JP2022090474A - エアセクションにおけるトロリ線短絡検出方法および検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアセクションにおけるパンタグラフを経由したトロリ線の短絡を検出する。【解決手段】第１の電源供給系１１Ａに接続された第１のトロリ線１２Ａの給電区間と、第２の電源供給系１１Ｂに接続された第２のトロリ線１２Ｂの給電区間とに第１、第２の電気鉄道車両１３Ａ、１３Ｂを走行させる工程と、第１、第２のトロリ線１２Ａ、１２Ｂとが並行するエアセクションＡＳにおいて、第１、第２のトロリ線１２Ａ、１２Ｂにパンタグラフ１４が接触した状態で第１の電気鉄道車両１３Ａを走行させる工程と、エアセクションＡＳ外で第２のトロリ線１２Ｂから第２の電気鉄道車両１３Ｂへ電源を供給する工程と、第１、第２の電源供給系１１Ａ、１１Ｂと、第１、第２の電気鉄道車両１３Ａ、１３Ｂとを流れる電流を測定する工程と、第１の電気鉄道車両の舟体を流れる電流を推定する工程とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、エアセクションにおけるトロリ線短絡検出方法および検出装置に関する。

変電所から電気鉄道車両へ電源を供給する一の給電区間と、前記一の給電区間に隣接する他の給電区間との間には、前記一の給電区間に接続されたトロリ線と、他の給電区間に接続されたトロリ線とを並行して配置したエアセクションと呼ばれる給電区間が設けられる。

図８は、前記エアセクションにおける電気鉄道車両のパンタグラフ（より具体的にはその舟体）とトロリ線との位置関係の例を示す。
符号１０は変電所で、この変電所１０は、第１の電源供給系（より具体的にはそのき電線）１１Ａと第２の電源供給系１１Ｂとに各々電源（例えば直流１．５ｋＶ）を供給している。前記第１の電源供給系１１Ａの端部には、エアセクションを構成するトロリ線１２Ａが接続され、前記第２の電源供給系１１Ｂの端部には、エアセクションを構成するトロリ線１２Ｂが接続されている。各トロリ線１２Ａ、１２Ｂは、一端から他端へ向かって、地上高が高くなるように傾斜して敷設されている。

前記第１、第２の電源供給系１１Ａ、１１Ｂには、一台の電気鉄道車両１３が図中左から右へ向かって進行しており、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、前記電気鉄道車両１３が進行に伴って移動する各地点の位置（図８の左右方向への座標）を示している。

前記エアセクションを電気鉄道車両１３が進行すると、図８の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）の各位置における、トロリ線１２Ａ、１２Ｂと電気鉄道車両１３のパンタグラフ（舟体）１４との位置関係は、図９のように変化する。
（ａ）の位置では、進行方向前方側のトロリ線１２Ｂの先端が図中左側へ徐々に高くなっているため、第１の電源供給系１１Ａのトロリ線１２Ａが舟体１４に接触し、第２の電源供給系１１Ｂのトロリ線１２Ｂが舟体１４から離れた位置にある。ここで、トロリ線１２Ｂと舟体１４との間には、アークが発生しない程度に充分な距離があるものとする。
（ｂ）の位置では、トロリ線１２Ｂが（ａ）の位置より低いため、舟体１４に接近し、アークが発生して放電することがある。なおトロリ線１２Ａは、低い位置にあって、舟体１４に接触している。

（ｃ）の位置では、トロリ線１２Ａ、１２Ｂがほぼ同じ高さの低い位置にあるので、トロリ線１２Ａ、１２Ｂのいずれもが舟体１４に接触している。
（ｄ）の位置では、トロリ線１２Ａが（ｃ）の位置より高いため、舟体１４から僅かに離れていることから、アークが発生して放電することがある。なおトロリ線１２Ｂは舟体１４に接触している。
（ｅ）の位置では、トロリ線１２Ａがさらに高い位置にあるため、トロリ線１２Ａと舟体１４との間に十分な距離があり、アークが発生することはない。

