JP5976515B2 - トロリ線摩耗検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電車線のオーバーラップ箇所において、トロリ線の端部の摩耗状態を監視するためのトロリ線摩耗検出装置に関するものである。

従来、光ファイバを備えた光ファイバ複合トロリ線が知られている（特許文献1）。このトロリ線においては、トロリ線本体内に、トロリ線本体の摩耗による伸び歪の変化を検知するための光ファイバを備えた歪みセンサを設けている。

特開２００５−１３２２７７号公報

電車線のオーバーラップの移行区間では、パンタグラフとの接触時の衝撃等により摩耗が激しい。これに対して、当該箇所のトロリ線の摩耗による断線を防止する必要があるが、当該箇所に上記従来の光ファイバ複合トロリ線を適用しても、張力に対して断線を防止する十分な強度を具備するものではないし、トロリ線への光ファイバの内蔵加工を必要とし、加工が容易でなく、既設トロリ線の張り替えを伴う。
そこで、本発明は、トロリ線の摩耗による断線を防止する強度を付与した上で、トロリ線の摩耗を高精度に検出でき、トロリ線自体の加工を要せず、既設のトロリ線に後付けできるトロリ線摩耗検知装置を提供することを課題とする。

本発明は上記課題を解決するため、電車線のオーバーラップ箇所において、トロリ線Ｔ１にかかる張力を分担する耐張力補助体２をトロリ線Ｔ１に並行させるように固定し、この補助体の伸び歪みを検知することにより当該トロリ線Ｔ１の摩耗状態を検知するようにトロリ線摩耗検出装置１を構成する。補助体２に沿って並行する光ファイバ型歪みセンサ４の光ファイバ４ａを補助体２に固定し、この光ファイバ４ａ内の反射光又は透過光を受けて、補助体２の歪みを検出し、これによってトロリ線Ｔ１の摩耗状態を検出する。
歪みセンサ４の光ファイバ４ａは補助体２に内蔵させる。
歪みセンサ４による歪みの測定値を温度補正するための温度センサを具備させる。
温度センサは、光ファイバ型歪みセンサ４の光ファイバ４ａの一部を補助体２の拘束から解放し、光ファイバ内の反射光又は透過光から温度を検知する。
歪みセンサ４の光ファイバ４ａは、電車線を引き留める支柱Ｐ１上に配置された測定部６に接続する。

本発明によれば、トロリ線の摩耗程度に応じて耐張力補助体に張力が分担されるので、トロリ線の摩耗による断線を確実に防止する機械的強度を持つことができるし、耐張力補助体にかかる張力を検出することによりトロリ線の摩耗状態を高い精度で監視することができ、トロリ線そのものへの加工を必要とせず、後付けが可能である。

（Ａ）は電車線のオーバーラップの概念図、（Ｂ）は概略的正面図である。 トロリ線に取り付けた耐張力補助体の正面図である。 （Ａ）は耐張力補助体及びイヤーの正面図、（Ｂ）は同側面図である。 耐張力補助体の断面図である。 本発明に係るトロリ線摩耗検出装置の概略的構成図である。 計測器のブロック図である。 他の実施形態に係るトロリ線摩耗検出装置の概略的構成図、（Ｂ）は同正面図である。 他の実施形態に係る計測器のブロック図である。 他の実施形態に係る耐張力補助ロープ及びイヤーを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図である。

本発明の実施の一形態を図面を参照して説明する。
図１（Ａ）（Ｂ）において、耐張力補助体２は、電車線のオーバーラップ箇所において並行するトロリ線Ｔ１，Ｔ２について、トロリ線Ｔ１あるいはＴ２又は両トロリ線Ｔ１，Ｔ２に沿って並行して固定される。

この補助体２は、図２に示すように、例えば当該箇所のトロリ線Ｔ１に軽量な複数のイヤー３により長手方向に間隔を置いてトロリ線Ｔ１の上側に固定される。補助体２は、たとえばＦＲＰ、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維のような軽量で耐張力性能の高い材質の棒状体により構成される。補助体２は、複数の分割体２ａがイヤー３において接合され一体に連続して構成される。イヤー３は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、トロリ線把持凹部３ｃ及び補助体把持爪３ｄを上下にそれぞれ備えた左右一対のイヤー片３ａを貫通ボルト３ｂで締め付ける構成である。

補助体２の内部には、図３，図４（Ａ）に示すように、光ファイバ型歪みセンサ４の光ファイバ４ａが長さ方向に貫通している。光ファイバ型歪みセンサ４は、トロリ線Ｔ１の摩耗によりその断面積が減少すると、補助体２が分担する張力が増加することにより、補助体２と共に伸び歪みが生じるので、この歪みを光ファイバ４ａが検出して、トロリ線Ｔ１の摩耗状態を監視する。歪みセンサ４は、多重化したファイバグレーティングによるブラッグ散乱を利用するＦＢＧ方式、ブリルアン散乱を利用する方式（ＢＯＴＤＲ、ＢＯＣＤＡ、ＢＯＣＤＲ等）あるいはレイリー散乱を利用しヘテロコア構造光ファイバセンサを用いるＨＣ方式等がある。光ファイバ４ａは図６に示すように、計測器６の測定部４ｂに接続される。

