JP2023078110A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】漏洩電流の検出精度を向上できる鉄道車両を提供すること。【解決手段】パンタグラフ１７から電力が供給される供給線１８と、車輪１３を介して接地される接地線４０とを含む電気回路にＳＩＶ３０等の電気機器が接続され、供給線１８からの電力によって電気機器が作動する。この電気回路に生じる漏洩電流を監視する漏洩電流監視装置８０は、供給線１８が通される供給側変流器８７（供給側計測器）により供給線１８の電流値Ａ１を計測し、接地線４０が通される接地側変流器８８（接地側計測器）により接地線４０の電流値Ａ２を計測する。この供給側変流器８７の電流値Ａ１と接地側変流器８８の電流値Ａ２との差分から、接地側変流器８８を迂回するように発生した漏洩電流の値を精度良く算出できる。よって、漏洩電流監視装置８０は漏洩電流の検出精度を向上できる。【選択図】図１

Description

本発明は、漏洩電流の検出精度を向上できる鉄道車両に関するものである。

鉄道車両は、例えば架線からパンタグラフを介して供給される電力をＶＶＶＦインバータやＳＩＶ等の変換装置で変換して出力し、その出力された電力で電動機などを作動させる電気回路を備えている。特許文献１では、パンタグラフからの電力の入力位置に変流器（電流検出器）を設置して、その入力位置の電流値を変流器で計測する。この計測した電流値の単位時間当たりの変化量が閾値を超えた場合に、所定値以上の漏洩電流（地絡電流）が鉄道車両の電気回路に生じたと判断することが特許文献１に開示されている。

特開２０１２－２２３０２０号公報

しかしながら、パンタグラフからの電力の入力位置における電流値は、漏洩電流の発生だけでなく、鉄道車両の走行状態や架線の電圧などによっても変化するため、特許文献１に開示された方法では、発生した漏洩電流の値を算出することが困難であり、漏洩電流の検出精度が低いという問題点があった。また、漏洩電流が生じた場所によっては、特許文献１に開示された方法で漏洩電流を検出できない可能性もある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、漏洩電流の検出精度を向上できる鉄道車両を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明の鉄道車両は、架線から電力の供給を受けるパンタグラフと、車両走行用の電力を発生させる三相４線式以外の車載電源との内の少なくとも一方が搭載されてレール上を走行するものであって、前記レール上を転動する複数の車輪と、その車輪に接続されて接地される接地線と、前記パンタグラフ又は前記車載電源から電力が供給される供給線と、その供給線および前記接地線を含む電気回路に接続されて前記供給線からの電力によって作動する電気機器と、前記電気回路に生じる漏洩電流を監視する監視装置と、を備え、その監視装置は、前記供給線の電流値を計測する供給側計測器と、前記接地線の電流値を計測する接地側計測器と、を備えている。

なお、パンタグラフから供給線へ供給される電力は、直流電力でも良く交流電力でも良い。三相４線式以外の車載電源としては、蓄電池や、燃料電池を含む直流発電機、単相交流発電機、三相３線式の交流発電機が挙げられる。更に、車載電源は、発電機および蓄電池の少なくとも一方と、その発電機や蓄電池から入力された電力を変換・調整して出力する調整装置とを備えても良い。また、鉄道車両には、パンタグラフ又は車載電源のいずれか一方のみを搭載しても良く、パンタグラフ及び車載電源の両方を搭載しても良い。パンタグラフ及び車載電源の両方を搭載する場合、供給線への電力供給をパンタグラフと車載電源とで切り換え可能としても良い。接地線は、鉄道車両に搭載されるものであり、レールとは異なる。供給線および接地線を含む電気回路とは、例えば、この鉄道車両に連結された別の車両を介して形成される電気回路でも良い。

また本発明の鉄道車両は、レール上を走行するものであって、前記レール上を転動する複数の車輪と、その車輪に接続されて接地される接地線と、その接地線に中性線が接続される三相４線式の電源であって車両走行用の電力を発生させる車載電源と、その車載電源から電力が供給される３本の供給線と、それらの供給線を含む電気回路に接続されて前記供給線からの電力によって作動する電気機器と、前記電気回路に生じて前記中性線を通る漏洩電流を監視する監視装置と、を備え、その監視装置は、３本の前記供給線の電流値をそれぞれ個別に計測する３つの供給側計測器を備えている。

請求項１記載の鉄道車両によれば、パンタグラフ又は車載電源から電力が供給される供給線と、車輪を介して接地される接地線とを含む電気回路に電気機器が接続され、供給線からの電力によって電気機器が作動する。この電気回路に生じる漏洩電流を監視する監視装置は、供給側計測器により供給線の電流値を計測し、接地側計測器により接地線の電流値を計測する。

例えば、電気回路に漏洩電流が生じず、供給線（供給側計測器の計測位置）を通った電流の全てが、接地線（接地側計測器の計測位置）を通る場合には、鉄道車両の走行状態や架線の電圧の変化に関わらず、供給側計測器の電流値と接地側計測器の電流値とが基本的に一致する。そのため、供給側計測器の電流値と接地側計測器の電流値との差分から、接地側計測器を迂回するように発生した漏洩電流の値を精度良く算出できる。よって、監視装置は、供給線および接地線の両方の電流値を計測することにより、漏洩電流の検出精度を向上できる。

なお、「監視装置は、供給線および接地線の両方の電流値を計測することにより、漏洩電流の検出精度を向上できる」とは、監視装置自体で漏洩電流の値を精度良く算出（検出）する場合に限らず、鉄道車両の外部のサーバ等で漏洩電流の値を精度良く算出できるように、その算出に利用する電流値を監視装置で計測しておくことを含む。

請求項２記載の鉄道車両によれば、請求項１記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。鉄道車両のレール方向の両端部には、別車両に連結可能な一対の連結部がそれぞれ設けられている。この一対の連結部の間に供給線の供給引通線が引き通され、供給線の供給上流線が供給引通線とパンタグラフ又は車載電源とを繋ぐ。供給側計測器は、供給上流線の電流値を計測する。これにより、供給引通線が別車両に接続されて別車両からの電流が供給引通線に流れる場合などでも、この鉄道車両に搭載されたパンタグラフ又は車載電源から供給線へ供給される電力の電流値を正確に検出できる。

請求項３記載の鉄道車両によれば、請求項１記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。鉄道車両のレール方向の両端部には、別車両に連結可能な一対の連結部がそれぞれ設けられている。接地線は、一対の連結部の間に引き通されて電気機器が接続される接地引通線と、接地引通線から分岐する集約線と、複数の車輪を同電位とするようにこれらの車輪と集約線とを連結する接地端子部と、を備えている。接地側計測器は、集約線の電流値を計測する。これにより、例えば集約線を迂回せずに流れる電流（漏洩電流以外の電流）を、集約線で合流した後であって複数の車輪へ分流される前に接地側計測器でまとめて検出できる。

請求項４記載の鉄道車両によれば、請求項１記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。供給側計測器の電流値と接地側計測器の電流値との差分を漏洩電流として算出する場合、その差分は、供給線と接地線との間の電位差に影響を受ける。これに対し、監視装置は、供給線と接地線との間の電位差を電位差計測部で計測し、電位関連付手段によって、その電位差の計測時の供給側計測器および接地側計測器の電流値に、電位差計測部で計測した電位差を関連付ける。これにより、供給側計測器および接地側計測器の電流値の差分を電位差に基づき補正して、漏洩電流の値を算出できるので、漏洩電流の検出精度をより向上できる。

なお、「Ａ」（例えば供給側計測器および接地側計測器の電流値）に、「Ｂ」（例えば電位差計測部で計測した電位差）を関連付けるとは、例えば、「Ａ」と「Ｂ」とを互いに関連付けた状態で同一のメモリに記憶しても良く、「Ａ」及び「Ｂ」を別々のメモリに記憶して「Ａ」及び「Ｂ」の計測日時に基づき両者を関連付けても良い。更に、「Ａ」及び「Ｂ」を用いて特定の値を算出することを、「Ａ」に「Ｂ」を関連付けるとしても良い。

請求項５記載の鉄道車両によれば、請求項１記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。監視装置は、鉄道車両の走行状態（電気機器の制御状態や時刻、進行方向、走行速度、走行位置、外気の温度、湿度など）を取得手段で取得し、状態関連付手段によって、その取得時の供給側計測器および接地側計測器の電流値に、その取得した走行状態を関連付ける。これにより、例えば、供給側計測器の電流値と接地側計測器の電流値との差分から算出した漏洩電流の値が、特定の走行状態に限って大きくなる場合には、その特定の走行状態で電流が流れる部分に漏洩電流が発生していると推定できる。よって、漏洩電流の発生の原因を解析し易くできる。

請求項６記載の鉄道車両によれば、請求項１記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。送信部は、供給側計測器および接地側計測器で計測した電流値に関するデータを鉄道車両の外部へ送信する。これにより、供給側計測器の電流値と接地側計測器の電流値とからの漏洩電流の算出や、算出された漏洩電流に対する解析を鉄道車両の外部で実行できる。これらの算出や解析を監視装置で実行させる場合と比べ、監視装置を小型化およびコストダウンし易くできる。

なお、「Ｘ」（例えば、供給側計測器および接地側計測器で計測した電流値）に関するデータとは、「Ｘ」のデータ自体でも良く、「Ｘ」を用いて算出した値（例えば、電流値の差分や複数の差分の平均値）のデータでも良い。

請求項７記載の鉄道車両によれば、請求項６記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。監視装置は、供給側計測器の電流値と接地側計測器の電流値との差分を差分算出手段で算出する。送信判断手段では、差分算出手段で算出された差分に基づき、その差分に関するデータを送信部から鉄道車両の外部へ送信するかを判断する。その送信判断手段で送信すると判断した場合に、送信許可手段では、差分に関するデータを送信部から鉄道車両の外部へ送信可能とする。これにより、例えば、差分に関するデータのうち、漏洩電流の解析に有効なデータを選定して外部へ送信できるので、鉄道車両から外部への送信頻度や送信量を抑制できる。また、仮に外部への送信までにデータを監視装置に一時記憶する場合には、その一時記憶するデータ量を少なくでき、監視装置を小型化およびコストダウンし易くできる。

請求項８記載の鉄道車両は、請求項１から７のいずれかに記載の鉄道車両を電力供給車とする車両編成内において、その電力供給車から電力の供給を受けてレール上を走行する鉄道車両である。本鉄道車両は、連結部によって電力供給車に直接または別の車両を介し連結され、連結部を介して電力供給車から供給される電力で電気機器を作動させる。その電気機器を接地させるために、自車接地線は、レール上を転動する車輪と電気機器とを連結する。この場合、電力供給車の供給線（供給側計測器の計測位置）を通る電流は、その電力供給車の接地線（接地側計測器の計測位置）を通る電流と、本鉄道車両の自車接地線を通る電流と、本鉄道車両または電力供給車に生じる漏洩電流とに分かれる。

自車接地側計測器は、自車接地線の電流値を計測する。これにより、自車接地側計測器の電流値と、電力供給車の供給側計測器および接地側計測器の電流値とに基づき、本鉄道車両または電力供給車に生じる漏洩電流の値を精度良く算出できる。

請求項９記載の鉄道車両によれば、この鉄道車両に搭載されて車両走行用の電力を発生させる車載電源は、車輪を介して接地される接地線に中性線が接続された三相４線式の電源である。この車載電源から３本の供給線に電力が供給され、それらの供給線を含む電気回路に電気機器が接続され、供給線からの電力によって電気機器が作動する。この電気回路に生じて中性線を通る漏洩電流を監視する監視装置は、３つの供給側計測器により３本の供給線の電流値をそれぞれ個別に計測する。

この電気回路に漏洩電流が生じていなければ、基本的に、鉄道車両の走行状態に関わらず、３つの供給側計測器の電流値の合計（差分）が０となる。一方、供給側計測器を迂回するように中性線に漏洩電流が流れた場合、３つの供給側計測器の電流値の合計が漏洩電流の値となり、漏洩電流の値を精度良く算出できる。よって、監視装置は、３本の供給線の電流値を計測することにより、漏洩電流の検出精度を向上できる。

第１実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。 （ａ）は供給側変流器および接地側変流器で計測される電流値の経時変化を示すグラフであり、（ｂ）は漏洩電流の値の経時変化を示すグラフである。 鉄道車両の電気的構成を示したブロック図である。 制御装置のＣＰＵで実行されるメイン処理のフローチャートである。 漏洩電流監視装置の電気的構成を示したブロック図である。 （ａ）は走行状態リングバッファの内容を模式的に示した図であり、（ｂ）はピーク検出メモリの内容を模式的に示した図であり、（ｃ）は短期変化検出メモリの内容を模式的に示した図である。 漏洩電流監視装置のＣＰＵで実行されるメイン処理のフローチャートである。 ピーク検出処理のフローチャートである。 アベレージ検出処理のフローチャートである。 サイクル収集処理のフローチャートである。 第２実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。 第３実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。 第４実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。

以下、好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず図１を参照して第１実施形態における鉄道車両１０の概要を説明する。図１は、鉄道車両１０の電気回路を模式的に示した回路図である。

鉄道車両１０は、直流電車であって、金属製の車体１２と、その車体１２を支持してレール２上を転動する複数の車輪１３と、車体１２のレール方向（前後方向）の両端にそれぞれ設けた連結部１４と、を主に備えている。更に、鉄道車両１０は、動力としての複数の電動機２２を備え、電動機２２で車輪１３を回転させてレール２上を自走する動力車である。

連結部１４は、鉄道車両１０と別の車両とを機械的に連結して車両間の引張力や圧縮力を伝達する連結器と、鉄道車両１０と別の車両とを電気的に連結する電気連結器と、を含む。なお、本実施形態では、鉄道車両１０が別の車両と連結されていない場合について説明する。

