JP2021066353A - レール破断検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄道の軌道をなすレール対の左右レールを適宜短絡してインピーダンスボンドを不要にした軌道回路に対して帰線電流とは異なる検査信号を流してレールの破断状態と列車在線の有無とを検出しうるレール破断検知装置を実現する。【解決手段】左右レール11，12に複数箇所で付設されて帰線電流を短絡させる複数の区間端短絡ライン２１，２２と、それ21，22に接続されてレール対11＆12と共に巡回する電路を形成する巡回電路形成部材３０と、この部材30に対して帰線電流とは異なる検査信号ｉ０を送出する送信部４０と、上記部材30を接続された区間端短絡ライン22についてその接続箇所22c の両側で検査信号i0に係る一対の分流信号i1，i2を測定する計測部５０と、分流信号i1，i2の釣り合い状態を不平衡状態にする不平衡化手段25と、分流信号i1，i2の測定値k1，k2に基づいてレール破断や列車検知に係る判定を行う判定部６０とを備える。【選択図】 図１

Description

この発明は、列車が走行するためのレールについてその破断状態と列車在線の有無とを検出するレール破断検知装置に関する。
詳しくは、レール対からなる鉄道の軌道における通電区間の通電状態に基づいて該当区間のレール破断状態を示す情報を取得するレール破断検知装置に関する。
なお、レール破断状態を示す情報としては、左右のレール（海側レール／山側レール，）に係る二つの測定値について「差を和で割った不平衡率」や「電圧比をデシベルで表した平衡度」が典型的であるが、軌道回路の平衡状態・不平衡状態の具合・程度を表す物理量・数値であれば例えば両測定値の差など他の算出値であっても良いので、それらを総称して本願では「平衡状態値」と呼ぶ。

軌道回路を使用した従来の検知装置は（例えば非特許文献１参照）、二本のレールが列車の車輪と車軸とで電気的に短絡することを利用して送電端（一端，始端）から送電した電力が受電端（他端，終端）に届くか否かに応じて列車在線の有無（在線／非在線）を検出する列車検知機能を発揮するものであるが、その機能だけでなく、次のレール破断検知機能も発揮する。即ち、列車の走行等による過大な外力を軌道が受けて亀裂・破断・折損といったレール破断障害が発生したときも、そこの通電状態が悪化して、列車非在線状態であっても受電側の電圧や電流が低下したり更には途絶するといった状況に至るため、受電信号からレール破断状態の情報を得るというレール破断検知機能も発揮することができる。

但し、そのような検知装置だけでは、受電が有るときには列車非在線かつレール破断無しの状態であることが判明し、受電が無いときには列車在線かレール破断有りか何れか曖昧な状態であることが判明するにとどまる。
このように受電が無いときには列車検知とレール破断検知とが優劣の無い同格で行われるうえ両検知の切り分けを単独で行うことができないが、検知対象区間への列車進入を防止するという安全確保の観点からは単独でも役目を果たすことができることや、列車追跡機能などを具備した他の装置も使えば曖昧性が解消されることから、軌道回路を使用した上記の列車検知装置兼用レール破断検知装置は広く用いられている。

これに対し、近年は、列車検知機能の具現化に際して、上述の軌道回路を使用した方式でなく、無線を使用した列車制御システムを採用することが増えている。
そして、そのような列車制御システムでは、車軸でのレール短絡による列車検知が行われないことから、列車検知の観点からは、レールに列車検知信号を流す必要が無くて、レールに列車検知信号を流すのを止めることができるため、コスト削減が進む。
とはいえ、列車検知信号を利用してレール破断をも検出することができるという機能は失われるため、レール破断検知機能の具現化や実装には他の手段や設備を要する。

具体的には、左右のレールに流れる電気車電流について差電流と和電流とを検出し更に除算も行って電気車電流の不平衡率を得て表示するものや（例えば特許文献１参照）、左右の軌条に流れる電車電流の差である不平衡電流を検出してそれが一定値や一定時間を超えたときに警報を発するもの（例えば特許文献２参照）、左右のレールに流れる帰線電流を車上や地上で測定して不平衡率を求めるもの（例えば特許文献３参照）、左右のレールに設定した検知区間における帰線電流による電圧降下を測定して不平衡率を求めるもの（例えば特許文献４参照）、等が知られている。

実開昭５５−０６８０６８号公報 実公平０２−００５６１６号公報 特開平０６−３２１１１０号公報 特開２０１２−９１６７１号公報

鉄道技術者のための信号概論「軌道回路」 社団法人「日本鉄道電気技術協会」出版、平成１７年５月２０日 改訂版２刷発行、ｐ．３〜５

このような謂わば帰線電流検知方式では（例えば既述の特許文献１〜４参照）、帰線電流（電車電流，電気車電流）を測定してその流れ方に基づいてレール破断が検出されることから、レール破断状態を監視できる時間帯が帰線電流の流れている電車走行可能時に限定される。
そのため、その方式のレール破断検知装置には、帰線電流の流れていない夜間や架線停電時などにはレール破断を検出することができない、という不満がある。

これに対し、軌道回路を使用した従来のレール破断検知装置は（既述の非特許文献１参照）、帰線電流の有無に束縛されないという利点があるものの、軌道の検知対象区間に対して一方の区間端から信号を送信して該信号を左右レールで一巡的に伝達させながら他方の区間端で受信することで軌間電圧の有無すなわち左右レール間の電圧の有無を調べてレール破断検知を行うものなので、左右のレールを単純に短絡することが出来ないという制約がある。そのため、軌道の区間端にインピーダンスボンドを設置した有絶縁軌道回路には適用しやすいが、無絶縁軌道回路への適用に際しては、共振子等を用いた境界短絡式や、軌道境界が不明確となる非共振式の場合は、隣接軌道回路の列車検知信号が漏れてくるため、多くの周波数を使い分ける多周波式を用いることになる。

もっとも、無絶縁軌道回路でも、左右のレールを短絡しない状態では、レール破断時に帰線電流による不所望なレール電位上昇が発生するので、その影響を回避・緩和するために、例えば数ｋｍ毎に平衡用インピーダンスボンドを設けて、帰線電流に対して左右のレール間を短絡しておくことで、左右レール間の電圧上昇を抑制することが必要である。インピーダンスボンドは重量物で設置負担が大きいうえ定期的な保守も要する。
そのため、無線の使用等にて軌道回路を用いないで列車検知を行う列車制御システムを導入する際には、インピーダンスボンドの無い又は不要な無絶縁軌道回路に対しても使用することができるレール破断検知装置が望ましい。

