JP3347951B2 - 電気車の接地検知制御装置 - Google Patents
電気車の接地検知制御装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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Description
知制御装置に係り、接地異常に対する遮断器の開閉を効
率よく行うものに関する。
の構成を示す図、図5は図4に示した遮断器を制御する
制御部の構成を示す図である。図において、1は電源と
接続されたパンタグラフ、2はこのパンタグラフ1に接
続された遮断器(以下、VCBと称す)、3はこのVC
B2と電源側巻線が接続された主変圧器、4はこの主変
圧器3の負荷側巻線に接続され、電気車を制御する変換
部を内部に配設するための変換部枠である。
入された入力接触器、6は主変圧器3の負荷側の電流を
直流に変換する変換部としてのコンバータ、7はこのコ
ンバータ6からの直流を交流に変換する変換部としての
インバータ、8はこのインバータ7に接続され、電気車
を駆動する主電動機、9は分圧抵抗器、10はこの分圧
抵抗器9の1/2に分圧された中間端子と大地との間に
接続された接地検知継電器(以下、GRと称す)で、こ
れら分圧抵抗器9およびGR10にて変換部と大地との
間に接続された接地検出回路が構成される。
の直流端子間に接続されたフィルタコンデンサ、12は
主変圧器3の負荷側巻線に接続された補助回路で、電気
車の電動機の駆動以外の例えば電気車内の照明や空調な
どを行うための回路である。13はGR10に連動する
GRリレーのb接点、14はこのb接点13と接続され
たVCB投入コイルである。
車の接地検知制御装置の動作について説明する。まず、
VCB2は車両運転開始時には投入されており、通常は
投入状態を保っている。主変圧器3の出力は複数の2次
巻線で分割され、変換部に接続されている。変換部で
は、運転台の力行/ブレーキ指令に連動し、入力接触器
5がまず投入され、次にコンバータ6およびインバータ
7の順で動作し、主電動機8に電流が供給され車両が起
動する。このような運転状態にあっては、フィルタコン
デンサ11は通常2000V程度の直流電圧に充電され
ている。
らかの原因で地絡した場合には、GR10に電流が流
れ、GR10が動作する。そして、GR10が動作する
とb接点13が開放し、VCB投入コイル14が消磁さ
れ、VCB2が開放される。そして、故障部分は、電源
から開放されることとなる。又、入力接触器5より電源
側の回路にて地絡した場合にも、上記に示した動作と同
様の動作にて対応している。
知制御装置は以上のように構成されているので、接地事
故が発生すると必ずVCB2が開放されていた。このよ
うに、VCB2が開放されると、主変圧器3に接続され
た他の変換部や補助回路12も開放される為、他の変換
部による車両の推進性能の低下や、補助回路による電気
車内の照明や空調の停止等、接地事故による影響が大き
くなるという問題点があった。
たもので、接地事故の生じた箇所に応じて、その影響す
る範囲を極力低減することができる電気車の接地検出制
御装置を得ることを目的としている。
の電気車の接地検知制御装置は、電源と変圧器の電源側
巻線との間に接続された遮断器と、変圧器の負荷側巻線
に接続され、電気車を制御する変換部と、変換部に接続
され、電気車を駆動する電動機と、変換部の、変圧器と
の接続側に挿入された入力接触器と、入力接触器より負
荷側の回路で接地が生じた場合には、入力接触器を開放
し、又、入力接触器より電源側の回路で接地が生じた場
合には、遮断器を開放する接地保護制御部とを備えた電
気車の接地検知制御装置において、変圧器の負荷側巻線
の一端を常時、変換部と接続する場合において、変換部
と大地との間に接続された接地検出回路を備え、接地保
護制御部は、接地検出回路から接地信号の入力により入
力接触器を開放し、接地信号を入力して、所定時間経過
後、接地信号が接地検出回路から継続して入力されてい
れば、遮断器を開放するようにしたものである。
地検知制御装置は、請求項1において、変換部は、変圧
器の負荷側の電流を直流に変換するコンバータと、コン
バータからの直流を交流に変換し、電動機に出力するイ
ンバータとからなり、コンバータおよびインバータの間
に接地検出回路を備えたものである。
地検知制御装置は、請求項2において、接地検出回路
は、分圧抵抗器と、分圧抵抗器の中間端子と大地との間
に接続された接地検知継電器とから成り、コンバータと
インバータとの間の直流端子間に接続された、フィルタ
コンデンサと、フィルタコンデンサの電圧を放電させる
放電回路とを備えたものである。
接地検知制御装置は、請求項2において、接地検知継電
器をコンバータおよびインバータ間の−側と大地との間
