JP3079262U - 踏切保安システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雷サージに対して高い耐性を有する踏切保安
システムを提供する。 【解決手段】 踏切制御装置１０Ａから供給される交流
電力は、耐雷トランス１４を介して電源線３１，３２に
出力され、踏切制御子２０Ａ側の耐雷トランス２７で受
電される。一方、踏切制御子２０Ａから出力される列車
の検知信号は、インバータ２９で交流に変換され、耐雷
トランス２８を介して信号線３３，３４に送出される。
踏切制御装置１０Ａでは、信号線３３，３４上の検知信
号が耐雷トランス１５を介して受信され、整流器１６で
直流に変換されて制御回路１３に与えられる。このよう
に、踏切制御装置１０Ａ及び踏切制御子２０Ａとケーブ
ル３０との間を、耐雷トランスを介して接続することに
より、ケーブル３０から侵入する雷サージを効果的に大
地へ放電させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、鉄道における踏切保安システム、特にその雷サージ対策に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

図２は、従来の踏切保安システムの構成図である。 この踏切保安システムは、列車の走行位置に基づいて踏切警報機や踏切遮断機 を制御する踏切制御装置１０と、列車の位置を検知するための複数の踏切制御子 ２０（但し、図には１個のみ記載）と、踏切制御装置１０と各踏切制御子２０を 接続する信号ケーブル３０で構成されている。

【０００３】 踏切制御装置１０は、踏切付近に設置された踏切器具箱内に収容されるもので 、電源部１１、保安器（ＰＤ）１２及び制御回路１３を有している。

【０００４】 電源部１１は、各踏切制御子２０に電力を供給するもので、直流（ＤＣ）の信 号電源用を、４００Ｈｚ，２００Ｖの交流（ＡＣ）に変換するインバータが用い られている。電源部１１の出力側は、信号ケーブル３０の電源線３１，３２に接 続されている。また、電源線３１，３２の線間には、バリスタと避雷管を組み合 わせた保安器１２が接続され、これらの電源線３１，３２から侵入する雷サージ が、この保安器１２で吸収されるようになっている。

【０００５】 制御回路１３は、複数の踏切制御子２０から与えられる検知信号に従って、踏 切警報機や踏切遮断機の動作を制御するもので、リレーや半導体素子を用いた論 理回路で構成されている。制御回路１３には、信号ケーブル３０の信号線３３， ３４を介して、各踏切制御子２０からの検知信号が、２４Ｖの直流電圧のオン／ オフとして与えられるようになっている。

【０００６】 踏切制御子２０は、踏切前後の線路沿いに配置された踏切制御子箱内に収容さ れるもので、電源部２１、発振器２２、リレー２３及び保安器２４，２５，２６ を有している。

【０００７】 電源部２１は、踏切制御装置１０から電源線３１，３２を介して与えられる交 流を、２４Ｖの直流に変換するものである。電源部２１から出力される直流電圧 は発振器２２に供給されると共に、リレー２３の接点２３ｃを介して信号線３３ ，３４に出力されるようになっている。

【０００８】 発振器２２は、制御区間のレール（軌道回路）を帰還回路とする発振回路によ って、このレール部分に存在する列車を検知するものである。列車が制御区間内 に進入すると発振が停止してリレー２３が無励磁となる閉電路型と、列車が進入 すると発振してリレー２３を動作させる開電路型がある。

【０００９】 保安器２４〜２６は、踏切制御装置１０側の保安器１２と同様に、バリスタと 避雷管を組み合わせたもので、それぞれ電源線３１，３２、信号線３３，３４、 及び軌道回路を伝わって侵入する雷サージから、電源部２１や発振器２２等を保 護するものである。

【００１０】 このような踏切保安システムでは、踏切制御装置１０の電源部１１で４００Ｈ ｚ，２００Ｖの交流電源が生成され、信号ケーブル３０を介して各踏切制御子２ ０に供給される。

【００１１】 各踏切制御子２０では、与えられた交流電源が電源部２１によって２４Ｖの直 流電源に変換され、発振器２２とリレー２３の接点２３ｃに与えられる。例えば 、閉電路型の踏切制御子２０では、列車が存在しないときは、発振器２２が軌道 回路を帰還回路として発振し、リレー２３が動作して接点２３ｃが閉じる。これ により、２４Ｖの直流電圧が信号線３３，３４を介して踏切制御装置１０側へ出 力される。