レール２の上方には架線４が架け渡されている。この架線４には、接地されたレール２に対し変電所６で起電力を生じさせることにより、高電圧（本実施形態では１５００Ｖ）の直流電流が流れる。金属製の車輪１３がレール２を介して接地されているので、鉄道車両１０の車体１２の上部に設けたパンタグラフ１７を上昇させて架線４に接触させることにより、変電所６と架線４と鉄道車両１０内部の電気回路とレール２とによって閉回路が形成される。これにより、架線４からパンタグラフ１７を介して鉄道車両１０の電気回路に直流電力が供給される。

鉄道車両１０の電気回路は、パンタグラフ１７から車両走行用の電力の供給を受ける供給線１８と、その供給線１８から入力された電力を変換して出力するＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ（静止型インバータ）３０と、ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０を接地させる接地線４０と、を主に備えている。

接地線４０は、車輪１３に接続されて接地される部位である。接地線４０は、鉄道車両１０の両端の連結部１４間に引き通される接地引通線４１と、その接地引通線４１から分岐する集約線４２と、この集約線４２と複数の車輪１３とを連結する接地端子部４３と、を備えている。

接地引通線４１は、ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０を含む複数の電気機器がそれぞれ接続される部位であり、別の車両に設けた接地引通線に連結部１４を介して接続可能に構成されている。

集約線４２は、複数の電気機器が接続された接地引通線４１と、複数の車輪１３が接続された接地端子部４３との間の電流をまとめるための１本の電線である。なお、接地引通線４１と接地端子部４３との間を複数の電線で連結し、その複数の電線を１束にまとめたものを集約線４２としても良い。

接地端子部４３は、鉄道車両１０に設けた全ての車輪１３を同電位とするための部位である。接地端子部４３と複数の車輪１３とを繋ぐ各電線の抵抗値を同一とすることで、それらの複数の車輪１３が同電位となる。これにより、複数の車輪１３を流れる電流値をそれぞれ均一化でき、不均等による迷走電流の発生を抑制できる。

また、接地端子部４３に車体１２が電気的に接続されることで、車体１２が集約線４２を介さずに接地される。なお、接地端子部４３と車体１２との間に抵抗器（図示せず）を介することで、レール２から車体１２へと吸い上げる迷走電流の発生を抑制できる。

ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０はいずれも、供給線１８から入力される直流電力を交流電力に変換・調整して出力する変換装置である。ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０の入力側には、分岐した供給線１８が接続される正極端子と、接地引通線４１から分岐した接地側電線４５が接続される負極端子とがそれぞれ設けられている。

接地側電線４５と接地引通線４１との間には、手動操作に応じて電路を開閉する手動開閉器（Ｓ）４６ａが設けられる。これにより、手動開閉器４６ａが閉じていれば、接地側電線４５が接地され、接地線４０の一部を構成する。

なお、後述する手動開閉器４６ｂ～４６ｇは、配置が異なる以外は手動開閉器４６ａと同一に構成される。以下、手動開閉器４６ａ～４６ｇを区別せずに説明する場合、手動開閉器４６と称す。

手動開閉器４６を設けることにより、従来通りの定期検査で鉄道車両１０の各部の絶縁抵抗を計測（漏洩電流を検出）できる。具体的に定期検査では、パンタグラフ１７を下降させて架線４から供給線１８への電力の供給を遮断した状態で、全ての手動開閉器４６を手動で開き、供給線１８やＶＶＶＦインバータ２０、ＳＩＶ３０等の検査対象を接地線４０から切り離す。その後、検査対象と、接地線４０や車体１２等の接地部とに接続した絶縁抵抗の計測器（図示せず）によって、接地部に電圧を印加し、その電圧印加に基づいて検査対象に生じる漏洩電流を検出し、接地部に対する検査対象の絶縁抵抗を計測する。

なお、この定期検査以外では、手動開閉器４６は閉じており、パンタグラフ１７が架線４に接触することで、鉄道車両１０は通電状態となる。この通電時にＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０が作動する。

ＶＶＶＦインバータ２０は、供給線１８から入力された直流電力を三相交流電力へ変換する装置であり、その三相交流電力を電動機用電線２４へ出力する。この電動機用電線２４が途中で分岐して複数の電動機２２にそれぞれ接続され、電動機用電線２４から供給される三相交流電力により電動機２２が作動する。

ＶＶＶＦインバータ２０は、出力する交流電力の電圧および周波数を可変制御可能に構成されている。この交流電力の電圧および周波数の制御に応じて、電動機２２の回転数およびトルクが制御され、鉄道車両１０の走行速度が制御される。また、ＶＶＶＦインバータ２０は、電動機２２を発電機として作動させる回生ブレーキ時に、電動機２２で生じた交流電力を直流電力に変換する。この回生ブレーキ時には、レール２から接地線４０、ＶＶＶＦインバータ２０、供給線１８を介して架線４へ直流電流が流れる。

電動機用電線２４は、３本の電線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが１組になって構成される。電動機２２は、三相交流電力により作動する三相誘導電動機であり、３本の電線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗのうち２本ずつがそれぞれ接続される３本のコイルが内蔵されている。

ＳＩＶ３０は、供給線１８から入力された直流電力を三相交流電力へ変換する装置であり、その三相交流電力を第１低圧交流電路３２へ出力する。ＳＩＶ３０は、固定電圧（本実施形態では４４０Ｖ）および固定周波数の交流電力を出力する。また、ＳＩＶ３０には、絶縁トランス（図示せず）が内蔵されている。これにより、ＳＩＶ３０の入力側と出力側とが絶縁される。このＳＩＶ３０の出力側には、手動開閉器４６ｂを介し接地引通線４１に接続される電線３１が設けられている。

第１低圧交流電路３２は、鉄道車両１０の両端の連結部１４間に引き通され、連結部１４を介して別の車両へ電力を供給可能に構成されている。更に、第１低圧交流電路３２は、３本の電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗが１組になって構成される。

第１低圧交流電路３２（電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ）には、三相交流電力によって作動する複数の三相交流機器１５（電気機器の一種）が接続されている。各図面では、複数の三相交流機器１５のうち１つを代表して示している。三相交流機器１５としては、鉄道車両１０の客室の温度を調整する空調機器や、電動空気圧縮機、換気装置、冷却用送風機などが例示される。

第１低圧交流電路３２には、絶縁トランス３４を介して第２低圧交流電路３６が接続される。絶縁トランス３４は、第１低圧交流電路３２に接続される１次巻線と、第２低圧交流電路３６に接続される２次巻線とを同一の鉄心に巻きつけたものであり、１次巻線と２次巻線とが絶縁されている。絶縁トランス３４は、第１低圧交流電路３２から入力された交流電力の電圧を変圧して第２低圧交流電路３６に出力する。

第２低圧交流電路３６は、第１低圧交流電路３２と同様に、鉄道車両１０の両端の連結部１４間に引き通され、連結部１４を介して別の車両へ電力を供給可能に構成されている。更に、第２低圧交流電路３６は、３本の電線３６ｒ，３６ｎ，３６ｔが１組になって構成される。

電線３６ｎは、手動開閉器４６ｃを介し接地引通線４１に接続される。そのため、手動開閉器４６ｃが閉じていれば、電線３６ｎが接地され、接地引通線４１が電線３６ｎ（第２低圧交流電路３６の一部）としても機能する。絶縁トランス３４は、この電線３６ｎに対する電線３６ｒの電位差と、電線３６ｎに対する電線３６ｔの電位差とがそれぞれ１００Ｖとなるように単相の交流電力をそれぞれ出力する。即ち、絶縁トランス３４は、三相交流を単相３線式の交流に変換して出力する。

電線３６ｒ，３６ｔと接地引通線４１（電線３６ｎ）との間には、接地引通線４１側に手動開閉器４６ｄを介して複数の単相交流機器１６（電気機器の一種）が接続される。各図面では、複数の単相交流機器１６のうち１つを代表して示し、例えば図１では、電線３６ｒと接地引通線４１との間に接続される１つの単相交流機器１６を代表して示している。単相交流機器１６は、絶縁トランス３４で変換された単相の交流電力によって作動する機器であり、鉄道車両１０の客室を照らす照明や、ヒータなどが例示される。

また、電線３６ｒ，３６ｔと接地引通線４１との間には、電線３６ｒ，３６ｔ側に整流器（図示せず）を介し、接地引通線４１側に手動開閉器４６ｅを介して、複数の直流機器１９（電気機器の一種）が接続される。各図面では、複数の直流機器１９のうち１つを代表して示し、例えば図１では、電線３６ｔと接地引通線４１との間に接続される１つの直流機器１９を代表して示している。

なお、直流機器１９は、絶縁トランス３４からの交流電力を整流器で変換した直流電力によって作動する機器であり、扉の開閉装置やブレーキ制御装置などが例示される。但し、ブレーキ制御装置は、非常時に備えて蓄電池（図示せず）で作動するように構成されている。

以上説明した鉄道車両１０の電気回路には、各部の絶縁抵抗の劣化などによって漏洩電流が生じることがある。この漏洩電流を監視するための漏洩電流監視装置８０が鉄道車両１０に搭載されている。漏洩電流監視装置８０は、供給線１８が通される供給側変流器８７と、接地線４０が通される接地側変流器８８と、供給線１８と接地線４０との間の電位差を計測する電位差検出部８９と、を備えている。

供給側変流器（供給側計測器）８７及び接地側変流器（接地側計測器）８８はいずれも、計測対象となる電線が貫通する環状の変流器から構成された計測器であり、その貫通部分を流れる電流値を計測する。より具体的に、変流器とは、通電により電線の貫通部分に生じた磁界を計測し、その磁界に基づいて電流の値を計測（算出）するものである。本実施形態における供給側変流器８７及び接地側変流器８８は、直流の電流値を計測可能に構成されているが、その構成は既知であるため説明を省略する。

供給側変流器８７は、供給線１８のうちＶＶＶＦインバータ２０側とＳＩＶ３０側とへ分岐する前の部位が通され、その部位の電流値Ａ１を計測する。これにより、１つの供給側変流器８７で、パンタグラフ１７から鉄道車両１０内部の電気回路へ供給される電流値Ａ１の略全量を計測できる。

なお、供給線１８のうちＶＶＶＦインバータ２０側とＳＩＶ３０側とへ分岐した部分に、それぞれ供給側変流器８７を配置しても良い。この場合には、２つの供給側変流器８７の電流値の合計が、パンタグラフ１７から鉄道車両１０内部の電気回路へ供給される電流値Ａ１の略全量となる。

接地側変流器８８は、接地線４０の集約線４２が通され、その集約線４２の電流値Ａ２を計測する。これにより、例えば、集約線４２を迂回せずに流れる電流（漏洩電流以外の電流）を、集約線４２で合流した後であって複数の車輪１３へ分流される前に接地側変流器８８でまとめて検出できる。

電位差検出部８９は、既知の電圧計であり、供給側変流器８７が配置された位置の供給線１８と、接地側変流器８８が配置された位置の集約線４２との間の電位差（電圧）Ｖ１を計測する。即ち、電位差検出部８９は、パンタグラフ１７と接地端子部４３との間の電位差Ｖ１を計測しているとも言える。

更に本実施形態では、接地端子部４３とレール２（各車輪１３）との間の電位差を０［Ｖ］と仮定する。この場合、電位差検出部８９は、パンタグラフ１７とレール２との間の電位差を計測しているとも言える。

このような漏洩電流監視装置８０による漏洩電流の監視方法について、図１に加え図２を参照して説明する。図２（ａ）は、供給側変流器８７で計測された電流値Ａ１と、接地側変流器８８で計測された電流値Ａ２との経時変化を示すグラフである。図２（ｂ）は、鉄道車両１０の電気回路で生じた漏洩電流の値の経時変化を示すグラフである。

図２（ａ）及び図２（ｂ）のグラフの縦軸はいずれも、電流値［Ａ］である。図２（ａ）及び図２（ｂ）のグラフの横軸はいずれも、時間［ｓ］である。また、図２（ａ）のグラフには、供給側変流器８７の電流値Ａ１の経時変化が実線で示され、接地側変流器８８の電流値Ａ２の経時変化が破線で示されている。なお、図２（ａ）において、実際には重なる部分の実線と破線とを、グラフの見易さの観点から若干ずらして示している。

鉄道車両１０の電気回路に全く漏洩電流が生じていない場合には、基本的に、供給側変流器８７（供給線１８）を通った電流の全部が、接地側変流器８８（集約線４２）を通る。そのため、漏洩電流が生じていない時間において、図２（ａ）のグラフでは、供給側変流器８７及び接地側変流器８８の電流値Ａ１，Ａ２が同一となり、図２（ｂ）のグラフでは、漏洩電流の値が０［Ａ］となる。

一方、例えば電動機２２から車体１２への漏洩電流のみが生じてその他の漏洩電流が生じていない場合には、電動機２２の漏洩電流が車体１２を通り、集約線４２を迂回して接地端子部４３からレール２へ流れる。即ち、供給側変流器８７を通った電流が、接地側変流器８８（集約線４２）を通る正常なルートと、集約線４２を通らない漏洩電流のルートとに分かれる。そのため電動機２２の漏洩電流のみが生じた時間において、図２（ａ）のグラフでは、供給側変流器８７の電流値Ａ１よりも接地側変流器８８の電流値Ａ２が下がり、図２（ｂ）のグラフでは、それらの電流値の差分が漏洩電流の値となって示される。

なお、鉄道車両１０に架線４から供給される電圧は、同一の架線４に接続された別の車両からの影響や、変電所６から鉄道車両１０までの距離などによって変化する。その変化によってパンタグラフ１７と接地端子部４３との間の電位差（電位差検出部８９の電位差）Ｖ１が変化し、その電位差Ｖ１に反比例して、図２（ａ）のように供給側変流器８７及び接地側変流器８８の電流値がそれぞれ変動する。図２（ａ）には、電流値のグラフの上側に、その電流値の取得時における電位差Ｖ１が示されている。