そこで、左右のレールを帰線電流に対して適宜短絡してインピーダンスボンドを不要にした軌道回路に帰線電流とは異なる検査信号を流してレール破断状態を検出しうるレール破断検知装置を実現することが基本的な技術課題となる。
また、無線等利用の列車制御システムでは制御対象から外れがちな保守用車の置き忘れなども防ぐことが望まれることから、レール破断状態の検出にとどまらず、列車在線の有無をも簡便かつ適切に検出できるようにすることが更なる技術課題となる。

本発明のレール破断検知装置は（解決手段１）、上述した基本的な技術課題に加えて更なる技術課題をも解決するために創案されたものであり、
鉄道の軌道をなすレール対の複数箇所に付設されて夫々の付設箇所で前記レール対の左右レールについて帰線電流を短絡させる複数の区間端短絡ラインと、前記区間端短絡ラインに接続されて前記レール対と共に巡回する電路を形成する巡回電路形成部材と、前記巡回電路形成部材に対して帰線電流とは異なる検査信号を送出する送信部と、前記区間端短絡ラインのうち前記巡回電路形成部材を接続された部材についてその接続箇所の両側で前記検査信号に係る一対の分流信号を測定する計測部と、対をなす前記分流信号の釣り合い状態をレール破断の無い状態では平衡状態から遠ざける又は不平衡状態にする不平衡化手段と、対をなす前記分流信号の測定値に基づいてレール破断と列車在線とに係る判定を行う判定部とを備えている。

また、本発明のレール破断検知装置は（解決手段２）、上記解決手段１のレール破断検知装置であって、
前記判定部が、対をなす前記分流信号について平衡状態にあるのか不平衡状態にあるのかを判別して、前記不平衡化手段の不平衡化に対応した設定不平衡状態にあると判別したときには、レール破断が無く列車在線も無い状態であると決定するようになっていることを特徴とする。

さらに、本発明のレール破断検知装置は（解決手段３）、上記解決手段１のレール破断検知装置であって、
前記判定部が、対をなす前記分流信号について平衡状態にあるのか不平衡状態にあるのかを判別して、前記不平衡化手段の不平衡化に対応した設定不平衡状態よりも不平衡度合の大きい大不平衡状態にあると判別したときには、レール破断が有ると決定するようになっていることを特徴とする。

また、本発明のレール破断検知装置は（解決手段４）、上記解決手段１のレール破断検知装置であって、
前記判定部が、対をなす前記分流信号について平衡状態にあるのか不平衡状態にあるのかを判別して、前記不平衡化手段の不平衡化に対応した設定不平衡状態よりも不平衡度合の小さい小不平衡状態にあると判別したときには、列車が在線していると決定するようになっていることを特徴とする。

また、本発明のレール破断検知装置は（解決手段５）、上記解決手段１〜４のレール破断検知装置であって、
前記不平衡化手段が、前記区間端短絡ラインにおける前記巡回電路形成部材の接続箇所が前記区間端短絡ラインの中央位置から外れていることと、前記検査信号にはインピーダンスが大きくなるが前記帰線電流にはインピーダンスが小さくなるインピーダンス部が前記区間端短絡ラインに介挿されていることと、前記左右レールに対する前記区間端短絡ラインの接続位置がずれていることとのうち、何れか一つ又は複数のことからなることを特徴とする。

また、本発明のレール破断検知装置は（解決手段６）、上記解決手段１〜５のレール破断検知装置であって、
前記レール対と並んだ別レールが前記巡回電路形成部材に含まれていることを特徴とする。

また、本発明のレール破断検知装置は（解決手段７）、上記解決手段６のレール破断検知装置であって、
前記別レールが前記レール対とは別のレール対を構成しており、この別レール対にもその左右レールについて帰線電流を短絡させる区間端短絡ラインが付設されており、この区間端短絡ラインのうち前記巡回電路形成部材を接続された部材についてその接続箇所の両側で前記検査信号に係る一対の分流信号を測定するようになっていることを特徴とする。

このような本発明のレール破断検知装置にあっては（解決手段１）、区間端短絡ラインを適宜な間隔でレール対に付設したことにより、インピーダンスボンドの設置が必須では無くなり、コストダウンが図れるとともに無絶縁軌道回路への適用が容易になる。しかも、それらの区間端短絡ラインに巡回電路形成部材を接続して巡回電路を形成したうえで巡回電路形成部材に対して検査信号が送出されるようにもしたことにより、検査信号が左右レールに分かれて同じ方向へ流れてから合流して戻るので、対をなす分流信号について平衡しているか否かを調べることで、左右レールに係るインピーダンス値の釣り合い状態が分かり、ひいてはレール破断の有無が分かる。そのため、インピーダンスボンドを不要にした軌道回路に対して帰線電流とは異なる信号を流してレール破断状態を検出しうるレール破断検知装置を実現することができ、上述した基本的な技術課題が解決される。

しかも、対をなす分流信号の釣り合い状態を本来の平衡状態から不自然な不平衡状態へ変える不平衡化手段まで設けたことにより、列車在線が無くレール破断も無い状態では不平衡化手段が働いて分流信号の釣り合い状態が不平衡化に対応した不平衡状態になる。これに対し、列車在線時には不平衡化が弱まったり無くなったりする。また、レールが破断してしまったときには、不平衡化が強まる。
そのため、対をなす分流信号に係る不平衡状態に基づいて判定するという簡便な手法でも、レール破断状態の検出にとどまらず列車在線の有無を適切に検出することができる場合が多いので、上述した更なる技術課題までも解決される。

また、本発明のレール破断検知装置にあっては（解決手段２）、対をなす分流信号に基づいてレール破断に係る判定を行うに際して、それらの分流信号が「設定不平衡状態」にあると判別したときには『レール破断が無く列車在線も無い状態』であると決定するようにしたことにより、帰線電流とは異なる検査信号を送出する方式を踏襲したうえで従来の検知装置には無い不平衡化手段を追加装備しているにもかかわらず、レール破断も列車在線も無い状態が検出されるので、基本的な検出機能を的確に発揮することができる。

さらに、本発明のレール破断検知装置にあっては（解決手段３）、対をなす分流信号に基づいてレール破断に係る判定を行うに際して、それらの分流信号が「大不平衡状態」にあると判別したときには、『レール破断が有る』と決定するようにしたことにより、破断状態が小さいか大きいかという程度は別として、レール破断の検知を単独で確定しうるので、既述した従来の検知装置と同様に帰線電流とは異なる検査信号を送出する方式のものでありながら、レール破断検知と列車検知とが同格である従来の検知装置とは異なり、レール破断検知が列車検知よりも優先するという更なる効果も奏する。

また、本発明のレール破断検知装置にあっては（解決手段４）、対をなす分流信号に基づいてレール破断に係る判定を行うに際して、それらの分流信号が「小不平衡状態」にあると判別したときには、『列車が在線している状態』であると決定するようにしたことにより、無線等利用の列車制御システムの列車制御対象の列車はもとより列車制御対象外の保守用車であっても検出対象軌道上に在線していれば検出されるので、列車や保守用車の存在を確認する契機となる。