【００１２】 ここで、列車が制御区間内に進入すると発振器２２の発振が停止し、リレー２ ３が無励磁となって接点２３ｃが開く。これにより、信号線３３，３４を介して 踏切制御装置１０側へ出力されていた２４Ｖの直流電圧が停止する。

【００１３】 踏切制御装置１０では、各踏切制御子２０から信号線３３，３４を介して入力 される直流電圧のオン／オフによる検知信号に基づいて、列車の接近や通過を判 定し、踏切警報機や踏切遮断機の動作を制御する。

【００１４】 このような踏切保安システムでは、踏切制御装置１０と各踏切制御子２０との 間が、信号ケーブル３０で接続されている。このため、落雷や平行する電力線の 短絡事故等により、この信号ケーブル３０に雷サージが印加されることがある。 雷サージが信号ケーブル３０の電源線３１，３２に印加されると、踏切制御装置 １０側に設けられた保安器１２と、踏切制御子２０側に設けられた保安器２４の 避雷管が放電し、電源部１１，２１への雷サージの侵入が阻止される。また、信 号線３３，３４に印加された雷サージは、各踏切制御子２０側の保安器２５によ って阻止され、軌道回路から侵入する雷サージは、保安器２６によって阻止され る。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の踏切保安システムでは、次のような課題があった。 保安器１２，２４〜２６のサージ吸収能力は余り大きくないので、これを越え る雷サージ電流が流れると、これらの保安器が損傷して踏切制御装置１０や踏切 制御子２０の内部の回路を破壊することがあった。

【００１６】 本考案は、前記従来技術が持っていた課題を解決し、雷サージに対して高い耐 性を有する踏切保安システムを提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】 前記課題を解決するために、本考案は、鉄道踏切付近の所定区間の軌道上に列 車が存在するか否かを検知する複数の踏切制御子、該踏切制御子に電力を供給す ると共に該踏切制御子の検出信号に基づいて踏切警報機または踏切遮断機を制御 する踏切制御装置、及び該踏切制御子と踏切制御装置の間を接続するケーブルを 備えた踏切保安システムにおいて、踏切制御装置と踏切制御子を次のように構成 している。

【００１８】 即ち、踏切制御装置は、踏切制御子に供給する交流を出力する第１の電源部と 、一次巻線が前記電源部の出力側に接続され、二次巻線がケーブル中の電源線に 接続されると共に、一次巻線及び二次巻線の間に静電遮蔽用の接地された遮蔽導 体を備えた第１の耐雷トランスと、踏切制御子に対応して設けられてそれぞれ一 次巻線がケーブル中の信号線に接続された第２の耐雷トランスと、第２の耐雷ト ランスの二次巻線から与えられる交流信号を整流して検知信号を生成する整流器 と、整流器から与えられる検知信号に基づいて踏切警報機または踏切遮断機を制 御する制御回路とを有している。

【００１９】 また、踏切制御子は、一次巻線が前記ケーブル中の電源線に接続された第３の 耐雷トランスと、第３の耐雷トランスの二次巻線から与えられる交流を直流の電 源電圧に変換する第２の電源部と、この電源電圧で駆動されて所定区間内の列車 の有無を検知する列車検知部と、列車検知部の検知結果に基づいて交流信号を出 力する信号出力部と、一次巻線が信号出力部の出力側に接続され、二次巻線がケ ーブル中の信号線に接続された第４の耐雷トランスとを有している。

【００２０】 本考案によれば、以上のように踏切保安システムを構成したので、次のような 作用が行われる。

【００２１】 踏切制御装置の第１の電源部から出力された交流は、第１の耐雷トランスを介 してケーブルに送出される。ケーブルに送出された交流は、踏切制御子の第３の 耐雷トランスを介して第２の電源部に与えられる。第２の電源部において、与え られた交流が直流の電源電圧に変換され、列車検知部に供給される。列車検知部 は供給された電源電圧によって駆動され、所定区間内の列車の有無が検知される 。

