JP7406465B2 - Shutoff rod breakage detection device, circuit breaker, and cutoff rod breakage detection method - Google Patents
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Description
本発明は、遮断機に備えられた遮断桿の折損を検知する遮断桿折損検知装置、遮断機及び遮断桿折損検知方法に関する。 The present invention relates to a breakage rod breakage detection device, a circuit breaker, and a breakage rod breakage detection method for detecting breakage of a breakage rod provided in a circuit breaker.
一般に、列車の軌道と道路とが交差する踏切などでは、列車の接近を警報機で知らせると共に、遮断機により遮断桿を下降動作させることで、踏切内に人や車両が侵入するのを未然に防ぎ、往来の安全を確保している。遮断桿が車両との接触等によって折損した場合、踏切内への浸入を防止する機能が失われて危険な状態となるため、遮断桿の折損を迅速に検知することが求められている。 Generally, at level crossings where train tracks intersect with the road, an alarm is used to alert you to the approach of a train, and a barrier is lowered to prevent people or vehicles from entering the level crossing. prevention and ensure the safety of traffic. If the barrier rod breaks due to contact with a vehicle, the function to prevent people from entering the level crossing will be lost, creating a dangerous situation, so there is a need to quickly detect breakage of the barrier rod.
遮断桿の折損を検知する従来の技術として、例えば特許文献１には、遮断桿がモータにより駆動されて略水平位置から略垂直位置に上昇動作する際、モータ電流の時系列データを収集して変動周期を求め、該モータ電流の変動周期が許容範囲内にない場合に遮断桿の折損を判定する踏切遮断桿折損検知装置が開示されている。この踏切遮断桿折損検知装置では、弾性を有する遮断桿の揺れ（振動）による上昇速度の変化に伴うモータ電流の変動を利用して遮断桿の折損が検知されている。 As a conventional technique for detecting breakage of a cutoff rod, for example, Patent Document 1 discloses a method of collecting time series data of motor current when the cutoff rod is driven by a motor and moves upward from a substantially horizontal position to a substantially vertical position. A level crossing barrier rod breakage detection device is disclosed that determines a fluctuation period and determines breakage of the barrier rod when the fluctuation period of the motor current is not within an allowable range. In this level crossing barrier rod breakage detection device, breakage of the barrier rod is detected by using fluctuations in motor current caused by changes in rising speed due to shaking (vibration) of the elastic barrier rod.
しかしながら、上記従来の踏切遮断桿折損検知装置については、遮断桿が駆動状態にならないと折損を検知することができない、すなわち、遮断桿が略水平位置から略垂直位置に上昇動作しない限り遮断桿の折損を検知することができないという課題があった。
本発明は上記の点に着目してなされたもので、非駆動状態を保ったままで遮断桿の折損を検知できる遮断桿折損検知装置、遮断機及び遮断桿折損検知方法を提供することを目的とする。
However, with the above-mentioned conventional level crossing barrier rod breakage detection device, breakage cannot be detected unless the barrier rod is in the driven state. There was a problem that breakage could not be detected.
The present invention has been made with attention to the above points, and an object of the present invention is to provide a blocking rod breakage detection device, a circuit breaker, and a blocking rod breakage detection method that can detect breakage of the blocking rod while maintaining a non-driving state. do.
上記の目的を達成するため本発明の一態様は、遮断機に備えられた遮断桿の折損を検知する遮断桿折損検知装置を提供する。この遮断桿折損検知装置は、前記遮断桿が非駆動状態にあるときの保持電流を測定し、該測定した保持電流の変化に基づいて前記遮断桿の折損を検知する。 In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides a breaking rod breakage detection device that detects breakage of a breaking rod provided in a circuit breaker. This cutoff rod breakage detection device measures a holding current when the cutoff rod is in a non-driving state, and detects breakage of the cutoff rod based on a change in the measured holding current.
また、本発明の他の態様は、遮断機に備えられた遮断桿の折損を検知する方法を提供する。この方法は、前記遮断桿が非駆動状態にあるときの保持電流を測定し、該測定した保持電流の変化に基づいて前記遮断桿の折損を検知する。 Another aspect of the present invention provides a method for detecting breakage of a blocking rod provided in a circuit breaker. In this method, a holding current is measured when the cutoff rod is in a non-driven state, and breakage of the cutoff rod is detected based on a change in the measured holding current.
上記のような本発明に係る遮断桿折損検知装置及び方法によれば、遮断桿が非駆動状態にあり略水平状態又は略垂直状態で保持されているときに遮断桿の折損を検知することができる。 According to the above-described device and method for detecting breakage of a cutoff rod according to the present invention, breakage of the cutoff rod can be detected when the cutoff rod is in a non-driving state and held in a substantially horizontal or substantially vertical state. can.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る遮断桿折損検知装置を備えた遮断機の構成を示すブロック図である。図１において、遮断機１は、例えば、列車の軌道と道路とが交差する踏切などに設置される。遮断機１は、踏切内への人や車の侵入を防ぐ遮断桿１１を有する。遮断桿１１は、モータ１２で発生する動力により駆動され、遮断桿１１の状態が水平となる下降位置と垂直となる上昇位置との間を昇降する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a circuit breaker equipped with a barrier rod breakage detection device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a barrier 1 is installed, for example, at a railroad crossing where a train track and a road intersect. The barrier 1 has a barrier rod 11 that prevents people and vehicles from entering the railroad crossing. The cutoff rod 11 is driven by the power generated by the motor 12, and moves up and down between a lowered position where the cutoff rod 11 is horizontal and an elevated position where the cutoff rod 11 is vertical.
なお、下降位置では、遮断桿１１の状態が概ね水平であればよく厳密に水平である必要はない（以下では「略水平状態」とする）。略水平状態にある遮断桿１１の角度は、例えば、０°～１０°程度の範囲としてもよい。ただし、この角度の範囲は、略水平状態において遮断桿１１が山なりに撓むような場合、遮断桿１１の先端部が地面から所定の高さとなるように後端部（根元）の角度を調整した状態での当該角度の範囲である。また、上昇位置では、遮断桿１１の状態が概ね垂直であればよく厳密に垂直である必要はない（以下では「略垂直状態」とする）。略垂直状態にある遮断桿１１の角度は、例えば、７５°～９０°程度の範囲としてもよい。なお、本発明における略水平状態及び略垂直状態が上記角度の範囲に限定されることを意味するものではない。 Note that in the lowered position, the state of the blocking rod 11 only needs to be approximately horizontal, and does not need to be strictly horizontal (hereinafter referred to as "substantially horizontal state"). The angle of the blocking rod 11 in a substantially horizontal state may be in a range of, for example, about 0° to 10°. However, the range of this angle is limited. If the blocking rod 11 bends in a mountain shape in a substantially horizontal state, the angle of the rear end (base) of the blocking rod 11 should be adjusted so that the tip of the blocking rod 11 is at a predetermined height from the ground. This is the range of the angle when the Further, in the raised position, the state of the blocking rod 11 only needs to be approximately vertical, and does not need to be strictly vertical (hereinafter referred to as "substantially vertical state"). The angle of the blocking rod 11 in the substantially vertical state may be in a range of, for example, about 75° to 90°. Note that the substantially horizontal state and substantially vertical state in the present invention are not meant to be limited to the above angle ranges.
