JP6555684B2 - バイパス付き電源切替装置 - Google Patents

Description

鉄道の信号機器など安全性に関わる電気機器に対して動作に必要な電力を供給する設備にあっては、供給側で一系統の電力供給ラインが事故や作業などによって停電状態になっても負荷側の電気機器は機能を停止することが無いように、電力供給ラインが常用系と予備系とに二系統化（多系統化）されている（例えば非特許文献１参照）。
この発明は、そのような常用系電力供給ライン及び予備系電力供給ラインと、負荷側の電気機器との間に設置されて、常用系電力供給ラインと予備系電力供給ラインとのうち何れか一つから電気機器へ電力が供給されるよう択一的に電源を切り替える電源切替装置に関し、詳しくは、高速性を重視した切替回路に加えてその故障時にそれを回避・迂回させる信頼性重視のバイパス回路をも備えたバイパス付き電源切替装置に関する。

更に詳しくは、切替部にサイリスタ等の半導体部品が採用されており且つ常用系電力供給ラインを優先的に選択する電子式切替回路（第１切替回路）と、切替部に電磁接触器や電磁開閉器などの電気機械式部品が採用されており且つ動作時に常用系電力供給ラインを選択して電子式切替回路を回避・迂回させる常用系電気機械式切替回路（第１バイパス回路，第２切替回路）と、切替部に電磁接触器や電磁開閉器などの電気機械式部品が採用されており且つ動作時に予備系電力供給ラインを選択して電子式切替回路および常用系電気機械式切替回路を回避・迂回させる予備系電気機械式切替回路（第２バイパス回路，第３切替回路）とを備えたバイパス付き電源切替装置に関する。

鉄道用信号機器への給電（単相２線式）に使用される従来のバイパス付き電源切替装置１０について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。
図９は、（ａ）がバイパス付き電源切替装置１０の全体の回路図であり、（ｂ）が電子式切替回路２０の部分の回路図である。

バイパス付き電源切替装置１０は（図９（ａ）参照）、常用系電力の供給を受けるために外部の常用系電力供給ラインＡに接続される常用系電力入力ライン１１と、予備系電力の供給を受けるために外部の予備系電力供給ラインＢに接続される予備系電力入力ライン１２と、出力した電力を負荷の鉄道用信号機器へ送り込むために外部の負荷用電力供給ラインＣに接続される電力出力ライン１５と、それら二系統の電力入力ライン１１，１２と負荷側の一系統の電力出力ライン１５とに介挿接続された切替回路群２０＋３０＋４０とを備えたものであり、二系統の電力入力ライン１１，１２のうち何れか一方だけを択一的な切り替えにて電力出力ライン１５に接続させることで、常用系電力が停止したときにはそれに代えて予備系電力を鉄道用信号機器へ供給するようになっている。

そのような択一的な切り替えは切替回路群２０＋３０＋４０によって行われるが、切替回路群２０＋３０＋４０は、入力側に常用系電力入力ライン１１と予備系電力入力ライン１２とが接続され出力側に第１メインライン１３が接続された電子式切替回路２０（第１切替回路）と、入力側に第１メインライン１３と常用系電力入力ライン１１とが接続され出力側に第２メインライン１４が接続された常用系電気機械式切替回路３０（第２切替回路）と、入力側に第２メインライン１４と予備系電力入力ライン１２とが接続され出力側に電力出力ライン１５が接続された予備系電気機械式切替回路４０（第３切替回路）とが、その順にカスケード接続されたものであって、常用系電力入力ライン１１及び予備系電力入力ライン１２から第１メインライン１３と第２メインライン１４と電力出力ライン１５とに連なるメインライン（主電路）に、常用系電力入力ライン１１から第２メインライン１４へのバイパスライン（副電路・側電路・回避電路・迂回電路）と、予備系電力入力ライン１２から電力出力ライン１５へのバイパスラインが付加されたものである。

そのうち電子式切替回路２０の切替部には切替の高速化のために半導体部品が採用されているが、常用系電気機械式切替回路３０と予備系電気機械式切替回路４０の切替部には、切替速度は劣っても信頼性が半導体部品より高くて故障し難くい双安定型の電気機械式部品が採用されている。また、後者のうち常用系電気機械式切替回路３０は、電子式切替回路２０が故障していない正常時に電子式切替回路２０から第１メインライン１３を介して受電するとその電力を第２メインライン１４へ出力する非バイパス状態（常態）になるが、電子式切替回路２０が故障して第１メインライン１３から受電できなくなると電子式切替回路２０を回避・迂回して常用系電力入力ライン１１から受電しそれを第２メインライン１４へ出力するバイパス状態になる第１バイパス回路でもある。さらに、予備系電気機械式切替回路４０は、第２メインライン１４を介して受電するとその電力を電力出力ライン１５へ出力する非バイパス状態（常態）になるが、第２メインライン１４から受電できなくなると電子式切替回路２０及び常用系電気機械式切替回路３０を共に回避・迂回して予備系電力入力ライン１２から受電しそれを電力出力ライン１５へ出力するバイパス状態になる第２バイパス回路でもある。

各部の構成を詳述すると、電子式切替回路２０（第１切替回路）は（図９（ｂ）参照）、サイリスタスイッチ（半導体部品）を具備していて常用系電力入力ライン１１と第１メインライン１３との接続状態（導通／遮断）を切り替える切替部２１と、やはりサイリスタスイッチ（半導体部品）を具備していて予備系電力入力ライン１２と第１メインライン１３との接続状態（導通／遮断）を切り替える切替部２２と、常用系電力入力ライン１１の電力を検出する電力検出回路と、予備系電力入力ライン１２の電力を検出する電力検出回路と、それら二つの電力検出結果に応じて常用系電力入力ライン１１が受電しているときには切替部２１が導通状態になるとともに切替部２２が遮断状態になるが常用系電力入力ライン１１が受電していないときには切替部２１が遮断状態になるとともに切替部２２が導通状態になるように切替部２１，２２のゲート制御状態を切り替える切替制御回路とを具えている。なお、電力検出は負荷電流の変動が大きいので電圧検出で行っている。

そして、このような電子式切替回路２０は、外部の常用系電力供給ラインＡから内部の常用系電力入力ライン１１に電力が供給されているときには、それを優先的に第１メインライン１３へ出力する切替状態になるが、常用系の停電等により外部の常用系電力供給ラインＡから内部の常用系電力入力ライン１１に電力が供給されないときには、外部の予備系電力供給ラインＢから内部の予備系電力入力ライン１２に供給された電力を第１メインライン１３へ出力する切替状態になる。しかも、その切り替えが、瞬停時などまで過剰には行われることがないよう、所定の遅延時間の経過後に行われるようにもなっている。

常用系電気機械式切替回路３０（第１バイパス回路，第２切替回路）は（図９（ａ）参照）、電力検出部３１〜３３と切替部３４〜３８と保守用復帰スイッチ３９とを具えたものである。そのうち電力検出部３１〜３３には、リレー駆動部３１と引き外しコイル駆動ライン開閉用接点３２と投入コイル駆動ライン開閉用接点３３とを具備した緩放リレー（時素リレー）が採用され、リレー駆動部３１が第１メインライン１３に接続され、引き外しコイル駆動ライン開閉用接点３２の一端が常用系電力入力ライン１１に接続され、投入コイル駆動ライン開閉用接点３３の一端も常用系電力入力ライン１１に接続されている。

