JP4658575B2 - High frequency induction preventing apparatus and method for railroad crossing controller - Google Patents
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Description
本発明は、踏切警報の終止点における列車検知を行う開電路形踏切制御子での高周波誘導障害を防止する踏切制御子の高周波誘導防止装置及びその方法に関するものである。 The present invention relates to a high-frequency induction preventing apparatus and method for a crossing controller that prevents a high-frequency induction failure in an open circuit type crossing controller that detects a train at the end point of a crossing alarm.
踏切制御子(H形、8.5〜10.5kHz)は、図5に示されるように、始動点に設置される閉電路形踏切制御子101と、終止点に設置される開電路形踏切制御子102と、踏切103に設置される電源変換器104、MRリレー(受信リレー)105,106と、整流器107、蓄電池108などから成る。
As shown in FIG. 5, the railroad crossing controller (H type, 8.5 to 10.5 kHz) includes a closed circuit type
閉電路形踏切制御子101は、送着ケーブル110を経てレール109と接続された軌道(送)端子から送信電圧(8.5〜9.3kHz)を出力し、送着ケーブル110を経てレール109と接続された軌道(受)端子から受信電圧を入力する。列車がいない場合にはレール109により閉電路が形成されるので、リレー端子から所定値以上の電圧が出力され、MRリレー106が常時動作している。列車が始動点近傍に進入すると、列車の車軸により軌道(送)端子の間或いは軌道(受)端子の間が短絡されることにより受信電圧が低くなり、リレー端子の出力電圧も下がり、MRリレー106は不動作となって、警報(及び踏切遮断)を開始する条件を作る(特許文献1)。
The closed-circuit type
開電路形踏切制御子102は、送着ケーブル111を経てレール109と接続された軌道端子から送信電流(9.5〜10.5kHz)を出力する。列車がいない場合にはレール109の間は開電路を形成するので、送信電流を検出する電流検出器の出力は小さく、リレー端子の電圧は小さく、MRリレー105は常時不動作である。列車が終止点近傍に進入する(列車が踏切103を通過する)と、列車の車軸により軌道端子の間が短絡されることにより送信電流が大きくなり、リレー端子の出力電圧が所定値以上となって、MRリレー105は動作して、警報(及び踏切遮断)を終止する条件を作る。
開電路形踏切制御子の誤動作は、列車が踏切を通過していないのに警報(及び踏切遮断)を終止することになるので、絶対にあってはならない。ところが、H形開電路形踏切制御子については、高周波誘導障害によるものと推定される遮断不具合障害が現実に発生した。隣接する国道を走行する大型車両の違法市民無線(以下違法CBと記す)によるものと思われ、複数回同一事象が発生した。 A malfunction of the open circuit type railroad crossing controller should never be caused because the alarm (and crossing of the railroad crossing) will be terminated even if the train is not passing through the railroad crossing. However, with regard to the H-type open circuit type railroad crossing controller, an interruption failure that is presumed to be caused by a high frequency induction failure actually occurred. The same event occurred multiple times, possibly due to illegal civil radio (hereinafter referred to as illegal CB) on a large vehicle traveling on an adjacent national road.
この高周波誘導障害の原因を究明するための試験を行った。図6はその試験結果である誤動作電界強度レベルを示す。灰色の範囲が誤動作した範囲である。障害が発生したのは、違法CBの27MHzの基本波ではなく、81MHzの3次高調波である。当該周波数の電界強度128.66dBμV/mに対し、踏切制御子の耐性は120.66dBμV/mしかなく、明白に障害が発生する。図6から分かるように、27MHz以下と172MHz以上においては全く問題がない。実際には違法CBの基本波、2次高調波、3次高調波の3波がそれぞれ影響し、その複合結果として遮断不具合障害が発生したと結論される。ただし、その中で悪性の障害を主として発生させたのは3次高調波である。 A test was conducted to investigate the cause of this high frequency induction disturbance. FIG. 6 shows a malfunction electric field strength level as a result of the test. The gray range is the malfunctioning range. The failure occurred in the third harmonic of 81 MHz, not the 27 MHz fundamental of illegal CB. The resistance of the level crossing controller is only 120.66 dBμV / m with respect to the electric field strength of 128.66 dBμV / m at the frequency, and an obvious failure occurs. As can be seen from FIG. 6, there is no problem at 27 MHz or lower and 172 MHz or higher. In fact, it is concluded that an illegal CB fundamental wave, a second harmonic, and a third harmonic influence each other, and as a result of the combination, an interruption failure occurs. However, it is the third harmonic that mainly caused malignant damage.