モータ１２は、遮断機１の外部に配置されている電源Ｐに電気ケーブルＣを介して接続された汎用モータ（例えば、誘導モータ、サーボモータ、ブラシレスモータ等）である。モータ１２は、電源Ｐの出力電圧が供給されることで回転作動して動力を発生し、該動力が伝達機構１３を介して遮断桿１１に伝達される。モータ１２の回転状態は、制御器１４から出力される制御信号Ｓに従って制御される。 The motor 12 is a general-purpose motor (for example, an induction motor, a servo motor, a brushless motor, etc.) connected to a power source P located outside the circuit breaker 1 via an electric cable C. The motor 12 rotates when supplied with the output voltage of the power source P to generate power, and the power is transmitted to the cutoff rod 11 via the transmission mechanism 13 . The rotational state of the motor 12 is controlled according to a control signal S output from a controller 14.
制御器１４は、外部から与えられる上昇指令Ｃｒ及び下降指令Ｃｄと、電流センサ１５により検出されるモータ１２を流れる電流Ｉと、角度センサ１６により検出されるモータ１２の回転状態Ｒと、位置センサ１７により検出される遮断桿１１の位置情報Ｌとに応じて、モータ１２の動作を制御するモータドライバとしての機能を備えると共に、遮断桿１１の折損を検知する遮断桿折損検知装置３０としての機能を兼ね備えている。 The controller 14 receives a rising command Cr and a descending command Cd given from the outside, a current I flowing through the motor 12 detected by a current sensor 15, a rotational state R of the motor 12 detected by an angle sensor 16, and a position sensor. It has a function as a motor driver that controls the operation of the motor 12 according to the position information L of the cutoff rod 11 detected by the cutoff rod 17, and also functions as a cutoff rod breakage detection device 30 that detects breakage of the cutoff rod 11. It has the following.
電流センサ１５は、電源Ｐとモータ１２との間を繋ぐ電気ケーブルＣに取り付けたクランプ式電流センサなどを使用して、モータ１２の作動時に電気ケーブルＣを流れる電流Ｉを検出する。電流センサ１５で検出された電流Ｉは制御器１４に与えられる。 The current sensor 15 detects the current I flowing through the electric cable C when the motor 12 is operated, using a clamp-type current sensor or the like attached to the electric cable C connecting the power source P and the motor 12. The current I detected by the current sensor 15 is given to the controller 14.
角度センサ１６は、モータ１２に設けられているレゾルバ（回転角センサ）等を利用してモータ１２の回転状態Ｒ（例えば、回転角度や回転速度など）を検出する。角度センサ１６で検出されたモータ１２の回転状態Ｒは制御器１４に与えられる。 The angle sensor 16 detects the rotation state R (eg, rotation angle, rotation speed, etc.) of the motor 12 using a resolver (rotation angle sensor) provided in the motor 12 or the like. The rotation state R of the motor 12 detected by the angle sensor 16 is given to the controller 14.
位置センサ１７は、例えば、遮断桿１１が下降して略水平状態にあるときにオンする下降側のカムスイッチと、遮断桿１１が上昇して略垂直状態にあるときにオンする上昇側のカムスイッチとを有し、各カムスイッチの出力信号により示される遮断桿１１の位置情報Ｌを制御器１４に与える。上記カムスイッチとしては、遮断桿１１を支持する主軸と共に回動するカムと該カムに当接するローラとを組み合わせて構成されるメカニカルなスイッチ等が使用される。なお、位置センサ１７は、遮断桿１１の位置情報Ｌを取得可能であればカムスイッチ以外の周知のデバイスを利用してもよい。 The position sensor 17 includes, for example, a descending side cam switch that is turned on when the cutoff rod 11 is lowered and is in a substantially horizontal state, and a rising side cam switch that is turned on when the cutoff rod 11 is raised and is in a substantially vertical state. and a switch, and provides the controller 14 with position information L of the cutoff rod 11 indicated by the output signal of each cam switch. As the cam switch, a mechanical switch or the like is used, which is constructed by combining a cam that rotates together with a main shaft that supports the cutoff rod 11 and a roller that comes into contact with the cam. Note that the position sensor 17 may be a well-known device other than a cam switch, as long as the position information L of the cutoff rod 11 can be acquired.
図２は、制御器１４に兼ね備えられた遮断桿折損検知装置３０の機能構成を示すブロック図である。図２において、遮断桿折損検知装置３０は、例えば、状態判断部３１、保持電流検出部３２、基準値設定部３３、記憶部３４、折損判定部３５、出力部３６及び表示部３７を備えて構成される。 FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of the cutoff rod breakage detection device 30 included in the controller 14. As shown in FIG. In FIG. 2, the cutoff rod breakage detection device 30 includes, for example, a state determination section 31, a holding current detection section 32, a reference value setting section 33, a storage section 34, a breakage determination section 35, an output section 36, and a display section 37. configured.
状態判断部３１は、遮断機１に対する昇降指令としての上昇指令Ｃｒ及び下降指令Ｃｄを基に遮断桿１１の駆動状態を判断する。本実施形態における状態判断部３１には、上昇指令Ｃｒ及び下降指令Ｃｄと、角度センサ１６で検出されるモータ１２の回転状態Ｒと、位置センサ１７で検出される遮断桿１１の位置情報Ｌとが与えられている。状態判断部３１は、これらの情報を利用して、遮断桿１１が駆動状態にあるか非駆動状態にあるかを判断すると共に、非駆動状態にある場合には、遮断桿１１が略水平状態にあるか略垂直状態にあるかを判断する。状態判断部３１の判断結果は、保持電流検出部３２に伝えられる。なお、状態判断部３１における遮断桿１１の状態の具体的な判断方法については後述する。 The state determining unit 31 determines the driving state of the cutoff rod 11 based on a rise command Cr and a fall command Cd as rise and fall commands for the circuit breaker 1 . In the present embodiment, the state determination unit 31 receives the ascending command Cr and descending command Cd, the rotation state R of the motor 12 detected by the angle sensor 16, and the position information L of the blocking rod 11 detected by the position sensor 17. is given. The state determination unit 31 uses this information to determine whether the cutoff rod 11 is in a driven state or a non-driven state, and when it is in a non-driven state, the cutoff rod 11 is in a substantially horizontal state. Determine whether it is in an approximately vertical position. The judgment result of the state judgment section 31 is transmitted to the holding current detection section 32. Note that a specific method for determining the state of the blocking rod 11 in the state determining section 31 will be described later.
