JP3732964B2

JP3732964B2 - トロリ線摩耗検知方法

Info

Publication number: JP3732964B2
Application number: JP08009299A
Authority: JP
Inventors: 清剛桑原; 秀昭大塚; 治酒井; 浩義曽田
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: JP2000272382A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロリ線に内蔵した検知線を用いてトロリ線の摩耗を検知する方法に係り、特に、列車電流による不具合を回避するトロリ線摩耗検知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トロリ線に検知線を内蔵し、検知線と前記トロリ線との間に電圧を印加し、検知線に流れる電流を電流検出器で検出し、この電流からトロリ線の摩耗を検知する方法が従来より知られている。
【０００３】
従来技術の一つは、図３に示されるように、トロリ線に１本の検知線を内蔵して行うものである。なお、楕円で描かれた検知線入りトロリ線１は、長尺に亘ってトロリ線本体の中に検知線が埋め込まれている構造を有する。検知線には絶縁被覆が施されているので、回路としてはトロリ線２と検知線３とが平行に設けられていることになる。
【０００４】
トロリ線２の始端には、トロリ線電源９が接続されている。この始端側には摩耗検知装置１０が設けられている。この摩耗検知装置１０内には、検知線３の始端とトロリ線２との間に電圧を印加する信号電源６が設けられると共に、検知線３に流れる電流Ｉを検出する電流検出器７が検知線３の始端側に挿入されている。検知線３の終端は開放されている。
【０００５】
この構成において、トロリ線１が健全であれば、検知線３には電流が流れない。摩耗点５でトロリ線１が検知線の埋め込み位置まで摩耗すると、検知線の絶縁被覆が剥がれ、トロリ線２と検知線３とが接触抵抗４（抵抗値Ｒｃ）で電気的に接触することになる。このとき、次式の電流が検知線３に流れる。
【０００６】
Ｉ＝Ｖ（Ｒｔ・Ｘ＋Ｒｋ・Ｘ＋Ｒｃ）
但し、Ｒｔはトロリ線２の単位長当たりの抵抗値、Ｒｋは検知線３の単位長当たりの抵抗値、Ｘは摩耗検知装置１０から摩耗点５までの区間８の距離である。
【０００７】
摩耗検知装置１０は、電流検出器７によって電流Ｉが検出されたときに、摩耗有りと判定し、かつ、上式において
Ｒｃ＜＜Ｒｔ・Ｘ
Ｒｔ・Ｘ＜＜Ｒｋ・Ｘ
とすることにより、
Ｘ＝Ｖ／（Ｉ・Ｒｋ）
として摩耗検知装置１０から摩耗点５までの区間８の距離Ｘを検出する。
【０００８】
別の従来技術は、図４に示されるように、トロリ線に２本の検知線を内蔵して行うものである。楕円で描かれた検知線入りトロリ線１は、長尺に亘ってトロリ線本体の中に２本の検知線が埋め込まれている。回路としてはトロリ線２と検知線１３，１４とが平行に設けられていることになる。
【０００９】
トロリ線２の始端には、トロリ線電源９が接続されている。この始端側には摩耗検知装置１０が設けられている。この摩耗検知装置１０内には、検知線１３，１４の始端とトロリ線２との間にそれぞれ電圧を印加する信号電源６が設けられると共に、検知線１３，１４に流れる電流Ｉ１，Ｉ２を検出する電流検出器１１，１２が検知線１３，１４の始端側にそれぞれ挿入されている。検知線１３，１４は終端１５において短絡されている。
【００１０】
この構成において、トロリ線１が健全であれば、検知線１３，１４には電流が流れない。摩耗点５でトロリ線１が検知線の埋め込み位置まで摩耗し、片方の検知線１３の絶縁被覆が剥がれ、トロリ線２と検知線１３とが電気的に接触したとする。このとき、トロリ線２における摩耗検知装置１０から摩耗点５までの抵抗１７の抵抗値はＲｔ・Ｘとなり、摩耗点５の接触抵抗４の抵抗値をＲｃ、検知線１３における摩耗検知装置１０から摩耗点５までの抵抗１８の抵抗値をＲ２、検知線１４における摩耗検知装置１０から終端１５を経由した摩耗点５までの区間１９の抵抗値をＲ１とすると、検知線１３，１４に流れる電流Ｉ１，Ｉ２の関係式は、