図８の例の送電系では、一の変電所１０から複数の電源供給系へ送電していたが、実際の送電系では、特定の変電所への負荷の集中を防止し、あるいは、電気鉄道車両１３への継続的な給電を担保する目的で、複数の変電所から複数の電源供給系へ送電している。
図１０は、第１～第３の変電所１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃから、第１および第２の電源供給系１１Ａ、１１Ｂへ電源供給する場合の電源供給系統を示している。
ここで、第１の電源供給系１１Ａと、第２の電源供給系１１ＢとのエアセクションＡＳ内となる（ｆ）の位置に電気鉄道車両１３Ａが停止すると、その舟体１４との接触あるいはアーク放電によって、並行するトロリ線１２Ａ、１２Ｂは、これら並行に敷設された給電区間となるエアセクションＡＳにおいて、舟体１４を介して短絡状態となることがある。

さらに、この短絡状態で第２の電源供給系１１Ｂを第２の電気鉄道車両１３Ｂが力行していると、図１０に矢印で示すように、この第２の鉄道車両１３Ｂへの給電のため、前記エアセクションＡＳを経由して、第１の電源供給系１１Ａ～第２の電源供給系１１Ｂへ継続して過大な電流が流れ、そのジュール熱によって第１の電源供給系１１Ａ、第２の電源供給系１１Ｂのき電線やトロリ線が溶断に到ることがあり得る。

この短絡の原因となるアークの発生を検出する技術に関連して、特許文献１、２が提案されている。

特許第５６４６３０６号公報 特許第５８０１１７８号公報

しかしながら、特許文献１、２には、単に舟体とトロリ線との間に発生するアークを検出する技術が開示されているに過ぎない。
したがって、エアセクションにおけるトロリ線と舟体とを経由する短絡そのものを確実に検出する技術は未だ提案されていなかった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、エアセクションにおける短絡を判定することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願にかかるエアセクションにおけるトロリ線短絡検出方法は、第１の電源供給系に接続された第１のトロリ線から電源供給可能な給電区間と、該第１の電源供給系とは異なる第２の電源供給系に接続された第２のトロリ線から電源供給可能な給電区間とに第１の電気鉄道車両と第２の電気鉄道車両とを走行させる工程と、前記第１の電源供給系に接続された第１のトロリ線と、前記第２の電源供給系に接続された第２のトロリ線とが所定の距離にわたって互いに電気的に絶縁された状態で並行して配置されたエアセクションにおいて、前記第１、第２のトロリ線の少なくともいずれかにパンタグラフの舟体が接触した状態で第１の電気鉄道車両を走行させる工程と、前記エアセクション以外の区間で第２のトロリ線から第２の電気鉄道車両のパンタグラフへ電源を供給する工程と、前記第１の電源供給系と、前記第２の電源供給系と、前記第１の電気鉄道車両と、前記第２の電気鉄道車両と、のそれぞれを流れる電流を測定する工程と、測定された電流値から前記第１の電気鉄道車両の舟体を流れる電流を推定する工程とを有することを特徴とする。

また、本願にかかるエアセクションにおけるトロリ線短絡検出装置は、第１の電源供給系に接続された第１のトロリ線から電源供給可能な給電区間と、該第１の電源供給系とは異なる第２の電源供給系に接続された第２のトロリ線から電源供給可能な給電区間とを有し、前記第１の電源供給系に接続された第１のトロリ線と、前記第２の電源供給系に接続された第２のトロリ線とが所定の距離にわたって互いに電気的に絶縁された状態で並行して配置されたエアセクションに在線する鉄道車両のパンタグラフの舟体の短絡を検出するシステムであって、前記第１の電源供給系と、前記第２の電源供給系と、前記エアセクションに在線する第１の電気鉄道車両と、前記第１、第２のトロリ線の少なくともいずれかの前記エアセクション外の区間に在線する第２の電気鉄道車両とのそれぞれを流れる電流を測定する電流検出部と、測定された電流値から前記第１の電気鉄道車両の舟体を流れる電流を推定する制御部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、エアセクションに在線する電気鉄道車両のパンタグラフの舟体を経由する短絡の検出が可能となる。