この緩放リレー（３１〜３３）は、第１メインライン１３の受電時にはその電力でリレー駆動部３１が駆動されて速やかに励磁状態（動作状態，扛上状態）になるが、第１メインライン１３の受電が無くなったときにはリレー駆動部３１の駆動が無くなって所定の遅延時間の経過後に非励磁状態（無励磁状態，復旧状態，落下状態）になることで、電子式切替回路２０から第１メインライン１３への電力出力の有無を検出する第１メインライン電力検出用リレーとなっている。

また、引き外しコイル駆動ライン開閉用接点３２は、リレー駆動部３１の非励磁時に導通状態になり励磁時に遮断状態になるリレー接点であり、引き外しコイル３４の説明時に後述するように第１バイパスライン自動選択用の回路になっている。
さらに、投入コイル駆動ライン開閉用接点３３は、リレー駆動部３１の非励磁時に遮断状態になりリレー駆動部３１の励磁時に導通状態になるリレー接点であり、投入コイル駆動ライン開閉用接点３５や保守用復帰スイッチ３９の説明時に後述するように第１メインライン選択可能化用の回路の一部になっている。

切替部３４〜３８には、代表的な双安定型の電気機械式部品である電磁接触器（第１電磁接触器）が採用されており、この電磁接触器（３４〜３８）は、第１バイパスライン選択用の引き外しコイル３４と、第１メインライン手動選択可能化用の投入コイル駆動ライン開閉用接点３５と、第１メインライン開閉用接点３６と、第１バイパスライン開閉用接点３７と、第１メインライン選択用の投入コイル３８とを具備している。
そのうち、引き外しコイル３４は、引き外しコイル駆動ライン開閉用接点３２の他端に接続されているので、常用系電力入力ライン１１の受電時に第１メインライン１３の受電が無くなってリレー駆動部３１が非励磁状態になると、引き外しコイル３４が通電駆動されて、電磁接触器（３４〜３８）は、引き外し状態になり、投入コイル３８の駆動や投入向きの外力が無ければ引き外し状態を安定維持するようになっている。

また、投入コイル駆動ライン開閉用接点３５は、電磁接触器（３４〜３８）の引き外し時に導通状態になり電磁接触器（３４〜３８）の投入時に遮断状態になる接点であり、一端が上述した投入コイル駆動ライン開閉用接点３３の他端に接続され、他端が保守用復帰スイッチ３９の一端に接続されているので、電子式切替回路２０から第１メインライン１３に電力が出力されているのを受けてリレー駆動部３１が励磁状態になっており而も電磁接触器（３４〜３８）が引き外し状態のときに限って、常用系電力入力ライン１１の電力を保守用復帰スイッチ３９に送給するものとなっている。

さらに、第１メインライン開閉用接点３６は、電磁接触器（３４〜３８）の引き外し時に遮断状態になり電磁接触器（３４〜３８）の投入時に導通状態になる大電流用の接点であり、一端が第１メインライン１３に接続され、他端が第２メインライン１４に接続されているので、電磁接触器（３４〜３８）が引き外し状態のときには両メインライン１３，１４を遮断し、電磁接触器（３４〜３８）が投入状態のときには両メインライン１３，１４を導通させるものとなっている。

また、第１バイパスライン開閉用接点３７は、電磁接触器（３４〜３８）の引き外し時に導通状態になり電磁接触器（３４〜３８）の投入時に遮断状態になる大電流用の接点であり、一端が常用系電力入力ライン１１に接続され、他端が第２メインライン１４に接続されているので、電磁接触器（３４〜３８）が投入状態のときには両ライン１１，１４を遮断し、電磁接触器（３４〜３８）が引き外し状態のときには、両ライン１１，１４を導通させることにより、常用系電気機械式切替回路３０をバイパス状態にするものとなっている。そのため、常用系電気機械式切替回路３０は、電磁接触器（３４〜３８）が投入状態になっているバイパス状態では、電子式切替回路２０から第１メインライン１３に出力された電力を、第２メインライン１４に送給するが、電磁接触器（３４〜３８）が引き外し状態になるバイパス状態では、常用系電力入力ライン１１の電力を、電子式切替回路２０を回避・迂回させる形で、そのまま、第２メインライン１４に送給するものとなる。

保守用復帰スイッチ３９は、手動操作に応じて導通状態と遮断状態とが切り替わる投入用操作部材（第１メインライン選択用の手動操作部材）であり、一端が上述したように投入コイル駆動ライン開閉用接点３５の他端に接続され、他端が投入コイル３８に接続されている。そのため、保守用復帰スイッチ３９を手動操作にて導通状態にすると、電子式切替回路２０から第１メインライン１３に電力が出力されているのを受けてリレー駆動部３１が励磁状態になっており而も電磁接触器（３４〜３８）が引き外し状態で常用系電気機械式切替回路３０がバイパス状態になっているときに限って、すなわち第１メインライン１３が手動選択可能な状態になっているときに限って、常用系電力入力ライン１１の電力が投入コイル３８に送給され、投入コイル３８が通電駆動されて、電磁接触器（３４〜３８）が、投入状態になり、引き外しコイル３４の駆動や引き外し向きの外力が無ければ投入状態（非バイパス状態）を安定維持するようになっている。

このような常用系電気機械式切替回路３０は、その電力検出部３１〜３３（緩放リレー）に係る上述の遅延時間がやはり上述した電子式切替回路２０の遅延時間より長いこともあって、電子式切替回路２０から第１メインライン１３へ電力が出力されているときには、それを通過させて第２メインライン１４に出力する切替状態（非パイパス状態）になるが、電子式切替回路２０から第１メインライン１３へ電力が出力されないときには、常用系電力供給ラインＡから常用系電力入力ライン１１に供給された電力を、電子式切替回路２０及び第１メインライン１３から迂回・回避させる形で、そのまま、第２メインライン１４に出力する切替状態（バイパス状態）になるものとなっている。

予備系電気機械式切替回路４０（第２バイパス回路，第３切替回路）は（図９（ａ）参照）、電力検出部４１〜４３と切替部４４〜４８と保守用復帰スイッチ４９とを具えたものである。そのうち電力検出部４１〜４３には、リレー駆動部４１と引き外しコイル駆動ライン開閉用接点４２と投入コイル駆動ライン開閉用接点４３とを具備した緩放リレー（時素リレー）が採用され、リレー駆動部４１が第２メインライン１４に接続され、引き外しコイル駆動ライン開閉用接点４２の一端が予備系電力入力ライン１２に接続され、投入コイル駆動ライン開閉用接点４３の一端も予備系電力入力ライン１２に接続されている。

この緩放リレー（４１〜４３）は、第２メインライン１４の受電時にはその電力でリレー駆動部４１が駆動されて速やかに励磁状態（動作状態，扛上状態）になるが、第２メインライン１４の受電が無くなったときにはリレー駆動部４１の駆動が無くなって所定の遅延時間の経過後に非励磁状態（無励磁状態，復旧状態，落下状態）になることで、常用系電気機械式切替回路３０から第２メインライン１４への電力出力の有無を検出する第２メインライン電力検出用リレーとなっている。

また、引き外しコイル駆動ライン開閉用接点４２は、リレー駆動部４１の非励磁時に導通状態になり励磁時に遮断状態になるリレー接点であり、引き外しコイル４４の説明時に後述するように第２バイパスライン自動選択用の回路になっている。
さらに、投入コイル駆動ライン開閉用接点４３は、リレー駆動部４１の非励磁時に遮断状態になりリレー駆動部４１の励磁時に導通状態になるリレー接点であり、投入コイル駆動ライン開閉用接点４５や保守用復帰スイッチ４９の説明時に後述するように第２メインライン選択可能化用の回路の一部になっている。