に接続させ、コンバータとインバータとの間の直流端子
間に接続された、フィルタコンデンサと、フィルタコン
デンサの電圧を放電させる放電回路とを備えたものであ
る。
地検知制御装置は、請求項3または請求項4において、
放電回路は、放電制限抵抗と放電用サイリスタとから成
り、放電用サイリスタは接地検出回路にて接地信号を検
出すると同時に動作するものである。
1はこの発明の実施の形態1の電気車の接地検知制御装
置の構成を示す図で、図2は図1に示したVCBおよび
入力接触器の接地保護制御部の構成を示す図である。図
において、15は電源と接続されたパンタグラフ、16
はこのパンタグラフ15に接続されたVCB、17はこ
のVCB16と電源側巻線が接続された主変圧器、18
はこの主変圧器17の負荷側巻線に接続され、電気車を
制御する変換部を内部に配設するための変換部枠であ
る。
に挿入された入力接触器、20は主変圧器17の負荷側
の電流を直流に変換する変換部としてのコンバータ、2
1はこのコンバータ20からの直流を交流に変換する変
換部としてのインバータ、22はこのインバータ21に
接続され、電気車を駆動する主電動機、23は分圧抵抗
器、24はこの分圧抵抗器23の1/2に分圧された中
間端子と大地との間に接続されたGRで、これら分圧抵
抗器23およびGR24にて変換部と大地との間に接続
された接地検出回路が構成される。25はコンバータ1
9とインバータ21との間の直流端子間に接続されたフ
ィルタコンデンサ、26は主変圧器17の負荷側巻線に
接続された補助回路で、電気車の電動機の駆動以外の例
えば電気車内の照明や空調などを行うための回路であ
る。
接点、28はこのb接点27に接続された入力接触器投
入コイルで、入力接触器19の開閉を行う。29は入力
接触器19に連動する補助b接点、30はこの補助b接
点29に接続されたオンディレー時素付のリレーで、フ
ィルタコンデンサ25の放電に要する時間が設定時間と
して設定されることとなる。31はこのリレー30の接
点、32はGR24に連動されたGRリレーのa接点、
33はこのa接点に接続されたGR補助リレー、34は
このGR補助リレー33に連動するGR補助リレー接
点、35はこのGR補助リレー接点34に接続されたV
CB投入コイルで、VCB16の開閉を行う。
1の電気車の接地検知制御装置の動作について説明す
る。まず、従来の場合と同様にVCB16は車両運転開
始時には投入されており、通常は投入状態を保ってい
る。主変圧器17の出力は複数の2次巻線で分割され、
変換部に接続されている。変換部では、運転台の力行/
ブレーキ指令に連動し、入力接触器19がまず投入さ
れ、次にコンバータ6およびインバータ7の順で動作
し、主電動機22に電流が供給され車両が起動する。こ
のような運転状態にあっては、フィルタコンデンサ25
は通常2000V程度の直流電圧に充電されている。
で、接地事故が発生した場合について説明する。まず、
GR24に電流が流れ、GR24が動作する。そして、
GR24が動作するとb接点27が開放し、入力接触器
投入コイル28が消磁され、入力接触器19は開放され
る。そして、変換部への主変圧器17からの電源の入力
はなくなる。
点29がオンし、リレー30が励磁され接点31がその
設定時間後にオンする。ところで、この設定時間中は、
入力接触器19の開放時迄に蓄積されたフィルタコンデ
ンサ25の電荷の放電により、GR24には電流が継続
して流れているが、上記設定時間終了直前でフィルタコ
ンデンサ25の電荷がなくなるとGR24には電流が流
れなくなる。従って、上記設定時間が経過して接点31
がオンしても、a接点32は開放されているためGR補
助リレー33は励磁されず、動作はここで終了し、VC
B16は投入されたままとなる。但し、入力接触器19
は設定時間中および設定時間経過しても再投入されない
ものとする。
電源から開放するため、他の変換部および補助回路には
電源が供給されたままとなり、不必要に電気車の性能を
低下させることがない。
で、接地事故が発生した場合について説明する。まず、
上記した場合と同様に、GR24に電流が流れ、GR2
4が動作する。そして、GR24が動作するとb接点2
7が開放し、入力接触器投入コイル28が消磁され、入
力接触器19は開放される。そして、変換部への主変圧
器17からの電源の入力はなくなる。
点29がオンし、リレー30が励磁され接点31が設定
時間後にオンする。そして設定時間経過しても、GR2
4には電流が流れたままとなる(入力接触器19を開放
したとしても、変換部と主変圧器17の負荷側巻線の一
端は常時接続されているため。)ので、a接点32はオ
ン状態のままであり、接点31のオンによりGR補助リ
レー33は励磁される。これにより、GR補助リレー接
点34は開放され、VCB投入コイル35は消磁され、
VCB16は開放される。