また、本発明のレール破断検知装置にあっては（解決手段５）、不平衡化手段が具体化されて容易に実施できることとなる。

また、本発明のレール破断検知装置にあっては（解決手段６）、レール対に加えてそれと並んでいる別レールが存在しているときには、その別レールを巡回電路形成部材に含めることにより、追加すべき巡回電路形成部材が少なくて済むので、巡回電路形成部材の付設によるコストアップを抑制することができる。

また、本発明のレール破断検知装置にあっては（解決手段７）、レール対に加えてそれと並んでいる別のレール対が存在しているときには、その別レール対についてもその左右レールについて帰線電流を短絡させる区間端短絡ラインを付設したうえで、その区間端短絡ラインについても検査信号に係る一対の分流信号を測定するようにしたことにより、送信部の付設されたレール対に加えて別のレール対についても分流信号が測定される。そのため、計測部が送信部より多くても、言い換えると巡回電路形成部材に含められた多数の検出対象区間より送信部が少なくても、それらの検出対象区間についてレール破断状態が検査されるので、検査信号の送受信によるコストアップをも抑制することができる。

本発明の実施例１について、（ａ）が鉄道の軌道の典型例である複線におけるレールの配置例を示し、（ｂ）が単線部分に設置されたレール破断検知装置に係る概要ブロック図であり、（ｃ）が計測部と判定部とに係る詳細ブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）が何れも不平衡化手段の具体例である。 （ａ）〜（ｅ）何れも分流信号の流れ方を示す概略図である。 軌道回路の平衡状態を不平衡率で示す模式図である。 本発明の実施例２について、レール破断検知装置の構造を示すブロック図である。 本発明の実施例３について、レール破断検知装置の構造を示すブロック図である。 本発明の実施例４について、レール破断検知装置の構造を示すブロック図である。

このような本発明のレール破断検知装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜４により説明する。
図１〜図４に示した実施例１は、上述した解決手段１〜５（出願当初の請求項１〜５）を具現化したものであり、図５に示した実施例２は、上述した解決手段６（出願当初の請求項６）を具現化したものであり、図６の実施例３や図７の実施例４は、上述した解決手段７（出願当初の請求項７）を具現化したものである。
なお、それらの図示に際しては、詳細で煩雑な回路の図示は割愛し、簡明化等のため、ブロック図を多用して、発明の説明に必要なものや関連するものを中心に図示した。

本発明のレール破断検知装置の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。
図１（ａ）は、鉄道の軌道の典型例である複線１０における四本のレール１１〜１４の配置例を示している。

また、図１（ｂ）は、下りの単線部分（１１＆１２）に設置されたレール破断検知装置２０に係る概要ブロック図であり、図１（ｃ）は、その計測部５０と判定部６０とに係る詳細ブロック図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、何れも、不平衡化手段２５の具体例である。さらに、図３は、（ａ）〜（ｅ）が何れも分流信号ｉ１，ｉ２の流れ方を示す概略図であり、図４は、分流信号ｉ１，ｉ２の測定値ｋ１，ｋ２に基づいて得られる平衡状態値ｋ０（軌道回路の不平衡率：｜ｋ１−ｋ２｜／（ｋ１＋ｋ２）×１００％）を示す模式図である。

レール破断検知装置２０の設置先である鉄道の軌道は、下り線と上り線とが少し離れて並走する複線１０が典型的なものであり（図１（ａ）参照）、そのうち下り線は、山側（進行列車からは左側）のレール１１と海側（進行列車からは右側）のレール１２とが並走するレール対１１＆１２からなり、上り線は、山側（進行列車からは右側）のレール１３と海側（進行列車からは左側）のレール１４とが並走する別レール対１３＆１４からなる。なお、単線では、何れか一方のレール対だけが設けられていて、それが上り下りに共用され、複々線等ではより多くのレール対が設けられていて、それらが使い分けられる。

レール破断検知装置２０は（図１（ｂ）参照）、複線１０のうちレール対１１＆１２に対して適用された基本構成のものであり、レール対１１＆１２の複数箇所に例えば１ｋｍといった適宜距離だけ離れて付設された複数の区間端短絡ライン２１，２２と、そのうちの区間端短絡ライン２１に付設された不平衡化手段２５と、一端が区間端短絡ライン２１に接続され他端が区間端短絡ライン２２に接続された巡回電路形成部材３０と、この巡回電路形成部材３０に対して検査信号ｉ０を送出する送信部４０と、巡回電路形成部材３０を接続された区間端短絡ライン２２のうち巡回電路形成部材３０の接続箇所２２ｃで両側に分けられる部分ライン２２ａ，２２ｂそれぞれについて検査信号ｉ０に係る一対の分流信号ｉ１，ｉ２を測定する計測部５０と、それらの測定値ｋ１，ｋ２から算出された平衡状態値ｋ０に基づいてレール破断に係る判定を行う判定部６０とを備えている。

区間端短絡ライン２１は（図１（ｂ）参照）、電線や銅板などの良導体からなり、一端が区間端１１ａの所でレール１１に接続され、他端が区間端１２ａの所でレール１２に接続されていて、区間端１１ａ，１２ａの所で左右レール１１，１２を短絡するものとなっている。この区間端短絡ライン２１には接続箇所２１ｃの所で巡回電路形成部材３０の一端が接続されていて、区間端短絡ライン２１は、レール１１の区間端１１ａ寄りの部分ライン２１ａと、レール１２の区間端１２ａ寄りの部分ライン２１ｂとに分けられる。

区間端短絡ライン２２は（図１（ｂ）参照）、これも良導体からなり、一端が区間端１１ｂの所でレール１１に接続され、他端が区間端１２ｂの所でレール１２に接続されていて、区間端１１ｂ，１２ｂの所で左右レール１１，１２を短絡するものとなっている。この区間端短絡ライン２２には接続箇所２２ｃの所で巡回電路形成部材３０の他端が接続されていて、区間端短絡ライン２２は、レール１１の区間端１１ｂ寄りの部分ライン２２ａと、レール１２の区間端１２ｂ寄りの部分ライン２２ｂとに分けられる。

巡回電路形成部材３０は（図１（ｂ）参照）、絶縁被覆された電線からなり、中間部位に送信部４０の出力部が接続されている。その接続箇所で巡回電路形成部材３０を二つの巡回電路形成ライン３１，３２に分けて、巡回電路形成部材３０の両端部の接続状態を説明し直すと、一方の巡回電路形成ライン３１は、上述した接続箇所２１ｃの所で区間端短絡ライン２１に接続され、他方の巡回電路形成ライン３２は、上述した接続箇所２２ｃの所で区間端短絡ライン２２に接続されている。

