voltage equipment has occurred.

本実施例によれば、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を早期に検出することができる。例えば、電気鉄道用車両の運行中に、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を検出することができる。 According to this embodiment, it is possible to detect the insulation abnormality of the high-voltage equipment mounted on the electric railway vehicle at an early stage. For example, it is possible to detect an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle while the electric railway vehicle is in operation.

図6は、実施例2における電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を検出する異常検出装置を説明する説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an abnormality detection device that detects an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle according to the second embodiment.

本実施例に記載する異常検出装置は、電気回路において、集電装置101側に設置される電流測定装置401または車軸108側に設置される電流測定装置402が出力する出力電流をAD変換する電流変換装置601を有する。 The abnormality detection device described in the present embodiment is a current that AD-converts the output current output from the current measuring device 401 installed on the current collector 101 side or the current measuring device 402 installed on the axle 108 side in the electric circuit. It has a conversion device 601.

つまり、実施例1に記載する異常検出装置と実施例2に記載する異常検出装置とは、電圧を使用するか電流を使用するかの差異がある。実施例1に記載する異常検出装置が、計器用変圧器109または計器用抵抗器111が出力する出力電圧を使用して、絶縁劣化を判定するものであるのに対して、実施例2に記載する異常検出装置が、電流測定装置401または電流測定装置402が出力する出力電流を使用して、高電圧機器の絶縁劣化を判定するものである。 In other words, the abnormality detection device described in the first embodiment and the abnormality detection device described in the second embodiment have a difference in whether to use voltage or current. The abnormality detection device described in the first embodiment uses the output voltage output from the instrument transformer 109 or the instrument resistor 111 to determine insulation deterioration, whereas the abnormality detection device described in the second embodiment. The abnormality detecting device determines the insulation deterioration of the high-voltage equipment by using the output current output from the current measuring device 401 or the current measuring device 402.

このように、高電圧機器の絶縁劣化は、電流を使用しても、検出することができる。 In this way, insulation deterioration of high-voltage equipment can be detected even by using current.

そして、本実施例では、電流測定装置(401、402)を、電気回路の集電装置101側および車軸108側の2箇所に設置しているが、絶縁劣化によるパルスを検出できる箇所であれば、この2箇所に限定されることはない。また、どちらか1箇所でもよい。 In the present embodiment, the current measuring devices (401, 402) are installed at two locations on the electric power collector 101 side and the axle 108 side of the electric circuit, but at any location where a pulse due to insulation deterioration can be detected. , But not limited to these two locations. Further, either one may be provided.

また、電流測定装置としては、変流器、抵抗器、磁場センサ等が好ましい。 Further, as the current measuring device, a current transformer, a resistor, a magnetic field sensor and the like are preferable.

つまり、本実施例に記載する異常検出装置は、高電圧機器を有する電気鉄道用車両に搭載するものであり、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器に流れる電流をAD変換する電流変換装置601と、AD変換した波形信号を分析する波形分析装置202と、電気鉄道用車両の位置の位置信号を作成する位置検出装置206と、電気鉄道用車両に発生するサージ電流の発生位置を記憶する記憶装置205と、波形信号と位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置とサージ電流の発生位置とに基づいて、このパルスが高電圧機器の絶縁劣化(絶縁異常)により発生したものか否かを解析する解析装置203と、を有する。 That is, the abnormality detection device described in the present embodiment is installed in an electric railway vehicle having a high-voltage device, and a current converter 601 that AD-converts a current flowing in the high-voltage device installed in the electric railway vehicle. A waveform analysis device 202 that analyzes the AD-converted waveform signal; a position detection device 206 that creates a position signal of the position of the electric railway vehicle; and a memory that stores the position of the surge current generated in the electric railway vehicle. The position where the pulse is generated is specified based on the device 205 and the waveform signal and the position signal, and based on the specified position and the position where the surge current is generated, the pulse causes the insulation deterioration (insulation abnormality) of the high-voltage equipment. ), and an analysis device 203 for analyzing whether or not it is generated by