保持電流検出部３２は、状態判断部３１により遮断桿１１が非駆動状態にあることが判断されたとき、遮断桿１１を略水平状態又は略垂直状態に保持するための保持電流を検出する。本実施形態において、保持電流検出部３２は、状態判断部３１での判断結果が遮断桿１１の非駆動状態且つ略水平状態を示しているときに、電流センサ１５により検出される電流Ｉを、遮断桿１１を略水平状態に保持するためにモータ１２に流れる保持電流Ｉｈ１として検出する。また、保持電流検出部３２は、状態判断部３１での判断結果が遮断桿１１の非駆動状態且つ略垂直状態を示しているときに、電流センサ１５により検出される電流Ｉを、遮断桿１１を略垂直状態に保持するためにモータ１２に流れる保持電流Ｉｈ２として検出する。保持電流検出部３２で検出された保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２は、遮断機１の設置及び調整時、すなわち、遮断桿１１が折損していない状態にある時には、基準値設定部３３に伝えられる一方、遮断機１の運用時には、折損判定部３５に伝えられる。 The holding current detection section 32 detects a holding current for holding the cutoff rod 11 in a substantially horizontal state or a substantially vertical state when the state determination section 31 determines that the cutoff rod 11 is in the non-driven state. In this embodiment, the holding current detection section 32 detects the current I detected by the current sensor 15 when the judgment result of the state judgment section 31 indicates that the cutoff rod 11 is in a non-driven state and in a substantially horizontal state. It is detected as a holding current Ih1 flowing through the motor 12 in order to hold the cutoff rod 11 in a substantially horizontal state. Furthermore, when the determination result by the state determining unit 31 indicates that the interrupting rod 11 is in a non-driven state and a substantially vertical state, the holding current detecting section 32 transmits the current I detected by the current sensor 15 to the interrupting rod 11. is detected as a holding current Ih2 flowing through the motor 12 in order to hold it in a substantially vertical state. The holding currents Ih1 and Ih2 detected by the holding current detection section 32 are transmitted to the reference value setting section 33 when the circuit breaker 1 is installed and adjusted, that is, when the breaking rod 11 is not broken. When the circuit breaker 1 is in operation, the breakage determination unit 35 is informed.
ここで、保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２について詳しく説明する。
一般に、非駆動状態にある遮断桿１１は、自重によって下降するように設計されているので、略水平状態にあるときに上昇することはない。しかし、歩行者等が略水平状態にある遮断桿１１を持ち上げてくぐり抜けようとする場合がある。そこで、このような状況でも遮断桿１１が上昇しないようにするために、モータ１２を作動させて遮断桿１１を略水平状態に保持する力が遮断桿１１に与えられている。この遮断桿１１を略水平状態に保持する力は、通常、自重によって下降しようとする遮断桿１１を略水平状態に保つために上昇方向に作用する一方、歩行者等が持ち上げた時には下降方向に作用する。このような遮断桿１１を略水平状態に保持する力が作用する際にモータ１２に流れる電流が、遮断桿１１を略水平状態に保持するための保持電流Ｉｈ１に該当する。
Here, the holding currents Ih1 and Ih2 will be explained in detail.
Generally, the cutoff rod 11 in the non-driven state is designed to be lowered by its own weight, and therefore will not rise when it is in a substantially horizontal state. However, there are cases where a pedestrian or the like tries to pass through by lifting the blocking rod 11 which is in a substantially horizontal state. Therefore, in order to prevent the cutoff rod 11 from rising even in such a situation, a force is applied to the cutoff rod 11 to operate the motor 12 and hold the cutoff rod 11 in a substantially horizontal state. The force that holds the blocking rod 11 in a substantially horizontal state normally acts in the upward direction to keep the blocking rod 11 in a substantially horizontal state when it attempts to descend due to its own weight, but when lifted by a pedestrian or the like, it acts in the downward direction. act. The current that flows through the motor 12 when such a force for holding the cutoff rod 11 in a substantially horizontal state is applied corresponds to the holding current Ih1 for holding the cutoff rod 11 in a substantially horizontal state.
また、略垂直状態では、遮断桿１１が自重によって下降しないようにするために、モータ１２を作動させて遮断桿１１を略垂直状態に保持する力が遮断桿１１に与えられている。この遮断桿１１を略垂直状態に保持する力は、通常、自重によって下降しようとする遮断桿１１を略垂直状態に保つために上昇方向に作用する一方、自重による下降方向の力よりも大きな逆方向の力が風等の影響を受けて生じた時には下降方向に作用する。このような遮断桿１１を略垂直状態に保持する力が作用する際にモータ１２に流れる電流が、遮断桿１１を略垂直状態に保持するための保持電流Ｉｈ２に該当する。 Further, in the substantially vertical state, in order to prevent the blocking rod 11 from descending due to its own weight, a force is applied to the blocking rod 11 to operate the motor 12 and maintain the blocking rod 11 in the substantially vertical state. The force that holds this cutoff rod 11 in a substantially vertical state normally acts in the upward direction to keep the cutoff rod 11 in a substantially vertical state as it attempts to descend due to its own weight, while the opposite force is larger than the force in the downward direction due to its own weight. When a directional force is generated due to the influence of wind, etc., it acts in a downward direction. The current that flows through the motor 12 when such a force for holding the cutoff rod 11 in a substantially vertical state is applied corresponds to the holding current Ih2 for holding the cutoff rod 11 in a substantially vertical state.
なお、以下の説明では、遮断桿１１が駆動状態にあり下降位置と上昇位置との間で昇降動作させるためにモータ１２に流れる電流を「駆動電流」と呼び、上記のような非駆動状態にある遮断桿１１を略水平状態又は略垂直状態に保持するための「保持電流」とは区別することにする。 In the following explanation, the current that flows through the motor 12 in order to move the cutoff rod 11 up and down between the lowered position and the raised position when it is in the driven state will be referred to as a "driving current", and the current flowing through the motor 12 in order to move the cutoff rod 11 up and down between the lowered position and the raised position will be referred to as the "driving current". This is to be distinguished from a "holding current" for holding a certain cutoff rod 11 in a substantially horizontal state or a substantially vertical state.