そして、巡回電路形成部材３０の一方３１と区間端短絡ライン２１の部分ライン２１ａとレール１１と区間端短絡ライン２２の部分ライン２２ａと巡回電路形成部材３０の他方３２とによって、検査信号ｉ０のうち分流信号ｉ１を流す一巡電路が形成されて、レール１１のうち区間端１１ａ，１１ｂの間に位置する部分が検査区間１１ｃになる。
また、巡回電路形成部材３０の一方３１と区間端短絡ライン２１の部分ライン２１ｂとレール１２と区間端短絡ライン２２の部分ライン２２ｂと巡回電路形成部材３０の他方３２とによって、検査信号ｉ０のうち分流信号ｉ２を流す一巡電路が形成されて、レール１２のうち区間端１２ａ，１２ｂの間に位置する部分が検査区間１２ｃになる。

送信部４０は（図１（ｂ）参照）、帰線電流とは異なる検査信号ｉ０を巡回電路形成部材３０に対して送出するものであるが、検査信号ｉ０が巡回電路形成部材３０の先で二つの分流信号ｉ１，ｉ２に分かれるので、レール１１側の一巡電路（３１，２１ａ，１１ｃ，２２ａ，３２）に分流信号ｉ１を流すとともに、レール１２側の一巡電路（３１，２１ｂ，１２ｃ，２２ｂ，３２）に分流信号ｉ２を流すものとなっている。
架線は直流電化か交流電化（商用周波数）しかないため、帰線電流には直流や商用周波数（５０Ｈｚ，６０Ｈｚ）の交流が用いられるので、それよりも周波数が高くて周波数弁別が容易な交流信号が検査信号ｉ０に適しているが、検査信号ｉ０は、それに限定される訳でなく、帰線電流から弁別可能に異なるものであれば良い。

計測部５０は（図１（ｂ），（ｃ）参照）、巡回電路形成部材３０を接続された区間端短絡ライン２２のうち接続箇所２２ｃからレール１１へ至る側の部分ライン２２ａに付設されていて部分ライン２２ａひいてはレール１１側の一巡電路（３１，２１ａ，１１ｃ，２２ａ，３２）を流れる分流信号ｉ１を測定する電流プローブ５１（電流センサ，カレントトランスなど）と、区間端短絡ライン２２のうち接続箇所２２ｃからレール１２へ至る側の部分ライン２２ｂに付設されていて部分ライン２２ｂひいてはレール１２側の一巡電路（３１，２１ｂ，１２ｃ，２２ｂ，３２）を流れる分流信号ｉ２を測定する電流プローブ５２（電流センサ，カレントトランスなど）と、電流プローブ５１の測定値ｋ１（測定信号）と電流プローブ５２の測定値ｋ２（測定信号）とから平衡状態値ｋ０（算出値）を求める算出部５３〜５７とを具備したものである。

さらに、それらのうち算出部５３〜５７は（図１（ｃ）参照）、測定信号の状態で即ち検波等で交流を直流化する前のアナログ信号のまま処理することで測定値ｋ１，ｋ２の和電流を生成する加算部５３と（例えば特許文献１参照）、やはり測定信号の状態で測定値ｋ１，ｋ２の差電流を生成する減算部５４と、加算部５３の和電流から検波等の処理を行って測定値ｋ１，ｋ２の加算値である和（ｋ１＋ｋ２）を得る受信部５５と、減算部５４の差電流から検波等の処理を行って測定値ｋ１，ｋ２の減算値の絶対値である差｜ｋ１−ｋ２｜を得る受信部５６と、上記の差｜ｋ１−ｋ２｜を上記の和（ｋ１＋ｋ２）で割るという演算を行って平衡状態値ｋ０（軌道回路の不平衡率，軌道回路の平衡度）を算出する平衡状態値算出部５７とを具備している。

判定部６０は（図１（ｃ）参照）、それらの測定値ｋ１，ｋ２から得られた平衡状態値ｋ０を用いてレール破断と列車在線とに係る判定を行うために、分流信号ｉ１，ｉ２に係る不平衡状態（軌道回路の不平衡率）がどのようになっているのかを判別する状態判別部６１と、平衡状態も含む不平衡状態に係る現在の状態や直前から現在への状態遷移などに応じて「レール破断の有無」及び「列車在線の有無」に係る決定を行う決定部６２とを具備している。これらの決定部６２や状態判別部６１さらには上述の平衡状態値算出部５７の具現化は、アナログ回路でもデジタル回路でもマイクロプロセッサ組込回路でも良い。この判定部６０の判定手法については、次に不平衡化手段２５の具体例を三つほど説明してから、詳述する。

不平衡化手段２５は（図１（ｂ），図２参照）、対をなす分流信号ｉ１，ｉ２に係る平衡状態・不平衡状態がレール破断も列車在線も無い状態では所定の不平衡状態になるようにしておくためのものであり、不平衡化手段２５の不平衡化の程度は、レール１１，１２の長さや材質などに起因して生じたレール１１の検査区間１１ｃのインピーダンスとレール１２の検査区間１２ｃのインピーダンスとの差による内在的な不平衡状態よりも大きくされる。なお、図示の煩雑化を避けるべく、電流プローブ５１，５２が取り付けられる区間端短絡ライン２２側でなく、そのような部材装着の無い区間端短絡ライン２１側に不平衡化手段２５が設けられる場合について、以下、三つの態様２５ａ，２５ｂ，２５ｃを順に説明する。

第１態様の不平衡化手段２５ａは（図２（ａ）参照）、区間端短絡ライン２１における巡回電路形成部材３０の巡回電路形成ライン３１の接続箇所２１ｃが区間端短絡ライン２１の中央位置から外れていることである。具体的には、接続箇所２１ｃがレール１２に寄せられて及び／又は部分ライン２１ａが延長されてレール１１から遠くなったことにより、区間端短絡ライン２１において部分ライン２１ａのインピーダンスが部分ライン２１ｂのインピーダンスより大きくなっている。そして、その部分ライン２１ａと検査区間１１ｃを含んだ一巡電路のインピーダンスが少し増えて分流信号ｉ１が少し減るとともに、部分ライン２１ｂと検査区間１２ｃとを含んだ他の一巡電路のインピーダンスが少し減って分流信号ｉ２が少し増えるので、対をなす分流信号ｉ１，ｉ２を意識的に異ならせて適度な不平衡状態にすることができる。

第２態様の不平衡化手段２５ｂは（図２（ｂ）参照）、検査信号ｉ０ひいては分流信号ｉ１にはインピーダンスを示すが帰線電流は良く通すインピーダンス部を部分ライン２１ａに介挿接続しておくことである。
インピーダンス部は、帰線電流が大きいので、コイル主体のローパスフィルタに準じた構成のものが使いやすく、コイルだけで足りることも多い。そして、例えば、帰線電流の周波数より十分に高い周波数の信号を検査信号ｉ０に採用するとともに、遮断周波数・カットオフ周波数が両周波数の間に来るインピーダンス部を採用するといったことで、対をなす分流信号ｉ１，ｉ２を意識的に異ならせて適度な不平衡状態にすることができる。