【００２２】 列車検知部の検知結果は信号出力部に与えられ、この検知結果に基づいた交流 信号が生成され、第４の耐雷トランスを介してケーブルに送出される。ケーブル に送出された交流信号は、踏切制御装置の第２の耐雷トランスを介して整流器に 与えられ、検知信号が生成される。検知信号は制御回路に与えられ、この検知信 号に基づいて踏切警報機や踏切遮断機が制御される。

【００２３】 ここで、例えば落雷や事故電流等によってケーブルに雷サージが印加されると 、このケーブルを伝わって伝搬した雷サージは、ケーブルの両端に設置された第 １〜第４の耐雷トランスにおいて、一次巻線と二次巻線の間に設けられた遮蔽導 体を介して大地に放電される。これにより、踏切制御装置や踏切制御子は、雷サ ージから保護される。

【００２４】

【考案の実施の形態】

図１は、本考案の実施形態を示す踏切保安システムの構成図であり、図２中の 要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

【００２５】 この踏切保安システムは、列車の走行位置に基づいて踏切警報器や踏切遮断機 等を制御する踏切制御装置１０Ａと、列車の位置を検出するための複数の踏切制 御子２０Ａと、踏切制御装置１０Ａと各踏切制御子２０Ａを接続する信号ケーブ ル３０で構成されている。但し、この図では、１つの踏切制御子２０Ａのみを示 している。

【００２６】 踏切制御装置１０Ａは、踏切付近に設置された踏切器具箱内に収容されるもの で、従来と同様の電源部１１及び制御回路１３に加えて、耐雷トランス１４，１ ５及び整流器１６を有している。耐雷トランス１４，１５は、従来の保安器１２ に代えて設けられたもので、一般のトランスに比べて絶縁耐圧を高くすると共に 、一次巻線と二次巻線の間に静電シールド用の遮蔽導体を設け、この遮蔽導体を 接地するように構成したものである。これにより、耐雷トランス１４，１５では 、巻線間のサージ移行率を、０．１％程度に抑えることができるようになってい る。

【００２７】 電源部１１は、各踏切制御子２０Ａに電力を供給するもので、例えば信号電源 用の直流を、４００Ｈｚ，２００Ｖの交流に変換するインバータが用いられる。 電源部１１の出力側は、巻線比が１：１の耐雷トランス１４の一次巻線に接続さ れ、この耐雷トランス１４の二次巻線が、信号ケーブル３０の電源線３１，３２ に接続されている。

【００２８】 耐雷トランス１５は、例えば巻線比が２００：２４のもので、一次巻線が信号 線３３，３４に接続され、二次巻線が整流器１６に接続されている。整流器１６ は、耐雷トランス１５の二次巻線に出力された交流を２４Ｖの直流に変換し、列 車の検知信号として制御回路１３に与えるものである。

【００２９】 制御回路１３は、整流器１６から与えられる検知信号に基づいて列車の接近や 通過を判定し、踏切警報機や踏切遮断機の動作を制御するもので、リレーや半導 体素子を用いた論理回路で構成されている。

【００３０】 一方、踏切制御子２０Ａは、踏切前後の線路沿いに配置された踏切制御子箱内 に収容されるもので、従来と同様の電源部２１、列車検知部（例えば、発振器２ ２及びリレー２３）等に加えて、耐雷トランス２７，２８及び信号出力部（例え ば、インバータ２９）を有している。

【００３１】 耐雷トランス２７は、従来の保安器２４に代えて設けられたもので、例えば巻 線比が１：１のものである。電源部２１は、踏切制御装置１０Ａから電源線３１ ，３２及び耐雷トランス２７を介して与えられた４００Ｈｚ，２００Ｖの交流を 、２４Ｖの直流の電源電圧に変換するものである。電源部２１から出力される電 源電圧は発振器２２に供給されると共に、リレー２３の接点２３ｃを介してイン バータ２９に与えられるようになっている。

【００３２】 発振器２２は、制御区間のレールを帰還回路とする発信回路によって、この帰 還回路となっているレール部分に存在する列車を検知するものである。常時発振 してリレー２３が動作し、列車が制御区間内に進入すると発振が停止してこのリ レー２３が無励磁となる閉電路型と、常時は発振しておらず、列車が進入すると 発振してリレー２３を動作させる開電路型がある。閉電路型は主に警報開始点で の列車検知に、開電路型は主に警報終止点での列車検知に使用される。なお、発 振器２２の発振周波数は１０〜４０ｋＨｚが使用され、制御区間の軌道回路は３ ０ｍ程度となっている。