よって、供給側変流器８７の電流値Ａ１の変動だけ、又は、接地側変流器８８の電流値Ａ２の変動だけから漏洩電流を精度良く検出することは困難である。しかし、上述の通り、電流値Ａ１と電流値Ａ２との差分を監視することで、電位差Ｖ１が変動しても、電動機２２に生じた漏洩電流の値を精度良く算出でき、漏洩電流の検出精度を向上できる。

また、漏洩電流も電位差Ｖ１に反比例して変動するため、図２（ｂ）のグラフには、その電位差Ｖ１が１５００［Ｖ］である場合に補正（換算）した漏洩電流の値（差分Ａｄ）を示している。具体的に、電位差Ｖ１が１５００［Ｖ］である場合には、電流値Ａ１，Ａ２の差分を、そのまま補正後の漏洩電流の値とする。電位差Ｖ１が１８００［Ｖ］である場合には、電流値Ａ１，Ａ２の差分を１．２倍し、補正後の漏洩電流の値とする。電位差Ｖ１が１３００［Ｖ］である場合には、電流値Ａ１，Ａ２の差分を約０．８７倍し、補正後の漏洩電流の値とする。よって、漏洩電流の値が閾値を超えたかを判断するとき、その判断が電位差Ｖ１の変動に影響を受けることを抑制できる。

なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて電動機２２の漏洩電流のみが生じた場合について説明したが、漏洩電流の生じた位置に応じて漏洩電流のルートが変化し、供給側変流器８７の電流値Ａ１や接地側変流器８８の電流値Ａ２の変動の仕方も変化する。例えば、漏洩電流の発生の有無に関わらず電流値Ａ２が電位差Ｖ１に反比例し、漏洩電流の発生時に電流値Ａ１のみが電流値Ａ２に対して漏洩電流の分だけ上昇することが考えられる。

供給線１８やＶＶＶＦインバータ２０、ＳＩＶ３０の入力側から車体１２への漏洩電流のみが生じた場合は、電動機２２の漏洩電流のみが生じた場合と同様に、漏洩電流が車体１２から集約線４２を迂回して接地端子部４３からレール２へ流れる。そのため、これらの場合も、上述した通り電流値Ａ１，Ａ２の差分から、供給線１８等で生じた漏洩電流の値を精度良く算出でき、漏洩電流監視装置８０による漏洩電流の検出精度を向上できる。

また、電位差Ｖ１に対し電流値Ａ１，Ａ２の両方が反比例して変動すると共に、電流値Ａ１に対し電流値Ａ２が下がった場合には、その電流値Ａ２が下がった時点で、電動機２２や供給線１８、ＶＶＶＦインバータ２０、ＳＩＶ３０から車体１２への漏洩電流が生じたと、漏洩電流監視装置８０の計測結果から推定できる。

ＳＩＶ３０から出力される三相交流は、第１低圧交流電路３２を介し三相交流機器１５を通ってＳＩＶ３０に戻る。但し、この三相交流の一部は、三相交流機器１５の種類にもよるが、接地引通線４１及び電線３１を通ってＳＩＶ３０に戻ることもある。これら三相交流機器１５や第１低圧交流電路３２と車体１２との間で漏洩電流が生じた場合、その交流の漏洩電流は、ＳＩＶ３０へ戻るように接地端子部４３、集約線４２、電線３１を通る。また、漏洩電流によってＳＩＶ３０の出力側を通る電流値が増加すると、ＳＩＶ３０に内蔵された絶縁トランスの巻線比に応じ、ＳＩＶ３０の入力側を通る（供給線１８から接地線４０へ流れる）電流値も増加する。

同様に、絶縁トランス３４の出力側における単相交流機器１６や第２低圧交流電路３６と、車体１２との間で漏洩電流が生じた場合、その漏洩電流は、絶縁トランス３４へ戻るように接地端子部４３、集約線４２、電線３６ｎを通る。更に、漏洩電流によって絶縁トランス３４の出力側を通る電流値が増加すると、絶縁トランス３４の入力側およびＳＩＶ３０の出力側の電流値が増加し、ＳＩＶ３０の入力側を通る電流値も増加する。

このように、ＳＩＶ３０の出力側または絶縁トランス３４の出力側の電気回路で漏洩電流が生じた場合、電位差Ｖ１の増加とは無関係に電流値Ａ１，Ａ２の両方が同じだけ上昇した上で、交流の漏洩電流により電流値Ａ２が増減を繰り返す。よってこの場合にも、電流値Ａ１と電流値Ａ２との差分Ａｄから、漏洩電流の値を精度良く算出でき、漏洩電流の検出精度を向上できる。また、漏洩電流監視装置８０の計測結果から、このような電流値Ａ１，Ａ２の変動がみられた場合には、ＳＩＶ３０の出力側または絶縁トランス３４の出力側の電気回路で漏洩電流が生じたと推定できる。

更に、漏洩電流監視装置８０は、架線４から供給線１８へ電流が流れる電力供給時の漏洩電流だけでなく、供給線１８から架線４へ電流が流れる回生ブレーキ時の漏洩電流も検出できる。回生ブレーキ時の電流の向きは、電力供給時の直流電力の向きが逆になるだけなので、漏洩電流監視装置８０は、電力供給時と略同一の方法で回生ブレーキ時の漏洩電流を検出できる。更に、電流の向きから漏洩電流が電力供給時または回生ブレーキ時のいずれで発生したかを、漏洩電流監視装置８０の検出結果から解析できる。

次に図３～図１０を参照して、漏洩電流監視装置８０を搭載した鉄道車両１０の各部の制御についてより詳しく説明する。図３は、鉄道車両１０の電気的構成を示したブロック図である。

図３に示すように、鉄道車両１０の制御装置６０は、ＣＰＵ６１と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）６２と、ＣＰＵ６１のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであるＲＡＭ６３とを有し、これらはバスライン６４を介して、入出力ポート６５にそれぞれ接続されている。

入出力ポート６５には、更に、ＶＶＶＦインバータ２０と、ＳＩＶ３０と、コントローラ６６と、三相交流機器１５と、単相交流機器１６と、直流機器１９と、位置検出装置６７と、速度センサ６８と、温度センサ６９と、湿度センサ７０と、漏洩電流監視装置８０と、インターネット等を介して外部サーバ９０との間で情報を送受信する無線通信装置７１と、がそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ６１は、バスライン６４により接続された各部を制御する演算装置である。ＨＤＤ６２は、ＣＰＵ６１により実行されるプログラムや各種データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、制御プログラム６２ａが設けられる。ＣＰＵ６１によって制御プログラム６２ａが実行されると、図４のメイン処理が実行される。

コントローラ６６は、ＶＶＶＦインバータ２０やブレーキを制御するために、鉄道車両１０の運転台に搭載されて運転士が操作する機器である。コントローラ６６は、ＶＶＶＦインバータ２０の制御により電動機２２を駆動させる力行（Ｐ１，Ｐ２・・・）と、電動機２２を駆動させずに惰性で鉄道車両１０を走行させる惰行（Ｎ）と、鉄道車両を減速させるブレーキ（Ｂ１，Ｂ２・・・）と、を切り換える。

位置検出装置６７は、鉄道車両１０の走行位置を検出する装置であり、本実施形態ではＧＰＳを利用して鉄道車両１０の現在位置を取得するＧＰＳ受信機から構成される。位置検出装置６７は、ＧＰＳ受信機に限定されるものではなく、他の位置検出装置を採用することは当然可能である。他の位置検出装置としては、車両のモニタ情報や、軌道側から発せられる信号を受信するアンテナ（トランスポンダ式）、地上の信号装置の地上子位置情報の信号を用いて位置検出する信号受信機、車輪１３の回転数を積算して基点からの走行距離を取得する距離計などが例示される。

速度センサ６８は、鉄道車両１０の走行速度を検出するためのセンサである。なお、位置検出装置６７の位置情報から鉄道車両１０の走行速度を算出するようにして、位置検出装置６７に速度センサ６８の機能を兼ねさせても良い。温度センサ６９は、鉄道車両１０の周囲の温度（気温）を検出するためのセンサである。湿度センサ７０は、鉄道車両１０の周囲の湿度を検出するためのセンサである。なお、温度センサ６９や湿度センサ７０を鉄道車両１０に搭載しなくても良い。

次に図４を参照して、鉄道車両１０の制御装置６０のＣＰＵ６１で実行されるメイン処理を説明する。図４は、制御装置６０のメイン処理のフローチャートである。制御装置６０のメイン処理は、パンタグラフ１７が上昇して鉄道車両１０に架線４から電力が供給され、制御装置６０の電源が投入されると実行される。

図４に示すように、メイン処理はまず、各種の走行状態データを取得する（Ｓ１１）。この走行状態データとは、コントローラ６６の操作状態、位置検出装置６７で検出した鉄道車両１０の走行位置、速度センサ６８で検出した鉄道車両１０の走行速度、温度センサ６９で検出した温度、湿度センサ７０で検出した湿度が挙げられる。なお、これらのデータに限らず、鉄道車両１０の進行方向、三相交流機器１５や単相交流機器１６、直流機器１９等の使用の有無、その使用時の情報（例えば空調機器の設定温度）、これらの各データを取得した時刻を走行状態データとしても良い。

Ｓ１１の処理後、取得した走行状態データを漏洩電流監視装置８０へ送信する（Ｓ１２）。これは、漏洩電流監視装置８０で計測される電流値Ａ１，Ａ２に関するデータと、その電流値Ａ１，Ａ２の計測時の走行状態データとを一緒に外部サーバ９０へ送信するためである。なお、図示しないが、実際にはＳ１１，Ｓ１２の処理は、２０ｍ秒毎に実行されるように制御されている。

Ｓ１２の処理後、無線通信装置７１を介して鉄道車両１０と外部サーバ９０とが通信可能であるかを確認する（Ｓ１３）。外部サーバ９０と通信可能であれば（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、漏洩電流監視装置８０から電流値Ａ１，Ａ２に関するデータを外部サーバ９０へ送信するために、外部サーバ９０への送信許可信号を漏洩電流監視装置８０へ送信する（Ｓ１４）。

次いで、その他の処理を実行し（Ｓ１５）、Ｓ１１以下の処理を繰り返し実行する。なお、Ｓ１５の処理としては、鉄道車両１０を走行させるための各種処理が挙げられる。また、Ｓ１３の処理において、外部サーバ９０と通信可能でなければ（Ｓ１３：Ｎｏ）、Ｓ１４の処理をスキップしてＳ１５の処理を実行する。

次に図５を参照して漏洩電流監視装置８０における制御について説明する。図５は、漏洩電流監視装置８０の電気的構成を示したブロック図である。図５に示すように、漏洩電流監視装置８０は、ＣＰＵ８１と、フラッシュＲＯＭ８２と、ＲＡＭ８３とを有し、これらはバスライン８４を介して、入出力ポート８５にそれぞれ接続されている。入出力ポート８５には、更に、鉄道車両１０の入出力ポート６５に接続されるインターフェイス（Ｉ／Ｆ）８６と、供給側変流器８７と、接地側変流器８８と、電位差検出部８９と、がそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ８１は、バスライン８４により接続された各部を制御する演算装置である。フラッシュＲＯＭ８２は、ＣＰＵ８１により実行されるプログラムや固定値データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、監視プログラム８２ａと、固有番号メモリ８２ｂと、ピーク検出メモリ８２ｃと、短期変化検出メモリ８２ｄと、長期変化検出メモリ８２ｅと、サイクル収集メモリ８２ｆと、が設けられる。ＣＰＵ８１により監視プログラム８２ａが実行されると、図７のメイン処理が実行される。

固有番号メモリ８２ｂは、漏洩電流監視装置８０の固有番号が記憶されるメモリである。この固有番号は、漏洩電流監視装置８０による電流値Ａ１，Ａ２の計測対象（漏洩電流監視装置８０が搭載された鉄道車両１０）を示す情報の一部である。外部サーバ９０は、漏洩電流監視装置８０から、電流値Ａ１，Ａ２に関するデータと、この固有番号とを受信することで、計測対象の鉄道車両１０を特定できるように構成されている。

ピーク検出メモリ８２ｃ、短期変化検出メモリ８２ｄ、長期変化検出メモリ８２ｅ、サイクル収集メモリ８２ｆはいずれも、供給側変流器８７及び接地側変流器８８で計測した電流値Ａ１，Ａ２に関するデータを、外部サーバ９０へ送信するまで記憶しておくためのメモリである。即ち、これらの各メモリ８２ｃ～８２ｆには、外部サーバ９０への送信が許可されたデータが記憶される。

ＲＡＭ８３は、ＣＰＵ８１のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであり、走行状態リングバッファ８３ａと、差分リングバッファ８３ｂと、平均値リングバッファ８３ｃと、電位差リングバッファ８３ｄと、が設けられる。

図６（ａ）を参照して走行状態リングバッファ８３ａの内容を詳しく説明する。走行状態リングバッファ８３ａは、鉄道車両１０で２０ｍ秒毎に取得した（制御装置６０から２０ｍ秒毎に受信した）走行状態データの過去１０分間分を記憶するメモリである。そのため、走行状態リングバッファ８３ａは、Ｎｏ．１～３００００で対応付けられた各メモリと、それらのメモリのうち最新の走行状態データが記憶された位置がどれかを記憶するメモリ（図示せず）と、が設けられている。

Ｎｏ．１～３００００で対応付けられた各メモリとは、各種の走行状態データが記憶されるメモリであって、コントローラ６６の操作状態が記憶される制御メモリと、位置検出装置６７による鉄道車両１０の走行位置が記憶される位置メモリと、速度センサ６８による鉄道車両１０の走行速度が記憶される速度メモリと、温度センサ６９による温度が記憶される温度メモリと、湿度センサ７０による湿度が記憶される湿度メモリと、を備える。