気車の接地検知制御装置は、接地事故が、入力接触器1
9の電源側あるいは負荷側の何れかの箇所で生じている
かにより、入力接触器19の開放とするか、VCB16
の開放とするかを制御できる。従って、入力接触器19
の開放のみにて対応可能となる接地事故の場合には、V
CB16を開放せず、不必要に他の機器の電源の供給を
停止することがなくなり、効率よく、電気車を運転する
ことができる。
装置の構成を示す図である。図において、上記実施の形
態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
36はフィルタコンデンサ25の放電回路としてのサイ
リスタで、GR24から接地信号を検出すると同時に動
作する。37はこのサイリスタ36と直列にフィルタコ
ンデンサ25の両端子間に接続された放電制限用の抵抗
である。
5を放電するための放電回路を備えておけば、接地事故
検知時にはフィルタコンデンサ25を強制的に放電させ
ることができるため、上記実施の形態1にて示したリレ
ー30の設定時間を短くすることができる。よって、入
力接触器19より電源側で生じる、重大な接地事故時
に、VCB16を一層短時間内に開放することができ、
確実な保護を図ることができる。
GR24とにて構成する例を示したが、これに限られる
ことなく、図4に示すようにたとえば、コンバータ19
およびインバータ21間の−側と大地との間にGR38
を接続するようにしても、上記各実施の形態と同様の動
作にて、接地事故の箇所に応じて入力接触器19とVC
B16との開放を行うことができる。
気車の接地検知制御装置は、分圧抵抗器を新たに設ける
ことなく、GR38を設置することができるため、低コ
ストにて電気車の接地検知制御装置を形成することがで
きる。しかしながら、この実施の形態3では上記各実施
の形態と異なり+側で発生した接地事故のみの検出とな
る。
れば、電源と変圧器の電源側巻線との間に接続された遮
断器と、変圧器の負荷側巻線に接続され、電気車を制御
する変換部と、変換部に接続され、電気車を駆動する電
動機と、変換部の、変圧器との接続側に挿入された入力
接触器と、入力接触器より負荷側の回路で接地が生じた
場合には、入力接触器を開放し、又、入力接触器より電
源側の回路で接地が生じた場合には、遮断器を開放する
接地保護制御部とを備えた電気車の接地検知制御装置に
おいて、変圧器の負荷側巻線の一端を常時、変換部と接
続する場合において、変換部と大地との間に接続された
接地検出回路を備え、接地保護制御部は、接地検出回路
から接地信号の入力により入力接触器を開放し、接地信
号を入力して、所定時間経過後、接地信号が接地検出回
路から継続して入力されていれば、遮断器を開放するよ
うにしたので、接地の生じた箇所に応じて入力接触器お
よび遮断器の開放を行うことのでき、入力接触器を開放
した後、遮断器の開放の有無を判断することのできる電
気車の接地検知制御装置を提供することが可能である。
1において、変換部は、変圧器の負荷側の電流を直流に
変換するコンバータと、コンバータからの直流を交流に
変換し、電動機に出力するインバータとからなり、コン
バータおよびインバータの間に接地検出回路を備えたの
で、接地事故の検出を確実に行うことのできる電気車の
接地検知制御装置を提供することが可能である。
2において、接地検出回路は、分圧抵抗器と、分圧抵抗
器の中間端子と大地との間に接続された接地検知継電器
とから成り、コンバータとインバータとの間の直流端子
間に接続された、フィルタコンデンサと、フィルタコン
デンサの電圧を放電させる放電回路とを備えたので、遮
断器の開放の有無の判断を短時間にて行うことのできる
電気車の接地検知制御装置を提供することが可能であ
る。
2において、接地検知継電器を、コンバータおよびイン
バータ間の−側と大地との間に接続させ、コンバータと
インバータとの間の直流端子間に接続された、フィルタ
コンデンサと、フィルタコンデンサの電圧を放電させる
放電回路とを備えたので、遮断器の開放の有無の判断を
短時間にて行うことのできる電気車の接地検知制御装置
を提供することが可能である。
3または請求項4において、放電回路は、放電制限抵抗
と放電用サイリスタとから成り、放電用サイリスタは接
地検出回路にて接地信号を検出すると同時に動作するの
で、フィルタコンデンサの放電を短時間に行うことので
きるため、遮断器の開放の有無をより一層短時間にて行
うことのできる電気車の接地検知制御装置を提供するこ
とが可能である。
地検知制御装置の構成を示す図である。
保護制御部を示す図である。
地検知制御装置の構成を示す図である。
地検知制御装置の構成を示す図である。
車の接地検知制御装置の構成を示す図である。
図である。
18 変換部枠、19 入力接触器、20 コンバー
タ、21 インバータ、22 主電動機、23 分圧抵
抗器、24,38 GR、25 フィルタコンデンサ、