また、本実施例に記載する異常検出方法は、電気鉄道用車両に搭載される高電圧機器の異常を検出する方法であり、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器に流れる電流を電流変換装置201にてAD変換する工程と、AD変換した波形信号を波形分析装置202にて分析する工程と、電気鉄道用車両の位置の位置信号を位置検出装置206にて作成する工程と、電気鉄道用車両に発生するサージ電流の発生位置を記憶装置205に記憶する工程と、波形信号と位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置とサージ電流の発生位置とに基づいて、このパルスが高電圧機器の絶縁劣化(絶縁異常)により発生したものか否かを解析装置203にて解析する工程と、を有する。 Further, the abnormality detection method described in the present embodiment is a method of detecting an abnormality in a high-voltage device mounted on an electric railroad vehicle, in which a current flowing through a high-voltage device mounted on the electric railroad vehicle is converted into a current converter. A step of AD conversion in 201, a step of analyzing the AD-converted waveform signal in the waveform analysis device 202, a step of creating a position signal of the position of the electric railway vehicle in the position detection device 206, The step of storing the generation position of the surge current generated in the vehicle in the storage device 205, the position where the pulse is generated is specified based on the waveform signal and the position signal, and the specified position and the generation position of the surge current are identified. Based on this, the analysis device 203 analyzes whether or not this pulse is generated due to insulation deterioration (insulation abnormality) of the high-voltage equipment.

本実施例によれば、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を早期に検出することができる。例えば、電気鉄道用車両の運行中に、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を検出することができる。 According to this embodiment, it is possible to detect the insulation abnormality of the high-voltage equipment mounted on the electric railway vehicle at an early stage. For example, it is possible to detect an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle while the electric railway vehicle is in operation.

本実施例に記載する異常検出装置は、実施例1に記載する異常検出装置および実施例2に記載する異常検出装置と、基本的な構成は、同様である。 The abnormality detection device described in the present embodiment has the same basic configuration as the abnormality detection device described in the first embodiment and the abnormality detection device described in the second embodiment.

実施例1または実施例2では、パルスの電圧変化またはパルスの電流変化に基づいて、絶縁劣化を判定するが、本実施例では、パルスの周波数変化に基づいて、絶縁劣化を判定する。パルスの周波数とは、パルスの電圧変化またはパルスの電流変化が発生する周波数の領域(範囲)を意味する。 In the first or second embodiment, the insulation deterioration is determined based on the pulse voltage change or the pulse current change, but in the present embodiment, the insulation deterioration is determined based on the pulse frequency change. The pulse frequency means a frequency range (range) in which a pulse voltage change or a pulse current change occurs.

つまり、本実施例では、サージ電圧によるパルスの周波数と絶縁劣化によるパルスの周波数との違いやサージ電流によるパルスの周波数と絶縁劣化によるパルスの周波数との違いを使用して、高電圧機器の絶縁劣化を判定する。 That is, in the present embodiment, the difference between the frequency of the pulse due to the surge voltage and the frequency of the pulse due to the insulation deterioration, and the difference between the frequency of the pulse due to the surge current and the frequency of the pulse due to the insulation deterioration are used. Deteriorate.

さらに、電圧や電流も含めて、総合的に絶縁劣化を判定してもよい。 Furthermore, insulation deterioration may be comprehensively determined, including voltage and current.

つまり、本実施例では、解析装置203は、波形信号と位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置とサージ電圧の周波数の変化位置又はサージ電流の周波数の変化位置とに基づいて、パルスが高電圧機器の絶縁劣化(絶縁異常)により発生したものか否かを解析する。 That is, in the present embodiment, the analysis device 203 identifies the position where the pulse is generated based on the waveform signal and the position signal, and determines the identified position and the change position of the frequency of the surge voltage or the change of the frequency of the surge current. Based on the position and the position, it is analyzed whether or not the pulse is caused by insulation deterioration (insulation abnormality) of the high-voltage equipment.

本実施例によれば、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を早期に検出することができる。例えば、電気鉄道用車両の運行中に、電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器の絶縁異常を高精度に検出することができる。 According to this embodiment, it is possible to detect the insulation abnormality of the high-voltage equipment mounted on the electric railway vehicle at an early stage. For example, it is possible to highly accurately detect an insulation abnormality of a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle while the electric railway vehicle is in operation.

図7は、実施例4における電気鉄道用車両を説明する説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an electric railway vehicle according to the fourth embodiment.

本実施例に記載する電気鉄道車両は、実施例1、実施例2、または実施例3に記載する異常検出装置を搭載するものであり、同一編成の電気鉄道用車両と電気鉄道用車両との間や或る編成の電気鉄道用車両と他の編成の電気鉄道用車両との間を通信する通信装置を有する。 The electric railway vehicle described in the present embodiment is equipped with the abnormality detection device described in the first, second, or third embodiment, and includes an electric railway vehicle and an electric railway vehicle of the same formation. And a communication device for communicating between an electric railway vehicle of a certain formation and an electric railway vehicle of another formation.