走行状態リングバッファ８３ａは、Ｎｏ．１からＮｏ．３００００まで順に最新の走行状態データが各メモリに記憶され、Ｎｏ．３００００に最新の走行状態データが記憶されたら、再度Ｎｏ．１から順に最新の走行状態データで上書きされる。このように走行状態データが順番に記憶されるので、走行状態リングバッファ８３ａは、最新の走行状態データが記憶された位置を現在時刻として、それぞれの走行状態データが記憶された時刻（走行状態データを取得・受信した時刻）が分かるように構成されている。なお、走行状態データの取得時の時刻を記憶するメモリを走行状態リングバッファ８３ａに設けても良い。

図５に戻って説明する。差分リングバッファ８３ｂは、電流値Ａ１，Ａ２に基づく差分Ａｄの過去１分間分を記憶するメモリである。差分Ａｄは、供給側変流器８７で計測した電流値Ａ１と、接地側変流器８８で計測した電流値Ａ２との差分を、電位差検出部８９で計測した電位差Ｖ１に基づき補正した値であり、１ｍ秒毎に算出される。

平均値リングバッファ８３ｃは、１分間の差分Ａｄの平均値を過去１０分間分記憶するメモリである。なお、１分間の差分Ａｄの平均値は１分毎に算出される。電位差リングバッファ８３ｄは、電位差検出部８９で１ｍ秒毎に計測した電位差Ｖ１を１０分間分記憶するメモリである。これらの各リングバッファ８３ｂ～８３ｄは、記憶するデータの内容と記憶容量とが異なるだけで、走行状態リングバッファ８３ａと同一に構成されている。

次に図７～図１０を参照して、漏洩電流監視装置８０のＣＰＵ８１で実行されるメイン処理を説明する。図７は、漏洩電流監視装置８０のメイン処理のフローチャートである。図８は、ピーク検出処理Ｓ２８のフローチャートである。図９は、アベレージ検出処理Ｓ２９のフローチャートである。図１０は、サイクル収集処理Ｓ３０のフローチャートである。

漏洩電流監視装置８０のメイン処理は、パンタグラフ１７が上昇して鉄道車両１０に架線４から電力が供給され、漏洩電流監視装置８０の電源が投入された後、１ｍ秒毎に実行される。ピーク検出処理Ｓ２８、アベレージ検出処理Ｓ２９及びサイクル収集処理Ｓ３０は、この漏洩電流監視装置８０のメイン処理中に実行される。

図７に示すように、メイン処理はまず、図４のＳ１２の処理で制御装置６０から送信された走行状態データを漏洩電流監視装置８０が受信した場合、その走行状態データを走行状態リングバッファ８３ａに記憶する（Ｓ２１）。なお、図示しないが、制御装置６０から漏洩電流監視装置８０が走行状態データを受信していない場合には、Ｓ２１の処理をスキップする。

Ｓ２１の処理後、供給側変流器８７で計測された電流値Ａ１を取得し（Ｓ２２）、接地側変流器８８で計測された電流値Ａ２を取得する（Ｓ２３）。次いで、電位差検出部８９で計測された電位差Ｖ１を取得し、その電位差Ｖ１を電位差リングバッファ８３ｄに記憶する（Ｓ２４）。なお、これら一連のＳ２２～Ｓ２４の処理では、同一タイミングに計測した電流値Ａ１、電流値Ａ２及び電位差Ｖ１を取得する。これは、その計測時に生じた漏洩電流を正確に算出するためである。但し、Ｓ２２～Ｓ２４の処理で取得する電流値Ａ１、電流値Ａ２及び電位差Ｖ１を計測するタイミングを互いに異ならせても良い。

Ｓ２４の処理後、電位差Ｖ１の基準値である基準電位差Ｖｓを１５００［Ｖ］に設定する（Ｓ２５）。なお、基準電位差Ｖｓは、この鉄道車両１０に架線４を介して電力を供給する変電所６での起電力に応じて設定すれば良く、例えば変電所６での起電力が２５０００Ｖである場合には、Ｓ２５の処理において基準電位差Ｖｓを２５０００Ｖに設定する。

Ｓ２５の処理後、これらの各値に基づき、電流値Ａ１と電流値Ａ２との差分を基準電位差Ｖｓ時の値に補正した差分Ａｄ＝（Ａ１－Ａ２）・Ｖ１／Ｖｓを算出する（Ｓ２６）。次いで、算出した差分Ａｄを差分リングバッファ８３ｂの最新位置に一時的に記憶する（Ｓ２７）。その後、一時的に記憶した差分Ａｄに基づき、その差分Ａｄに関するデータを外部サーバ９０へ送信可能に記憶するかを判断するピーク検出処理Ｓ２８、アベレージ検出処理Ｓ２９、サイクル収集処理Ｓ３０を順に実行する。

図８のピーク検出処理Ｓ２８について、図２（ｂ）を参照しながら説明する。ピーク検出処理Ｓ２８は、差分リングバッファ８３ｂに一時的に記憶した差分Ａｄ（漏洩電流の値）が異常を疑われる値や、注意・警告を必要とする値である場合、外部サーバ９０で解析するために、その差分Ａｄをピーク検出メモリ８２ｃに記憶しておくための処理である。

ピーク検出処理Ｓ２８では、まず、差分リングバッファ８３ｂの最新位置に記憶された差分Ａｄが閾値未満から閾値以上になったかを、即ち、前回位置の差分Ａｄが閾値未満で最新位置の差分Ａｄが閾値以上であるかを判断する（Ｓ４１）。なお、この閾値としては例えば１ｍＡが挙げられる。差分Ａｄが閾値以上である場合には、漏洩電流監視装置８０による監視対象の電気回路に異常な漏洩電流が発生していると疑われる。但し、異常な漏洩電流の発生を予防するために注意・警告を報知できるよう、異常と判断する値よりも小さい値を閾値として設定しても良い。また１ｍＡよりも大きい値を閾値として設定しても良い。

Ｓ４１の処理で、最新位置の差分Ａｄが閾値未満から閾値以上になった場合には（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、ピーク検出メモリ８２ｃへ記憶する範囲を指定するためのスタート位置Ｓ（図２（ｂ）参照）が未設定かを確認する（Ｓ４２）。なお、差分Ａｄが閾値未満のままで１５秒以上経過していれば、スタート位置Ｓは未設定となっている（クリアされている）。

スタート位置Ｓが未設定である場合（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、差分リングバッファ８３ｂの複数のメモリ位置のうち、差分Ａｄが閾値以上になった最新位置から１５秒前の位置をスタート位置Ｓに設定し（Ｓ４３）、ピーク検出処理Ｓ２８を終了する。

Ｓ４１の処理で、最新位置の差分Ａｄが閾値未満から閾値以上になっていない場合には（Ｓ４１：Ｎｏ）、差分リングバッファ８３ｂの最新位置に記憶された差分Ａｄが閾値以上から閾値未満になったかを判断する（Ｓ４５）。差分Ａｄが閾値以上から閾値未満になった場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、既にスタート位置ＳがＳ４３の処理で設定済みであるため、そのスタート位置Ｓに対応するエンド位置Ｅ（図２（ｂ）参照）を設定し（Ｓ４６）、ピーク検出処理Ｓ２８を終了する。

具体的にＳ４６の処理では、差分リングバッファ８３ｂの複数のメモリ位置のうち、差分Ａｄが閾値未満になった最新位置から１５秒後の位置をエンド位置Ｅに設定する。差分リングバッファ８３ｂのうちスタート位置Ｓからエンド位置Ｅまでがピーク検出メモリ８２ｃへ記憶する範囲である。

最新位置の差分Ａｄが閾値をまたがない場合（Ｓ４１：Ｎｏ且つＳ４５：Ｎｏ）、差分リングバッファ８３ｂのエンド位置Ｅに新たに差分Ａｄが記憶されたかを確認する（Ｓ４７）。即ち、Ｓ４７の処理では、差分Ａｄが閾値未満になってから閾値未満のままで１５秒経過したかを確認する。

Ｓ４７の処理で、エンド位置Ｅに新たに差分Ａｄが記憶された場合には（Ｓ４７：Ｙｅｓ）、ピーク検出メモリ８２ｃへ記憶する範囲の差分Ａｄが揃ったので、スタート位置Ｓからエンド位置Ｅまでの差分Ａｄをピーク検出メモリ８２ｃへ記憶する（Ｓ４８）。更にＳ４８の処理では、それらの差分Ａｄに対応する時刻の走行状態データ及び電位差Ｖ１を、差分Ａｄに関連付けてピーク検出メモリ８２ｃに記憶する。

具体的に図６（ｂ）に示すように、ピーク検出メモリ８２ｃは、時刻が記憶される時刻メモリと、差分Ａｄが記憶される差分メモリと、制御メモリと、位置メモリと、速度メモリと、温度メモリと、湿度メモリと、電位差Ｖ１が記憶される電位差メモリと、を備えている。なお、制御メモリから湿度メモリは、図６（ａ）の走行状態リングバッファ８３ａで上述したものと同様である。

時刻メモリに記憶されている時刻は、差分Ａｄを算出した時刻（電流値Ａ１，Ａ２を取得した時刻）であり、コントローラの操作状態などの走行状態データを取得した時刻でもあり、電位差Ｖ１を取得した時刻でもある。即ち、これらの各値は、時刻によって互いに関連付けられてピーク検出メモリ８２ｃに記憶されている。

これにより、異常が疑われる程の差分Ａｄ（漏洩電流の値）となった原因を走行状態データから解析することができる。例えば、ブレーキをかけたときに限って差分Ａｄが閾値を超えていれば、そのブレーキ関係の電気回路に異常があると推定できる。

図８に戻って説明する。Ｓ４８の処理後は、Ｓ４１～Ｓ４３の処理で新たなスタート位置Ｓを設定できるように、スタート位置Ｓ及びエンド位置Ｅの設定をクリアし（Ｓ４９）、ピーク検出処理Ｓ２８を終了する。

ここで、Ｓ４３の処理でスタート位置Ｓを設定し、差分Ａｄが閾値未満になって（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、Ｓ４６の処理でエンド位置Ｅを設定した後、エンド位置Ｅに差分Ａｄが記憶される前に、最新位置の差分Ａｄが閾値未満から閾値以上になった場合（Ｓ４１：Ｙｅｓ）について説明する。

この場合、Ｓ４２の処理で、スタート位置Ｓもエンド位置Ｅも既に設定されているので（Ｓ４２：Ｎｏ）、Ｓ４３の処理でスタート位置Ｓを再設定することなく、エンド位置Ｅだけを再設定可能となるようにクリアし（Ｓ４４、図２（ｂ）一点鎖線を参照）、ピーク検出処理Ｓ２８を終了する。その後、再び、最新の差分Ａｄが閾値以上から閾値未満になれば（Ｓ４５：Ｎｏ）、エンド位置Ｅが再設定され（Ｓ４６）、Ｓ４７，Ｓ４８の処理によってスタート位置Ｓからエンド位置Ｅまでの差分Ａｄをピーク検出メモリ８２ｃに記憶できる。

このように、差分Ａｄが閾値以上になる部分が短時間に連続している場合であっても、連続した複数の閾値以上の範囲と、その範囲の前後１５秒間とにおける差分Ａｄをピーク検出メモリ８２ｃに記憶できる。即ち、差分Ａｄが閾値以上になった複数の範囲のうちの一部がピーク検出メモリ８２ｃに記憶されない事態を回避できる。また、差分Ａｄが閾値以上になった複数の範囲に対し、個別にスタート位置Ｓ及びエンド位置Ｅを設定する場合と比べ、ピーク検出処理Ｓ２８を簡素化できると共に、ピーク検出メモリ８２ｃに重複してデータが記憶されることを抑制できる。

Ｓ４７の処理で、エンド位置Ｅに新たに差分Ａｄが記憶されなかった場合には（Ｓ４７：Ｎｏ）、差分リングバッファ８３ｂへ次に差分Ａｄを記憶する位置がスタート位置Ｓであるかを確認する（Ｓ５０）。次に記憶する位置がスタート位置Ｓではない場合（Ｓ５０：Ｎｏ）、ピーク検出処理Ｓ２８を終了する。

一方、次に記憶する位置がスタート位置Ｓである場合には（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、次回以降の差分リングバッファ８３ｂへの新たな差分Ａｄの記憶によって、ピーク検出メモリ８２ｃに記憶すべき差分Ａｄが古いものから順に消えてしまう。そのため、古い差分Ａｄが消える直前に（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、差分リングバッファ８３ｂに記憶されている全ての差分Ａｄと、それらの差分Ａｄに対応する時刻の走行状態データ及び電位差Ｖ１と、を互いに関連付けてピーク検出メモリ８２ｃに記憶する（Ｓ５１）。

Ｓ５１の処理後のピーク検出処理Ｓ２８において、エンド位置Ｅに新たに差分Ａｄが記憶された場合（Ｓ４７：Ｙｅｓ）、Ｓ４８の処理では、Ｓ５１の処理の直後に差分リングバッファ８３ｂに記憶された差分Ａｄを新たなスタート位置Ｓとして、Ｓ５１の処理後の差分Ａｄをピーク検出メモリ８２ｃに記憶する。よって、Ｓ５０，Ｓ５１の処理により、差分リングバッファ８３ｂを大容量化しなくても、閾値以上となった差分Ａｄと、その前後１５秒間の差分Ａｄとを全てピーク検出メモリ８２ｃに記憶できる。

次に図９を参照してアベレージ検出処理Ｓ２９を説明する。アベレージ検出処理Ｓ２９は、ノイズ等によって瞬間的に大きくなる差分Ａｄの影響を排除しつつ、差分Ａｄの短期的または長期的な増加傾向を外部サーバ９０で解析するために、１分間の差分Ａｄの平均値を短期変化検出メモリ８２ｄや長期変化検出メモリ８２ｅに記憶しておくための処理である。