(発明の目的)
本発明の目的は、レール及び電源線が空中線となって開電路形踏切制御子に発生する高
周波誘導を低コストで防止することができる踏切制御子の高周波誘導防止装置及びその方法を提供することである。
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide a high-frequency induction preventing apparatus and method for a railroad crossing controller capable of preventing high-frequency induction generated in an open circuit type railroad crossing controller with a rail and a power line as an aerial line at low cost. It is.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の本発明は、開電路形踏切制御子の各軌道端子及び電源端子のライン一本一本にそれぞれ直列に接続され、開電路形踏切制御子の信号周波数より高い周波数を減衰させるフィルタを有し、該フィルタを、鉄−珪素−アルミニウムの磁心にコイルを巻いたもののみで構成して、違法市民無線の基本波及び高調波による高周波誘導を防止するようにした踏切制御子の高周波誘導防止装置とするものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the open circuit type railroad crossing controller is connected in series to each track terminal and power supply terminal line of the open circuit type railroad crossing controller. A filter for attenuating a frequency higher than the signal frequency of the above, and comprising only a coil around an iron-silicon-aluminum magnetic core, the high frequency induction by the fundamental wave and harmonics of illegal civil radio The present invention provides a high-frequency induction preventing device for a crossing controller that is to be prevented.
また、請求項2に記載の本発明は、開電路形踏切制御子の各軌道端子及び電源端子のライン一本一本に、開電路形踏切制御子の信号周波数より高い周波数を減衰させるフィルタをそれぞれ直列に接続し、該フィルタを、鉄−珪素−アルミニウムの磁心にコイルを巻いたもののみで構成して、違法市民無線の基本波及び高調波による高周波誘導を防止するようにした踏切制御子の高周波誘導防止方法とするものである。
Further, the present invention according to
本発明によれば、レール及び電源線が空中線となって開電路形踏切制御子に発生する高周波誘導を低コストで防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a rail and a power source line can become an aerial line, and can prevent the high frequency induction which generate | occur | produces in an open circuit type railroad crossing controller at low cost.
本発明を実施するための最良の形態は、後述する実施例に記載の通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as described in Examples described later.
図1は本発明の一実施例である高周波誘導防止装置を有する開電路形踏切制御子を示す図である。開電路形踏切制御子1の軌道端子及びDC電源端子には高周波誘導防止装置2が接続される。高周波誘導防止装置2の軌道端子は送着ケーブル3を経てレール4に電気的に接続するように取り付けられ、DC電源端子は制御ケーブル5を介して踏切器具箱(不図示)内のDC電源に接続される。送着ケーブル3のレール4への取付点は踏切6から列車進行方向へ例えば20m以上離れた点である。開電路形踏切制御子1及び高周波誘導防止装置2は踏切制御子用外箱7に収められる。
FIG. 1 is a diagram showing an open circuit type railroad crossing controller having a high-frequency induction preventing apparatus according to an embodiment of the present invention. A high frequency
開電路形踏切制御子1の構成例を図2に示す。開電路形踏切制御子1は送信器8と受信器9とならなる。送信器8においては、発振器10は例えば9.5〜10.5kHzの範囲の所定周波数の信号を出力し、発振器10の方形波信号を等価正弦波に整形する波形整形フィルタ11、出力切替器12(1/1又は1/2のいずれかに切り替えられる)、電力増幅器13、出力トランス14及び送信フィルタ15を通り、例えば変流器などの電流検出器16を経て軌道端子17からレール4に対して送信電流の形で出力される。電流検出器16を通る送信電流は、列車が近くにいる程大きくなる。したがって、電流検出器16による検出電流の値も大きくなる。
A configuration example of the open circuit type
電流検出器16による検出電流は受信器9へ送られる。受信器9においては、検出電流は、入力減衰器18、ケーブル長に応じた感度の補正を含む感度調整器19、アクティブフィルタ20、増幅器21、ヒステリシス特性を有するシュミット回路22、電力増幅器23、出力トランス24及び整流器25を経てリレー端子26に直流電圧を出力すると同時に、表示灯27(例えば緑の発光ダイオード)を点灯してリレー端子26に出力があることを表示させる。鉄道用の信号保安装置は故障方向の非対称性を確保するため、リレーを使用している。そして、シュミット回路22はリレー端子26に接続されるリレー(図5のMRリレー105)を安定して駆動するために使用されているものである。もし、違法CBの高周波誘導によりシュミット回路22に所定以上の電圧が入力されれば、リレーを誤動作させてしまう。