本実施例に記載する電気鉄道車両は、異常検出装置502、集電装置101、主電動機107、高電圧機器501、を有する。 The electric railway vehicle described in this embodiment includes an abnormality detection device 502, a current collector 101, a main motor 107, and a high voltage device 501.

なお、異常検出装置502は、実施例1、実施例2、または実施例3に記載する異常検出装置であり、電圧変化、電流変化、電圧の周波数変化、または電流の周波数変化に基づいて、高電圧機器501の絶縁劣化を判定する。 The abnormality detection device 502 is the abnormality detection device described in the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment, and is high based on the voltage change, the current change, the voltage frequency change, or the current frequency change. Insulation deterioration of the voltage device 501 is determined.

さらに、本実施例に記載する電気鉄道車両は、通信装置として、無線アンテナ504や通信線503を有する。つまり、通信線503を使用し、同一編成の電気鉄道用車両と電気鉄道用車両との間を通信し、無線アンテナ504を使用し、或る編成の電気鉄道用車両と他の編成の電気鉄道用車両との間を通信する。 Furthermore, the electric railway vehicle described in this embodiment has a wireless antenna 504 and a communication line 503 as a communication device. That is, the communication line 503 is used to communicate between the electric railway vehicles of the same formation and the electric railway vehicles, the wireless antenna 504 is used, and the electric railway vehicle of one formation and the electric railway of another formation are used. Communicate with the vehicle.

通信装置は、異常検出装置502にて検出されたサージ電圧やサージ電流によるパルスを送信し、高電圧機器501の絶縁劣化を判定する。 The communication device transmits a pulse due to the surge voltage or the surge current detected by the abnormality detection device 502, and determines the insulation deterioration of the high voltage device 501.

また、本実施例では、通信装置が異常検出装置に設置され、この通信装置は、同一編成の電気鉄道用車両と電気鉄道用車両との間、または、或る編成の電気鉄道用車両と他の編成の電気鉄道用車両との間を通信する。なお、この通信装置は、実施例1、実施例2、または実施例3に記載する異常検出装置に搭載されてもよい。 Further, in the present embodiment, the communication device is installed in the abnormality detection device, and the communication device is provided between the electric railway vehicle and the electric railway vehicle of the same formation or between the electric railway vehicle of a certain formation and another. To communicate with the trains of electric railways. The communication device may be mounted on the abnormality detection device described in the first, second, or third embodiment.

このように、同一編成の電気鉄道用車両と電気鉄道用車両との間にて、或る編成の電気鉄道用車両と他の編成の電気鉄道用車両との間にて、高電圧機器501の絶縁劣化を判定するための情報を共有することにより、高精度に高電圧機器501の絶縁劣化を判定することができる。 In this way, between the electric railway vehicles of the same formation and the electric railway vehicles, between the electric railway vehicles of a certain formation and the electric railway vehicles of another formation, the high-voltage equipment 501 By sharing the information for determining the insulation deterioration, the insulation deterioration of the high-voltage equipment 501 can be determined with high accuracy.

例えば、電気鉄道用車両の基地や饋電セクションにおけるサージ電圧やサージ電流によりパルスが発生するが、電気鉄道用車両の運行(走行)中に、集電装置101と架線との離線や架線への着氷によりパルスが発生することもある。 For example, a pulse is generated due to a surge voltage or a surge current at a base of an electric railway vehicle or a feeder section, but during the operation (travel) of the electric railway vehicle, a disconnection between the current collector 101 and the overhead wire or a contact to the overhead wire is generated. A pulse may be generated by icing.

こうしたあらかじめパルスが発生する位置を予想することができない場合には、同一編成において、同じ位置にて同様のパルスが検出されれば、パルスが発生した原因を、離線や着氷と判定し、絶縁劣化によるパルスから除外することができる。 If it is not possible to predict the position where a pulse will occur in advance, if a similar pulse is detected at the same position in the same train, the cause of the pulse is determined to be a contact break or icing, and insulation is performed. It can be excluded from pulses due to degradation.