図９に示すように、アベレージ検出処理Ｓ２９では、まず、前回の平均値の算出から１分経過したか、即ち過去１分間の差分Ａｄを記憶する差分リングバッファ８３ｂの値が全て更新されたかを確認する（Ｓ６１）。なお、漏洩電流監視装置８０の電源が投入された直後には、差分リングバッファ８３ｂの各メモリに無効な値が記憶され、投入直後のＳ６１の処理では、全ての無効な値が差分Ａｄで更新されたかを確認する。Ｓ６１の処理で、前回の平均値の算出または電源の投入から１分経過していない場合には（Ｓ６１：Ｎｏ）、アベレージ検出処理Ｓ２９を終了し、１分経過を待つ。

一方、前回の平均値の算出または電源の投入から１分経過した場合には（Ｓ６１：Ｙｅｓ）、差分リングバッファ８３ｂの値が全て更新されたので、差分リングバッファ８３ｂに記憶された直近１分間の差分Ａｄを平均して平均値を算出し、その平均値を平均値リングバッファ８３ｃに記憶する（Ｓ６２）。

次いで、平均値リングバッファ８３ｃに記憶されている２分～１分前の平均値（１分前のＳ６２の処理で算出した平均値であって、２分～１分前に算出された複数の差分Ａｄを平均した平均値）に対する直近１分間の平均値の変化率を短期変化率として算出する（Ｓ６３）。具体的に、（短期変化率）＝（（直近１分間の平均値）－（２分～１分前の平均値））／（２分～１分前の平均値）で算出される。

この算出した短期変化率が変化閾値以上であるかを確認する（Ｓ６４）。なお、変化閾値は、ノイズを排除するために例えば１．１とするが、１以上の数であれば適宜変更しても良い。

Ｓ６４の処理で、短期変化率が変化閾値以上であった場合には（Ｓ６４：Ｙｅｓ）、平均値リングバッファ８３ｃに記憶されている直近２分間の平均値（直近２分間のＳ６２の処理でそれぞれ算出した全ての平均値）と、それらの平均値に対応する時刻の走行状態データ及び電位差Ｖ１と、を互いに関連付けて短期変化検出メモリ８２ｄに記憶し（Ｓ６５）、Ｓ６６の処理へ移行する。

なお、直近２分間の平均値に対応する時刻の走行状態データとは、走行状態リングバッファ８３ａに記憶されている直近２分間の走行状態データである。直近２分間の平均値に対応する時刻の電位差Ｖ１とは、電位差リングバッファ８３ｄに記憶されている直近２分間の電位差Ｖ１である。また、図６（ｃ）に示すように、短期変化検出メモリ８２ｄは、図６（ｂ）のピーク検出メモリ８２ｃの差分メモリを、差分Ａｄの平均値が記憶される平均値メモリに置換したものである。なお、平均値メモリには、平均値の算出に用いた最古の差分Ａｄを算出した時刻に対応付けるように、平均値が記憶される。

Ｓ６４の処理で、短期変化率が変化閾値未満であった場合には（Ｓ６４：Ｎｏ）、Ｓ６５の処理をスキップして、Ｓ６６の処理へ移行する。これにより、短期変化率が減少している場合や、ノイズ等により短期変化率が若干増加しているだけの場合を排除して、短期的な平均値の増加傾向を解析できる。

Ｓ６６の処理では、平均値リングバッファ８３ｃに記憶されている１０分～９分前の平均値（９分前のＳ６２の処理で算出した平均値であって、１０分～９分前に算出された複数の差分Ａｄを平均した平均値）に対する直近１分間の平均値の変化率を長期変化率として算出する（Ｓ６６）。具体的に、（長期変化率）＝（（直近１分間の平均値）－（１０分～９分前の平均値））／（１０分～９分前の平均値）で算出される。

この算出した長期変化率が変化閾値以上であるかを確認する（Ｓ６７）。長期変化率が変化閾値以上であった場合には（Ｓ６７：Ｙｅｓ）、平均値リングバッファ８３ｃに記憶されている直近１０分間の平均値（直近１０分間のＳ６２の処理でそれぞれ算出した全ての平均値）と、それらの平均値に対応する時刻の走行状態データ及び電位差Ｖ１と、を互いに関連付けて長期変化検出メモリ８２ｅに記憶し（Ｓ６８）、アベレージ検出処理Ｓ２９を終了する。

直近１０分間の平均値に対応する時刻の走行状態データとは、走行状態リングバッファ８３ａに記憶されている直近１０分間の走行状態データである。直近１０分間の平均値に対応する時刻の電位差Ｖ１とは、電位差リングバッファ８３ｄに記憶されている直近１０分間の電位差Ｖ１である。また、長期変化検出メモリ８２ｅは、短期変化検出メモリ８２ｄと同一に構成される。

Ｓ６７の処理で、長期変化率が変化閾値未満であった場合には（Ｓ６７：Ｎｏ）、Ｓ６８の処理をスキップして、アベレージ検出処理Ｓ２９を終了する。これにより、長期変化率が減少している場合や、ノイズ等により長期変化率が若干増加しているだけの場合を排除して、長期的な平均値の増加傾向を解析できる。

次に図１０を参照してサイクル収集処理Ｓ３０を説明する。サイクル収集処理Ｓ３０は、数か月や数年などの超長期的な差分Ａｄの変動を解析するために、異常が無くても定期的に差分Ａｄをサイクル収集メモリ８２ｆに記憶しておくための処理である。

図１０に示すように、サイクル収集処理Ｓ３０では、まず、定期的な収集タイミングが到来したかを確認する（Ｓ７１）。定期的な収集タイミングは、本実施形態では１時間毎に設定されるが、その収集タイミングは適宜変更しても良い。

定期的な収集タイミングが到来していない場合には（Ｓ７１：Ｎｏ）、サイクル収集処理Ｓ３０を終了し、収集タイミングの到来を待つ。一方、定期的な収集タイミングが到来した場合には（Ｓ７１：Ｙｅｓ）、差分リングバッファ８３ｂに記憶されている全て（直近１分間）の差分Ａｄと、それらの差分Ａｄに対応する時刻の走行状態データ及び電位差Ｖ１と、を互いに関連付けてサイクル収集メモリ８２ｆに記憶し（Ｓ７２）、サイクル収集処理Ｓ３０を終了する。

なお、Ｓ７２の処理において、差分Ａｄに対応する時刻の走行状態データとは、走行状態リングバッファ８３ａに記憶されている直近１分間の走行状態データである。同様に、差分Ａｄに対応する時刻の電位差Ｖ１とは、電位差リングバッファ８３ｄに記憶されている直近１分間の電位差Ｖ１である。

定期的に差分Ａｄを取得することで、数か月や数年などの超長期的な漏洩電流の増加傾向を解析できる。例えば具体的に、過去の差分Ａｄの実測値の経時変化を最小二乗法で近似し、今後の差分Ａｄの予測値の経時変化を算出することができる。この予測値の経時変化から、差分Ａｄが閾値（例えば１ｍＡ）を上回る日時の目安を解析できるので、鉄道車両１０のメンテナンス等のスケジュールを計画することができると共に、交換が必要な機器や部品の発注などを計画することができる。

図７に戻って説明する。サイクル収集処理Ｓ３０の後は、制御装置６０から送信許可信号を受信したかを確認する（Ｓ３１）。図４のＳ１４の処理で制御装置６０が送信した送信許可信号を漏洩電流監視装置８０が受信した場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、無線通信装置７１を介して鉄道車両１０（漏洩電流監視装置８０）と外部サーバ９０との通信が可能であるため、ピーク検出メモリ８２ｃ、短期変化検出メモリ８２ｄ、長期変化検出メモリ８２ｅ、サイクル収集メモリ８２ｆにそれぞれ記憶されている未送信のデータと、固有番号メモリ８２ｂに記憶されている固有番号と、を外部サーバ９０へ送信する（Ｓ３２）。

これらの各メモリ８２ｃ～８２ｆに記憶されている各データは、電流値Ａ１，Ａ２に基づいた差分Ａｄ自体を含むデータや、差分Ａｄの平均値を含むデータであって、外部サーバ９０への送信が許可されたデータである。よって、各メモリ８２ｃ～８２ｆに各データを記憶するかを判断する図８のＳ４１～Ｓ４７，Ｓ５０の処理、図９のＳ６３，Ｓ６４，Ｓ６６，Ｓ６７の処理、図１０のＳ７１の処理は、各データを外部サーバ９０へ送信するかを判断する処理と言える。特に、図８のＳ４１～Ｓ４７，Ｓ５０の処理、図９のＳ６３，Ｓ６４，Ｓ６６，Ｓ６７の処理は、差分Ａｄ自体または差分Ａｄの平均値に基づき、その差分Ａｄに関するデータを外部サーバ９０へ送信するかを判断する処理と言える。また、図８のＳ４８，Ｓ５１の処理は、図９のＳ６５，Ｓ６８の処理、図１０のＳ７２の処理は、外部サーバ９０へ送信すると判断された各データを外部サーバ９０へ送信可能とする処理と言える。

これにより、例えば、差分Ａｄに関するデータから、漏洩電流に対する解析に有効なデータを選定して外部サーバ９０へ送信できるので、鉄道車両１０から外部サーバ９０への送信頻度や送信量を抑制できる。更に、外部サーバ９０への送信までにデータを一時記憶しておくとき、そのデータ量を少なくできるので、漏洩電流監視装置８０を小型化およびコストダウンし易くできる。

Ｓ３２の処理後、その他の処理を実行し（Ｓ３３）、漏洩電流監視装置８０のメイン処理を終了する。また、Ｓ３１の処理で、制御装置６０から送信許可信号を受信していない場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、Ｓ３２の処理をスキップし、Ｓ３３の処理を実行して漏洩電流監視装置８０のメイン処理を終了する。なおＳ３３の処理としては、基準電位差Ｖｓを変更する処理や、ピーク検出処理Ｓ２８で用いる閾値を変更する処理、外部サーバ９０から受信した信号に基づく処理などが挙げられる。例えば、ピーク検出処理Ｓ２８で用いる閾値を変更する操作を外部サーバ９０で行い、その変更の信号を外部サーバ９０から無線通信装置７１を介して漏洩電流監視装置８０が受信した場合、Ｓ３３の処理では、受信した信号に応じて閾値を変更する処理を実行する。

次に、外部サーバ９０での処理について説明する。外部サーバ９０は、Ｓ３２の処理で漏洩電流監視装置８０から送信された各メモリ８２ｃ～８２ｆの各データと固有番号とを受信した場合、固有番号（計測対象の鉄道車両１０）毎に外部サーバ９０に設けた各メモリに各データを記憶する。なお、外部サーバ９０の各メモリは、漏洩電流監視装置８０の各メモリ８２ｃ～８２ｆと略同一である。

外部サーバ９０では、漏洩電流監視装置８０から受信した各データを用いて漏洩電流の発生原因などの解析が実行される。この解析には、ＡＩによるデータ解析を用いることが好ましい。具体的に、図６（ｂ）に示すピーク検出メモリ８２ｃの内容や、図６（ｃ）に示す短期変化検出メモリ８２ｄの内容が外部サーバ９０に記憶されている場合を例示して、外部サーバ９０での解析について説明する。

図６（ｂ）に示すように、差分メモリの値（漏洩電流の値）が０．５ｍＡから閾値以上の１．２ｍＡに増加した時、制御メモリの値であるコントローラ６６の操作状態が「Ｎ」から「Ｂ１」に変化すると共に、位置メモリの値である鉄道車両１０の位置が「Ｘ１，Ｙ１」から「Ｘ２，Ｙ２」に変化している。よって、外部サーバ９０では、漏洩電流の値の増加が、コントローラ６６が「Ｂ１」である場合、又は、鉄道車両１０の位置が「Ｘ２，Ｙ２」である場合に起因していると推定できる。

更に、この後、鉄道車両１０の位置が「Ｘ２，Ｙ２」から殆ど動かず、コントローラ６６の状態が「Ｂ１」から「Ｎ」等の別の状態に変化したときに、漏洩電流の値が閾値未満になったと仮定する。この場合、外部サーバ９０では、コントローラ６６が「Ｂ１」である場合に限って通電される電気回路に、漏洩電流の値の増加の原因があると推定できる。

一方、コントローラ６６の状態が「Ｂ１」のままで、鉄道車両１０の位置が「Ｘ２，Ｙ２」から大きく動いたときに、漏洩電流の値が閾値未満になれば、漏洩電流の値の増加の原因が鉄道車両１０の位置であると推定できる。例えば、「Ｘ２，Ｙ２」の位置に融雪除去設備などの地上設備があった場合、その地上設備が漏洩電流の値の増加の原因であると推定できる。

また、図６（ｃ）に示すように、差分Ａｄの１分間の平均値は、コントローラ６６の状態が「Ｐ２」である場合に限って、その前の状態の「Ｎ」や「Ｂ１」よりも増加している。ここから、外部サーバ９０では、コントローラ６６が「Ｐ２」である場合に限って通電される電気回路の漏洩電流が増加傾向にあり、その回路の絶縁抵抗の劣化が進行していると推定できる。

また、漏洩電流の値の増加の原因は、コントローラ６６の操作状態や鉄道車両１０の位置に限らず、その他の走行状態データや電位差Ｖ１によっても推定が可能である。例えば、速度メモリの値である鉄道車両１０の走行速度と、コントローラ６６の操作状態とから、ＶＶＶＦインバータ２０の制御状態を特定できる。これにより、ＶＶＶＦインバータ２０の特定の制御状態で漏洩電流が増加する場合、その特定の制御状態に限って通電される電気回路に漏洩電流の値の増加の原因があると推定できる。