図３は、遮断桿１１が略水平状態にあるときの遮断機１の外観を示す正面図である。また、図４は、遮断桿１１が略垂直状態にあるときの遮断機１の外観を示す正面図である。図３及び図４において、遮断桿１１は、伝達機構１３の一部を構成する遮断桿支持軸（主軸）１８を有し、該遮断桿支持軸１８に遮断桿ホルダ１９が固定されている。遮断桿ホルダ１９には、遮断桿１１の後端部が挿入されて固定されている。略水平状態にある遮断桿１１には、図３の矢印線に示すように、自重による鉛直方向への力Ｆｇ１に加えて、モータ１２からの動力による上昇方向への保持力Ｆｈ１（通常時：実線）、又は下降方向への保持力Ｆｈ１’（歩行者等の持ち上げ時：破線）が作用している。また、略垂直状態にある遮断桿１１には、図４の矢印線に示すように、自重による下降方向（図４において右方）への力Ｆｇ２に加えて、モータ１２からの動力による上昇方向（図４において左方）への保持力Ｆｈ２（通常時：実線）、又は下降方向（図４において右方）への保持力Ｆｈ２’（風等の影響を受けた時：破線）が作用している。 FIG. 3 is a front view showing the appearance of the circuit breaker 1 when the barrier rod 11 is in a substantially horizontal state. Moreover, FIG. 4 is a front view showing the external appearance of the circuit breaker 1 when the circuit breaker 11 is in a substantially vertical state. 3 and 4, the cutoff rod 11 has a cutoff rod support shaft (main shaft) 18 that constitutes a part of the transmission mechanism 13, and a cutoff rod holder 19 is fixed to the cutoff rod support shaft 18. The rear end portion of the blocking rod 11 is inserted into and fixed to the blocking rod holder 19. As shown by the arrow line in FIG. 3, the blocking rod 11 in a substantially horizontal state has a vertical force Fg1 due to its own weight, as well as a holding force Fh1 in the upward direction due to the power from the motor 12 (normally: (solid line) or a holding force Fh1' in the downward direction (when lifting a pedestrian, etc.: broken line) is acting. Furthermore, as shown by the arrow line in FIG. 4, the blocking rod 11 in a substantially vertical state is subjected to a force Fg2 in the downward direction (to the right in FIG. 4) due to its own weight, as well as a force Fg2 in the upward direction due to the power from the motor 12. Holding force Fh2 (normally: solid line) in the direction (to the left in Fig. 4) or holding force Fh2' (when affected by wind, etc.: broken line) in the downward direction (rightward in Fig. 4) acts. ing.
図２に戻って、基準値設定部３３は、遮断機１の設置及び調整時に保持電流検出部３２で検出された保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２を、遮断桿１１の折損を判定する際の基準となる保持電流の基準値Ｉｒ１，Ｉｒ２として設定する。具体的には、略水平状態に対応した保持電流Ｉｈ１が略水平状態の基準値Ｉｒ１として設定されると共に、略垂直状態に対応した保持電流Ｉｈ２が略垂直状態の基準値Ｉｒ２として設定される。基準値設定部３３で設定された基準値Ｉｒ１，Ｉｒ２は記憶部３４に記憶される。なお、本実施形態では、遮断機１の設置及び調整時に取得した保持電流を基準値に設定する一例を示したが、保持電流の基準値を設定するタイミングは遮断機１の設置及び調整時に限定されない。例えば、遮断機１の運用開始後における遮断桿１１の交換時などにも保持電流を取得して基準値を再設定し、記憶部３４のデータを更新するようにしてもよい。 Returning to FIG. 2, the reference value setting unit 33 uses the holding currents Ih1 and Ih2 detected by the holding current detection unit 32 during installation and adjustment of the circuit breaker 1 as a reference when determining whether the breaking rod 11 is broken. These are set as reference values Ir1 and Ir2 of the holding current. Specifically, the holding current Ih1 corresponding to the substantially horizontal state is set as the reference value Ir1 for the substantially horizontal state, and the holding current Ih2 corresponding to the substantially vertical state is set as the reference value Ir2 for the substantially vertical state. The reference values Ir1 and Ir2 set by the reference value setting section 33 are stored in the storage section 34. In addition, in this embodiment, an example was shown in which the holding current obtained at the time of installation and adjustment of the circuit breaker 1 is set as the reference value, but the timing for setting the reference value of the holding current is limited to the time of installation and adjustment of the circuit breaker 1. Not done. For example, the holding current may be obtained and the reference value may be reset when the breaking rod 11 is replaced after the operation of the circuit breaker 1 has started, and the data in the storage unit 34 may be updated.
折損判定部３５は、遮断機１の運用時に、記憶部３４に記憶された基準値Ｉｒ１，Ｉｒ２に対して、保持電流検出部３２で検出される保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２が閾値以下に減少した場合に、遮断桿１１が折損していることを判定する。この判定は、折損の前後で遮断桿１１の重量が変化してモータ１２にかかる負荷が減ることで保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２が減少するという特性を利用している。上記判定に用いる閾値は、例えば、基準値に対する保持電流の割合とすることが可能である。具体的には、保持電流検出部３２で検出される略水平状態に対応した保持電流Ｉｈ１が、記憶部３４に記憶された略水平状態の基準値Ｉｒ１のＸ％以下に減少した場合に、遮断桿１１の折損を判定するようにしてもよい。また、保持電流検出部３２で検出される略垂直状態に対応した保持電流Ｉｈ２が、記憶部３４に記憶された略垂直状態の基準値Ｉｒ１のＹ％以下に減少した場合に、遮断桿１１の折損を判定するようにしてもよい。ここでは、略水平状態に対応した閾値Ｘ％と、略垂直状態に対応した閾値Ｙ％とを個別に設定する一例を挙げたが、略水平状態及び略垂直状態で共通の閾値（Ｘ＝Ｙ）を設定することも可能である。 The breakage determination unit 35 detects when the holding currents Ih1 and Ih2 detected by the holding current detection unit 32 have decreased to below a threshold value with respect to the reference values Ir1 and Ir2 stored in the storage unit 34 during operation of the circuit breaker 1. Then, it is determined that the blocking rod 11 is broken. This determination utilizes the characteristic that the weight of the cutoff rod 11 changes before and after breakage and the load on the motor 12 is reduced, thereby reducing the holding currents Ih1 and Ih2. The threshold value used for the above determination can be, for example, the ratio of the holding current to the reference value. Specifically, when the holding current Ih1 corresponding to the substantially horizontal state detected by the holding current detection unit 32 decreases to X% or less of the reference value Ir1 for the substantially horizontal state stored in the storage unit 34, the cutoff is performed. It may also be possible to determine whether the rod 11 is broken. Further, when the holding current Ih2 corresponding to the substantially vertical state detected by the holding current detection unit 32 decreases to Y% or less of the reference value Ir1 for the substantially vertical state stored in the storage unit 34, the cutoff rod 11 Breakage may also be determined. Here, we have given an example in which the threshold value X% corresponding to the approximately horizontal state and the threshold value Y% corresponding to the approximately vertical state are individually set, but a common threshold value (X=Y ) is also possible.