切替部４４〜４８には、代表的な双安定型の電気機械式部品である電磁接触器（第２電磁接触器）が採用されており、この電磁接触器（４４〜４８）は、第２バイパスライン選択用の引き外しコイル４４と、第２メインライン手動選択可能化用の投入コイル駆動ライン開閉用接点４５と、第２メインライン開閉用接点４６と、第２バイパスライン開閉用接点４７と、第２メインライン選択用の投入コイル４８とを具備している。
そのうち、引き外しコイル４４は、引き外しコイル駆動ライン開閉用接点４２の他端に接続されているので、予備系電力入力ライン１２の受電時に第２メインライン１４の受電が無くなってリレー駆動部４１が非励磁状態になると、引き外しコイル４４が通電駆動されて、電磁接触器（４４〜４８）は、引き外し状態になり、投入コイル４８の駆動や投入向きの外力が無ければ引き外し状態を安定維持するようになっている。

また、投入コイル駆動ライン開閉用接点４５は、電磁接触器（４４〜４８）の引き外し時に導通状態になり電磁接触器（４４〜４８）の投入時に遮断状態になる接点であり、一端が上述した投入コイル駆動ライン開閉用接点４３の他端に接続され、他端が保守用復帰スイッチ４９の一端に接続されているので、常用系電気機械式切替回路３０から第２メインライン１４に電力が出力されているのを受けてリレー駆動部４１が励磁状態になっており而も電磁接触器（４４〜４８）が引き外し状態のときに限って、予備系電力入力ライン１２の電力を保守用復帰スイッチ４９に送給するものとなっている。

さらに、第２メインライン開閉用接点４６は、電磁接触器（４４〜４８）の引き外し時に遮断状態になり電磁接触器（４４〜４８）の投入時に導通状態になる大電流用の接点であり、一端が第２メインライン１４に接続され、他端が電力出力ライン１５に接続されているので、電磁接触器（４４〜４８）が引き外し状態のときには両ライン１４，１５を遮断し、電磁接触器（４４〜４８）が投入状態のときには両ライン１４，１５を導通させるものとなっている。

また、第２バイパスライン開閉用接点４７は、電磁接触器（４４〜４８）の引き外し時に導通状態になり電磁接触器（４４〜４８）の投入時に遮断状態になる大電流用の接点であり、一端が予備系電力入力ライン１２に接続され、他端が電力出力ライン１５に接続されているので、電磁接触器（４４〜４８）が投入状態のときには両ライン１２，１５を遮断し、電磁接触器（４４〜４８）が引き外し状態のときには、両ライン１２，１５を導通させることにより、予備系電気機械式切替回路４０をバイパス状態にするものとなっている。そのため、予備系電気機械式切替回路４０は、電磁接触器（４４〜４８）が投入状態になっている非バイパス状態では、常用系電気機械式切替回路３０から第２メインライン１４に出力された電力を、電力出力ライン１５に送給するが、電磁接触器（４４〜４８）が引き外し状態になっているバイパス状態では、予備系電力入力ライン１２の電力を、電子式切替回路２０及び常用系電気機械式切替回路３０を回避・迂回させる形で、そのまま、電力出力ライン１５に送給するものとなっている。

保守用復帰スイッチ４９は、手動操作に応じて導通状態と遮断状態とが切り替わる投入用操作部材（第２メインライン選択用の手動操作部材）であり、一端が上述したように投入コイル駆動ライン開閉用接点４５の他端に接続され、他端が投入コイル４８に接続されている。そのため、保守用復帰スイッチ４９を手動操作すると、常用系電気機械式切替回路３０から第２メインライン１４に電力が出力されているのを受けてリレー駆動部４１が励磁状態になっており而も電磁接触器（４４〜４８）が引き外し状態で予備系電気機械式切替回路４０がバイパス状態になっているときに限って、すなわち第２メインライン１４が手動選択可能な状態になっているときに限って、第２メインライン１４の電力が投入コイル４８に送給され、投入コイル４８が通電駆動されて、電磁接触器（４４〜４８）が、投入状態になり、引き外しコイル４４の駆動や引き外し向きの外力が無ければ投入状態（非バイパス状態）を安定維持するようになっている。

このような予備系電気機械式切替回路４０は、常用系電気機械式切替回路３０から第２メインライン１４へ電力が出力されているときには、それを通過させて電力出力ライン１５に出力する切替状態（非パイパス状態）になるが、常用系電気機械式切替回路３０から第２メインライン１４へ電力が出力されないときには、予備系電力供給ラインＢから予備系電力入力ライン１２に供給された電力を、電子式切替回路２０と常用系電気機械式切替回路３０と第２メインライン１４とから迂回・回避させる形で、そのまま、電力出力ライン１５に出力する切替状態（バイパス状態）になるものとなっている。なお、上述した電力検出部４１〜４３（緩放リレー）の遅延時間は、常用系電気機械式切替回路３０と予備系電気機械式切替回路４０とが同時にバイパス状態に切り替わろうとするのを避けるために、常用系電気機械式切替回路３０の遅延時間より長い。

このようなバイパス付き電源切替装置１０は、常用系電力供給ラインＡ及び予備系電力供給ラインＢという二系統の電力供給ラインＡ，Ｂと、鉄道の信号機器へ至る負荷用電力供給ラインＣとの間に設置されるが、大抵は信号機器の近くに配置されるので、駅中間の信号機器に使用される場合は保安要員の常駐地から遠くに設置されることが多い。
そして、どこに配置されても、常用系を優先選択して負荷の信号機器へ電力を供給し、常用系が停電したときには速やかに予備系に切り替えてその電力を負荷の信号機器へ供給するとともに、常用系が復電したときには切替状態を元に戻して常用系の電力を負荷の信号機器へ供給する。

バイパス付き電源切替装置１０を通過する電流が例えば駅中間の設備の場合で約３０Ａと大きいうえ、その通過電流を切り替えるときの負荷への電力供給瞬断時間は極力短くすることが要求されている。そのため、初段の電子式切替回路２０の切替部２１，２２については、上述したように切替素子としてサイリスタ（半導体部品）が採用されている。
しかし、サイリスタは半導体であるため、それだけでは鉄道設備に求められる信頼性を満たし得ないので、サイリスタの故障のうち不都合となるオープン故障・遮断側故障の発生に備えてバイパス機能が付加されている。しかも、バイパス機能は、常用系電力バイパス用の常用系電気機械式切替回路３０と予備系電力バイパス用の予備系電気機械式切替回路４０とがその順にカスケード接続された二段のバイパス回路によって、常用系を優先するように具現化されている。また、それらの電気機械式切替回路３０，４０（バイパス回路）は何れも大電流を通過させるため機械的ロック機能付き電磁接触器（双安定型の電気機械式部品）が採用されている。

このようなバイパス付き電源切替装置１０の具体的な動作例を、図面を引用して説明する。図１０〜図１２は、何れも、電子式切替回路２０が正常なときの動作状態説明図であり、そのうち図１０は、常用系が給電している定常時の動作を示し、図１１は、常用系が停電したときの動作を示し、図１２は常用系が復旧し予備系が停電したときの動作を示している。また、図１３〜図１５は、何れも、電子式切替回路２０がオープン故障して第１メインライン１３へ電力を出力しなくなったときの動作状態説明図であり、そのうち図１３は、常用系が給電している定常時の動作を示し、図１４は、常用系が停電したときの動作を示し、図１５は常用系が復旧してから予備系が停電したときの動作を示している。