Ｉ１・Ｒ１＝Ｉ２・Ｒ２
となる。
【００１１】
上式は、接触抵抗４の抵抗値Ｒｃ、トロリ線２の単位長当たりの抵抗値Ｒｔには依存しない。
【００１２】
ここで、検知線１３，１４が均一で、単位長当たりの抵抗値がＲｋとし、区間８の距離をＸ、トロリ線２の全長（摩耗検知装置１０から終端１５までの区間１６）の距離をＬとすると、
Ｒ１＝Ｒｋ（２Ｌ−Ｘ）
Ｒ２＝Ｒｋ・Ｘ
となる。
【００１３】
これらの関係式から、
Ｘ＝（２Ｌ・Ｉ１／Ｉ２）／（１＋Ｉ１／Ｉ２）
となり、摩耗検知装置１０から摩耗点５までの区間８の距離Ｘを検出することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前者の従来技術では接触抵抗値Ｒｃが大きくて無視できない場合には距離Ｘが判定できない。後者の従来技術では接触抵抗値Ｒｃには無関係に距離Ｘが判定できる。
【００１５】
しかし、後者の従来技術には、以下の問題がある。
【００１６】
トロリ線１には列車運行の際に列車電流が流れる。トロリ線１内の列車電流分布は一様でない。一方、トロリ線１の本体中の検知線１３，１４の埋め込み位置は完全に対称とはならない。このため、検知線１３，１４には、循環電流ｉが発生する（図１参照）。
【００１７】
電流検出器１１，１２が循環電流ｉを摩耗接触時の電流Ｉ１，Ｉ２として検出してしまうと、誤判定の原因となる。
【００１８】
また、トロリ線２と検知線１３，１４のいずれか一方とが終端１５で摩耗接触した場合（図２参照）、検知線１３，１４、トロリ線２及び摩耗検知装置１０には、次式で表わされる電圧Ｖａが印加される。
【００１９】
Ｖａ＝Ｉｔ・Ｒｔ・Ｌ
ただし、Ｉｔは列車電流である。
【００２０】
この発生電圧Ｖａにより摩耗検知装置１０には、
Ｉａ＝Ｖａ／（Ｒｋ・Ｌ）
に相当する電流Ｉａが流れ込むことになる。この電流Ｉａにより摩耗検知装置１０が故障する可能性がある。終端１５に限らず、遠端での摩耗接触により摩耗検知装置１０に高電圧が印加される可能性がある。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、列車電流による不具合を回避するトロリ線摩耗検知方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、トロリ線に２本の検知線を内蔵し、該２本の検知線を終端において短絡し、これら２本の検知線の始端に信号電源を設けてこれら検知線と前記トロリ線との間に電圧を印加し、それぞれの検知線に流れる電流をそれぞれの検知線の始端側に挿入した電流検出器で検出し、これらの電流から前記トロリ線の摩耗を検知するトロリ線摩耗検知方法において、それぞれの電流検出器の近傍の電流検出器より終端側にて前記２本の検知線と前記トロリ線との間にそれぞれスイッチを挿入し、列車運行時には前記スイッチを閉じることにより、これらのスイッチから終端までの間で発生し前記検知線に流れる循環電流を前記電流検出器に流さないようこれらのスイッチを介してバイパスし、列車非運行時にそれぞれのスイッチを開放してそれぞれの検知線に流れる電流をそれぞれの電流検出器に流すようにしたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
まず、列車電流による循環電流ｉを検出してしまう不具合を回避する方法を説明する。
【００２５】
図１の構成は、図４の構成に本発明を適用したものであり、符号の同じものは説明を省略する。２２は電流検出器である。
【００２６】