また、こうしたあらかじめパルスが発生する位置を予想することができない場合には、他の編成において、同じ位置にて同様のパルスが検出されれば、パルスが発生した原因を、離線や着氷と判定し、絶縁劣化によるパルスから除外することができる。 In addition, if it is not possible to predict the position where such a pulse will occur in advance, if a similar pulse is detected at the same position in other trains, it is determined that the cause of the pulse is a contact line or icing. However, it can be excluded from the pulse due to insulation deterioration.

これにより、高精度に高電圧機器501の絶縁劣化を判定することができる。 Thereby, the insulation deterioration of the high voltage device 501 can be determined with high accuracy.

本実施例に記載する電気鉄道用車両は、同一編成の電気鉄道用車両に搭載する異常検出装置と電気鉄道用車両に搭載する異常検出装置との間にて、有線通信を使用して、検出された電圧や電流のパルスを共有し、高精度に高電圧機器501の絶縁劣化を判定するものである。 The electric railway vehicle described in the present embodiment is detected by using wired communication between the abnormality detection device mounted on the electric railway vehicle of the same formation and the abnormality detection device mounted on the electric railway vehicle. By sharing the generated voltage and current pulses, it is possible to highly accurately determine the insulation deterioration of the high voltage device 501.

また、本実施例に記載する電気鉄道用車両は、或る編成の電気鉄道用車両に搭載する異常検出装置と他の編成の電気鉄道用車両に搭載する異常検出装置との間にて、無線通信を使用して、検出された電圧や電流のパルスを共有し、高精度に高電圧機器501の絶縁劣化を判定するものである。 Further, the electric railway vehicle described in the present embodiment is a wireless system between an abnormality detection device mounted on an electric railway vehicle of a certain formation and an abnormality detection device mounted on an electric railway vehicle of another formation. By using communication, the detected voltage or current pulse is shared, and insulation deterioration of the high-voltage equipment 501 is highly accurately determined.

なお、本実施例では、異常検出装置を電気鉄道用車両に搭載しているが、地上に設置してもよい。 Although the abnormality detection device is mounted on the electric railway vehicle in this embodiment, it may be installed on the ground.

また、検出された電圧や電流の周波数を使用してもよい。 Also, the frequency of the detected voltage or current may be used.

このように、本実施例によれば、高電圧機器の絶縁異常を早期に検出することができる電気鉄道用車両を提供することができる。例えば、本実施例に記載する電気鉄道用車両は、電気鉄道用車両の運行中にも、高電圧機器の絶縁異常を高精度に検出することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an electric railway vehicle that can detect an insulation abnormality of a high-voltage device at an early stage. For example, the electric railway vehicle described in the present embodiment can detect the insulation abnormality of the high-voltage equipment with high accuracy even while the electric railway vehicle is in operation.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成の一部に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with part of the configuration of another embodiment, or to add part of the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Is.

101:集電装置、102:遮断器、103:交直切替器、104:主変圧器、105:コンバータ、106:インバータ、107:主電動機、108:車軸、109:計器用変圧器、111:計器用抵抗器、201:電圧変換装置、202:波形分析装置、203:解析装置、204:警報装置、205:記憶装置、206:位置検出装置、207:車両位置センサ、300:基本波形、301:パルス波形、302:ノイズ波形、401、402:電流測定装置、501:高電圧機器、502:異常検出装置、503:通信線、504:無線アンテナ、601:電流変換装置 101: Current collector, 102: Circuit breaker, 103: AC/DC switch, 104: Main transformer, 105: Converter, 106: Inverter, 107: Main motor, 108: Axle, 109: Instrument transformer, 111: Instrument Resistor, 201: voltage conversion device, 202: waveform analysis device, 203: analysis device, 204: alarm device, 205: storage device, 206: position detection device, 207: vehicle position sensor, 300: basic waveform, 301: Pulse waveform, 302: noise waveform, 401, 402: current measuring device, 501: high voltage device, 502: abnormality detecting device, 503: communication line, 504: wireless antenna, 601: current converting device

Claims (7)