【００３３】 インバータ２９は、電源部２１からリレー２３の接点２３ｃを介して与えられ る直流を、例えば１ｋＨｚ，２４Ｖの交流に変換するものである。インバータ２ ９の出力側は、耐雷トランス２８の一次巻線に接続されている。耐雷トランス２ ８は、例えば巻線比が２４：２００のもので、２４Ｖの交流電圧がこの耐雷トラ ンス２８で２００Ｖに昇圧されて、信号線３３，３４に出力されるようになって いる。

【００３４】 次に動作を説明する。 この踏切保安システムでは、踏切制御装置１０Ａの電源部１１で、４００Ｈｚ ，２００Ｖの交流が生成され、耐雷トランス１４及び信号ケーブル３０の電源線 ３１，３２を介して、各踏切制御子２０Ａに供給される。 各踏切制御子２０Ａでは、電源線３１，３２を通して供給された交流が、耐雷 トランス２７を介して電源部２１に与えられる。４００Ｈｚ，２００Ｖの交流は 、電源部２１によって２４Ｖの直流に変換され、発振器２２とリレー２３の接点 ２３ｃに与えられる。例えば、閉電路型の踏切制御子２０Ａは、列車が存在しな いとき、軌道回路を帰還回路として発振器２２が発振し、リレー２３が動作して 接点２３ｃが閉じられる。これにより、２４Ｖの直流がインバータ２９に与えら れる。

【００３５】 インバータ２９では、２４Ｖの直流が１ｋＨｚ，２４Ｖの交流に変換され、耐 雷トランス２８の一次巻線に与えられる。これにより、耐雷トランス２８の二次 巻線から２００Ｖの交流が出力され、信号線３３，３４を介して踏切制御装置１ ０Ａへ与えられる。

【００３６】 信号線３３，３４を介して踏切制御装置１０Ａに与えられた２００Ｖの交流は 、耐雷トランス１５によって２４Ｖに降圧されて整流器１６に与えられ、２４Ｖ の直流に変換されて検知信号として制御回路１３に出力される。

【００３７】 ここで、列車が制御区間内に進入すると、発振器２２の発振が停止し、リレー ２３が無励磁となって接点２３ｃが開く。これにより、インバータ２９の出力電 圧は０Ｖとなり、踏切制御装置１０Ａの制御回路１３へ与えられていた２４Ｖの 直流電圧が停止する。

【００３８】 踏切制御装置１０Ａでは、各踏切制御子２０Ａに対応して設けられた整流器１ ６から与えられる２４Ｖの直流電圧のオン／オフ、即ち検知信号に基づいて列車 の接近や通過を判定し、踏切警報機や踏切遮断機の動作を制御する。

【００３９】 このような踏切保安システムにおいて、落雷や平行する電力線の短絡事故等に よって、信号ケーブル３０に雷サージが印加されると、電源線３１，３２及び信 号線３３，３４を介して、踏切制御装置１０Ａ及び踏切制御子２０Ａに雷サージ が侵入する。

【００４０】 踏切制御装置１０Ａ側へ侵入する雷サージは、耐雷トランス１４，１５により 、踏切制御子２０Ａ側へ侵入する雷サージ電圧は、耐雷トランス２７，２８によ って阻止される。即ち、これらの耐雷トランス１４，１５，２７，２８は、高い 絶縁耐圧を有すると共に、遮蔽導体によって巻線間のサージ移行率が０．１％程 度に抑えられている。これにより、雷サージは、耐雷トランス１４，１５，２７ ，２８の遮蔽導体を介して大地へ放電され、踏切制御装置１０Ａや踏切制御子２ ０Ａの内部に侵入するサージ電圧は低レベルに抑制され、雷サージから効果的に 保護される。

【００４１】 このように、本実施形態の踏切保安システムは、次の（１）〜（４）のような 利点を有する。

【００４２】 （１） 踏切制御装置１０Ａ及び踏切制御子２０Ａと、信号ケーブル３０との接 続箇所に耐雷トランス１４等を設けている。これにより、避雷管を用いた従来の 保安器に比べて、雷サージに対して高い耐性を得ることができる。