また、鉄道車両１０の各部の絶縁抵抗値は、温度や湿度によって変動する。そのため、絶縁抵抗値に依存する漏洩電流の値も温度や湿度によって変動する。そのため、温度メモリの値である鉄道車両１０の周囲の温度から、漏洩電流の値の変動が温度に依存したものか、それ以外の変化に依存したものかを推定できる。同様に、湿度メモリの値である鉄道車両１０の周囲の湿度から、漏洩電流の値の変動が湿度に依存したものか、それ以外の変化に依存したものかを推定できる。

以上のように、漏洩電流監視装置８０は、差分Ａｄ（漏洩電流の値）や差分Ａｄの平均値のデータに、走行状態データや電位差Ｖ１を関連付けた状態で外部サーバ９０へ送信するので、漏洩電流の発生の原因を解析し易くできる。更に、漏洩電流に対する解析を漏洩電流監視装置８０で実行する場合と比べ、漏洩電流監視装置８０を小型化およびコストダウンし易くできる。

次に図１１を参照して第２実施形態について説明する。第１実施形態では、１両編成の鉄道車両１０に漏洩電流監視装置８０が搭載される場合について説明した。これに対し、第２実施形態では、互いに連結された鉄道車両１００ａ，１００ｂ，１００ｃによる車両編成に漏洩電流監視装置１１０が設けられる場合について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図１１は、第２実施形態における鉄道車両１００ａ，１００ｂ，１００ｃの電気回路を模式的に示した回路図である。なお、図１１では、電動機用電線２４、第１低圧交流電路３２を単線図として示し、第２低圧交流電路３６の２本の電線３６ｒ，３６ｔを１本に省略して示している。

鉄道車両１００ａ～１００ｃはいずれも、車体１２と車輪１３と連結部１４とを主に備えている。鉄道車両１００ａ～１００ｃは、連結部１４同士を連結して車両編成を構成している。鉄道車両１００ａ～１００ｃにそれぞれ設けられた接地引通線４１は、連結部１４を介して互いに接続されている。

鉄道車両１００ａ～１００ｃはいずれも、車体１２の両端の連結部１４間に引き通されて互いに接続される供給引通線１８ａ（供給線の一部）を備えている。鉄道車両１００ａ，１００ｃは、それぞれパンタグラフ１７が搭載され、そのパンタグラフ１７と供給引通線１８ａとを繋ぐ供給上流線１８ｂ（供給線の一部）が設けられている。鉄道車両１００ｂは、パンタグラフ１７が搭載されておらず、鉄道車両１００ａ，１００ｃから電力の供給を受けて走行する。

鉄道車両１００ｃは、供給引通線１８ａから電力が供給されるＶＶＶＦインバータ２０と、ＶＶＶＦインバータ２０の出力側に電動機用電線２４を介して接続される電動機２２と、を備えたレール２上を自走可能な動力車である。ＶＶＶＦインバータ２０の入力側の正極端子には、供給引通線１８ａから分岐した電線が接続され、ＶＶＶＦインバータ２０の負極端子には、接地引通線４１から分岐した接地側電線４５が接続される。

鉄道車両１００ａ，１００ｂは、電動機２２を持たず鉄道車両１００ｃに付随して走行する付随車である。なお、鉄道車両１００ａ，１００ｂに電動機２２を搭載し、その電動機２２と鉄道車両１００ｃのＶＶＶＦインバータ２０とを電動機用電線２４で接続しても良い。

鉄道車両１００ｂは、供給引通線１８ａから電力が供給されるＳＩＶ３０と、そのＳＩＶ３０の出力側に接続される第１低圧交流電路３２と、第１低圧交流電路３２に１次巻線が接続される絶縁トランス３４と、その絶縁トランス３４の２次巻線に接続される第２低圧交流電路３６と、を備えている。ＳＩＶ３０の入力側の正極端子には、供給引通線１８ａから分岐した電線が接続され、ＳＩＶ３０の負極端子には、接地引通線４１から分岐した接地側電線４５が接続される。

鉄道車両１００ａ，１００ｃには、鉄道車両１００ｂの第１低圧交流電路３２に連結部１４を介して接続される第１低圧交流電路３２と、鉄道車両１００ｂの第２低圧交流電路３６に連結部１４を介して接続される第２低圧交流電路３６と、がそれぞれ設けられている。鉄道車両１００ａ～１００ｃの第１低圧交流電路３２には、複数の三相交流機器１５が接続され、第２低圧交流電路３６には単相交流機器１６及び直流機器１９が接続されている。

このような鉄道車両１００ａ～１００ｃによる車両編成は、電気回路に生じる漏洩電流を監視する漏洩電流監視装置１１０を備えている。本実施形態では、漏洩電流監視装置１１０の本体（ＣＰＵ７１等）は、鉄道車両１００ａに搭載されている。なお、漏洩電流監視装置１１０の本体を鉄道車両１００ｂ，１００ｃに搭載しても良く、漏洩電流監視装置１１０の本体を鉄道車両１００ａ～１００ｃにそれぞれ搭載して、それらの本体を互いに通信可能に構成しても良い。

漏洩電流監視装置１１０は、鉄道車両１００ａ，１００ｃの供給上流線１８ｂがそれぞれ通される供給側変流器（供給側計測器）８７ａ，８７ｃと、鉄道車両１００ａ，１００ｂ，１００ｃの集約線４２がそれぞれ通される接地側変流器（接地側計測器）８８ａ，８８ｂ，８８ｃと、鉄道車両１００ａの供給上流線１８ｂと集約線４２との間の電位差を計測する電位差検出部８９と、を備えている。漏洩電流監視装置１１０は、第１実施形態における漏洩電流監視装置８０に対し、供給側変流器８７ａ，８７ｃ及び接地側変流器８８ａ～８８ｃの数が増えた点以外は、漏洩電流監視装置８０と略同一に構成されている。

供給側変流器８７ａ，８７ｃは、供給上流線１８ｂが通されて供給上流線１８ｂの電流値を計測する。これにより、例えば鉄道車両１００ａのパンタグラフ１７からの電流と、鉄道車両１００ｃのパンタグラフ１７からの電流とが、それぞれ鉄道車両１００ｂの供給引通線１８ａを流れる場合でも、鉄道車両１００ａ，１００ｃそれぞれにパンタグラフ１７から供給される電力の電流値を供給側変流器８７ａ，８７ｃで正確に検出できる。

鉄道車両１００ａ～１００ｃによる車両編成では、鉄道車両１００ａ，１００ｃのパンタグラフ１７からの電流であって供給側変流器８７ａ，８７ｃを通る電流が、鉄道車両１００ａの集約線４２（接地側変流器８８ａ）を通る電流と、鉄道車両１００ｂの集約線４２（接地側変流器８８ｂ）を通る電流と、鉄道車両１００ｃの集約線４２（接地側変流器８８ｃ）を通る電流と、鉄道車両１００ａ～１００ｃに生じて集約線４２を迂回する漏洩電流と、に分かれる。

これらの電流のうち、漏洩電流監視装置１１０は、鉄道車両１００ａ，１００ｃのパンタグラフ１７からの電流を供給側変流器８７ａ，８７ｃで計測でき、鉄道車両１００ａ～１００ｃの集約線４２を通る電流を接地側変流器８８ａ～８８ｃで計測できる。よって、これらの電流値から、集約線４２を迂回する漏洩電流を精度良く算出でき、第１実施形態と同様に漏洩電流の検出精度を向上できる。

具体的に、漏洩電流監視装置１１０において、差分Ａｄ（漏洩電流の値）の算出に用いる電流値Ａ１は、供給側変流器８７ａの電流値と供給側変流器８７ｃの電流値との合計である。また、差分Ａｄの算出に用いる電流値Ａ２は、接地側変流器８８ａ～８８ｃそれぞれの電流値の合計である。

更に、漏洩電流監視装置１１０は、差分Ａｄだけでなく、供給側変流器８７ａ，８７ｃそれぞれの電流値と、接地側変流器８８ａ～８８ｃのそれぞれの電流値とを外部サーバ９０へ送信しても良い。これにより、各電流値に基づき、鉄道車両１００ａ～１００ｃのうちいずれの車両に漏洩電流が発生しているかを解析できる可能性がある。

また、鉄道車両１００ａ～１００ｃによる車両編成では、例えば、鉄道車両１００ａの接地引通線４１から鉄道車両１００ｂの接地引通線４１へ流れる電流が、連結部１４を通らずに、集約線４２、車輪１３及びレール２を通ってしまうことがある。このような電流を循環による迷走電流と言う。この循環による迷走電流は集約線４２を通るので、接地側変流器８８ａ～８８ｃの電流値から迷走電流の発生を解析できる。同様に、循環以外の迷走電流も、集約線４２を通るものであれば、接地側変流器８８ａ～８８ｃの電流値から迷走電流の発生を解析できる。

次に図１２を参照して第３実施形態について説明する。第１，２実施形態では、直流電車である鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃに漏洩電流監視装置８０，１１０が搭載される場合について説明した。これに対し、第３実施形態では、交流電車である鉄道車両１５０に漏洩電流監視装置８０が搭載される場合について説明する。なお、第１，２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図１２は、第３実施形態における鉄道車両１５０の電気回路を模式的に示した回路図である。鉄道車両１５０は、交流電車であって、車体１２と車輪１３と連結部１４とを主に備えている。

レール２の上方に架け渡される架線１４０には、接地されたレール２に対し変電所１４１で起電力を生じさせることで、高電圧（本実施形態では２５０００Ｖ）の単相交流電流が流れる。パンタグラフ１７を上昇させて架線１４０に接触させることで、架線１４０からパンタグラフ１７を介して鉄道車両１５０の供給上流線１８ｂ及び供給引通線１８ａに車両走行用の交流電力が供給される。

供給引通線１８ａから分岐した電線と、接地引通線４１から分岐した接地側電線４５とは、主変圧器１５１の１次巻線で連結される。主変圧器１５１は、入力された電圧を変圧して出力すると共に入力側と出力側とを絶縁する絶縁トランスであって、入力側の１次巻線に対して出力側に２次巻線と３次巻線とが設けられている。

主変圧器１５１の２次巻線には、主変圧器１５１から出力された交流電力を直流電力へ変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１５２が接続される。このＡＣ／ＤＣコンバータ１５２の出力側にはＶＶＶＦインバータ２０が接続される。ＶＶＶＦインバータ２０から電動機用電線２４を介して電動機２２へ交流電力が供給される。

主変圧器１５１の３次巻線には、第１低圧交流電路３２が接続される。第１低圧交流電路３２には絶縁トランス３４の１次巻線が接続され、その絶縁トランス３４の２次巻線に第２低圧交流電路３６が接続されている。この第３実施形態における第１低圧交流電路３２は、第１，２実施形態における三相の第１低圧交流電路３２に対し、単相である点以外は同一に構成されるので、同一の符号を付して説明を省略する。第１低圧交流電路３２には、４４０Ｖの単相交流で作動する空調機器などの単相交流機器１５ａが設けられる。

同様に、第３実施形態における第２低圧交流電路３６は、第１，２実施形態における第２低圧交流電路３６に対し、電線の本数が異なる点以外は同一に構成されるので、同一の符号を付して説明を省略する。第２低圧交流電路３６には、１００Ｖの単相交流で作動する複数の単相交流機器１６と、整流器（図示せず）を介して複数の直流機器１９とが設けられる。

また、第３実施形態における絶縁トランス３４は、第１低圧交流電路３２から入力された４４０Ｖの単相交流を１００Ｖの単相交流に変換して第２低圧交流電路３６へ出力するものである。なお、絶縁トランス３４を省略し、第２低圧交流電路３６に接続する４次巻線を主変圧器１５１に設け、主変圧器１５１で変圧した１００Ｖの単相交流を第２低圧交流電路３６へ出力しても良い。

このような鉄道車両１５０は、電気回路に生じる漏洩電流を監視する漏洩電流監視装置８０を備えている。漏洩電流監視装置８０の供給側変流器８７は、供給上流線１８ｂが通されて供給上流線１８ｂの電流値を計測する。漏洩電流監視装置８０の接地側変流器８８は、集約線４２が通されて集約線４２の電流値を計測する。第３実施形態における供給側変流器８７及び接地側変流器８８は、交流の電流値を計測可能に構成されているが、その構成は既知であるため説明を省略する。また、漏洩電流監視装置８０の電位差検出部８９は、供給上流線１８ｂと集約線４２との間の電位差を計測する。

鉄道車両１５０では、例えば供給引通線１８ａから車体１２への漏洩電流が生じてその他の漏洩電流が生じていない場合、その漏洩電流は、集約線４２（接地側変流器８８）を迂回するように車体１２、接地端子部４３、レール２を流れる。この漏洩電流のルートは、向きが異なるだけで第１実施形態と略同一である。

また、主変圧器１５１の出力側または絶縁トランス３４の出力側の電気回路で車体１２との間に漏洩電流が生じた場合も、第１実施形態と同様のルートで漏洩電流が流れる。具体的に、その漏洩電流は、主変圧器１５１や絶縁トランス３４へ戻るように車体１２、接地端子部４３、集約線４２を通る。

よって、漏洩電流監視装置８０は、供給側変流器８７の電流値Ａ１と、接地側変流器８８の電流値Ａ２とを計測することにより、第１実施形態と同様に漏洩電流の検出精度を向上できる。更に、第１実施形態と同様に、電流値Ａ１，Ａ２の変動の仕方から漏洩電流が生じた部分を推定できる。

なお、交流電車である鉄道車両１５０の電気回路に生じる漏洩電流には、対地静電容量に起因する漏洩電流Ｉｇｃと、絶縁抵抗に直接関与している対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流Ｉｇｒと、が含まれている。漏洩電流Ｉｇｃは、計測対象の電線の長さに応じて容量が増大するだけでなく、電気機器に使用されているインバータやノイズフィルター等に起因する高調波歪み電流によっても容量が増大する。