第３態様の不平衡化手段２５ｃは（図２（ｃ）参照）、左右のレール１１，１２に対する区間端短絡ライン２１の接続位置（区間端１１ａ，１２ａ）がレール方向・軌道方向においてずれていることである。具体的には、レール１１に対する区間端短絡ライン２１の接続箇所である区間端１１ａの位置が検査区間１１ｃの延長側に位置するとともに、レール１２に対する区間端短絡ライン２１の接続箇所である区間端１２ａの位置が検査区間１２ｃの短縮側に位置するように、区間端１１ａと区間端１２ａとの相対位置が調整されて、レール１１の検査区間１１ｃの長さがレール１２の検査区間１２ｃの長さより距離Ｌだけ大きくなっている。

そして、そのような検査区間１１ｃ，１２ｃの延長，短縮によって、検査区間１１ｃを含んだ一巡電路のインピーダンスが少し増え、検査区間１２ｃを含んだ他の一巡電路のインピーダンスが少し減るので、対をなす分流信号ｉ１，ｉ２を意識的に異ならせて適度な不平衡状態にすることができる。この不平衡化手段２５ｃについて、より具体的な例を一つ挙げる。検査信号ｉ０の周波数ｆを５ｋＨｚにすると、軌道回路のインピーダンスが１．２ｍＨ／ｋｍ程度なので、検査区間１１ｃ，１２ｃのレール１本当たりのインピーダンスは０．６ｍＨ／ｋｍ程度になる。更に検査区間１１ｃ，１２ｃにおけるレール１１，１２のインピーダンスの差を１Ω程度とすると、該当箇所に係るインピーダンスの関係式から、レール１１，１２に係る上述の距離Ｌは５３ｍになる。

これらの態様については、第１態様の不平衡化手段２５ａ（図２（ａ）参照）と第２態様の不平衡化手段２５ｂ（図２（ｂ）参照）には、区間端１１ａ，１２ａの位置に制約が無くて検査区間１１ｃ，１２ｃを揃え易いという利点があり、第１態様の不平衡化手段２５ａ（図２（ａ）参照）と第３態様の不平衡化手段２５ｃ（図２（ｃ）参照）には、区間端短絡ライン２１の接続の仕方で済ますことができて安価に実施できるという利点があり、第２態様の不平衡化手段２５ｂ（図２（ｂ）参照）には、調整幅が広いという利点がある。そのため、設定する不平衡化の程度と不平衡化手段２５の設置コストとを比較勘案して、上述の不平衡化手段２５ａ，２５ｂ，２５ｃや他の適宜な不平衡化手段から何れか一つ又は複数の手段を選出して設置することができる。

このような不平衡化手段２５を具備したレール破断検知装置２０における判定部６０の判定手法について、図３〜図４に示した具体例を参照しながら、詳述する。図４は、分流信号ｉ１，ｉ２の測定値ｋ１，ｋ２に基づいて得られる平衡状態値ｋ０を、より具体的には軌道回路の不平衡率｛｜ｋ１−ｋ２｜／（ｋ１＋ｋ２）｝を、百分率（パーセント％）で表示したものである。さらに、図３は、レール破断の有無と列車在線の有無とで場合分けしたうちの代表的なものの略図であり、各場合における分流信号ｉ１，ｉ２の流れ方を示している。

また、図４に示された複数の不平衡状態については、それぞれが幅（模様付きの数値範囲）を持つとともに、隣り合う不平衡状態の間には或る程度の間隙（空白の数値範囲）が確保されている。後者の間隙は、それを越えて他の不平衡状態に入るまでは状態遷移を認めないことで、状態遷移の認定・判定にヒステリシス特性を持たせ、それによって状態遷移の過剰検出を抑制可能にするためのものである。

数値例を交えて具体的に説明すると、レール破断が全く無く列車在線も無い状態では（図３（ａ）参照）、不平衡化手段２５の設定に対応した分だけ分流信号ｉ１が分流信号ｉ２より小さくなり、やはりその不平衡化設定対応分だけ測定値ｋ１が測定値ｋ２より小さくなり、平衡状態値ｋ０が約１０％になるので（図４の太い実線のうち列車非在線時に該当する左右両側部分を参照）、それを含む８％〜１２％の範囲に平衡状態値ｋ０が入ると、「不平衡化手段２５の不平衡化に対応した設定不平衡状態」になったと決定する。
その後は、平衡状態値ｋ０が１４％以上になって「設定不平衡状態よりも不平衡度合の大きい大不平衡状態」へ遷移した場合はレール破断とし、平衡状態値ｋ０が６％以下になって「設定不平衡状態よりも不平衡度合の小さい小不平衡状態」へ遷移した場合は列車在線と判定する。

その状態で例えばレール１２にレール破断１２ｘが発生して（図３（ｂ）参照）、レール破断が有り列車在線が無い状態になった場合は、上述の不平衡化設定対応分を超えて大きく分流信号ｉ１が分流信号ｉ２を上回り、同様に測定値ｋ１が測定値ｋ２を大きく上回って、平衡状態値ｋ０が約４０％を超えるので（図４の一点鎖線のうち列車非在線時に該当する左右両側部分を参照）、その場合は上述の「大不平衡状態」になったと決定するようになっている。

また、図示は割愛したが、レール１１が破断したときには、上述の不平衡化設定対応分を超えて分流信号ｉ２が分流信号ｉ１より大きくなり、平衡状態値ｋ０の値が約３０％になるので（図４の二点鎖線のうち列車非在線時に該当する左右両側部分を参照）、やはり上述した「大不平衡状態」になったと決定するようになっている。
なお、レール１１，１２が共に破断したときには、分流信号ｉ１，ｉ２の和である検査信号ｉ０が一定値など所定値に達しないため、測定値ｋ１，ｋ２の和ｋ１＋ｋ２も所定値から外れてしまうので、それを別に検出することで判別することができる。

以上は列車在線が無い状態におけるレール破断の状況に応じた判定手法であるが、列車１５が検査区間１１ｃ，１２ｃに存在しているときには、以下のように判定するようになっている。
先ず、レール破断が無いときは（図３（ｃ）参照）、不平衡化手段２５による影響を緩和する向きに列車１５の車軸を介して迂回電流ｉｄが流れて、分流信号ｉ１と分流信号ｉ２との差が小さくなり、測定値ｋ１，ｋ２が近づいて、平衡状態値ｋ０が約５％になるので（図４の太い実線のうち列車在線時に該当する中央部分を参照）、それを含む０％〜６％の範囲に平衡状態値ｋ０が入ると、上述した「小不平衡状態」になったと決定する。