上記のような閾値（Ｘ％，Ｙ％）は、遮断桿１１の全長、及び風や悪戯による遮断桿１１の振れなどを考慮して設定するのが好ましい。例えば、全長の異なる遮断桿１１が遮断桿ホルダ１９に取り付けられる可能性がある場合には、遮断桿１１の全長毎に、折損発生時に残存し得る遮断桿１１の長さを複数想定して保持電流のデータを実験等により事前に取得し、遮断桿１１の折損が所望の精度で検知可能となるような閾値を決めるようにしてもよい。具体的な数値例としては６０～８０％程度の閾値を設定することが可能である。閾値を８０％程度に設定した場合には、遮断桿１１の全長の１／３程度の折損を検知可能で風や悪戯の影響を受け難くなり、閾値を６０％程度に設定した場合には、遮断桿１１の全長の１／２程度の折損を検知可能で風や悪戯の影響を殆ど受けなくなる。ただし、本発明における閾値が上記具体例に限定されることを意味するものではない。本実施形態における閾値は、外部から与えられる閾値指示に従って折損判定部３５に設定される。この閾値指示は、遮断機１の設置場所や運用状況などに応じて変更されるようにしてもよい。閾値指示の変更には、図示を省略するが、制御器１４に設けられているボタン等の入力装置、或いは、遮断桿折損検知装置３０に接続されたパソコンや端末設定器などを利用することが可能である。これにより、遮断桿１１の折損の判定を柔軟に行うことができる。 The threshold values (X%, Y%) as described above are preferably set in consideration of the overall length of the blocking rod 11 and the deflection of the blocking rod 11 due to wind or mischief. For example, if there is a possibility that cutoff rods 11 with different overall lengths are attached to the cutoff rod holder 19, for each full length of the cutoff rod 11, multiple lengths of the cutoff rod 11 that may remain in the event of breakage are assumed and maintained. Current data may be obtained in advance through experiments or the like, and a threshold value that allows breakage of the cutoff rod 11 to be detected with desired accuracy may be determined. As a specific numerical example, it is possible to set a threshold value of about 60 to 80%. When the threshold value is set to about 80%, breakage of about 1/3 of the total length of the blocking rod 11 can be detected, making it less susceptible to the effects of wind and mischief; when the threshold value is set to about 60%, It is possible to detect a breakage of about 1/2 of the total length of the blocking rod 11, and it is almost unaffected by wind or mischief. However, this does not mean that the threshold value in the present invention is limited to the above specific example. The threshold value in this embodiment is set in the breakage determination unit 35 according to a threshold value instruction given from the outside. This threshold value instruction may be changed depending on the installation location of the circuit breaker 1, operating conditions, etc. Although not shown in the figure, the threshold value instruction can be changed using an input device such as a button provided on the controller 14, or a personal computer or terminal setting device connected to the cutoff rod breakage detection device 30. It is possible. Thereby, it is possible to flexibly determine whether the cutoff rod 11 is broken.
出力部３６は、折損判定部３５で遮断桿１１の折損が判定されたときに遮断機１の故障を示す故障信号Ｆを外部に出力すると共に、遮断機１の故障情報を表示部３７にも伝える。
表示部３７は、出力部３６から伝えられる遮断機１の故障情報を、例えば遮断機１の正面に設けられた表示装置２０（図３及び図４参照）などに表示することで、保守員や踏切利用者等が遮断機１の故障を目視確認できるようにして注意喚起を行う。なお、表示部３７及び表示装置２０による故障情報の表示は省略することが可能である。故障情報の表示を省略した場合、出力部３６から外部に出力される故障信号Ｆに応じて遮断機１以外の外部装置（図示省略）等により保守員や踏切利用者等への注意喚起を行うようにしてもよい。
The output unit 36 outputs a failure signal F indicating a failure of the circuit breaker 1 to the outside when the breakage determination unit 35 determines that the cutoff rod 11 is broken, and also outputs failure information of the circuit breaker 1 to the display unit 37. tell.
The display unit 37 displays the failure information of the circuit breaker 1 transmitted from the output unit 36 on a display device 20 (see FIGS. 3 and 4) provided in front of the circuit breaker 1, for example, so that maintenance personnel or Level crossing users etc. can visually check the failure of the barrier 1 to alert them. Note that display of failure information by the display unit 37 and the display device 20 can be omitted. If display of failure information is omitted, an external device other than the circuit breaker 1 (not shown) or the like is used to alert maintenance personnel, level crossing users, etc. in response to the failure signal F output from the output unit 36 to the outside. You can do it like this.
次に、本実施形態による遮断桿折損検知装置３０の動作について説明する。
本実施形態による遮断桿折損検知装置３０では、まず、遮断機１を踏切などに設置し、遮断桿１１の昇降動作の調整（例えば、上昇速度、下降速度、上昇位置、下降位置などの調整）を実施する際に、前述した略水平状態の基準値Ｉｒ１及び略垂直状態の基準値Ｉｒ２を設定及び記憶するための処理が行われる。図５は、遮断機１の設置及び調整時における基準値の設定動作の一例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the blocking rod breakage detection device 30 according to this embodiment will be explained.
In the barrier rod breakage detection device 30 according to the present embodiment, first, the barrier 1 is installed at a railroad crossing, etc., and the raising and lowering movement of the barrier rod 11 is adjusted (e.g., adjusting the ascending speed, descending speed, ascending position, descending position, etc.) When performing this, processing for setting and storing the reference value Ir1 for the substantially horizontal state and the reference value Ir2 for the substantially vertical state described above is performed. FIG. 5 is a flowchart showing an example of a reference value setting operation when installing and adjusting the circuit breaker 1.
図５において、ステップＳ１０では、踏切などへの設置及び調整が行われた遮断機１に対して、前述した略水平状態の基準値Ｉｒ１を設定するために、下降指令Ｃｄが与えられる。該下降指令Ｃｄを受けた制御器１４では、モータ１２を作動させて遮断桿１１を下降動作させる制御信号Ｓが生成されてモータ１２に出力される。モータ１２は、電源Ｐからの電圧供給を受け、制御器１４からの制御信号Ｓに従い遮断桿１１を下降させる方向に回転し、該回転によって発生する動力が伝達機構１３を介して遮断桿１１に伝達される。これにより、遮断桿１１が駆動状態となり下降動作を開始する。 In FIG. 5, in step S10, a lowering command Cd is given to the barrier 1, which has been installed and adjusted at a railroad crossing, etc., in order to set the reference value Ir1 for the substantially horizontal state described above. Upon receiving the lowering command Cd, the controller 14 operates the motor 12 to generate a control signal S for lowering the cutoff rod 11 and outputs it to the motor 12. The motor 12 receives a voltage supply from the power source P, and rotates in a direction to lower the cutoff rod 11 in accordance with a control signal S from the controller 14, and the power generated by the rotation is transmitted to the cutoff rod 11 via the transmission mechanism 13. communicated. As a result, the cutoff rod 11 becomes in a driven state and starts a downward movement.