本発明の第１実施形態の送電系統図である。 第１実施形態の検出装置の検出レベルを示す図である。 第１実施形態のブロック図である。 本発明の第２実施形態の送電系統図である。 第２実施形態の検出装置の検出レベルを示す図である。 本発明の第３実施形態の送電系統図である。 第３実施形態の検出装置の検出レベルを示す図である。 エアセクションにおけるトロリ線と電気鉄道車両のパンタグラフとの接触状態の例を説明する側面図である。 エアセクションにおけるトロリ線と電気鉄道車両とパンタグラフとの接触状態の例を電気鉄道車両の進行方向から見た説明図である。 エアセクションにおいて短絡が発生した際の電源供給の例を電気鉄道車両の位置に対応して示す図である。

図１～図３を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。なお、図中図１０と共通の構成要素には同一符号を付し、個々の構成要素についての説明の一部を省略する。
この第１実施形態では、変電所への負荷の集中を防止し、あるいは、電気鉄道車両への継続的な給電を担保する目的で、第１～第３の変電所１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃから複数の電源供給系へ電源を供給することが可能な構成を採用している。
第２の変電所１０Ｂは、第１の電源供給系（より具体的にはそのき電線）１１Ａへ電源を供給するとともに、第１の電源供給系１１Ａとは異なる第２の電源供給系（より具体的にはそのき電線）１１Ｂにも電源を供給することが可能に構成され、スイッチの開閉によって、前記第１の電源供給系１１Ａ、第２の電源供給系１１Ｂへの電源の供給、停止を切り替えることができる。

また、前記第２の変電所１０Ｂから電源の供給を受ける第１の電源供給系１１Ａには、スイッチの開閉により、第１の変電所１０Ａからも電源を供給することができる。この第１の変電所１０Ａは、スイッチの開閉により、前記第１の電源供給系１１Ａ、第２の電源供給系１１Ｂとは異なる第３の電源供給系１１Ｃにも電源を供給することができるよう構成されている。
また前記第３の変電所は、スイッチの切り替えにより、前記第１～第３の電源供給系１１Ａ～１１Ｃとは異なる第４の電源供給系１１Ｄにも電源を供給することができるよう構成されている。

さらに、前記第１～第３の変電所１０Ａ～１０Ｃから第１～第４の電源供給系１１Ａ～１１Ｄとへ向かう送電線には、それぞれ電流検出部１５が設けられている。この電流検出部１５には、例えば、電線の周囲に設けた分割可能なコイルに生じる磁界によって該電線を流れる電流を測定するクランプメータが採用されている。このクランプメータは、既設の電線への非接触での取り付けの容易さから電流センサとして採用されているが、この電流センサとして、送電線等に直接接続されて電流を測定する電流計を採用しても良い。なお、説明の便宜上、図１、２にあっては、エアセクションＡＳにおける短絡の検出に直接利用される電流検出部としての送電側センサに１５Ａ～１５Ｄの符号を付して区別し、電流検出部としての車両側センサに１５Ｅ～１５Ｇの符号を付して区別する。

前記第１の変電所１０Ａは、第１の電源供給系１１Ａに直流電源を供給し、その経路の送電線には、送電側センサ１５Ａが設けられている。
前記第２の変電所１０Ｂは、第１の電源供給系１１Ａに直流電源を供給し、その経路の送電線には、送電側センサ１５Ｂが設けられている。また第２の変電所１０Ｂは、第２の電源供給系１１Ｂに直流電流を供給し、その経路の送電線には、送電側センサ１５Ｃが設けられている。
前記第３の変電所１０Ｃは、第２の電源供給系１１Ｂに直流電源を供給し、その経路の送電線には、送電側センサ１５Ｄが設けられている。また第３の変電所１０Ｃは、前記第１、第２の電源供給系１１Ａ、１１Ｂとは異なる第４の電源供給系１１Ｄに直流電源を供給している。
なお前記変電所１０Ａ～１０Ｃと、電源供給系１１Ａ～１１Ｄの間には、それぞれスイッチが設けられていて、それぞれへの給電、停止を切り替えることができるよう構成されている。