先ず（図１０の常用系電力入力ライン１１から電力検出部３１〜３３までを参照）、電子式切替回路２０を含むバイパス付き電源切替装置１０の全回路が正常であって常用系も予備系も給電されている定常時には、常用系電力供給ラインＡから常用系電力入力ライン１１が受電でき、その電力が電子式切替回路２０によって優先採択されて第１メインライン１３に出力される。これによってリレー駆動部３１が励磁されて、引き外しコイル駆動ライン開閉用接点３２が遮断状態になり、投入コイル駆動ライン開閉用接点３３が導通状態になり、電磁接触器（３４〜３８）が引き外し状態だった場合は、投入コイル駆動ライン開閉用接点３３と投入コイル駆動ライン開閉用接点３５を介して保守用復帰スイッチ３９に電力が送給されるので、保守用復帰スイッチ３９を保守要員等が手動操作して電磁接触器（３４〜３８）を投入状態にする。

電磁接触器（３４〜３８）が投入状態であると（図１０参照）、第１メインライン開閉用接点３６が導通状態を維持し、第１バイパスライン開閉用接点３７が遮断状態を維持するので、常用系電気機械式切替回路３０の切替部３４〜３８のバイパス機能が停止した状態で、第１メインライン１３と第２メインライン１４とが導通状態を保つ。そのため、常用系電力が第２メインライン１４に送給される。
そして、第２メインライン１４の受電に応じて、予備系電気機械式切替回路４０でも、常用系電気機械式切替回路３０について述べたのと同様の回路動作がなされて、更に必要なら保守用復帰スイッチ４９の手動操作も加えることで、バイパス機能が停止した状態で、第２メインライン１４と電力出力ライン１５とが導通状態を保つ。
このように正常回路の定常時の動作では、常用系電力が常用系電力入力ライン１１と電子式切替回路２０と第１メインライン１３と第１メインライン開閉用接点３６と第２メインライン１４と第２メインライン開閉用接点４６と電力出力ライン１５とを通過する。

次に（図１１参照）、そのような状態で常用系が停電すると、常用系電力入力ライン１１の受電が途絶え、そのことが電子式切替回路２０によって検出され、それに応じて電子式切替回路２０が常用系電力の採択を止めて予備系電力を採択する状態に切り替わる。そのため、予備系電力供給ラインＢから予備系電力入力ライン１２の受電した電力が電子式切替回路２０によって代用採択されて第１メインライン１３に出力される。しかも、そのときの切替は常用系電気機械式切替回路３０や予備系電気機械式切替回路４０の遅延時間より短い時間に完遂されるので、それらの切替回路３０，４０には変化が生じない。
このように正常回路の常用系停電時には、予備系電力が予備系電力入力ライン１２と電子式切替回路２０と第１メインライン１３と第１メインライン開閉用接点３６と第２メインライン１４と第２メインライン開閉用接点４６と電力出力ライン１５とを通過する。

それから（図１２参照）、常用系電力が復旧すると、再び常用系電力入力ライン１１が受電できるようになり、その電力を検出した電子式切替回路２０の切替状態が元に戻るので、再び常用系が電子式切替回路２０によって優先採択されて第１メインライン１３に出力される。このときの切替も後続二段の切替回路３０，４０の遅延時間より短い時間に完遂されるので、それらの切替回路３０，４０には変化が生じない。そして、この状態では、常用系電力が常用系電力入力ライン１１と電子式切替回路２０と第１メインライン１３と第１メインライン開閉用接点３６と第２メインライン１４と第２メインライン開閉用接点４６と電力出力ライン１５とを通過する。しかも、その状態は、非優先の予備系の状態すなわち予備系電力供給ラインＢから予備系電力入力ライン１２への給電の有無では変化しないので、正常回路の常用系復旧予備系停電時も不都合が無い。

これに対し（図１３参照）、常用系から給電されている定常時等に、電子式切替回路２０にオープン故障が発生すると、第１メインライン１３に電力が出力されなくなるので、第１メインライン１３の電圧が０Ｖになり、リレー駆動部３１の駆動が無くなって、所定の遅延時間の経過後に緩放リレー（３１〜３３）が非励磁状態になる。そして、それに伴って導通した引き外しコイル駆動ライン開閉用接点３２を介して引き外しコイル３４に通電がなされるので、電磁接触器（３４〜３８）が引き外し状態になる。この状態では、第１メインライン開閉用接点３６が遮断状態になって、第１メインライン１３と第２メインライン１４とが遮断されるとともに、第１バイパスライン開閉用接点３７が導通状態になって、常用系電力入力ライン１１と第２メインライン１４とが導通する。

そのため、電子式切替回路２０を通らないバイパス電路である常用系電力入力ライン１１と第１バイパスライン開閉用接点３７とを介して常用系電力が第２メインライン１４に送給される。そして、第２メインライン１４が受電すると、予備系電気機械式切替回路４０では、電力検出部４１〜４３（緩放リレー）が再び励磁されて、切替部４４〜４８（電磁接触器）が引き外されることなく投入状態を維持するので、それで導通状態を維持する第２メインライン開閉用接点４６を介して第２メインライン１４と電力出力ライン１５とが導通状態を維持する。
このように故障回路の定常時の動作では、常用系電力が、電子式切替回路２０を回避・迂回して、常用系電力入力ライン１１と第１バイパスライン開閉用接点３７と第２メインライン１４と第２メインライン開閉用接点４６と電力出力ライン１５とを通過する。

次に（図１４参照）、そのような状態で常用系が停電すると、常用系電力入力ライン１１の受電が途絶えて、第２メインライン１４も受電できなくなるので、第１メインライン１３だけでなく第２メインライン１４までも電圧が０Ｖになり、リレー駆動部４１の駆動が無くなって、所定の遅延時間の経過後に緩放リレー（４１〜４３）が非励磁状態になる。そして、それに伴って導通した引き外しコイル駆動ライン開閉用接点４２を介して引き外しコイル４４に予備系電力入力ライン１２から通電がなされるので、電磁接触器（４４〜４８）が引き外し状態になる。この状態では、第２メインライン開閉用接点４６が遮断状態になって、第２メインライン１４と電力出力ライン１５とが遮断されるとともに、第２バイパスライン開閉用接点４７が導通状態になって、予備系電力入力ライン１２と電力出力ライン１５とが導通する。
このように故障回路の常用系停電時には、予備系電力が、電子式切替回路２０及び常用系電気機械式切替回路３０を回避・迂回して、予備系電力入力ライン１２と第２バイパスライン開閉用接点４７と電力出力ライン１５とを通過する。

それから、更に予備系も停電すると、二系統いずれからも給電されないので、バイパス付き電源切替装置１０からも電力が出力されなくなる。また、予備系電力入力ライン１２と引き外しコイル駆動ライン開閉用接点４２とを介する引き外しコイル４４への予備系電力の給電も途絶える。
そして、その後、常用系電力が復旧すると（図１５参照）、再び常用系電力入力ライン１１が受電できるようになって、第２メインライン１４にまで常用系電力が届き、それによって緩放リレー（４１〜４３）が励磁されて、引き外しコイル駆動ライン開閉用接点４２が遮断状態になり、投入コイル駆動ライン開閉用接点４３が導通状態になる。

投入コイル駆動ライン開閉用接点４３が導通状態になると、引き外し状態の電磁接触器（４４〜４８）では投入コイル駆動ライン開閉用接点４５が導通状態になっているので、それらの接点４３，４５を介して予備系電力入力ライン１２と保守用復帰スイッチ４９とが導通するが、予備系が未だ停電している間は保守用復帰スイッチ４９を操作しても電磁接触器（４４〜４８）を投入状態にすることができず、その後で予備系電力が復旧しても保守用復帰スイッチ４９を操作しなければ電磁接触器（４４〜４８）を投入状態にすることができない。