このときモータ１２に流れる電流Ｉは、前述した「駆動電流」に該当し、該駆動電流が電流センサ１５によって検出されて制御器１４に伝えられる。また、モータ１２の回転状態Ｒ（回転角度や回転速度）が角度センサ１６によって検出されて制御器１４に伝えられる。制御器１４は、電流センサ１５で検出される電流Ｉ、及び角度センサ１６で検出されるモータ１２の回転状態Ｒに応じて、遮断桿１１が所要の速度で下降するように駆動電流の大きさを調整しながら、遮断桿１１を目的位置、すなわち、遮断桿１１が略水平状態となる下降位置まで移動させる。 The current I flowing through the motor 12 at this time corresponds to the above-mentioned "drive current", and the drive current is detected by the current sensor 15 and transmitted to the controller 14. Further, the rotation state R (rotation angle and rotation speed) of the motor 12 is detected by the angle sensor 16 and transmitted to the controller 14 . The controller 14 adjusts the magnitude of the drive current so that the cutoff rod 11 descends at a required speed, depending on the current I detected by the current sensor 15 and the rotational state R of the motor 12 detected by the angle sensor 16. While adjusting, the cutoff rod 11 is moved to the target position, that is, to the lowered position where the cutoff rod 11 is in a substantially horizontal state.
続くステップＳ２０では、状態判断部３１において、遮断桿１１が非駆動状態且つ略水平状態にあるかが判断される。具体的に、状態判断部３１では、角度センサ１６から伝えらえるモータ１２の回転状態Ｒと、位置センサ１７から伝えられる遮断桿１１の位置情報Ｌとを利用して、遮断桿１１の現在の角度（位置）が求められる。そして、遮断桿１１が下降位置に到達していない場合には、遮断桿１１が駆動状態にあり下降動作していることが判断されて（ＮＯ）、遮断桿１１が下降位置に到達するまでステップＳ２０の判断が繰り返される。遮断桿１１が下降位置に到達すると、遮断桿１１の下降動作が終了して非駆動状態に切り替わり、遮断桿１１が略水平状態にあることが判断されて（ＹＥＳ）、次のステップＳ３０に進む。 In the subsequent step S20, the state determining section 31 determines whether the cutoff rod 11 is in a non-driven state and in a substantially horizontal state. Specifically, the state determination unit 31 uses the rotational state R of the motor 12 transmitted from the angle sensor 16 and the position information L of the isolation rod 11 transmitted from the position sensor 17 to determine the current state of the isolation rod 11. The angle (position) is found. If the cutoff rod 11 has not reached the lowered position, it is determined that the cutoff rod 11 is in the driving state and is moving downward (NO), and the steps are continued until the cutoff rod 11 reaches the lowered position. The determination in S20 is repeated. When the cutoff rod 11 reaches the lowered position, the lowering operation of the cutoff rod 11 is completed and the state is switched to the non-driving state, and it is determined that the cutoff rod 11 is in a substantially horizontal state (YES), and the process proceeds to the next step S30. .
ステップＳ３０では、保持電流検出部３２において、電流センサ１５から伝えられる電流Ｉが、遮断桿１１を略水平状態に保持するためにモータ１２に流れる保持電流Ｉｈ１として検出される。該検出された保持電流Ｉｈ１は、保持電流検出部３２から基準値設定部３３に伝えられる。続くステップＳ４０では、基準値設定部３３において、保持電流検出部３２で検出された保持電流Ｉｈ１が、遮断桿１１の折損の判定基準となる略水平状態の基準値Ｉｒ１として設定され記憶部３４に記憶される。 In step S30, the holding current detection unit 32 detects the current I transmitted from the current sensor 15 as the holding current Ih1 flowing to the motor 12 to hold the cutoff rod 11 in a substantially horizontal state. The detected holding current Ih1 is transmitted from the holding current detection section 32 to the reference value setting section 33. In the subsequent step S40, the reference value setting section 33 sets the holding current Ih1 detected by the holding current detecting section 32 as a reference value Ir1 for a substantially horizontal state, which is a criterion for determining whether the cutoff rod 11 is broken, and stores it in the storage section 34. be remembered.
次のステップＳ５０では、前述した略垂直状態の基準値Ｉｒ２を設定するために、遮断機１に対して上昇指令Ｃｒが与えられる。上昇指令Ｃｒを受けた制御器１４では、遮断桿１１を上昇動作させる制御信号Ｓが生成されてモータ１２に出力される。該制御信号Ｓを受けたモータ１２では、回転方向が遮断桿１１を上昇させる方向に切り替えられる。これにより、遮断桿１１が再び駆動状態となり上昇動作を開始する。制御器１４は、電流センサ１５で検出される電流Ｉ、及び角度センサ１６で検出されるモータ１２の回転状態Ｒに応じて、遮断桿１１が所要の速度で上昇するように駆動電流の大きさを調整しながら、遮断桿１１を目的位置、すなわち、遮断桿１１が略垂直状態となる上昇位置まで移動させる。 In the next step S50, a lift command Cr is given to the circuit breaker 1 in order to set the reference value Ir2 for the substantially vertical state described above. The controller 14 that receives the raising command Cr generates a control signal S for raising the cutoff rod 11 and outputs it to the motor 12. When the motor 12 receives the control signal S, its rotation direction is switched to a direction in which the cutoff rod 11 is raised. As a result, the cutoff rod 11 becomes in the driving state again and starts the upward movement. The controller 14 controls the magnitude of the drive current so that the cutoff rod 11 rises at a required speed, depending on the current I detected by the current sensor 15 and the rotation state R of the motor 12 detected by the angle sensor 16. While adjusting this, the cutoff rod 11 is moved to the target position, that is, to the raised position where the cutoff rod 11 is approximately vertical.