前記第１の電源供給系１１Ａは、第１のトロリ線１２Ａに電源を供給し、前記第２の電源供給系１１Ｂは、第２のトロリ線１２Ｂに電源を供給している。また、第１のトロリ線１２Ａの端部と、第２のトロリ線１２Ｂの端部とは、互いに距離をおいて並列に配置されてエアセクションＡＳを構成している。なおトロリ線１２Ａ、１２Ｂは、舟体１４の部分的な摩耗の防止の見地から、電気鉄道車両の進行方向に対して斜めに敷設されているから、前記「並列」の意味は、必ずしも物理的に「平行」に配置されていることを意味するものではない。
図示例では、前記エアセクションＡＳに第１の電気鉄道車両１３Ａが在線し、前記第２のトロリ線１２Ｂの給電領域に第２の電気鉄道車両１３Ｂが在線し、前記第１のトロリ線１２Ａの給電領域に第３の電気鉄道車両１３Ｃが在線している。これら第１～第３の電気鉄道車両１３Ａ～１３Ｃには、それぞれ車両側センサ１５Ｅ～１５Ｇが設けられて、パンタグラフ（舟体）１４から集電して各電気鉄道車両１３Ａ～１３Ｃの各々へ流れる電流を検出している。

前記送電側センサ１５Ａ～１５Ｄ、車両側センサ１５Ｅ～１５Ｇにより検出された電流データは、これらのデータからエアセクションＡＳにおける短絡を検出する制御部１６に供給される。なお制御部１６における短絡の検出において実行される処理機能については後述する。
また前記制御部１６には、電気鉄道車両１３Ａ～１３Ｃの位置を検出する位置検出部１７が接続されている。この位置検出部１７は、例えば、信号制御に利用される閉鎖区間の情報の解析、線路沿いに配置された地上子の電気鉄道車両１３Ａ～１３Ｃによる検出信号の解析、さらには、ＧＰＳ信号等を利用して、電気鉄道車両１３Ａ～１３Ｃの位置を検出し、前記制御部１６へ供給する。

前記センサ１５Ａ～１５Ｇにより、例えば、図２に示すようなレベルの電流が検出される。
前記制御部１６は、車両の運行についての情報を管理するホストコンピュータ、車両運行指令所、あるいは、前記変電所１０Ａ～１０Ｃ、電気鉄道車両１３Ａ～１３Ｃの少なくともいずれかに設けられたローカルコンピュータの機能として実現することができる。また、前記送電側センサ１５Ａ～１５Ｄ、車両側センサ１５Ｅ～１５Ｇにより検出された電流データ、および、位置検出部１７により検出された位置データは、有線通信、無線通信等の手段によって前記制御部１６へ送信されるよう構成されている。

上記第１実施形態によるトロリ線短絡検出装置の制御部により実行される処理をトロリ線短絡検出方法とともに説明する。
図１にあっては、電気鉄道車両１３ＡがエアセクションＡＳに在線して停止し、電気鉄道車両１３Ｂが第２の電源供給系１１Ｂによる給電区間を力行し、電気鉄道車両１３Ｃが第１の電源供給系１１Ｃによる給電区間を力行していると、電気鉄道車両１３Ａの停止位置により、舟体１４とトロリ線１２Ａ、１２Ｂとの接触状態は下記のようになる。
接触状態ａ
第１の電気鉄道車両１３Ａの舟体１４が第１のトロリ線１２Ａのみに接触し、第２のトロリ線１２Ｂから充分に離れた状態（図９のａの状態）にあっては、舟体１４を経由する電流が生じることがなく、第１のトロリ線１２Ａと第２のトロリ線１２Ｂとの短絡は生じない。
接触状態ｂ
第１の電気鉄道車両１３Ａの舟体１４が第１のトロリ線１２Ａに接触し、第２のトロリ線１２Ｂに接近した状態（図９のｂの状態）にあっては、舟体１４と第２のトロリ線１２Ｂとの間にアークが発生することがあり、アークが発生すると、第１のトロリ線１２Ａと第２のトロリ線とが短絡する。
接触状態ｃ
第１の電気鉄道車両１３Ａの舟体１４が第１のトロリ線１２Ａ、第２のトロリ線１２Ｂの両１方に接触した状態（図９のｃの状態）にあっては、第１のトロリ線１２Ａと第２のトロリ線とが短絡する。
接触状態ｄ
第１の電気鉄道車両１３Ａの舟体１４が第２のトロリ線１２Ｂに接触し、第１のトロリ線１２Ａからわずかに離れた状態（図９のｄの状態）にあっては、舟体１４と第１のトロリ線１２Ａとの間にアークが発生することがあり、アークが発生すると、第１のトロリ線１２Ａと第２のトロリ線とが短絡する。
接触状態ｅ
第１の電気鉄道車両１３Ａの舟体１４が第２のトロリ線１２Ｂに接触し、第１のトロリ線１２Ａから充分に離れた状態（図９のｅの状態）にあっては、舟体１４と第１のトロリ線１２Ａとの間にアークが生じることがなく、第１のトロリ線１２Ａと第２のトロリ線１２Ｂとの短絡は生じない。