光ファイバ型歪みセンサ４は、採用する測定方式によっては測定値が温度に依存して変化するものがあり、必要に応じて測定値を温度補正することが一般的に行われる。この場合には、図３（Ａ），図５に示すように、補助体２の端部に光ファイバ型温度センサ５の光ファイバ５ａが取り付けられる。これらのセンサ４，５は、図５に示すように、トロリ線Ｔ１を引き留める碍子Ｉ、引き留めワイヤＷ及びヨークＹを介して張力調整装置Ｒが設置された支柱Ｐ１上の計測器６に接続される。この計測器６は、図６に示すように、動作用電力を供給する電源部７と、歪みセンサ４の光ファイバ４ａが接続されてゆがみを測定する歪み測定部４ｂと、採用する歪みセンサ４に応じて必要となる温度センサ５の光ファイバ５ａが接続される温度測定部５ｂと、測定結果を外部出力する通信部８とを具備する。

このトロリ線摩耗検出装置1においては、オーバーラップのトロリ線Ｔ１には補助体２が並行して固定されるが、補助体２及びイヤー３が軽量でトロリ線Ｔ１に大きな荷重をかけることなく、トロリ線Ｔ１と共に補助体２が張力を分担する。トロリ線Ｔ１の摩耗に応じて補助体２にかかる張力が増すが、補助体２は耐張力性能が高いのでトロリ線Ｔ１に代わって張力を受け、トロリ線Ｔ１の摩耗による断線を防止する。トロリ線Ｔ１の摩耗状態は、補助体２に内蔵された光ファイバ４ａを通じて歪みセンサ４が補助体２の伸び歪みを検出することにより監視される。歪みセンサ４により検出された歪みの測定値は、必要に応じて温度センサ５の検出温度によって補正された上で、通信部８から外部出力され、遠隔の電力指令所においてトロリ線Ｔ１の摩耗状態を保全データとして記録され、適切な対応措置の指令が発せられる。

他の実施形態を図７に示す。この実施形態においては、先の実施形態における光ファイバ４ａを補助体２に貫通させる構成に代えて、同図に示すように、光ファイバ４ａを補助体２の外周面に設けた長さ方向の溝に挿入して固着し、補助体２に並行させる構成である。この光ファイバ型歪みセンサ４においても、先の実施形態におけるものと同様に、トロリ線Ｔ１の摩耗によりその断面積が減少すると、補助体２が分担する張力が増加することにより、補助体２と共に伸び歪みが生じ、この歪みを検出する。光ファイバ型歪みセンサ４は、光ファイバ４ａの各イヤー３，３間にＦＢＧ４ｃを備える。補助体２から離れてその拘束から解放された端部の光ファイバ５ａは、ＦＢＧ５ｃを備えた光ファイバ型温度センサ５として機能させる。この場合には、図８に示すように、光ファイバ型温度センサ５の測定部５ｂは、計測器６において測定部４ｂと一体に構成される。

他の実施形態を図９に示す。先の実施形態における耐張力補助体２に代えて上記材質の線条材で構成される補助ロープ９を用い、複数のイヤー１０により長手方向に間隔を置いてトロリ線Ｔの上側に固定するものである。補助ロープ９に適用する歪みセンサ４の光ファイバ４ａは、先の実施形態の内蔵する構成に代えて、補助ロープ９の外部に並行させ、イヤー１０によりトロリ線Ｔに一体に固定する。この実施形態においても、光ファイバ４ａを通じて歪みセンサ４が補助ロープ９の伸び歪みを検出することにより、トロリ線Ｔ１の摩耗状態を監視できる。

１ トロリ線摩耗検出装置
２ 耐張力補助体
３ イヤー
４ 歪みセンサ
４ａ 光ファイバ
４ｂ 歪み測定部
５ 温度センサ
５ａ 光ファイバ
５ｂ 温度測定部
６ 計測器
９ 補助ロープ
１０ イヤー
Ｔ１ トロリ線

Claims (5)

1. 電車線のオーバーラップ箇所においてトロリ線に並行して固定され、トロリ線にかかる張力を分担する耐張力補助体を備え、トロリ線の摩耗に伴う前記補助体の伸び歪みを検知することによりトロリ線の摩耗状態を検出するトロリ線摩耗検出装置において、
   前記補助体に並行するように固定される光ファイバを備え、光ファイバを通る反射光又は透過光を受けて補助体の歪みを検知することにより、トロリ線の摩耗状態を検出する光ファイバ型歪みセンサを具備することを特徴とするトロリ線摩耗検出装置。
2. 前記歪みセンサは、光ファイバが前記補助体に内蔵されることを特徴とする請求項１に記載のトロリ線摩耗検出装置。
3. 前記光ファイバ型歪みセンサによる歪みの測定値を温度補正するための温度センサを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載のトロリ線摩耗検出装置。
4. 前記温度センサは、前記補助体に固定された前記光ファイバ型歪みセンサの光ファイバの一部を補助体の拘束から解放し、光ファイバを通る反射光又は透過光を受けて温度を検知することを特徴とする請求項３に記載のトロリ線摩耗検出装置。
5. 前記光ファイバ型歪みセンサの光ファイバは、前記電車線を引き留める支柱上に取り付けられる測定部に接続されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のトロリ線摩耗検出装置。

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