続くステップＳ６０では、状態判断部３１において、遮断桿１１が非駆動状態且つ略垂直状態にあるかが判断される。具体的には、前述したステップＳ２０の場合と同様にして、遮断桿１１の現在の角度（位置）が求められ、遮断桿１１が上昇位置に到達していない場合には、遮断桿１１が駆動状態にあり上昇動作していることが判断されて（ＮＯ）、遮断桿１１が上昇位置に到達するまでステップＳ６０の判断が繰り返される。遮断桿１１が上昇位置に到達すると、遮断桿１１の上昇動作が終了して非駆動状態に切り替わり、遮断桿１１が略垂直状態にあることが判断されて（ＹＥＳ）、次のステップＳ７０に進む。 In the subsequent step S60, the state determining unit 31 determines whether the cutoff rod 11 is in a non-driven state and in a substantially vertical state. Specifically, in the same manner as in step S20 described above, the current angle (position) of the cutoff rod 11 is determined, and if the cutoff rod 11 has not reached the raised position, the cutoff rod 11 is driven. It is determined that the cutoff rod 11 is in the raised position (NO), and the determination in step S60 is repeated until the cutoff rod 11 reaches the raised position. When the cutoff rod 11 reaches the raised position, the lifting operation of the cutoff rod 11 is completed and the state is switched to the non-driving state, and it is determined that the cutoff rod 11 is in a substantially vertical state (YES), and the process proceeds to the next step S70. .
ステップＳ７０では、保持電流検出部３２において、電流センサ１５から伝えられる電流Ｉが、遮断桿１１を略垂直状態に保持するためにモータ１２に流れる保持電流Ｉｈ２として検出される。該検出された保持電流Ｉｈ２は、保持電流検出部３２から基準値設定部３３に伝えられる。続くステップＳ８０では、基準値設定部３３において、保持電流検出部３２で検出された保持電流Ｉｈ２が、遮断桿１１の折損の判定基準となる略垂直状態の基準値Ｉｒ２として設定され記憶部３４に記憶される。 In step S70, the holding current detection unit 32 detects the current I transmitted from the current sensor 15 as a holding current Ih2 flowing to the motor 12 to hold the cutoff rod 11 in a substantially vertical state. The detected holding current Ih2 is transmitted from the holding current detection section 32 to the reference value setting section 33. In the subsequent step S80, the reference value setting unit 33 sets the holding current Ih2 detected by the holding current detecting unit 32 as a reference value Ir2 in a substantially vertical state, which is a criterion for determining whether the cutoff rod 11 is broken, and stores it in the storage unit 34. be remembered.
上記ステップＳ１０～ステップＳ８０の一連の処理により遮断機１の設置及び調整時における基準値の設定動作が終了する。なお、ここでは略水平状態の基準値Ｉｒ１を設定した後に略垂直状態の基準値Ｉｒ２を設定する一例を示したが、これとは逆に、略垂直状態の基準値Ｉｒ２を設定した後に略水平状態の基準値Ｉｒ１を設定するようにしてもよい。また、遮断桿１１の折損の判定が略水平状態及び略垂直状態のいずれか一方で行われる場合には、それに対応した基準値のみを設定すればよい。 A series of processes from step S10 to step S80 described above completes the reference value setting operation during installation and adjustment of the circuit breaker 1. Here, an example is shown in which the reference value Ir2 for the substantially vertical state is set after setting the reference value Ir1 for the substantially horizontal state.However, conversely, after setting the reference value Ir2 for the substantially vertical state, A state reference value Ir1 may be set. In addition, when the breakage of the blocking rod 11 is determined in either the substantially horizontal state or the substantially vertical state, only the reference value corresponding to the broken state may be set.
次に、遮断機１の運用時における遮断桿１１の折損の検知動作について図６のフローチャートを参照しながら詳しく説明する。
運用が開始された遮断機１に対して、図６のステップＳ１１０で、遮断桿１１の昇降動作を指示する指令が外部から与えられると、続くステップＳ１２０で制御器１４は、当該指令が下降指令Ｃｄであるか上昇指令Ｃｒであるかを判定し、下降指令Ｃｄの場合には（ＹＥＳ）ステップＳ１３０に進み、上昇指令Ｃｒの場合には（ＮＯ）ステップＳ２００に移る。
Next, the operation for detecting breakage of the blocking rod 11 during operation of the circuit breaker 1 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 6.
When a command to raise and lower the cutoff rod 11 is given from the outside to the circuit breaker 1 that has started operating, in step S110 in FIG. It is determined whether the command is Cd or the ascending command Cr. If it is the descending command Cd (YES), the process advances to step S130, and if it is the ascending command Cr (NO), the process advances to step S200.
ステップＳ１３０では、下降指令Ｃｄを受けた制御器１４において、モータ１２を作動させて遮断桿１１を下降動作させる制御信号Ｓが生成されてモータ１２に出力される。これにより、遮断桿１１が駆動状態となり下降動作を開始し、制御器１４による制御の下で駆動電流の大きさが調整されながら、遮断桿１１が下降位置まで移動する。 In step S130, the controller 14 that receives the lowering command Cd generates a control signal S that operates the motor 12 to lower the cutoff rod 11, and outputs it to the motor 12. As a result, the cutoff rod 11 enters the driving state and starts a lowering operation, and the cutoff rod 11 moves to the lowered position while the magnitude of the drive current is adjusted under the control of the controller 14.
続くステップＳ１４０では、状態判断部３１において、遮断桿１１が非駆動状態且つ略水平状態にあるかが判断される。具体的には、前述した図５のステップＳ２０の場合と同様にして、遮断桿１１の現在の角度（位置）が求められ、遮断桿１１が下降位置に到達していない場合には、遮断桿１１が駆動状態にあり下降動作していることが判断されて（ＮＯ）、遮断桿１１が下降位置に到達するまでステップＳ１４０の判断が繰り返される。遮断桿１１が下降位置に到達すると、遮断桿１１の下降動作が終了して非駆動状態に切り替わり、遮断桿１１が略水平状態にあることが判断されて（ＹＥＳ）、次のステップＳ１５０に進む。 In the following step S140, the state determining unit 31 determines whether the cutoff rod 11 is in a non-driven state and in a substantially horizontal state. Specifically, the current angle (position) of the cutoff rod 11 is determined in the same manner as in step S20 in FIG. 11 is in the driving state and is moving downward (NO), and the judgment in step S140 is repeated until the cutoff rod 11 reaches the lowered position. When the cutoff rod 11 reaches the lowered position, the lowering operation of the cutoff rod 11 is completed and the state is switched to the non-driving state, and it is determined that the cutoff rod 11 is in a substantially horizontal state (YES), and the process proceeds to the next step S150. .