電位差検出部８９で電圧のクロスポイントを検出することによって、その検出結果と電流値Ａ１，Ａ２の差分とから漏洩電流Ｉｇｒを算出できる。なお、漏洩電流Ｉｇｒの算出には、既知の方法を用いればよく、例えば特許第４９４５７２７号公報に開示されている方法を用いればよい。

よって、第３実施形態における漏洩電流監視装置８０の図７のメイン処理では、Ｓ２４～Ｓ２６の処理に代えて、補正後の差分Ａｄとして漏洩電流Ｉｇｒを算出する処理を実行する。

次に図１３を参照して第４実施形態について説明する。第１～３実施形態では、架線４，１４０からパンタグラフ１７を介して鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０に電力が供給される場合について説明した。これに対し、第４実施形態では、パンタグラフ１７の代わりに発電機１６１を搭載した鉄道車両１６０について説明する。なお、第１～３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図１３は、第４実施形態における鉄道車両１６０の電気回路を模式的に示した回路図である。鉄道車両１６０は、車体１２と、車輪１３と、連結部１４（図示せず）と、ＶＶＶＦインバータ２０と、ＳＩＶ３０と、接地線４０と、車両走行用の電力を発生させる発電機１６１及び蓄電池１６５と、発電機１６１及び蓄電池１６５からの電力を調整して出力する調整装置１６６と、を主に備えている。

発電機１６１は、三相交流電力を発生させる三相４線式の発電機である。発電機１６１には、三相交流電力が供給される３本１組の供給線１６２，１６３，１６４が接続される。また、発電機１６１の中性点から延びる中性線１６１ａは、手動開閉器４６ｆを介して接地線４０の接地引通線４１に接続される。これにより、手動開閉器４６ｆが閉じていれば、発電機１６１の中性点が接地される。

蓄電池１６５は、直流電力を充放電する電池である。蓄電池１６５の正極には、正極線１６５ａが接続され、蓄電池１６５の負極には、負極線１６５ｂが接続されている。蓄電池１６５で生じた電流は、正極線１６５ａから各部へ供給され、負極線１６５ｂから帰ってくる。

調整装置１６６は、供給線１６２，１６３，１６４が接続され、発電機１６１からの三相交流電力を直流電力に変換して出力する装置である。更に、調整装置１６６は、正極線１６５ａ及び負極線１６５ｂが接続され、蓄電池１６５からの直流電力を、発電機１６１からの交流電力を変換した直流電力と共に出力する。例えば、調整装置１６６は、出力する電力が、発電機１６１からの交流電力を変換しただけでは足らない場合、その不足分を補うために蓄電池１６５から直流電力の供給を受けるよう制御する。

このような調整装置１６６、発電機１６１及び蓄電池１６５をまとめて、鉄道車両１６０に搭載された１つの車載電源とみなしても良い。また、発電機１６１又は蓄電池１６５のそれぞれを鉄道車両１６０に搭載された車載電源とみなしても良い。

調整装置１６６の出力側には、ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０へ直流電力を供給するための供給線１８と、ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０から直流電力が帰ってくる接地側電線４５と、が接続されている。供給線１８がＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０の入力側の正極端子に接続され、接地側電線４５がＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０の入力側の負極端子に接続される。接地側電線４５から分岐した分岐線４５ａは、手動開閉器４６ｇを介して接地引通線４１に接続される。これにより、手動開閉器４６ｇが閉じていれば、接地側電線４５が接地され、接地線４０の一部を構成する。

このような鉄道車両１６０は、発電機１６１と調整装置１６６との間で生じる漏洩電流を監視する漏洩電流監視装置１７０と、調整装置１６６の下流側で生じる漏洩電流を監視する漏洩電流監視装置１８０と、を備えている。

漏洩電流監視装置１７０は、３本の供給線１６２，１６３，１６４がそれぞれ通されて、供給線１６２，１６３，１６４の電流値をそれぞれ個別に計測する３つの供給側変流器１７１，１７２，１７３を備えている。供給側変流器（供給側計測器）１７１～１７３はいずれも、計測対象となる電線が貫通する環状の変流器から構成された計測器であり、その貫通部分を流れる電流値を計測する。発電機１６１と調整装置１６６との間で漏洩電流が生じていない場合、基本的に、３つの供給側変流器１７１～１７３の電流値の合計（差分）が０［Ａ］となる。

一方、供給側変流器１７１～１７３の下流であって発電機１６１と調整装置１６６との間で車体１２への漏洩電流が生じた場合、その漏洩電流は、車体１２、接地線４０、中性線１６１ａを流れる。よって、供給側変流器１７１～１７３の電流値の合計を漏洩電流の値として精度良く算出できる。従って、漏洩電流監視装置１７０は、供給側変流器１７１～１７３の電流値を監視することで、発電機１６１と調整装置１６６との間で生じる漏洩電流の検出精度を向上できる。

なお、３本の供給線１６２～１６４を１つの変流器に通すことで、供給線１６２～１６４を流れる電流値の合計を計測することは可能である。しかし、供給線１６２～１６４同士が離れている場合には、大径の変流器や変形自在な変流器を用いる必要があるため、使用可能な変流器の自由度が小さくなる。更に、大径の変流器や変形自在な変流器では、電流値の検出精度が低下する。

これに対し本実施形態では、３本の供給線１６２～１６４を個別に供給側変流器１７１～１７３に通すので、供給線１６２～１６４同士が離れていたとしても、供給側変流器１７１～１７３の自由度の低下を抑制できる。更に、供給側変流器１７１～１７３を小径で固定形状にし易いので、電流値の検出精度を向上できる。

また、中性線１６１ａの電流値を変流器で計測することでも、中性線１６１ａを流れる漏洩電流を検出できる。但し、中性線１６１ａには、漏洩電流以外にも、鉄道車両１６０の電気回路の各部から接地線４０を介して電流が生じることがあり、発電機１６１と調整装置１６６との間で生じる漏洩電流の検出精度が低下するおそれがある。

これに対し本実施形態では、中性線１６１ａの電流値ではなく、３本の供給線１６２～１６４の電流値の合計によって漏洩電流の値を算出するので、発電機１６１と調整装置１６６との間で生じる漏洩電流の検出精度を向上できる。

なお、漏洩電流監視装置１７０の具体的な制御方法は、電位差Ｖ１を取得せず、供給側変流器１７１～１７３の電流値の合計を差分Ａｄ（漏洩電流の値）とする以外は、第１実施形態の漏洩電流監視装置８０と略同一である。

漏洩電流監視装置１８０は、供給線１８が通される供給側変流器１８１と、接地側電線４５が通される接地側変流器１８２と、正極線１６５ａが通される蓄電池用変流器１８３と、を備えている。供給側変流器（供給側計測器）１８１、接地側変流器（供給側計測器）１８２及び蓄電池用変流器１８３はいずれも、計測対象となる電線が貫通する環状の変流器から構成された計測器であり、その貫通部分を流れる電流値を計測する。供給側変流器１８１は、供給線１８のうちＶＶＶＦインバータ２０側とＳＩＶ３０側とへ分岐する前の部位が通され、その部位の電流値Ａ１を計測する。

接地側変流器１８２は、接地側電線４５のうち、ＶＶＶＦインバータ２０側とＳＩＶ３０側とへ分岐する前の部位であって、分岐線４５ａへの分岐に対しＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０側の部位が通され、その部位の電流値Ａ２を計測する。

調整装置１６６の下流側で漏洩電流が生じていない場合、調整装置１６６から供給線１８を介しＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０へ電流が流れ、ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０から接地側電線４５を介し調整装置１６６へ電流が帰る。よって、この場合には基本的に、供給側変流器１８１の電流値Ａ１と、接地側変流器１８２の電流値Ａ２との差分Ａｄが０［Ａ］となる。

一方、調整装置１６６の下流側であって、例えば電動機２２で漏洩電流が生じた場合、その漏洩電流は、車体１２、接地線４０、分岐線４５ａを通り、接地側変流器１８２を迂回して接地側電線４５に合流し、調整装置１６６に帰る。これにより、供給側変流器１８１の電流値Ａ１と、接地側変流器１８２の電流値Ａ２との差分Ａｄを漏洩電流の値として精度良く算出できる。従って、漏洩電流監視装置１８０は、供給側変流器１８１及び接地側変流器１８２の電流値Ａ１，Ａ２を監視することで、調整装置１６６の下流側で生じる漏洩電流の検出精度を向上できる。

蓄電池用変流器１８３は、蓄電池１６５から延びる正極線１６５ａの電流値を計測する。供給線１８には、蓄電池１６５からの電流と、発電機１６１からの電流とが流れるので、供給側変流器１８１の電流値Ａ１と蓄電池用変流器１８３の電流値とから、電流値Ａ１のうち蓄電池１６５分と発電機１６１分とを算出できる。これにより、蓄電池１６５からの電流に基づいた漏洩電流の発生や、発電機１６１からの電流に基づいた漏洩電流の発生を検出できる。

なお、漏洩電流監視装置１７０の具体的な制御方法は、電位差Ｖ１を取得せず、電流値Ａ１と電流値Ａ２との差分を、電位差Ｖ１で補正せずに差分Ａｄ（漏洩電流の値）とする点と、蓄電池用変流器１８３の電流値をピーク検出メモリ８２ｃ等に記憶する点以外は、第１実施形態の漏洩電流監視装置８０と略同一である。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推測できるものである。例えば、架線４，１４０の電圧やＳＩＶ３０からの出力電圧の数値などを適宜変更しても良い。互いに連結される鉄道車両１００ａ～１００ｃの数を適宜変更しても良く、複数台の鉄道車両が連結された車両編成の一部を鉄道車両１０，１５０，１６０としても良い。

電流値Ａ１，Ａ２を取得する間隔や、走行状態データを取得する間隔、差分Ａｄの平均値を算出する間隔、その平均値の算出に用いる差分Ａｄの範囲、各リングバッファ８３ａ～８３ｄの記憶容量などを適宜変更しても良い。図９のアベレージ検出処理Ｓ２９で短期変化率および長期変化率の算出に用いる変化前の平均値を適宜変更しても良い。例えば、５分～４分前の平均値（５分～４分前に算出された複数の差分Ａｄを平均した平均値）に対する直近１分間の平均値の変化率を短期変化率や長期変化率としても良い。

また、鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０，１６０の各部の詳細な電気回路を適宜変更しても良い。鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０は、直流電車または交流電車のいずれか一方だけでなく、走行する路線に応じて直流電車と交流電車とを切り換え可能にしても良い。この場合、鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０に架線４，１４０から供給される電力に応じて、直流を検出可能な供給側変流器および接地側変流器と、交流を検出可能な供給側変流器および接地側変流器と、を切り換え可能に構成する。

上記実施形態では、漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０によって鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０，１６０の電気回路の漏洩電流を監視する場合について説明したが、これに限られない。鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０，１６０以外の電気回路の漏洩電流を漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０によって監視しても良い。例えば、鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０，１６０以外の電気回路として、各家庭や施設、工場などの屋内配線または電気設備、自動車や航空機、船舶、電化製品の電気回路などが挙げられる。

上記実施形態では、鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０，１６０がレール２上を走行する場合について説明したが、これに限られない。例えば、レールに吊り下げられる鉄道車両に本発明を適用しても良い。また、直流電車において、ＶＶＶＦインバータ２０による制御の代わりに、供給線１８からの直流電力を分圧により調整して出力する抵抗制御によって、直流用の電動機を作動させても良い。

上記実施形態では、三相４線式の交流の発電機１６１が鉄道車両１６０に搭載される場合について説明したが、これに限られない。発電機１６１を単相交流発電機、三相３線式の交流発電機に変更し、それらからの交流電力を調整装置１６６で直流電力に変換するようにしても良い。また、燃料電池を含む直流発電機に発電機１６１を変更し、調整装置１６６による電力の変換機能を省略しても良い。また、発電機を搭載せずに蓄電池１６５のみで走行する鉄道車両に本発明を適用しても良い。更に、各種の発電機や蓄電池１６５とパンタグラフ１７との両方を搭載し、それらからの電力供給を切り換え可能な鉄道車両に本発明を適用しても良い。

また、ＳＩＶ３０とＳＩＶ３０よりも上流側とを車載電源とし、その車載電源から電力が供給される３本の電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗを個別に３つの変流器に通しても良い。３本の電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗのうち接地線４０に接続されていないものが供給線であり、その供給線が通る変流器が供給側変流器である。３本の電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗのうち接地線４０に接続されたものがある場合、その接続されたものが接地線の一部であり、その接地線の一部が通る変流器が接地側変流器である。同様に、ＶＶＶＦインバータ２０や絶縁トランス３４、主変圧器１５１、ＡＣ／ＤＣコンバータと、それらよりも上流側とを車載電源とし、車載電源の下流側（出力側）の各電線を適宜、供給側変流器や接地側変流器に通しても良い。

上記第４実施形態では、漏洩電流監視装置１７０，１８０が、電位差Ｖ１を計測する電位差検出部８９を備えない場合について説明したが、これに限られない。例えば、供給線１８と接地線４０との間の電位差Ｖ１を計測する電位差検出部８９を漏洩電流監視装置１８０に設け、電位差Ｖ１で補正した差分Ａｄを算出しても良い。

同様に、三相交流が流れる供給線１６２，１６３，１６４の相間から電圧のクロスポイントを検出する電位差検出部８９を漏洩電流監視装置１７０に設け、補正後の差分Ａｄとして漏洩電流Ｉｇｒを算出しても良い。なお、漏洩電流Ｉｇｒを算出するために、電圧のクロスポイントを検出する対象が三相３線式の場合、電位差検出部８９は、接地されていない２相間の電圧のクロスポイントを検出すれば良い。

また、第１～３実施形態における漏洩電流監視装置８０，１１０の電位差検出部８９を省略しても良い。架線４の電圧を計測する電圧計が鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０に搭載されている場合、その電圧計を電位差検出部８９として用いても良い。