前記センサ１５Ａ～１５Ｇにより検出される電流をそれぞれＡ～Ｇと表現すると、前記接触状態ａ～ｅにおいて、センサ１５Ａ～１５Ｇによりそれぞれ検出される電流Ａ～Ｇの関係は、下記の通りとなる。
接触状態ａ
電気鉄道車両１３Ａ、１３Ｃが変電所１０Ａ、１０Ｂから給電されて力行していることから、下記のような関係となる。
Ａ＋Ｂ＝Ｅ＋Ｆ かつ
Ｃ＋Ｄ＝Ｇ
接触状態ｂ
電気鉄道車両１３Ａの舟体１４とトロリ線１２Ｂとの間にアークが発生して、エアセクションＡＳのトロリ線１２Ａ、１２Ｂが舟体１４を介して短絡していることから、第１の電源供給系１１Ａから、力行中の第２の電気鉄道車両１３Ｂへも給電され、下記のような関係となる。なお、停止状態にある第１の電気鉄道車両１３Ａには、力行のための駆動モータへの給電はないが、照明、空調、制御用等の補機電流が供給されて、その電流がセンサ１５Ｆに検出されている。
Ａ＋Ｂ≠Ｅ＋Ｆかつ
Ｃ＋Ｄ≠Ｇ
接触状態ｃ
電気鉄道車両１３Ａの舟体１４ＡがエアセクションＡＳにおいて第１、第２のトロリ線１２Ａ、１２Ｂの両１方に接触して短絡させることから、第１の電源供給系１１Ａから力行中の第２の電気鉄道車両１３Ｂへ給電され、あるいは、第２の電源供給系１１Ｂから力行中の第３の電気鉄道車両１３Ｃへ給電され、下記のような関係となる。
Ａ＋Ｂ≠Ｅ＋Ｆ かつ
Ｃ＋Ｄ≠Ｇ
の場合と、
Ａ＋Ｂ≠Ｅ かつ
Ｃ＋Ｄ≠Ｆ＋Ｇ
の場合とのいずれかが、あるいは同時に発生する。なおいずれの場合となるかは、電気鉄道車両１３Ｂ、１３Ｃの力行状態（負荷の大小）に応じて変化するものとする。
接触状態ｄ
Ａ＋Ｂ≠Ｅ かつ
Ｃ＋Ｄ≠Ｆ＋Ｇ
電気鉄道車両１３Ａのパンタグラフ（より具体的には舟体）１４とトロリ線１２Ａとの間にアークが発生して、エアセクションＡＳのトロリ線１２Ａ、１２Ｂが舟体１４を介して短絡していることから、第２の電源供給系１１Ｂから、力行中の第３の電気鉄道車両１３Ｃへも給電され、下記のような関係となる。
Ａ＋Ｂ≠Ｅ かつ
Ｃ＋Ｄ≠Ｆ＋Ｇ
接触状態ｅ
電気鉄道車両１３Ｃが変電所１０Ａ、１０Ｂから給電されて力行し、電気鉄道車両１３Ａ、１３Ｂが変電所１０Ｂ、１０Ｃから給電されて力行していることから、下記のような関係となる。
Ａ＋Ｂ＝Ｅ かつ
Ｃ＋Ｄ＝Ｆ＋Ｇ