また、レール破断が有っても列車１５が破断箇所１２ｘと計測側（２２）との間に在線しているときには（図３（ｄ）参照）、破断側の分流信号ｉ２が列車１５の車軸を介して他のレール１１に流れて他の分流信号ｉ１へ合流する。このように分流信号ｉ１，ｉ２がレール破断１２ｘを迂回して流れるため、分流信号ｉ１，ｉ２ひいては測定値ｋ１，ｋ２に大差が生じないので、上述の「小不平衡状態」になる。
これに対し、列車１５が破断箇所１２ｘと非計測側（２１）との間に在線しているときには（図３（ｅ）参照）、破断側の分流信号ｉ２の流れが阻害されるので、上述の「大不平衡状態」になる。

そして、このような場合分けに基づいて、判定部６０は、分流信号ｉ１，ｉ２の値から求めた平衡状態値ｋ０が「設定不平衡状態」にあると判別したときにはレール対１１＆１２の検査区間１１ｃ，１２ｃが『レール破断が無く列車在線も無い状態』にあると決定し、分流信号ｉ１，ｉ２の値が「大不平衡状態」にあると判別したときにはレール対１１＆１２の検査区間１１ｃ，１２ｃが『レール破断が有り列車在線が不明な状態』にあると決定し、分流信号ｉ１，ｉ２の値が「小不平衡状態」にあると判別したときにはレール対１１＆１２の検査区間１１ｃ，１２ｃが『列車が在線している状態』にあると決定するようになっている。

この実施例１のレール破断検知装置２０について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。
図３（ａ）〜（ｅ）は、その動作状態を列車在線の有無とレール破断の有無とで場合分けして示している。

列車がレール対１１＆１２の検査区間１１ｃ，１２ｃに在線していない場合のうち（図３（ａ），（ｂ）参照）、レール破断の無い正常状態では（図３（ａ）参照）、左右のレールに元から存在していたインピーダンスのバラツキによる謂わば内在不平衡より不平衡化手段２５の不平衡化の方が明確に大きくて、分流信号ｉ１，ｉ２から得られた平衡状態値ｋ０が１０％近傍の「設定不平衡状態」になるので（図４の太い実線のうち列車非在線時に該当する左右両側部分を参照）、『レール破断が無く列車在線も無い状態』という的確な判定が出る。

列車がレール対１１＆１２の検査区間１１ｃ，１２ｃに在線していない場合のうち（図３（ａ），（ｂ）参照）、レールが破断した状態では（図３（ｂ）参照）、レール破断１２ｘが発生したレール１２には僅かな電流しか流れないため、不平衡化手段２５の不平衡化を超える大きな不平衡が発現して、分流信号ｉ１，ｉ２から得られた平衡状態値ｋ０が３０％や４０％を超える「大不平衡状態」になるので（図４の一点鎖線や二点鎖線のうち列車非在線時に該当する左右両側部分を参照）、『レール破断が有る状態』というレール破断確定の判定が出る。

列車がレール対１１＆１２の検査区間１１ｃ，１２ｃに在線している場合のうち（図３（ｃ）〜（ｅ）参照）、レール破断の無い正常状態では（図３（ｃ）参照）、列車１５の車軸による左右レールの短絡によって分流信号ｉ１，ｉ２の値が近づき、それから得られた平衡状態値ｋ０が５％近傍の「小不平衡状態」になるので（図４の太い実線のうち列車在線時に該当する中央部分を参照）、『列車が在線している状態』という列車在線確定の判定が出る。

列車がレール対１１＆１２の検査区間１１ｃ，１２ｃに在線している場合のうち（図３（ｃ）〜（ｅ）参照）、レール破断の有る状態では（図３（ｄ），（ｅ）参照）、繰り返しとなる詳細な説明は割愛するが、要するに列車位置とレール破断位置との関係に応じて上述した「小不平衡状態」か「大不平衡状態」になり（図４の一点鎖線や二点鎖線のうち列車在線時に該当する中央部分を参照）、「小不平衡状態」のときには『列車が在線している状態』という判定が出、「大不平衡状態」のときには『レール破断が有る状態』という判定が出る。
このようにして列車在線有りの判定かレール破断有りの判定が出た場合は、保守用車の置き忘れの有無を確認したり、レール破断箇所を探索したりして、安全を確認する。

本発明のレール破断検知装置の実施例２について、その具体的な構成を、図５を引用して説明する。

このレール破断検知装置７０が上述した実施例１のレール破断検知装置２０と相違するのは（図５参照）、レール対１１＆１２と概ね平行に並んで設置されている別レール対１３＆１４の一方のレール１３のうち検査区間１３ｃが巡回電路形成部材３０に組み込まれている点である。具体的には、巡回電路形成部材３０のうち上述した巡回電路形成ライン３２が、区間端短絡ライン２２から離れて、それより近いレール１３の検査区間１３ｃの区間端１３ａに接続されるとともに、巡回電路形成部材３０に巡回電路形成ライン３３が追加されて、巡回電路形成ライン３３の一端が接続箇所２２ｃで区間端短絡ライン２２に接続され、巡回電路形成ライン３３の他端が区間端１３ｂの所でレール１３に接続されている。これにより、巡回電路形成部材３０の両端部３１，３２，３３を除く大部分がレール１３の検査区間１３ｃによって代用される。
そのため、巡回電路形成部材３０に要するコストを削減することができる。

本発明のレール破断検知装置の実施例３について、その具体的な構成を、図６を引用して説明する。

このレール破断検知装置８０が上述した実施例２のレール破断検知装置７０と相違するのは、別レール対１３＆１４の一方のレール１３の検査区間１３ｃに加えて他方のレール１４の検査区間１４ｃも巡回電路形成部材３０に組み込まれている点と、別レール対１３＆１４について計測部５０及び判定部６０と同様の計測部５０ａ及び判定部６０ａが設置されている点である。

詳述すると、区間端短絡ライン２１と同様の区間端短絡ライン２３が区間端短絡ライン２１の近くで別レール対１３＆１４に対して接続されて、レール１３の区間端１３ａとレール１４の区間端１４ａとが区間端短絡ライン２３によって短絡されるとともに、巡回電路形成ライン３２の接続先が区間端１３ａから区間端短絡ライン２３の中間の接続箇所２３ｃに変更されている。しかも、区間端短絡ライン２２と同様の区間端短絡ライン２４が区間端短絡ライン２２の近くで別レール対１３＆１４に対して接続されて、レール１３の区間端１３ｂとレール１４の区間端１４ｂとが区間端短絡ライン２４によって短絡されるとともに、巡回電路形成ライン３３の接続先が区間端１３ｂから区間端短絡ライン２４の中間の接続箇所２４ｃに変更されている。