電気技術者のための信号概論「鉄道信号一般」改訂版、社団法人 日本鉄道電気技術協会、平成１７年３月１８日発行、Ｐ１２７、１０．１．１ 信号電源の供給

このようにバイパス付き電源切替装置１０では、常用系からの受電を優先させつつその停電時には予備系からの受電を選択する自動切替を電子式切替回路２０にて迅速に行うことを前提として、電子式切替回路２０が正常なときには次段の常用系電気機械式切替回路３０も後段の予備系電気機械式切替回路４０も電子式切替回路２０の出力を通過させて負荷へ送り込むが、電子式切替回路２０が故障してその出力が停止することも想定して、電子式切替回路２０の故障時には、先ず常用系電気機械式切替回路３０が電子式切替回路２０を回避・迂回するバイパス回路になって常用系電力を負荷へ供給し、更に常用系が停電したら予備系電気機械式切替回路４０が電子式切替回路２０及び常用系電気機械式切替回路３０を回避・迂回するバイパス回路になって予備系電力を負荷へ供給する。

また、設置後の起動時や保守時の再起動時などには、保守用復帰スイッチ３９，４９を操作して各段２０，３０，４０の動作状態を確認しながら起動できるようになっている。すなわち、保守用復帰スイッチ３９，４９が別体の場合、先ず給電を行って電子式切替回路２０の動作状態を確認し、次に保守用復帰スイッチ３９を操作して常用系電気機械式切替回路３０の動作状態を確認し、それから保守用復帰スイッチ４９を操作して予備系電気機械式切替回路４０の動作状態を確認することで、各部を順に確認することができる。これに対し、保守用復帰スイッチ３９，４９が一体物で連動する場合、一回の操作で両電気機械式切替回路３０，４０を切り替えることができる。なお、従来の保守用復帰スイッチ３９，４９は、自復形押しボタンが採用されていて、手を離すと即時に元に戻るので、手動操作がボタンを押す操作だけで足り、戻す操作は不要である。
そして、このことと、電子式切替回路２０の故障時にはその機能が電気機械式切替回路３０，４０によって二重にバックアップされて常用系の停電時はもちろん予備系の停電時までも適切に電力が出力されることとから、バイパス付き電源切替装置１０は十分に実用に叶うものとなっている。

しかしながら、上述したように、常用系電気機械式切替回路３０も、予備系電気機械式切替回路４０も、基本状態（メインライン選択状態，非バイパス状態）からバイパス状態へは電力検出に応じて自動的に切り替わるが、バイパス状態から元の基本状態へは自動では復旧せず手動操作を必要とすることから、電子式切替回路２０のオープン故障後に常用系が停電してから復電した際に予備系が停電した場合、より具体的にはオープン故障後に常用系が停電しその後に予備系も停電しその後に常用系が復電した場合やオープン故障後に常用系が停電しその後に常用系が復電しその後に予備系が停電した場合、常用系電力が復旧しても更に手動操作が加えられるまで、バイパス付き電源切替装置１０から電力が出力されない。

そして、その場合、バイパス付き電源切替装置１０が駅中間などに設置されていて、その設置場所まで保守要員等が到着するのに長時間が掛かると、その間、負荷に給電がされないので、信号機器等が動作を停止してしまうおそれがある。そのため、電源事情さらには路線や列車の運行状況等によっては、列車運行等に影響が及びかねないことから、上述の如く稀な場合にもバイパス付き電源切替装置１０からの電力出力が迅速に復旧するようにバイパス付き電源切替装置１０を改良する、という要請が生じた。
そこで、常用系が停電してから復電した際に予備系が停電した場合でも自動で電力出力を再開するバイパス付き電源切替装置を実現することが技術的な課題となる。

本発明のバイパス付き電源切替装置は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、切替部に半導体部品が採用されており且つ常用系電力入力ラインに電力が供給されているときにはそれを出力する切替状態になるが前記常用系電力入力ラインに電力が供給されないときには予備系電力入力ラインに供給された電力を出力する切替状態になる電子式切替回路と、切替部に双安定型の電気機械式部品が採用されており且つ前記電子式切替回路から電力が出力されているときには手動操作部材の操作に応じて前記電子式切替回路から受けた電力を通過させる切替状態になるが前記電子式切替回路から電力が出力されないときには前記常用系電力入力ラインに供給された電力を出力する切替状態になる常用系電気機械式切替回路と、切替部に双安定型の電気機械式部品が採用されており且つ前記常用系電気機械式切替回路から電力が出力されていると同時に前記予備系電力入力ラインに電力が供給されているときには手動操作部材の操作に応じて前記常用系電気機械式切替回路から受けた電力を通過させる切替状態になるが前記常用系電気機械式切替回路から電力が出力されないときには前記予備系電力入力ラインに供給された電力を出力する切替状態になる予備系電気機械式切替回路とを備えたバイパス付き電源切替装置において、前記予備系電気機械式切替回路が前記予備系電力入力ラインに供給された電力を出力する切替状態になっているときに前記常用系電気機械式切替回路から電力が出力されるとそれを通過させる切替状態に前記予備系電気機械式切替回路の状態を切り替わらせる自動復帰手段を設けたことを特徴とする。

また、本発明のバイパス付き電源切替装置は（解決手段２）、上記解決手段１のバイパス付き電源切替装置であって、前記自動復帰手段は、前記予備系電気機械式切替回路の前記手動操作部材に連動するものであって、前記予備系電気機械式切替回路の前記手動操作部材の操作に応じて前記予備系電気機械式切替回路が前記常用系電気機械式切替回路から受けた電力を通過させる切替状態になっているときには前記予備系電気機械式切替回路の状態切替を行わないようになっていることを特徴とする。

さらに、本発明のバイパス付き電源切替装置は（解決手段３）、上記解決手段２のバイパス付き電源切替装置であって、前記予備系電気機械式切替回路は、前記予備系電力入力ラインに電力が供給されているか否かを検出する電力検出部を具備するとともに、前記手動操作部材としてスイッチ部材を具備しており、前記自動復帰手段が前記電力検出部の検出結果にて開閉する投入用接点と前記スイッチ部材の接点とそれらに接続された配線とからなることを特徴とする。

このような本発明のバイパス付き電源切替装置にあっては（解決手段１）、自動復帰手段を設けて、予備系電力入力ラインに供給された電力を出力する切替状態に予備系電気機械式切替回路がなっているときに、常用系電気機械式切替回路から電力が出力されると、それに応じてその電力を通過させる切替状態に予備系電気機械式切替回路の状態が切り替わるようにしたことにより、電子式切替回路の故障後に常用系が停電してもその後に常用系が復電すればその復電の前後に予備系の停電が有ったとしても自動で電力出力が再開される。
したがって、この発明によれば、上述の技術課題が解決される。

また、本発明のバイパス付き電源切替装置にあっては（解決手段２）、予備系電気機械式切替回路の切替状態をバイパス状態から非バイパス状態へ切り替える手段として手動操作部材と自動復帰手段という二種類の手段が備わっているが、両手段が謂わば排他的に連動して同時には状態の切替を行わないようにしたことにより、予備系電気機械式切替回路の切替駆動を別回路から同時に行ったときに誘発されることのある不具合たとえば二系統の電力ラインの短絡や切替駆動通電の不安定化などの発生可能性を簡便かつ的確に消し去ることができる。また、装置起動時など必要時には自動復帰を抑制することが可能なので、設置作業や保守作業など人手の要る作業を、付加された自動復帰機能によって乱されることなく従来同様、作業者の都合に合わせて進めることもできる。