上記電流データＡ～Ｇの比較による判定は、位置検出部１７から第１の電気鉄道車両１３Ａの位置データの供給を受けた制御部１６が、エアセクションＡＳにおける第１の電気鉄道車両１３Ａの在線していることを判断したこと、あるいは、さらに、エアセクションＡＳ内で停止していること（所定時間継続して位置データが変化しない）を判断したことを条件に実行される。
なお第１の電気鉄道車両１３ＡがエアセクションＡＳで停止することなく通過する場合にも、前記接触状態ｂ～ｄが生じることがあるが、第１の電気鉄道車両１３ＡがエアセクションＡＳで停止しない限り、トロリ線１２Ａ、１２Ｂを流れる電流により発生するアーク熱やジュール熱は僅かであるから、トロリ線１２Ａ、１２Ｂの溶断等を生じることは少ない。

以上説明したように、第１実施形態の短絡検出装置によれば、エアセクションＡＳに電気鉄道車両１３Ａが停止していて、トロリ線１２Ａと１２Ｂとがパンタグラフ１４を介して短絡し、かつ、トロリ線１２Ｂから他の電気鉄道車両１３Ｂへ給電されることによってトロリ線１２Ａに過大な電流が流れた場合に、送電側および車両側のセンサ１５Ａ～１５Ｇにより検出された電流の比較から、短絡の有無を判定することができる。そして、この短絡が所定時間以上継続すること（トロリ線１２Ａあるいは１２Ｂが溶断、あるいはクリープに至る程度のジュール熱による温度上昇が生じること）を制御部１６が判定することができる。さらに、制御部１６による短絡の判定により、変電所１０Ａ～１０Ｃから電源供給系１１Ａ、１１Ｂへの送電を停止する、もしくは、電気鉄道車両１３Ａのパンタグラフ１４を降下させることにより、トロリ線１２Ａ～１２Ｃの溶断やクリープを防止することができる。

上記第１実施形態は、単一のパンタグラフ１４を有する電気鉄道車両１３ＡがエアセクションＡＳに存在する場合の短絡について説明したが、電気鉄道車両１３Ａが複数のパンタグラフ１４を有する場合について、第２実施形態により説明する。
この第２実施形態にあっては、図４に示すように、電気鉄道車両１３Ａが前後２個所にパンタグラフ１４Ａ、１４Ｂを有する。なおパンタグラフ１４Ａ、１４Ｂの間は、ブスケーブルによる電気的な接続がないものとする。またパンタグラフ１４Ａから電気鉄道車両１３Ａへ流れる補機電流Ｉはセンサ１５Ｆ１により検出され、パンタグラフ１４Ｂから電気鉄道車両１３Ａへ流れる補機電流Ｉはセンサ１５Ｆ２により検出されるようになっている。

図４において、電気鉄道車両がエアセクションＡＳに在線しているがトロリ線１２Ａ、１２Ｂのいずれか一方にのみに接触して、他方から電気的に絶縁されている場合には、パンタグラフ（の舟体）１４Ａ、１４Ｂは、トロリ線１２Ａ、１２Ｂのいずれか一方に接触し、他方とは離れている。したがって、各センサ１５Ａ～１５Ｇに検出される電流は、図５に示すような値となり、下記の関係が成立する。
Ａ＋Ｂ＝Ｅ＋Ｆ１ かつ
Ｃ＋Ｄ＝Ｇ＋Ｆ２
また図４において、電気鉄道車両１３ＡがエアセクションＡＳにて、パンタグラフ（の舟体）１４Ａがトロリ線１２Ａに接触あるいはアーク放電している状態、およびまたはパンタグラフ１４Ｂ（の舟体）がトロリ線１２Ｂに接触あるはアーク放電している状態（図９のｂ、ｃ、またはｄの状態）にあっては、パンタグラフ（の舟体）１４Ａまたは１４Ｂを介して、トロリ線１２Ａと１２Ｂとが短絡するため、
Ａ＋Ｂ≠Ｅ＋Ｆ１
Ｃ＋Ｄ≠Ｇ＋Ｆ２
の少なくともいずれかのように、電流の均衡が崩れたことが、センサ１５Ａ～１５Ｇ、Ｆ１、Ｆ２の電流の測定値から判別され、エアセクションＡＳにおける短絡を検出することができる。