上記実施形態では、接地端子部４３とレール２（各車輪１３）との間の電位差を０［Ｖ］と仮定する場合について説明したが、これに限られない。接地端子部４３とレール２（各車輪１３）との間の電位差Ｖ２を計測する第２電位差検出部を漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０に設けても良い。例えば、この電位差Ｖ２と、電位差検出部８９による電位差Ｖ１とによって、電流値Ａ１，Ａ２の差分を補正しても良い。

上記実施形態では、漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０において、供給側変流器８７，８７ａ，８７ｃ，１７１～１７３，１８１及び接地側変流器８８，８８ａ～８８ｃ，１８２の電流値に基づき差分Ａｄ（漏洩電流の値）を算出する場合について説明したが、これに限られない。例えば、漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０で差分Ａｄを算出せずに、外部サーバ９０で差分Ａｄを算出しても良い。即ち、漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０は、供給側変流器８７，８７ａ，８７ｃ，１７１～１７３，１８１及び接地側変流器８８，８８ａ～８８ｃ，１８２の電流値や、電位差検出部８９による電位差Ｖ１を外部サーバ９０へ送信するだけのものでも良い。また、外部サーバ９０を設けず、差分Ａｄ及び走行状態データに基づく解析を漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０で行うようにしても良い。

上記実施形態では、外部サーバ９０への送信が許可されたデータが記憶される各メモリ８２ｃ～８２ｆに、差分Ａｄに関するデータとして差分Ａｄ自体や差分Ａｄの平均値を記憶する場合について説明したが、これに限られない。差分Ａｄに関するデータとして電流値Ａ１，Ａ２を各メモリ８２ｃ～８２ｆに記憶し、差分Ａｄに基づき選定した電流値Ａ１，Ａ２を外部サーバ９０へ送信するようにしても良い。

また、外部サーバ９０と漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０とが無線通信装置７１を介して通信可能である場合、差分Ａｄに基づいて外部サーバ９０への送信を許可すると判断したデータを、各メモリ８２ｃ～８２ｆに記憶せず、外部サーバ９０へ直接送信しても良い。

各メモリ８２ｃ～８２ｆを鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０，１６０のＨＤＤ６２に設け、各メモリ８２ｃ～８２ｆのデータを鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０，１６０から外部サーバ９０へ送信しても良い。更に、走行状態リングバッファ８３ａを鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１５０，１６０のＨＤＤ６２やＲＡＭ６３に設けても良い。

また、各メモリ８２ｃ～８２ｆに、差分Ａｄ自体や差分Ａｄの平均値と一緒に走行状態データを記憶しなくても良い。この場合、走行状態リングバッファ８３ａに記憶された走行状態データと、各メモリ８２ｃ～８２ｆに記憶されたデータとは、各データの計測時刻（算出時刻）により関連付けられている。そのため、各メモリ８２ｃ～８２ｆに記憶されたデータを外部サーバ９０へ送信するとき、そのデータの計測時刻と同一時刻に計測（所得）された走行状態データを外部サーバ９０へ送信すれば良い。

上記実施形態では、漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０のＣＰＵ８１において、供給側変流器８７，８７ａ，８７ｃ，１７１～１７３，１８１及び接地側変流器８８，８８ａ～８８ｃ，１８２の電流値をデジタル化して取得する場合について例示したが、これに限られない。例えば、供給側変流器８７，８７ａ，８７ｃ，１７１～１７３，１８１及び接地側変流器８８，８８ａ～８８ｃ，１８２の電流値をアナログ信号のまま合成し、それらの電流値の差分（合計）をデジタル化してＣＰＵ８１に取得させても良い。また、供給側変流器８７，８７ａ，８７ｃ，１７１～１７３，１８１及び接地側変流器８８，８８ａ～８８ｃ，１８２の電流値や、電位差検出部８９による電位差Ｖ１をデジタル化する場合には、そのデジタル化する変換器と、入出力ポート８５とを無線で通信しても良い。

上記実施形態では、漏洩電流監視装置８０，１１０，１７０，１８０でピーク検出処理Ｓ２８、アベレージ検出処理Ｓ２９及びサイクル収集処理Ｓ３０を実行する場合について説明したが、これに限られない。例えば、ピーク検出処理Ｓ２８、アベレージ検出処理Ｓ２９及びサイクル収集処理Ｓ３０の少なくとも１を実行し、その他の処理を実行しなくても良い。

上記実施形態では、ピーク検出処理Ｓ２８において、スタート位置Ｓからエンド位置Ｅまでの差分Ａｄをピーク検出メモリ８２ｃに記憶する場合について説明したが、これに限られない。例えば、差分リングバッファ８３ｂの最新位置の差分Ａｄが閾値未満から閾値以上になった場合に、１５秒前から最新位置までの差分Ａｄをピーク検出メモリ８２ｃに記憶し、差分Ａｄが閾値以上から閾値未満になってから１５秒経過するまで、新たに算出された最新位置の差分Ａｄを毎回のピーク検出処理Ｓ２８でピーク検出メモリ８２ｃに記憶するように制御しても良い。

上記第１～３実施形態では、集約線４２を接地側変流器８８，８８ａ～８８ｃに通す場合について説明したが、これに限られない。例えば、接地側電線４５を接地側変流器８８，８８ａ～８８ｃに通し、ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０の入力側の漏洩電流のみを検出できるようにしても良い。

上記第４実施形態において、集約線４２が通る変流器を漏洩電流監視装置１７０，１８０に追加しても良い。例えば、集約線４２が通る変流器によって、集約線４２を通る迷走電流を検出できるので、その迷走電流の影響を排除して漏洩電流を解析できる。

上記第１，２実施形態では、絶縁トランス３４が第１低圧交流電路３２の三相交流を単相３線式の交流に変換して第２低圧交流電路３６へ出力する場合について説明したが、これに限られない。例えば、三相交流を三相４線式の交流に変換（変圧）するように絶縁トランス３４を構成し、接地線４０に繋がる１本の中性線（電線３６ｎ）と、接地線４０に繋がらない３本の電線（電線３６ｒ，３６ｔ及び追加の電線）それぞれとの間から１００Ｖの単相交流を取り出すように第２低圧交流電路３６を構成しても良い。

また、第１低圧交流電路３２の三相交流から単相交流を取り出し、その取り出した単相交流を絶縁トランス３４で変圧して第２低圧交流電路３６へ出力しても良い。具体的に例えば、絶縁トランス３４の１次巻線で第１低圧交流電路３２の電線３２ｖと接地線４０とを繋ぎ、絶縁トランス３４の２次巻線で第２低圧交流電路３６の電線３６ｒと接地線４０（電線３６ｎ）とを繋いでも良い。

上記第３実施形態では、主変圧器１５１の３次巻線に第１低圧交流電路３２が接続される場合について説明したが、これに限られない。主変圧器１５１の３次巻線を省略して、鉄道車両１５０に上記第１，２実施形態におけるＳＩＶ３０を搭載し、ＳＩＶ３０に第１低圧交流電路３２を接続しても良い。この場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５２の出力側とＶＶＶＦインバータ２０の入力側とを繋ぐ正負の電線をそれぞれ分岐させ、その分岐した正負の電線をそれぞれＳＩＶ３０の入力側に接続する。

上記実施形態では、供給側変流器８７，８７ａ，８７ｃ，１７１～１７３，１８１、接地側変流器８８，８８ａ～８８ｃ，１８２及び蓄電池用変流器１８３のそれぞれは、計測対象となる電線が貫通する環状の変流器から構成されて、その貫通部分を流れる電流の値を計測する計測器である場合について説明した。しかし、これらの変流器を、計測対象の電線を流れる電流の値を計測可能な他の計測器に代えても良い。他の計測器としては、通電により電線に生じた磁界を計測し、その磁界に基づいて電流の値を計測する非環状のものが例示される。また、他の計測器としては、１本の電線の電流を個別に計測するものに限られるが、シャント抵抗を用いたものが例示される。

２ レール
４，１４０ 架線
１０，１００ｂ，１５０，１６０ 鉄道車両
１００ａ，１００ｃ 鉄道車両（電力供給車）
１３ 車輪
１４ 連結部
１５ 三相交流機器（電気機器の一種）
１６ 単相交流機器（電気機器の一種）
１７ パンタグラフ
１８，１６２，１６３，１６４ 供給線
１８ａ 供給引通線
１８ｂ 供給上流線
１９ 直流機器（電気機器の一種）
２０ ＶＶＶＦインバータ（電気機器の一種）
２２ 電動機（電気機器の一種）
３０ ＳＩＶ（電気機器の一種）
３４ 絶縁トランス（電気機器の一部）
４０ 接地線
４１ 接地引通線
４２ 集約線
４３ 接地端子部
７１ 無線通信装置（送信部）
８０，１１０，１７０，１８０ 漏洩電流監視装置（監視装置）
８７，８７ａ，８７ｃ，１７１，１７２，１７３，１８１ 供給側変流器（供給側計測器）
８８，８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，１８２ 接地側変流器（接地側計測器）
８９ 電位差検出部
１５１ 主変圧器（電気機器の一種）
１５２ ＡＣ／ＤＣコンバータ（電気機器の一種）
１６１ 発電機（車載電源）
１６１ａ 中性線
１６５ 蓄電池（車載電源）
１６６ 調整装置（電気機器の一種）
Ｓ２６，Ｓ４８，Ｓ５１，Ｓ６５，Ｓ６８，Ｓ７２ 電位関連付手段
Ｓ２１ 取得手段
Ｓ４８，Ｓ５１，Ｓ６５，Ｓ６８，Ｓ７２ 状態関連付手段
Ｓ２６ 差分算出手段
Ｓ４１～Ｓ４７，Ｓ５０，Ｓ６３，Ｓ６４，Ｓ６６，Ｓ６７ 送信判断手段
Ｓ４８，Ｓ５１，Ｓ６５，Ｓ６８ 送信許可手段

Claims (9)

1. 架線から電力の供給を受けるパンタグラフと、車両走行用の電力を発生させる三相４線式以外の車載電源との内の少なくとも一方が搭載されてレール上を走行する鉄道車両であって、
   前記レール上を転動する複数の車輪と、
   その車輪に接続されて接地される接地線と、
   前記パンタグラフ又は前記車載電源から電力が供給される供給線と、
   その供給線および前記接地線を含む電気回路に接続されて前記供給線からの電力によって作動する電気機器と、
   前記電気回路に生じる漏洩電流を監視する監視装置と、を備え、
   その監視装置は、
   前記供給線の電流値を計測する供給側計測器と、
   前記接地線の電流値を計測する接地側計測器と、
   を備えていることを特徴とする鉄道車両。
2. 前記鉄道車両のレール方向の両端部にそれぞれ設けられて別車両に連結可能な一対の連結部を備え、
   前記供給線は、
   一対の前記連結部の間に引き通されて前記別車両に接続可能な供給引通線と、
   その供給引通線と前記パンタグラフ又は前記車載電源とを繋ぐ供給上流線と、を備え、
   前記供給側計測器は、前記供給上流線の電流値を計測することを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
3. 前記鉄道車両のレール方向の両端部にそれぞれ設けられて別車両に連結可能な一対の連結部を備え、
   前記接地線は、
   一対の前記連結部の間に引き通されて前記別車両に接続可能であると共に前記電気機器が接続される接地引通線と、
   その接地引通線から分岐する集約線と、
   複数の前記車輪を同電位とするようにこれらの車輪と前記集約線とを連結する接地端子部と、を備え、
   前記接地側計測器は、前記集約線の電流値を計測することを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
4. 前記監視装置は、
   前記供給線と前記接地線との間の電位差を計測する電位差計測部と、
   その電位差計測部で計測した電位差をその計測時の前記供給側計測器および前記接地側計測器の電流値に関連付ける電位関連付手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
5. 前記監視装置は、
   前記鉄道車両の走行状態を取得する取得手段と、
   その取得手段で取得した走行状態をその取得時の前記供給側計測器および前記接地側計測器の電流値に関連付ける状態関連付手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
6. 前記供給側計測器および前記接地側計測器で計測した電流値に関するデータを前記鉄道車両の外部へ送信する送信部を備えることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
7. 前記監視装置は、
   前記供給側計測器の電流値と前記接地側計測器の電流値との差分を算出する差分算出手段と、
   その差分算出手段で算出された差分に基づき、その差分に関するデータを前記送信部から前記鉄道車両の外部へ送信するかを判断する送信判断手段と、
   その送信判断手段で送信すると判断した場合に、前記差分に関するデータを前記送信部から前記鉄道車両の外部へ送信可能とする送信許可手段と、
   を備えることを特徴とする請求項６記載の鉄道車両。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の鉄道車両を電力供給車とする車両編成内において、その電力供給車から電力の供給を受けてレール上を走行する鉄道車両であって、
   前記レール上を転動する複数の車輪と、
   前記電力供給車に直接または別の車両を介して連結される連結部と、
   その連結部を介して前記電力供給車から供給される電力によって作動する電気機器と、
   その電気機器を前記車輪に連結して接地させる自車接地線と、
   その自車接地線の電流値を計測する自車接地側計測器と、を備えていることを特徴とする鉄道車両。
9. レール上を走行する鉄道車両であって、
   前記レール上を転動する複数の車輪と、
   その車輪に接続されて接地される接地線と、
   その接地線に中性線が接続される三相４線式の電源であって車両走行用の電力を発生させる車載電源と、
   その車載電源から電力が供給される３本の供給線と、
   それらの供給線を含む電気回路に接続されて前記供給線からの電力によって作動する電気機器と、
   前記電気回路に生じて前記中性線を通る漏洩電流を監視する監視装置と、を備え、
   その監視装置は、３本の前記供給線の電流値をそれぞれ個別に計測する３つの供給側計測器を備えていることを特徴とする鉄道車両。
   
   

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