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

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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。
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