さらに、図６に示す第３実施形態は、第２実施形態におけるパンタグラフ１４Ａと１４ＢとがブスケーブルＢＣによって接続されている場合を示すものである。
この第３実施形態において、パンタグラフ１４Ａと１４ＢとのいずれかがエアセクションＡＳのトロリ線１２Ａ、１２Ｂの一方にのみ接触して他方との間にアーク放電が生じていない場合には、
Ａ＋Ｂ＝Ｅ＋Ｆ１ かつ
Ｃ＋Ｄ＝Ｇ＋Ｆ２
が成立している。
ここで、電気鉄道車両１３Ａで回生電流のようにブルケーブルＢＣを介してパンタグラフ１４Ｂからトロリ線１２Ｂへ逆流しているとすると、トロリ線１２Ｂへ向かうマイナスの（以下の説明では、トロリ線から負荷である電気鉄道車両１３Ａ～１３Ｂへ流れる電流をプラス、電気鉄道車両１３Ａ～１３Ｃからトロリ線へ流れる電流をマイナスとする）電流Ｆ２がセンサ１５Ｆ２によって検出される。
ここで、エアセクションＡＳにおいてパンタグラフ（の舟体）１４Ａがトロリ線１２Ａに接触あるいはアーク放電している状態、およびまたはパンタグラフ（の舟体）１４Ｂがトロリ線１２Ｂに接触あるいはアーク放電している状態にあっては、パンタグラフ（舟体）１４Ａまたは１４Ｂを介して、トロリ線１２Ａと１２Ｂとが短絡するため、
Ａ＋Ｂ≠Ｅ＋Ｆ１
Ｃ＋Ｄ≠Ｇ＋Ｆ２
のいずれかのように、電流の均衡が崩れたことが、センサ１５Ａ～１５Ｇ、Ｆ１、Ｆ２の電流の測定値から判別され、エアセクションＡＳにおける短絡を検出することができる。
また、前記逆流電流Ｆ２がマイナスとなって、逆流電流が第２のトロリ線１２Ｂへ戻ることが検出されることによってエアセクションＡＳにおけるブスケーブルＢＣを介した短絡を検出することができる。

なお、電気鉄道車両数、位置が第１～第３実施形態に限定されるものではないのはもちろんである。
またセンサによる電流検出と、検出された電流の解析による短絡の判定は、常時行っても、あるいは、エアセクションＡＳを含む閉鎖区間への電気鉄道車両の進入等、エアセクションＡＳにおける短絡の可能性のある区間への電気鉄道車両の侵入、さらには、エアセクションに停車した（位置情報の変化がない）電気鉄道車両が存在することを条件に開始しても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、エアセクションにおける電気鉄道車両のパンタグラフを介した短絡およびこの短絡に伴うトロリ線の溶断やクリープの防止に利用することができる。

１０、１０Ａ～１０Ｃ （第１～第３の）変電所
１１Ａ、１１Ｂ （第１、第２の）電源供給系
１２Ａ、１２Ｂ （第１、第２の）トロリ線
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ （第１～第３の）電気鉄道車両
１４、１４Ａ、１４Ｂ パンタグラフ（舟体）
１５ 電流検出部
１５Ａ～１５Ｄ （送電側）センサ
１５Ｅ～１５Ｇ、１５Ｆ１、１５Ｆ２ （車両側）センサ
１６ 制御部
１７ 位置検出部

Claims (7)