これにより、レール１４の検査区間１４ｃもレール１３の検査区間１３ｃと並列状態で巡回電路形成部材３０に組み込まれるとともに、別レール対１３＆１４の左右レールについても帰線電流が短絡されることになる。
また、上述した区間端短絡ライン２４に対しても、上述した不平衡化手段２５と同様の不平衡化手段が付設されている（図示に際しては同じ符号“２５”を付している）。

さらに、区間端短絡ライン２３のうち巡回電路形成ライン３２の接続箇所２３ｃよりもレール１３の区間端１３ａ寄り部分には電流プローブ５８（電流センサ，カレントトランスなど）が付設されて、レール１３の検査区間１３ｃを流れる分流信号ｉ３が測定されるとともに、区間端短絡ライン２３のうち接続箇所２３ｃよりもレール１４の区間端１４ａ寄り部分には電流プローブ５９（電流センサ，カレントトランスなど）が付設されて、レール１４の検査区間１４ｃを流れる分流信号ｉ４が測定されるようになっている。分流信号ｉ３の測定値ｋ３や分流信号ｉ４の測定値ｋ４に基づき計測部５０ａと判定部６０ａによって別レール対１３＆１４の破断に係る判定を行うようにもなっている。

この場合、レール対１１＆１２の検査区間１１ｃ，１２ｃについてレール破断の有無や列車在線の有無に係る検出が行えるのに加えて別レール対１３＆１４の検査区間１３ｃ，１４ｃについてもレール破断の有無や列車在線の有無に係る検出が行える。
そして、それに要する設備については、計測部と判定部はレール対１１＆１２用の一セット（５０＆６０）と別レール対１３＆１４用の一セット（５０ａ＆６０ａ）とで計二セット設置されるが、送信部４０については送信パワーが足りれば一台だけで済む。
そのため、設備費も設置作業費も節約することができる。

本発明のレール破断検知装置の実施例４について、その具体的な構成を、図７を引用して説明する。

このレール破断検知装置９０が上述した実施例３のレール破断検知装置８０と相違するのは、レール対１１＆１２に係る検査区間１１ｃ，１２ｃに検査区間１１ｅ，１２ｅが加えられた点と、別レール対１３＆１４に係る検査区間１３ｃ，１４ｃに検査区間１３ｅ，１４ｅが加えられた点である。

詳述すると、レール１１については、区間端１１ａを挟んで区間端１１ｂと検査区間１１ｃとの反対側に区間端１１ｄと検査区間１１ｅとが設定され、レール１２については、区間端１２ａを挟んで区間端１２ｂと検査区間１２ｃとの反対側に区間端１２ｄと検査区間１２ｅとが設定され、レール１３については、区間端１３ａを挟んで区間端１３ｂと検査区間１３ｃとの反対側に区間端１３ｄと検査区間１３ｅとが設定され、レール１４については、区間端１４ａを挟んで区間端１４ｂと検査区間１４ｃとの反対側に区間端１４ｄと検査区間１４ｅとが設定される。

また、区間端１１ｄと区間端１２ｄとが区間端短絡ライン２６にて接続されてそこでも左右レール１１，１２が短絡されるとともに、区間端１３ｄと区間端１４ｄとが区間端短絡ライン２７にて接続されてそこでも左右レール１３，１４が短絡され、更に巡回電路形成ライン３３と同様のラインで足りるが別の巡回電路形成ライン３４の一端が接続箇所２６ｃの所で区間端短絡ライン２６に接続され他端が接続箇所２７ｃの所で区間端短絡ライン２７に接続されている。それらの区間端短絡ライン２６，２７に対しても、やはり上述した不平衡化手段２５と同様の不平衡化手段が付設されている（ここでも図示に際しては同じ符号“２５”を付している）。

この場合、説明の明瞭化や簡素化のため検査信号ｉ０等の伝達を双方向の片側だけ述べると、送信部４０から巡回電路形成部材３０に送出された検査信号ｉ０が、巡回電路形成ライン３１と区間端短絡ライン２１を経て、レール１１の検査区間１１ｃの分流信号ｉ１とレール１２の検査区間１２ｃの分流信号ｉ２の組と、レール１１の検査区間１１ｅの分流信号ｉ５とレール１２の検査区間１２ｅの分流信号ｉ６の組とに分かれる。
それから分流信号ｉ１，ｉ２の組が巡回電路形成ライン３３で合わさってから再びレール１３の検査区間１３ｃの分流信号ｉ３とレール１４の検査区間１４ｃの分流信号ｉ４とに分かれ、分流信号ｉ５，ｉ６の組が巡回電路形成ライン３４で合わさってから再びレール１３の検査区間１３ｅの分流信号ｉ７とレール１４の検査区間１４ｅの分流信号ｉ８とに分かれる。

それから、それらｉ３，ｉ４，ｉ７，ｉ８は、区間端短絡ライン２３で合わさり、電路形成ライン３２では検査信号ｉ０になって送信部４０に戻る。
そのような信号伝達状態において、レール破断がどこにも無く列車在線も無ければ、分流信号ｉ１と分流信号ｉ２とが延いては該当する平衡状態値が設定不平衡状態になり、分流信号ｉ３と分流信号ｉ４とが延いては該当する平衡状態値が設定不平衡状態になり、分流信号ｉ５と分流信号ｉ６とが延いては該当する平衡状態値が設定不平衡状態になり、分流信号ｉ７と分流信号ｉ８とが延いては該当する平衡状態値が設定不平衡状態になる。

そして、分流信号ｉ１，ｉ５の和電流（ｉ１＋ｉ５）と分流信号ｉ２，ｉ６の和電流（ｉ２＋ｉ６）とが延いては該当する平衡状態値が設定不平衡状態になり、分流信号ｉ３，ｉ７の和電流（ｉ３＋ｉ７）と分流信号ｉ４，ｉ８の和電流（ｉ４＋ｉ８）とが延いては該当する平衡状態値が設定不平衡状態になる。
そうすると、和電流（ｉ１＋ｉ５）の測定値ｋ１と和電流（ｉ２＋ｉ６）の測定値ｋ２とに係る平衡状態値が設定不平衡状態になるので、判定部６０によって、レール１１の検査区間１１ｃ，１１ｅ及びレール１２の検査区間１２ｃ，１２ｅについては、「設定不平衡状態」になるので、『レール破断が無く列車在線も無い状態』という判定が出る。

また、和電流（ｉ３＋ｉ７）の測定値ｋ３と和電流（ｉ４＋ｉ８）の測定値ｋ４とに係る平衡状態値が設定不平衡状態になるので、判定部６０ａによって、レール１３の検査区間１３ｃ，１３ｅ及びレール１４の検査区間１４ｃ，１４ｅについても、「設定不平衡状態」になるので、『レール破断が無く列車在線も無い状態』という判定が出る。
これに対し、レール対１１＆１２に係る何れかの検査区間１１ｃ，１１ｅ，１２ｃ，１２ｅにレール破断が生じたり列車が進入したりすると、繰り返しとなる煩雑な説明は割愛するが、実施例１において詳述したのと同様にして、『レール破断が有る』や『列車在線が有る』といった判定が出る。