さらに、本発明のバイパス付き電源切替装置にあっては（解決手段３）、電力検出回路の出力段の投入用接点とスイッチ部材の接点とそれらに接続された配線とで自動復帰手段を具現化したことにより、従来装置からの設計変更が僅かなもので済むうえ、既存の従来装置を本発明の装置に改造するのも簡便に行うことができる。
すなわち、従来装置が予備系電力入力ラインに電力が供給されているか否かを検出する電力検出部の検出結果にて開閉する投入用接点を具備しており且つ手動操作部材としてスイッチ部材を具備していることを前提として、それと既存回路とを配線で接続することににより、僅かな追加で、新たなバイパス付き電源切替装置を実現する行うことができる。また、スイッチ部材に開閉の逆な接点が余っていればその接点を使用することにより或いはスイッチ部材に開閉の逆な接点が余っていなければそのような接点も具備したものでスイッチ部材を置き換えてから追加接点を使用することにより、自動復帰手段を容易に具現化することができる。

本発明の実施例１について、バイパス付き電源切替装置の構造を示す回路図である。 本発明の実施例１のバイパス付き電源切替装置について、正常回路の定常時の動作状態説明図である。 本発明の実施例１のバイパス付き電源切替装置について、正常回路の常用系停電時の動作状態説明図である。 本発明の実施例１のバイパス付き電源切替装置について、正常回路の常用系復旧予備系停電時の動作状態説明図である。 本発明の実施例１のバイパス付き電源切替装置について、故障回路の定常時の動作状態説明図である。 本発明の実施例１のバイパス付き電源切替装置について、故障回路の常用系停電時の動作状態説明図である。 本発明の実施例１のバイパス付き電源切替装置について、故障回路の常用系復旧開始時の動作状態説明図である。 本発明の実施例１のバイパス付き電源切替装置について、故障回路の常用系復旧後の動作状態説明図である。 従来のバイパス付き電源切替装置の構成を示し、（ａ）が全体の回路図、（ｂ）が電子式切替回路の部分の回路図である。 従来のバイパス付き電源切替装置について、正常回路の定常時の動作状態説明図である。 従来のバイパス付き電源切替装置について、正常回路の常用系停電時の動作状態説明図である。 従来のバイパス付き電源切替装置について、正常回路の常用系復旧予備系停電時の動作状態説明図である。 従来のバイパス付き電源切替装置について、故障回路の定常時の動作状態説明図である。 従来のバイパス付き電源切替装置について、故障回路の常用系停電時の動作状態説明図である。 従来のバイパス付き電源切替装置について、故障回路の常用系復旧後予備系停電時の動作状態説明図である。

このような本発明のバイパス付き電源切替装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１により説明する。
図１〜図８に示した実施例１は、上述した解決手段１〜３（出願当初の請求項１〜３）を総て具現化したものである。
なお、それらの図示に際し従来と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、また、それらについて背景技術の欄で述べたことは以下の実施例についても共通するので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。

本発明のバイパス付き電源切替装置の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、バイパス付き電源切替装置５０の全体回路図である。

このバイパス付き電源切替装置５０が既述したバイパス付き電源切替装置１０（図９（ａ）参照）と相違するのは（図１参照）、予備系電気機械式切替回路４０が予備系電気機械式切替回路６０になっている点であり、予備系電気機械式切替回路６０が既述した予備系電気機械式切替回路４０と相違するのは、自動復帰手段６１＋６２が付加されている点である。
自動復帰手段６１＋６２は、投入用接点６１と自動復帰用接点６２とそれらに接続された配線とからなる小規模な回路である。

投入用接点６１は、引き外しコイル駆動ライン開閉用接点４２と同じく、リレー駆動部４１の非励磁時に導通状態になり励磁時に遮断状態になるリレー接点であり、一端が第２メインライン１４に配線で接続され、他端が自動復帰用接点６２の一端に配線で接続されている。この投入用接点６１は、緩放リレー（４１〜４３）に未使用の予備接点が有ればその接点を使用することで具現化され、緩放リレー（４１〜４３）に未使用の予備接点が無ければ、緩放リレーを接点の多いものに取り替えてから余分な接点を使用することで具現化されるので、容易かつ低廉に実装することができるものである。リレー駆動部４１と投入用接点６１とを組み合わせた電力検出部４１＋６１は、電力検出部４１〜４３と同じく第２メインライン１４の電圧の有無を検出して応動するようになっている。

自動復帰用接点６２は、手動操作式の保守用復帰スイッチ４９に連動するものであって保守用復帰スイッチ４９とは開閉状態が逆になる接点であり、上述したように一端が投入用接点６１の他端に配線で接続され、他端が保守用復帰スイッチ４９の他端と同じく投入コイル４８に接続されている。この自動復帰用接点６２は、保守用復帰スイッチ４９に未使用の接点が余っていてその接点が手動操作時に既使用の接点と開閉状態が逆になるものであれば、その接点を使用することで具現化され、そのような未使用の接点が保守用復帰スイッチ４９に残っていなければ、保守用復帰スイッチ４９を外して、その代わりに両接点４９，６２を具備した保守用復帰スイッチ４９＋６２を取り付けてから追加接点を使用することで具現化されるので、やはり容易かつ低廉に実装することができる。

このような自動復帰手段６１＋６２は、後の動作説明で詳述するが、予備系電気機械式切替回路６０が予備系電力入力ライン１２に供給された電力を電力出力ライン１５へ出力する切替状態（バイパス状態）になっているとき即ちリレー駆動部４１が非励磁で切替部４４〜４８の電磁接触器が引き外し状態になっているときに、常用系電気機械式切替回路３０から第２メインライン１４に電力が出力されると、その電力により投入用接点６１及び自動復帰用接点６２を介して投入コイル４８が駆動されて切替部４４〜４８の電磁接触器が投入状態に切り替わるので、第２メインライン１４の電力を第２メインライン開閉用接点４６経由で電力出力ライン１５へ通過させる切替状態（非バイパス状態）に予備系電気機械式切替回路６０の状態を自動で切り替わらせるものとなっている。

また、この自動復帰手段６１＋６２は、保守用復帰スイッチ４９＋６２がロック形ならそれが操作されたことによって或いは保守用復帰スイッチ４９＋６２が非ロック形ならそれが操作されていることによって保守用復帰スイッチ４９が導通状態になって予備系電気機械式切替回路６０が常用系電気機械式切替回路３０から第２メインライン１４経由で受けた電力を通過させて電力出力ライン１５へ送給する切替状態（非バイパス状態）になっているときには、保守用復帰スイッチ４９に連動して自動復帰用接点６２が遮断状態になる或いは遮断状態になっているので、第２メインライン１４に電力が出力されても、その電力が投入用接点６１及び自動復帰用接点６２経由では投入コイル４８まで届かないので、上述した予備系電気機械式切替回路６０の状態切替すなわち第２メインライン１４の電力の復旧に応じて自動で切替部４４〜４８の電磁接触器を投入状態に切り替えることを行わないものとなっている。