1. 第１の電源供給系に接続された第１のトロリ線から電源供給可能な給電区間と、該第１の電源供給系とは異なる第２の電源供給系に接続された第２のトロリ線から電源供給可能な給電区間とに第１の電気鉄道車両と第２の電気鉄道車両とを走行させる工程と、
   前記第１の電源供給系に接続された第１のトロリ線と、前記第２の電源供給系に接続された第２のトロリ線とが所定の距離にわたって互いに電気的に絶縁された状態で並行して配置されたエアセクションにおいて、前記第１、第２のトロリ線の少なくともいずれかにパンタグラフの舟体が接触した状態で第１の電気鉄道車両を走行させる工程と、
   前記エアセクション以外の区間で第２のトロリ線から第２の電気鉄道車両のパンタグラフへ電源を供給する工程と、
   前記第１の電源供給系と、前記第２の電源供給系と、前記第１の電気鉄道車両と、前記第２の電気鉄道車両と、のそれぞれを流れる電流を測定する工程と、
   測定された電流値から前記第１の電気鉄道車両の舟体を流れる電流を推定する工程と、
   を有するエアセクションおけるトロリ線短絡検出方法。
2. 電気鉄道車両の位置を検出する工程を有し、
   前記電気鉄道車両が前記エアセクションに在線していることを条件として、前記電流の推定を実行する、
   請求項１に記載のエアセクションにおけるトロリ線短絡検出方法。
3. 前記第１の電源供給系の前記の区間で前記第１のトロリ線から第３の電気鉄道車両のパンタグラフへ電源を供給する工程を有し、
   前記第１の電気鉄道車両および第３の電気鉄道車両を流れる電流の和と、前記第１の電源供給系から前記第１のトロリ線に供給される電流とが等しくない、
   前記第２の電源供給系から前記第２のトロリ線に供給される電流と、前記第２の電気鉄道車両を流れる電流とが等しくない、の少なくともいずれかが成立することを条件として、
   前記第１の電気鉄道車両のパンタグラフの舟体を経由する短絡が発生したと判定する、
   請求項１または２のいずれか１項に記載のエアセクションにおけるトロリ線短絡検出方法。
4. 前記第１の電源供給系の前記エアセクション外の区間で前記第１のトロリ線から第３の電気鉄道車両のパンタグラフへ電源を供給する工程を有し、
   前記第１の電気鉄道車両および第２の電気鉄道車両を流れる電流の和と、前記第２の電源供給系から前記第２のトロリ線に供給される電流とが等しくなく、かつ、
   前記第１の電源供給系から前記第１のトロリ線に供給される電流と、前記第３の電気鉄道車両を流れる電流とが等しくないことを条件として、
   前記第１の電気鉄道車両のパンタグラフの舟体を経由する短絡が発生したと判定する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のエアセクションにおけるトロリ線短絡検出方法。
5. 前記電気鉄道車両は複数のパンタグラフを備え、
   これら複数のパンタグラフのそれぞれを流れる電流を測定する、
   請求項１～４のいずれか１項に記載のエアセクションにおけるトロリ線短絡検出方法。
6. 第１の電源供給系に接続された第１のトロリ線から電源供給可能な給電区間と、該第１の電源供給系とは異なる第２の電源供給系に接続された第２のトロリ線から電源供給可能な給電区間とを有し、前記第１の電源供給系に接続された第１のトロリ線と、前記第２の電源供給系に接続された第２のトロリ線とが所定の距離にわたって互いに電気的に絶縁された状態で並行して配置されたエアセクションに在線する鉄道車両のパンタグラフの舟体の短絡を検出する装置であって、
   前記第１の電源供給系と、前記第２の電源供給系と、前記エアセクションに在線する第１の電気鉄道車両と、前記第１、第２のトロリ線の少なくともいずれかの前記エアセクション外の区間に在線する第２の電気鉄道車両とのそれぞれを流れる電流を測定する電流検出部と、
   測定された電流値から前記第１の電気鉄道車両の舟体を流れる電流を推定する制御部と、
   を有するエアセクションにおけるトロリ線短絡検出装置。
7. 前記第１の電源供給系と前記第２の電源供給系とから電源の供給を受ける電気鉄道車両の位置を検出する位置検出部を有する、
   請求項６に記載のエアセクションにおけるトロリ線短絡検出装置。

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