このようにレール破断検知装置９０にあっては、複線１０の検査区間１１ｃ，１１ｅ，１２ｃ，１２ｅ，１３ｃ，１３ｅ，１４ｃ，１４ｅについてレール破断の有無や列車在線の有無を検出することができる。
また、レール破断検知装置９０は、検査信号ｉ０の送受信に直接的に関わる巡回電路形成ライン３１，３２と区間端短絡ライン２１，２３とが検査区間の外端（１１ｂや１１ｄなど）でなく内側（１１ａなど）に位置しているので、レール長手方向へ繋げて設置するのが容易なものにもなっている。

［その他］

上記の実施例では、平衡状態値の具体例として『両測定値ｋ１，ｋ２の差の絶対値｜ｋ１−ｋ２｜を和（ｋ１＋ｋ２）で割って更に百分率にした不平衡率』を挙げたが、絶対値をとることや、百分率の採用は、必須ではない。また、和で割ることも必須でなく、例えば送信部４０の出力段に定電流回路を組み込んでおくといったことで検査信号ｉ０の電流値が一定になるようにしておけば、分流信号ｉ１，ｉ２の和ひいては測定値ｋ１，ｋ２の和は予め判明している一定値になるので、それらのレベル（例えば検査信号ｉ０が交流でその波形が係数ｋと角周波数ωと時刻ｔとを用いてｋ×ｓｉｎ（ω・ｔ）と表されるものであればｋやｋ／√２など）の差が不平衡率の定数倍になるので、そのようなレベル差も、状態判別の閾値を定数倍にしておくといったことで、不平衡率と同様の平衡状態値として状態判別に用いることができる。

上記実施例では、計測部５０が測定値ｋ１，ｋ２の加算や減算を測定信号の状態で専用回路にて行ってから受信するようになっていたが（図１（ｃ）参照）、それらの測定信号をそれぞれ先に受信し、その後に適宜な専用演算回路や汎用プロセッサ等にて処理するようにしても良い。また、計測部５０と判定部６０が別ブロックになっていたが、両部の機能を発揮することができれば、ハードウェアが分かれている必要は無く、例えば判定部６０と平衡状態値算出部５７とが一プロセッサで具現化されていても良く、それら６０，５７に加えて加算部５３や減算部５４さらには受信部５５，５６まで一プロセッサで具現化されていても良い。

１０ 複線（鉄道）
１１＆１２ レール対（左右レール，軌道）
１１，１２ レール
１２ｘ レール破断
１３＆１４ 別レール対（左右レール，軌道）
１３，１４ レール（別レール）
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ 区間端
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ 区間端
１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ 検査区間
１１ｄ，１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ 区間端
１１ｅ，１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ 検査区間
１５ 列車
２０ レール破断検知装置
２１，２２，２３，２４，２６，２７ 区間端短絡ライン（接続線）
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ 部分ライン
２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ，２４ｃ，２６ｃ，２７ｃ 接続箇所（分流点・合流点）
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 不平衡化手段
３０ 巡回電路形成部材
３１，３２，３３，３４ 巡回電路形成ライン（接続線）
４０ 送信部
５０，５０ａ 計測部
５１，５２ 電流プローブ
５３ 加算部
５４ 減算部
５５，５６ 受信部
５７ 平衡状態値算出部
５８，５９ 電流プローブ
６０，６０ａ 判定部
６１ 状態判別部
６２ 決定部
７０，８０，９０ レール破断検知装置
ｉ０ 検査信号
ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４，ｉ５，ｉ６，ｉ７，ｉ８ 分流信号
ｋ０ 平衡状態値（算出値）
ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４ 測定値（測定信号）

Claims (7)

1. 鉄道の軌道をなすレール対の複数箇所に付設されて夫々の付設箇所で前記レール対の左右レールについて帰線電流を短絡させる複数の区間端短絡ラインと、前記区間端短絡ラインに接続されて前記レール対と共に巡回する電路を形成する巡回電路形成部材と、前記巡回電路形成部材に対して帰線電流とは異なる検査信号を送出する送信部と、前記区間端短絡ラインのうち前記巡回電路形成部材を接続された部材についてその接続箇所の両側で前記検査信号に係る一対の分流信号を測定する計測部と、対をなす前記分流信号の釣り合い状態をレール破断の無い状態では平衡状態から遠ざける又は不平衡状態にする不平衡化手段と、対をなす前記分流信号の測定値に基づいてレール破断と列車在線とに係る判定を行う判定部とを備えているレール破断検知装置。
2. 前記判定部が、対をなす前記分流信号について平衡状態にあるのか不平衡状態にあるのかを判別して、前記不平衡化手段の不平衡化に対応した設定不平衡状態にあると判別したときには、レール破断が無く列車在線も無い状態であると決定するようになっていることを特徴とする請求項１記載のレール破断検知装置。
3. 前記判定部が、対をなす前記分流信号について平衡状態にあるのか不平衡状態にあるのかを判別して、前記不平衡化手段の不平衡化に対応した設定不平衡状態よりも不平衡度合の大きい大不平衡状態にあると判別したときには、レール破断が有ると決定するようになっていることを特徴とする請求項１記載のレール破断検知装置。
4. 前記判定部が、対をなす前記分流信号について平衡状態にあるのか不平衡状態にあるのかを判別して、前記不平衡化手段の不平衡化に対応した設定不平衡状態よりも不平衡度合の小さい小不平衡状態にあると判別したときには、列車が在線していると決定するようになっていることを特徴とする請求項１記載のレール破断検知装置。
5. 前記不平衡化手段が、前記区間端短絡ラインにおける前記巡回電路形成部材の接続箇所が前記区間端短絡ラインの中央位置から外れていることと、前記検査信号にはインピーダンスが大きくなるが前記帰線電流にはインピーダンスが小さくなるインピーダンス部が前記区間端短絡ラインに介挿されていることと、前記左右レールに対する前記区間端短絡ラインの接続位置がずれていることとのうち、何れか一つ又は複数のことからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載されたレール破断検知装置。
6. 前記レール対と並んだ別レールが前記巡回電路形成部材に含まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載されたレール破断検知装置。
7. 前記別レールが前記レール対とは別のレール対を構成しており、この別レール対にもその左右レールについて帰線電流を短絡させる区間端短絡ラインが付設されており、この区間端短絡ラインのうち前記巡回電路形成部材を接続された部材についてその接続箇所の両側で前記検査信号に係る一対の分流信号を測定するようになっていることを特徴とする請求項６記載のレール破断検知装置。

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