この実施例１のバイパス付き電源切替装置について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図２〜図４は、何れも、電子式切替回路２０が正常なときの動作状態説明図であり、そのうち図２は、常用系が給電している定常時の動作を示し、図３は、常用系が停電したときの動作を示し、図４は常用系が復旧し予備系が停電したときの動作を示している。また、図５〜図８は、何れも、電子式切替回路２０がオープン故障して第１メインライン１３へ電力を出力しなくなったときの動作状態説明図であり、そのうち図５は、常用系が給電している定常時の動作を示し、図６は、常用系が停電したときの動作を示し、図７は、常用系が停電から復旧して給電を開始した瞬間の動作を示し、図８は、常用系が復旧し終えた後の動作を示している。

電子式切替回路２０が正常で第２メインライン１４に電力が出力されているときは（図２〜図４参照）、リレー駆動部４１が励磁されて投入用接点６１が遮断状態になることから、自動復帰手段６１＋６２が機能しないため、予備系電気機械式切替回路６０が常用系電気機械式切替回路３０と同様に動作し、バイパス付き電源切替装置５０がバイパス付き電源切替装置１０と同様に動作するので、すなわちバイパス付き電源切替装置１０について既述したのとほぼ同じ説明になるので、簡潔に述べる。

先ず（図２参照）、電子式切替回路２０を含むバイパス付き電源切替装置５０の全回路が正常であって常用系も予備系も給電されている定常時には、常用系電力入力ライン１１が電子式切替回路２０によって優先採択されて常用系電力が第１メインライン１３に出力され、保守用復帰スイッチ４９＋６２の手動操作によって電磁接触器（３４〜３８）が投入されて常用系電気機械式切替回路３０が非バイパス状態に切り替えられていると、第１メインライン１３が第１メインライン開閉用接点３６を介して第２メインライン１４と導通してそこに常用系電力が出力され、さらに、予備系電気機械式切替回路６０でも、同様にして第２メインライン１４と電力出力ライン１５とが導通状態を保つので、常用系電力供給ラインＡから供給された常用系電力が負荷用電力供給ラインＣへ出力される（図中の矢付き極太線を参照）。

次に（図３参照）、そのような状態で常用系が停電すると、それに応じて電子式切替回路２０が常用系電力の採択を止めて予備系電力を採択する状態に切り替わるため、予備系電力入力ライン１２の電力が電子式切替回路２０によって代用採択されて第１メインライン１３に出力される。短時間で第１メインライン１３に出力が再開されることにより、後段の機械式切替回路３０，６０には変化が生じないので、以降は同じ経路（１３，３６，１４，４６，１５）を通って予備系電力が出力される（図中の矢付き極太線を参照）。
それから（図４参照）、常用系電力が復旧すると、再び常用系電力入力ライン１１が受電できるようになり、その電力を検出した電子式切替回路２０の切替状態が元に戻り、後段の機械式切替回路３０，６０も元のままなので、常用系電力が元の経路（Ａ，１１，２０，１３，３６，１４，４６，１５，Ｃ）を通って負荷へ供給される（図中の矢付き極太線を参照）。しかも、その状態は、非優先の予備系電力の有無では変化しないので、常用系が自動復旧した後は予備系が停電しても負荷への給電に不都合は無い。

これに対し（図５〜図８参照）、電子式切替回路２０にオープン故障が発生すると、第１メインライン１３に電力が出力されず、そこの電圧が０Ｖになるが、このような故障時のバイパス付き電源切替装置５０の動作も、自動復帰手段６１＋６２が作動しない間は（図５〜図６参照）、既述したバイパス付き電源切替装置１０の動作と同様なので、簡潔に述べる。先ず（図５参照）、常用系から給電されている定常時には、第１メインライン１３の電圧降下後に緩放リレー（３１〜３３）が非励磁状態になって電磁接触器（３４〜３８）が引き外されて常用系電気機械式切替回路３０がバイパス状態になる。そのため、常用系電力が、バイパス電路（１１，３７）経由で第２メインライン１４に送給され、それ以降は無変化の予備系電気機械式切替回路６０の第２メインライン開閉用接点４６を介して電力出力ライン１５に出力される（図中の矢付き極太線を参照）。

次に（図６参照）、その状態で常用系が停電すると、常用系電力入力ライン１１の受電が途絶えて、第２メインライン１４も電圧が０Ｖになり、それから、緩放リレー（４１〜４３，６１）が非励磁状態になって電磁接触器（４４〜４８）が引き外されて予備系電気機械式切替回路６０もバイパス状態になる。そのため、予備系電力が、バイパス電路（１２，４７）経由で電力出力ライン１５に出力される（図中の矢付き極太線を参照）。また、この状態で予備系までも停電すると電力出力が完全に止まるが、電気機械式切替回路３０，６０の切替状態は双安定なので変化することなく以前の切替状態が維持される。
ここまでの動作は、バイパス付き電源切替装置１０について既述したのと同様であるが、リレー駆動部４１が非励磁状態になると、バイパス付き電源切替装置５０では、新設の投入用接点６１が導通状態になり、それに自動復帰用接点６２が接続されている自動復帰手段６１＋６２が導通状態になる。この時点では未だ給電の主経路やバイパス経路に表立った従来との相違は見られないが、以後の動作は違ってくる。

すなわち、自動復帰手段６１＋６２が導通状態になって機能を発揮する準備ができていることから、常用系電力供給ラインＡから常用系電力入力ライン１１への常用系電力の給電が復旧すると（図７，図８参照）、その復旧し始めには（図７参照）、先の常用系の停電により既にバイパス状態（引き外し状態）になっていた常用系電気機械式切替回路３０の切替部３４〜３８（電磁接触器）のうち導通状態の第１バイパスライン開閉用接点３７を介して常用系電力が第２メインライン１４に送給されるが（図中の矢付き破線を参照）、その第２メインライン１４の受電した常用系電力が、自動復帰手段６１＋６２を介して投入コイル４８に送られるとともに、予備系電気機械式切替回路６０の電力検出部４１＋６１のリレー駆動部４１にも送られるので、緩放リレー（電力検出部４１〜４３＋６１）の遅延時間の間だけ投入コイル４８が通電駆動される。

そして（図８参照）、その通電駆動によって切替部４４〜４８の電磁接触器が投入状態になり、予備系電気機械式切替回路６０の切替状態が非バイパス状態に切り替わる。さらに、緩放リレー（４１〜４３＋６１）の遅延時間の経過後は、電力検出部４１＋６１のリレーが励磁状態になって引き外しコイル駆動ライン開閉用接点４２も投入用接点６１も遮断状態になるので、予備系が停電し続けたときは勿論、予備系の給電が復旧したときでも、保守用復帰スイッチ４９＋６２の手動操作にてスイッチ４９が導通させられるか或いは再び常用系が停電するまで、常用系電力の選択出力が継続される。

こうして、このバイパス付き電源切替装置５０にあっては、電子式切替回路２０のオープン故障後に常用系Ａが停電しその後に予備系Ｂも停電しその後に常用系Ａが復電した場合でも、自動で、常用系Ａが選択され、その電力出力が再開される。
また、多くが繰り返しとなるので詳細な説明は割愛するが、オープン故障後に常用系が停電しその後に常用系が復電したときにも、自動復帰手段６１＋６２が働いて予備系電気機械式切替回路６０が非バイパス状態に自動復帰するので、その後に予備系が停電しても、常用系電力が出力される。
そのため、バイパス付き電源切替装置５０に上記の故障が発生したときでも、二系統の給電（Ａ，Ｂ）に係る停電に起因する不所望な長期の給電停止を回避するために保守要員等が緊急出動する必要は無くなったので、負担が軽減される。特に、バイパス付き電源切替装置５０が駅中間などの遠隔地に設置されている場合には負担軽減の恩恵が大きい。