電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器に流れる電圧をAD変換する電圧変換装置と、
AD変換した波形信号を分析する波形分析装置と、
前記電気鉄道用車両の位置の位置信号を作成する位置検出装置と、
前記電気鉄道用車両に発生するサージ電圧の発生位置を記憶する記憶装置と、
前記波形信号と前記位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置と前記サージ電圧の発生位置とに基づいて、前記パルスが前記高電圧機器の絶縁異常により発生したものか否かを解析する解析装置と、
を有することを特徴とする異常検出装置。
A voltage conversion device for AD-converting a voltage flowing in a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle;
A waveform analyzer for analyzing the AD-converted waveform signal;
A position detection device that creates a position signal of the position of the electric railway vehicle,
A storage device that stores a position where a surge voltage is generated in the electric railway vehicle,
A position where a pulse is generated is specified based on the waveform signal and the position signal, and the pulse is generated due to an insulation abnormality of the high-voltage device, based on the specified position and the position where the surge voltage is generated. An analysis device that analyzes whether it is a thing,
An abnormality detecting device having:
電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器に流れる電圧をAD変換する電流変換装置と、
AD変換した波形信号を分析する波形分析装置と、
前記電気鉄道用車両の位置の位置信号を作成する位置検出装置と、
前記電気鉄道用車両に発生するサージ電流の発生位置を記憶する記憶装置と、
前記波形信号と前記位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置と前記サージ電流の発生位置とに基づいて、前記パルスが前記高電圧機器の絶縁異常により発生したものか否かを解析する解析装置と、
を有することを特徴とする異常検出装置。
A current conversion device for AD-converting a voltage flowing in a high-voltage device mounted on an electric railway vehicle;
A waveform analyzer for analyzing the AD-converted waveform signal;
A position detection device that creates a position signal of the position of the electric railway vehicle,
A storage device for storing a position where a surge current is generated in the electric railway vehicle,
A position where a pulse is generated is specified based on the waveform signal and the position signal, and the pulse is generated due to an insulation abnormality of the high-voltage device, based on the specified position and the position where the surge current is generated. An analysis device that analyzes whether it is a thing,
An abnormality detecting device having:
前記解析装置は、前記波形信号と前記位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置とサージ電圧の周波数の変化位置又はサージ電流の周波数の変化位置とに基づいて、前記パルスが前記高電圧機器の絶縁異常により発生したものか否かを解析することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の異常検出装置。 The analysis device, based on the waveform signal and the position signal, to identify the position where the pulse occurs, based on the identified position and the change position of the frequency of the surge voltage or the change position of the frequency of the surge current The abnormality detection device according to claim 1 or 2, wherein it is analyzed whether or not the pulse is generated due to an insulation abnormality of the high-voltage device. 同一編成の電気鉄道用車両と電気鉄道用車両との間、または、或る編成の電気鉄道用車両と他の編成の電気鉄道用車両との間を通信する通信装置を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の異常検出装置。 A communication device for communicating between an electric railway vehicle of the same formation and an electric railway vehicle, or between an electric railway vehicle of a certain formation and an electric railway vehicle of another formation. The abnormality detection device according to claim 1 or 2. 請求項1又は請求項2に記載の異常検出装置を搭載すること特徴とする電気鉄道用車両。 An electric railroad vehicle comprising the abnormality detection device according to claim 1 or 2. 請求項4に記載の異常検出装置を搭載すること特徴とする電気鉄道用車両。 An electric railroad vehicle comprising the abnormality detection device according to claim 4. 電気鉄道用車両に搭載する高電圧機器に流れる電圧を電圧変換装置にてAD変換し、
AD変換した波形信号を波形分析装置にて分析し、
前記電気鉄道用車両の位置の位置信号を位置検出装置にて作成し、
前記電気鉄道用車両に発生するサージ電圧の発生位置を記憶装置に記憶し、
前記波形信号と前記位置信号とに基づいて、パルスが発生する位置を特定し、特定された位置と前記サージ電圧の発生位置とに基づいて、前記パルスが前記高電圧機器の絶縁異常により発生したものか否かを解析装置にて解析する、
ことを特徴とする異常検出方法。
The voltage that flows in the high-voltage equipment mounted on the electric railway vehicle is AD converted by the voltage converter,
The AD-converted waveform signal is analyzed by a waveform analyzer,
Create a position signal of the position of the electric railway vehicle with a position detection device,
The generation position of the surge voltage generated in the electric railway vehicle is stored in a storage device,
A position where a pulse is generated is specified based on the waveform signal and the position signal, and the pulse is generated due to an insulation abnormality of the high-voltage device, based on the specified position and the position where the surge voltage is generated. Whether it is a thing or not is analyzed by an analysis device,
An anomaly detection method characterized by the above.
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