図１に示されるように、本発明では、トロリ線２に列車電流が流れるときに、検知線１３，１４に流れる電流を電流検出器２２に流さないようにバイパスするようになっている。具体的には、電流検出器２２の近傍の電流検出器２２より終端１５側において、検知線１３，１４とトロリ線２との間にリレースイッチＲＹ１，ＲＹ２の接点を挿入し、列車運行時にはリレースイッチＲＹ１，ＲＹ２の接点を短絡状態２１として検知線１３，１４に流れる電流をトロリ線２へバイパスし、列車非運行時にリレースイッチＲＹ１，ＲＹ２の接点を開放状態２０として検知線１３，１４に流れる電流を電流検出器２２に流す。
【００２７】
この構成により、列車運行時は、リレースイッチＲＹ１，ＲＹ２の接点が短絡状態２１であるため、循環電流ｉが電流検出器２２に流れることがない。従って、従来技術のような誤判定は起きない。また、夜間などの列車非運行時は、リレースイッチＲＹ１，ＲＹ２の接点が開放状態２０であるため、検知線１３，１４に流れる摩耗接触時の電流Ｉ１，Ｉ２が電流検出器２２に流れる。従って、摩耗有り及び位置（距離）が正しく判定される。
【００２８】
次に、列車電流により摩耗検知装置に電流が流れ込む不具合を回避する方法を説明する。
【００２９】
図２は、図１の構成において、トロリ線２と検知線１３，１４のいずれか一方とが終端１５で摩耗接触した場合を示している。
【００３０】
従来技術では、リレースイッチＲＹ１，ＲＹ２がないため、摩耗検知装置１０に定格以上の電流が流れ込むことが防げなかった。本発明では、列車運行時は、リレースイッチＲＹ１，ＲＹ２の接点が短絡状態２１であるため、検知線１３，１４とトロリ線２とが同電位に保たれる。従って、摩耗検知装置１０に定格以上の電流が流れ込むことが防がれる。また、夜間などの列車非運行時は、リレースイッチＲＹ１，ＲＹ２の接点が開放状態２０であるため、検知線１３，１４に流れる摩耗接触時の電流が電流検出器２２に流れる。列車が運行されてないので、遠端で摩耗接触が起きても摩耗検知装置１０に定格以上の電流が流れ込むことがない。
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、トロリ線２に列車電流が流れるときに、検知線１３，１４に流れる電流を電流検出器２２に流さないようにバイパスしているので、循環電流ｉによる誤判定がなくなると共に、遠端の摩耗接触による高電圧の印加がなくなる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３３】
（１）列車電流による不具合が回避される。
【００３４】
（２）列車非運行時にスイッチを開放するだけで、支障なく摩耗検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトロリ線摩耗検知方法における循環電流発生時の回路図である。
【図２】本発明のトロリ線摩耗検知方法における遠端摩耗接触時の回路図である。
【図３】従来のトロリ線摩耗検知方法における摩耗接触時の回路図である。
【図４】従来のトロリ線摩耗検知方法における摩耗接触時の回路図である。
【符号の説明】
２トロリ線
１０摩耗検知装置
１３，１４検知線
２０開放状態
２１短絡状態
２２電流検出器
ＲＹ１，ＲＹ２リレースイッチ

Claims

トロリ線に２本の検知線を内蔵し、該２本の検知線を終端において短絡し、これら２本の検知線の始端に信号電源を設けてこれら検知線と前記トロリ線との間に電圧を印加し、それぞれの検知線に流れる電流をそれぞれの検知線の始端側に挿入した電流検出器で検出し、これらの電流から前記トロリ線の摩耗を検知するトロリ線摩耗検知方法において、それぞれの電流検出器の近傍の電流検出器より終端側にて前記２本の検知線と前記トロリ線との間にそれぞれスイッチを挿入し、列車運行時には前記スイッチを閉じることにより、これらのスイッチから終端までの間で発生し前記２本の検知線を循環して流れる循環電流を前記電流検出器に流さないようこれらのスイッチを介してバイパスし、列車非運行時にこれらのスイッチを開放してそれぞれの検知線に流れる電流をそれぞれの電流検出器に流すようにしたことを特徴とするトロリ線摩耗検知方法。