［その他］
上記実施例では電力検出部３１〜３３や電力検出部４１＋６１（４１〜４３＋６１）が緩放リレー（時素リレー）を主体として構成されていたが、それらの電力検出部は、双安定型の電気機械式部品を主体とする切替部３４〜３８，４４〜４８のように機械式のものに限られるというものではないので、電磁リレーや、半導体リレー、電子式切替回路２０の電力検出回路のような電子回路などを主体として構成されるものであっても良い。

また、保守用復帰スイッチ４９＋６２が、中間に止めておくことも可能なものなら、すなわち保守用復帰スイッチ４９が遮断かつ自動復帰用接点６２が導通の操作位置（自動投入可能位置）と保守用復帰スイッチ４９が導通かつ自動復帰用接点６２が遮断の操作位置（手動投入位置）に加えて両位置の中間である保守用復帰スイッチ４９が遮断かつ自動復帰用接点６２が遮断の操作位置（非投入位置）にも止めておくことができるものの場合、後者の二つ（手動投入位置と非投入位置）を手動操作にて使い分けることにより、保守用復帰スイッチ４９＋６２を従来の保守用復帰スイッチ４９と同様に、ひいては予備系電気機械式切替回路６０及びバイパス付き電源切替装置５０を従来の予備系電気機械式切替回路４０及びバイパス付き電源切替装置１０と同様に動作させることが可能なので、設置時や保守時などには、経験済みのバイパス付き電源切替装置１０と同様の確認作業等を行ったうえで、自動復帰手段６１＋６２を機能させて最終確認を行う、という手順を選択することもできる。但し、手動操作される保守用復帰スイッチが別体で幾つもあると操作するスイッチを間違える可能性も生じうるので、バイパス付き電源切替装置５０が鉄道設備である場合は、ヒューマンエラーの防止を最重視する観点から、保守用復帰スイッチ３９，４９＋６２には一回の操作で連動する一体物のスイッチを採用するのが望ましい。

Ａ…常用系電力供給ライン、Ｂ…予備系電力供給ライン、Ｃ…負荷用電力供給ライン、
１０…バイパス付き電源切替装置、
１１…常用系電力入力ライン、１２…予備系電力入力ライン、
１３…第１メインライン、１４…第２メインライン、１５…電力出力ライン、
２０＋３０＋４０…切替回路群、
２０…電子式切替回路（第１切替回路）、
２１，２２…切替部（半導体部品，サイリスタスイッチ）、
３０…常用系電気機械式切替回路（第１バイパス回路，第２切替回路）、
３１〜３３…電力検出部（時素リレー，緩放リレー）、
３１…リレー駆動部（第１メインライン電力検出用）、
３２…引き外しコイル駆動ライン開閉用接点（第１バイパスライン自動選択用）、
３３…投入コイル駆動ライン開閉用接点（第１メインライン選択可能化用）、
３４〜３８…切替部（双安定型の電気機械式部品，第１電磁接触器）、
３４…引き外しコイル（第１バイパスライン選択用）、
３５…投入コイル駆動ライン開閉用接点（第１メインライン手動選択可能化用）、
３６…第１メインライン開閉用接点、３７…第１バイパスライン開閉用接点、
３８…投入コイル（第１メインライン選択用）、
３９…保守用復帰スイッチ（投入用，第１メインライン選択用の手動操作部材）、
４０…予備系電気機械式切替回路（第２バイパス回路，第３切替回路）、
４１〜４３…電力検出部（時素リレー，緩放リレー）、
４１…リレー駆動部（第２メインライン電力検出用）、
４２…引き外しコイル駆動ライン開閉用接点（第２バイパスライン自動選択用）、
４３…投入コイル駆動ライン開閉用接点（第２メインライン選択可能化用）、
４４〜４８…切替部（双安定型の電気機械式部品，第２電磁接触器）、
４４…引き外しコイル（第２バイパスライン選択用）、
４５…投入コイル駆動ライン開閉用接点（第２メインライン手動選択可能化用）、
４６…第２メインライン開閉用接点、４７…第２バイパスライン開閉用接点、
４８…投入コイル（第２メインライン選択用）、
４９…保守用復帰スイッチ（投入用，第２メインライン選択用の手動操作部材）、
５０…バイパス付き電源切替装置、
６０…予備系電気機械式切替回路（第２バイパス回路，第３切替回路）、
４１＋６１…電力検出部（時素リレー，緩放リレー）、
６１…投入用接点（第２メインライン自動選択用）、
４９＋６２…保守用復帰スイッチ（投入用，第２メインライン手動自動選択用）、
６２…自動復帰用接点（投入用，第２メインライン自動選択可能化用）、
６１＋６２…自動復帰手段

Claims (3)

1. 切替部に半導体部品が採用されており且つ常用系電力入力ラインに電力が供給されているときにはそれを出力する切替状態になるが前記常用系電力入力ラインに電力が供給されないときには予備系電力入力ラインに供給された電力を出力する切替状態になる電子式切替回路と、
   前記電子式切替回路と前記常用系電力入力ラインとの何れか一方に受電先を切り替える切替部に電磁駆動その他の切替操作の無いときには切替状態を安定維持する双安定型の電磁接触器その他の電気機械式部品が採用されており且つ前記電子式切替回路から電力が出力されているときには手動操作部材の操作に応じて前記電子式切替回路から受けた電力を通過させる常態の切替状態になるが前記電子式切替回路から電力が出力されない異常時には前記常用系電力入力ラインに供給された電力を出力する第１バイパス状態の切替状態になる常用系電気機械式切替回路と、
   前記常用系電気機械式切替回路と前記予備系電力入力ラインとの何れか一方に受電先を切り替える切替部に電磁駆動その他の切替操作の無いときには切替状態を安定維持する双安定型の電磁接触器その他の電気機械式部品が採用されており且つ前記常用系電気機械式切替回路から電力が出力されていると同時に前記予備系電力入力ラインに電力が供給されているときには手動操作部材の操作に応じて前記常用系電気機械式切替回路から受けた電力を通過させる常態の切替状態になるが前記常用系電気機械式切替回路から電力が出力されない異常時には前記予備系電力入力ラインに供給された電力を出力する第２バイパス状態の切替状態になる予備系電気機械式切替回路と
   を備えたバイパス付き電源切替装置において、
   前記予備系電気機械式切替回路が前記予備系電力入力ラインに供給された電力を出力する第２バイパス状態の切替状態になっているときに前記常用系電気機械式切替回路から電力が出力されるとそれを通過させる常態の切替状態に前記予備系電気機械式切替回路の状態を切り替わらせる自動復帰手段を設けたことを特徴とするバイパス付き電源切替装置。
2. 前記自動復帰手段は、前記予備系電気機械式切替回路の前記手動操作部材に連動するものであって、前記予備系電気機械式切替回路の前記手動操作部材の操作に応じて前記予備系電気機械式切替回路が前記常用系電気機械式切替回路から受けた電力を通過させる常態の切替状態になっているときには前記予備系電気機械式切替回路の状態切替を行わないようになっていることを特徴とする請求項１記載のバイパス付き電源切替装置。
3. 前記予備系電気機械式切替回路は、前記予備系電力入力ラインに電力が供給されているか否かを検出する電力検出部を具備するとともに、前記手動操作部材としてスイッチ部材を具備しており、前記自動復帰手段が前記電力検出部の検出結果にて開閉する投入用接点と前記スイッチ部材の接点とそれらに接続された配線とからなることを特徴とする請求項２記載のバイパス付き電源切替装置。

Images