26 補助回路、27 b接点、28 入力接触器投入
コイル、29 補助b接点、30 リレー、31 接
点、32 a接点、33 GR補助リレー、34 GR
補助リレー接点、35 VCB投入コイル、36 サイ
リスタ、37 抵抗。
Claims (5)
- 【請求項1】 電源と変圧器の電源側巻線との間に接続
された遮断器と、上記変圧器の負荷側巻線に接続され、
電気車を制御する変換部と、上記変換部に接続され、上
記電気車を駆動する電動機と、上記変換部の、上記変圧
器との接続側に挿入された入力接触器と、上記入力接触
器より負荷側の回路で接地が生じた場合には、上記入力
接触器を開放し、又、上記入力接触器より電源側の回路
で接地が生じた場合には、上記遮断器を開放する接地保
護制御部とを備えた電気車の接地検知制御装置におい
て、上記変圧器の負荷側巻線の一端を常時、上記変換部
と接続する場合において、上記変換部と大地との間に接
続された接地検出回路を備え、上記接地保護制御部は、
上記接地検出回路から接地信号の入力により上記入力接
触器を開放し、上記接地信号を入力して、所定時間経過
後、上記接地信号が上記接地検出回路から継続して入力
されていれば、上記遮断器を開放するようにしたことを
特徴とする電気車の接地検知制御装置。 - 【請求項2】 変換部は、変圧器の負荷側の電流を直流
に変換するコンバータと、上記コンバータからの直流を
交流に変換し、電動機に出力するインバータとからな
り、上記コンバータおよび上記インバータの間に接地検
出回路を備えたことを特徴とする請求項1記載の電気車
の接地検知制御装置。 - 【請求項3】 接地検出回路は、分圧抵抗器と、上記分
圧抵抗器の中間端子と大地との間に接続された接地検知
継電器とから成り、コンバータとインバータとの間の直
流端子間に接続された、フィルタコンデンサと、上記フ
ィルタコンデンサの電圧を放電させる放電回路とを備え
たことを特徴とする請求項2記載の電器車の接地検知制
御装置。 - 【請求項4】 接地検知継電器を、コンバータおよびイ
ンバータ間の−側と大地との間に接続させ、上記コンバ
ータと上記インバータとの間の直流端子間に接続され
た、フィルタコンデンサと、上記フィルタコンデンサの
電圧を放電させる放電回路とを備えたことを特徴とする
請求項2記載の電器車の接地検知制御装置。 - 【請求項5】 放電回路は、放電制限抵抗と放電用サイ
リスタとから成り、上記放電用サイリスタは接地検出回
路にて接地信号を検出すると同時に動作することを特徴
とする請求項3または請求項4記載の電気車の接地検知
制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25032996A JP3347951B2 (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 電気車の接地検知制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25032996A JP3347951B2 (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 電気車の接地検知制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1098801A JPH1098801A (ja) | 1998-04-14 |
JP3347951B2 true JP3347951B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=17206299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25032996A Expired - Lifetime JP3347951B2 (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 電気車の接地検知制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3347951B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6155171B2 (ja) * | 2013-11-06 | 2017-06-28 | 三菱重工業株式会社 | 給電装置及び給電方法 |
-
1996
- 1996-09-20 JP JP25032996A patent/JP3347951B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1098801A (ja) | 1998-04-14 |
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