The current detected by the current detector 16 is sent to the receiver 9. In the receiver 9, the detected current includes an
故障検知回路28はアクティブフィルタ20の健全性を判別し、故障を検知したときには増幅器21への電源供給を停止する。アクティブフィルタ20の出力の大きさは、指示計駆動回路29により受信レベル指示計30で表示される。
The
高周波誘導防止装置2の構成例を図3に示す。開電路形踏切制御子1側の各軌道端子31とレール4側の各軌道端子32との間、及び開電路形踏切制御子1側の各DC電源端子33と電源及び制御ケーブル5側の各DC電源端子34との間には、開電路形踏切制御子1の信号周波数より高い周波数を減衰させる4つのローパスフィルタ35が直列にそれぞれ接続される。すなわち、ローパスフィルタ35は開電路形踏切制御子1の各軌道端子17及び各DC電源端子36に直列に接続されることになる。ローパスフィルタ35は、鉄−珪素−アルミニウムの磁心(鉄、珪素、アルミニウムを粉末にして焼結した磁心:商品名センダストコア)にコイルを巻いたもの(例えば2ターン)で構成されたものである。
A configuration example of the high-frequency
ローパスフィルタ35は、10kHz程度の開電路形踏切制御子1の信号を通過し、違法CBの基本波(27MHz)、2次高調波(54MHz)、3次高調波(81MHz)によりレール4及びDC電源線などが空中線となって開電路形踏切制御子1に発生する高周波誘導を遮断する。また、ローパスフィルタ35は鉄−珪素−アルミニウムの磁心を用いたもののみであるので、低コストにすることができる。
The low-
図4は本発明による高周波誘導防止装置2を有する開電路形踏切制御子1の誤動作電界強度レベルの試験結果を示す。これによれば、開電路形踏切制御子1の誤動作電界強度レベルは、違法CBの基本波(27MHz)、2次高調波(54MHz)、3次高調波(81MHz)の電界強度レベルより格段に大きいので、高周波誘導を十分に防止することができる。
FIG. 4 shows the test result of the malfunction electric field strength level of the open circuit type
通常、高周波誘導防止対策はフェライトコアを用いたフィルタによって行われている(こういった対策の98%は高品質のフェライトコアを用いたフィルタによって行われている)。しかし、これまでの試験において、踏切制御子の軌道端子の±の線をまとめてそれに一般的なクランプ型のフェライトコアを装着する対策は、H形踏切制御子の信号周波数(9.5〜10.5kHz)をも大きく減衰させるため、レールの電流自体が減少し、踏切制御子の正常な動作を阻害することが判明した。通常のパソコンなどの高周波誘導防止対策では、±の線をまとめてそれにクランプ型のフェライトコアを装着している。この対策は、パソコンなどのように同相電流(コモンモード)による高周波誘導障害の発生に対しては有効であるが、踏切制御子のように主に2本のレールが異相電流(ノーマルモード)にて高周波誘導障害を発生する場合に対しては効果が低い。踏切制御子の場合には、軌道端子及び電源端子のラインの一本一本にローパスフィルタ35を直列に接続しなければ効果は期待できない。
Normally, high frequency induction prevention measures are taken with a filter using a ferrite core (98% of these measures are taken with a filter using a high quality ferrite core). However, in the tests so far, the measure of putting the ± line of the rail terminal of the railroad crossing controller and attaching a general clamp type ferrite core to it is the signal frequency (9.5 to 10) of the H type railroad crossing controller. It has been found that the current of the rail itself is reduced and the normal operation of the crossing controller is hindered. In ordinary high frequency induction prevention measures such as personal computers, the ± wires are put together and a clamp type ferrite core is attached. This measure is effective for high-frequency induction failure caused by common-mode current (common mode) such as a personal computer, but two rails are mainly used for different-phase current (normal mode) like a railroad crossing controller. Therefore, it is less effective for high frequency induction disturbances. In the case of a railroad crossing controller, the effect cannot be expected unless the
また、鉄−珪素−アルミニウムの磁心を用いたローパスフィルタは、踏切制御子の使用周波数帯域における抵抗分が極めて低い特性を有するので、踏切制御子の高周波誘導防止用のローパスフィルタとして有用である。 In addition, a low-pass filter using an iron-silicon-aluminum magnetic core is useful as a low-pass filter for preventing high-frequency induction of a crossing controller because it has a very low resistance in the operating frequency band of the crossing controller.
1 開電路形踏切制御子
2 高周波誘導防止装置
4 レール
5 電源及び制御ケーブル
6 踏切
8 送信器
9 受信器
16 電流検出器
17 軌道端子
26 リレー端子
31,32 軌道端子
33,34 DC電源端子
35 ローパスフィルタ
36 DC電源端子
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