【００４３】 （２） 避雷管を用いた保安器の場合、避雷管が一旦放電すると、元の状態に戻 るまでに所定の時間が必要であった。耐雷トランスの場合には、雷サージに影響 されず、踏切保安システムとしての正常な動作を継続することができる。

【００４４】 （３） レールに雷サージ電流や過大な電車電流が流れると、このレールと踏切 制御子２０Ａを結ぶ信号線を伝わって、サージ電流が踏切制御子２０Ａ側へ流れ 込み、保安器２６が動作することがある。図２の踏切保安システムの場合、保安 器２６が動作すると接地線の電位が上昇し、これによって信号ケーブル３０側の 保安器２４，２５が連鎖的に放電し、システムが故障したり誤動作するというこ とがあった。本実施形態では、信号ケーブル３０側に保安器を用いていないので 、そのようなおそれはない。

【００４５】 （４） 地絡事故によって大地電位が上昇した場合にも、上記（３）と同様の利 点がある。

【００４６】 なお、本考案は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この 変形例としては、例えば、次の（ａ），（ｂ）のようなものがある。

【００４７】 （ａ） 信号ケーブル３０を介して、踏切制御装置１０Ａと踏切制御子２０Ａの 間で伝送される交流の周波数及び電圧は、例示した数値に限定されない。

【００４８】 （ｂ） 踏切制御子２０Ａにおける列車検出手段は、レールを帰還回路とした発 振器２２に限定されない。例えば、自動信号機と同様の閉塞信号用の軌道回路を 用いても良い。

【００４９】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案によれば、踏切制御装置と踏切制御子の間 で電力や信号を交流で送受するために、第１及び第２の電源部と、信号出力部及 び整流器を設けている。また、踏切制御装置及び踏切制御子とケーブルとを、耐 雷トランスを介して接続するように構成している。これにより、ケーブルに印加 された雷サージは、耐雷トランスの遮蔽導体によって大地に放電され、内部の回 路や機器を効果的に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施形態を示す踏切保安システムの構
成図である。

【図２】従来の踏切保安システムの構成図である。

【符号の説明】

１０Ａ 踏切制御装置 １１，２１ 電源部 １３ 制御回路 １４，１５，２７，２８ 耐雷トランス １６ 整流器 ２０Ａ 踏切制御子 ２２ 発振器 ２３ リレー ２９ インバータ ３０ 信号ケーブル ３１，３２ 電源線 ３３，３４ 信号線

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道踏切付近の所定区間の軌道上に列車
   が存在するか否かを検知する複数の踏切制御子、該踏切
   制御子に電力を供給すると共に該踏切制御子の検知信号
   に基づいて踏切警報機または踏切遮断機を制御する踏切
   制御装置、及び該踏切制御子と踏切制御装置の間を接続
   するケーブルを備えた踏切保安システムにおいて、 前記踏切制御装置は、 前記踏切制御子に供給する交流を出力する第１の電源部
   と、 一次巻線が前記電源部の出力側に接続され、二次巻線が
   前記ケーブル中の電源線に接続されると共に、該一次巻
   線及び二次巻線の間に静電遮蔽用の接地された遮蔽導体
   を備えた第１の耐雷トランスと、 前記踏切制御子に対応して設けられ、それぞれ一次巻線
   が前記ケーブル中の信号線に接続された第２の耐雷トラ
   ンスと、 前記第２の耐雷トランスの二次巻線から与えられる交流
   信号を整流して前記検知信号を生成する整流器と、 前記整流器から与えられる検知信号に基づいて踏切警報
   機または踏切遮断機を制御する制御回路とを有し、 前記各踏切制御子は、 一次巻線が前記ケーブル中の電源線に接続された第３の
   耐雷トランスと、 前記第３の耐雷トランスの二次巻線から与えられる交流
   を直流の電源電圧に変換する第２の電源部と、 前記電源電圧で駆動されて所定区間内の列車の有無を検
   知する列車検知部と、 前記列車検知部の検知結果に基づいて交流信号を出力す
   る信号出力部と、 一次巻線が前記信号出力部の出力側に接続され、二次巻
   線が前記ケーブル中の信号線に接続された第４の耐雷ト
   ランスとを、 有することを特徴とする踏切保安システム。