ステップＳ１５０では、保持電流検出部３２において、電流センサ１５から伝えられる電流Ｉが、遮断桿１１を略水平状態に保持するためにモータ１２に流れる保持電流Ｉｈ１として検出される。該検出された保持電流Ｉｈ１は、保持電流検出部３２から折損判定部３５に伝えられる。続くステップＳ１６０では、折損判定部３５において、記憶部３４に記憶された略水平状態の基準値Ｉｒ１に対して、保持電流検出部３２からの保持電流Ｉｈ１が閾値（例えば、Ｘ％）以下に減少したか否かが判定される。基準値Ｉｒ１に対して保持電流Ｉｈ１が閾値以下に減少した場合には（ＹＥＳ）、次のステップＳ１７０に進む。一方、基準値Ｉｒ１に対して保持電流Ｉｈ１が閾値を超えている場合には（ＮＯ）、遮断桿１１に折損は生じておらず遮断機１が正常な状態にあると判断されて、前述したステップＳ１１０に戻り、遮断桿１１の折損の検知動作が継続される。 In step S150, the holding current detection unit 32 detects the current I transmitted from the current sensor 15 as the holding current Ih1 flowing to the motor 12 to hold the cutoff rod 11 in a substantially horizontal state. The detected holding current Ih1 is transmitted from the holding current detection section 32 to the breakage determination section 35. In the subsequent step S160, the breakage determining unit 35 determines that the holding current Ih1 from the holding current detecting unit 32 decreases to a threshold value (for example, X%) or less with respect to the reference value Ir1 of the substantially horizontal state stored in the storage unit 34 It is determined whether or not it has been done. If the holding current Ih1 has decreased below the threshold value with respect to the reference value Ir1 (YES), the process advances to the next step S170. On the other hand, if the holding current Ih1 exceeds the threshold value with respect to the reference value Ir1 (NO), it is determined that the cutoff rod 11 is not broken and the circuit breaker 1 is in a normal state, and as described above. Returning to step S110, the operation of detecting breakage of the blocking rod 11 is continued.
ステップＳ１７０では、保持電流Ｉｈ１（Ｉｈ２）が閾値以下に減少した状態が一定時間（例えば、１０秒程度）継続するか否かが判定される。一定時間継続する場合には、次のステップＳ１８０において、遮断桿１１が折損していることが検知される。一方、一定時間継続しない場合には、風や悪戯などの影響を受けて保持電流Ｉｈ１（Ｉｈ２）が一時的に減少したものと判断して、前述したステップＳ１１０に戻り、遮断桿１１の折損の検知動作が継続される。 In step S170, it is determined whether the state in which the holding current Ih1 (Ih2) decreases below the threshold value continues for a certain period of time (for example, about 10 seconds). If it continues for a certain period of time, it is detected in the next step S180 that the blocking rod 11 is broken. On the other hand, if the holding current Ih1 (Ih2) does not continue for a certain period of time, it is determined that the holding current Ih1 (Ih2) has temporarily decreased due to the influence of the wind or mischief, and the process returns to step S110 described above to prevent the breakage of the cutoff rod 11. Detection operation continues.
図７及び図８は、遮断桿１１が略水平状態で折損したときの一例を示す正面図である。図７の例では、略水平状態にある遮断桿１１が長手方向の中央付近で折損して、遮断桿１１の先端側部分１１ａが折れ曲がり先端部が地面に接触し、後端側部分１１ｂが遮断桿ホルダ１９に残存する状態となっている。また、図８の例では、中央付近で折損した遮断桿１１の先端側部分１１ａが地面に脱落した状態となっている。これらのような状態では、折損の前後で遮断桿１１の重量が大きく変化してモータ１２にかかる負荷が減るため、折損した遮断桿１１の後端側部分１１ｂを略水平状態に保持するための保持電流Ｉｈ１が減少することになる。折損判定部３５は、この保持電流Ｉｈ１の減少に注目して略水平状態にある遮断桿１１の折損を検知している。 7 and 8 are front views showing an example when the blocking rod 11 is broken in a substantially horizontal state. In the example of FIG. 7, the blocking rod 11 which is in a substantially horizontal state breaks near the center in the longitudinal direction, the leading end portion 11a of the blocking rod 11 is bent and the leading end contacts the ground, and the rear end portion 11b breaks. It remains in the rod holder 19. Moreover, in the example of FIG. 8, the tip end portion 11a of the blocking rod 11, which is broken near the center, has fallen to the ground. In these conditions, the weight of the cutoff rod 11 changes significantly before and after the breakage, and the load on the motor 12 is reduced. The holding current Ih1 will decrease. The breakage determination unit 35 detects breakage of the cutoff rod 11 in a substantially horizontal state by paying attention to the decrease in the holding current Ih1.
図６に戻り、上記ステップＳ１８０で遮断桿１１の折損が検知されると、続くステップＳ１９０において、出力部３６により遮断機１の故障を示す故障信号Ｆが外部に出力されると共に、遮断機１の故障情報が表示部３７を介して表示装置２０（図７及び図８参照）に表示される。なお、表示部３７及び表示装置２０による故障の表示は前述したように省略することも可能である。また、これと同時に、制御器１４によるモータ１２の制御が解除されて遮断桿１１が自重により下降して略水平状態となりフェールセーフな状態が確保される。 Returning to FIG. 6, when breakage of the barrier rod 11 is detected in step S180, in the subsequent step S190, the output section 36 outputs a failure signal F indicating a failure of the circuit breaker 1 to the outside, and The failure information is displayed on the display device 20 (see FIGS. 7 and 8) via the display section 37. Note that the display of the failure by the display unit 37 and the display device 20 can be omitted as described above. At the same time, the control of the motor 12 by the controller 14 is released, and the cutoff rod 11 is lowered by its own weight to a substantially horizontal state, thereby ensuring a fail-safe state.
前述したステップＳ１２０において上昇指令Ｃｒが判定されると、上昇指令Ｃｒを受けた制御器１４は、ステップＳ２００において、モータ１２を作動させて遮断桿１１を上昇動作させる制御信号Ｓをモータ１２に出力する。これにより、遮断桿１１が駆動状態となり上昇動作を開始し、制御器１４による制御の下で駆動電流の大きさが調整されながら、遮断桿１１が上昇位置まで移動する。 When the rise command Cr is determined in step S120 described above, the controller 14 that has received the rise command Cr outputs a control signal S to the motor 12 to operate the motor 12 and cause the cutoff rod 11 to move upward in step S200. do. As a result, the cut-off rod 11 enters the driving state and starts a lifting operation, and the cut-off rod 11 moves to the raised position while the magnitude of the drive current is adjusted under the control of the controller 14.
続くステップＳ２１０では、状態判断部３１において、遮断桿１１が非駆動状態且つ略垂直状態にあるかが判断される。具体的には、前述した図５のステップＳ６０の場合と同様にして、遮断桿１１の現在の角度（位置）が求められ、遮断桿１１が上昇位置に到達していない場合には、遮断桿１１が駆動状態にあり上昇動作していることが判断されて（ＮＯ）、遮断桿１１が上昇位置に到達するまでステップＳ２１０の判断が繰り返される。遮断桿１１が上昇位置に到達すると、遮断桿１１の上昇動作が終了して非駆動状態に切り替わり、遮断桿１１が略垂直状態にあることが判断されて（ＹＥＳ）、次のステップＳ２２０に進む。 In the following step S210, the state determining unit 31 determines whether the cutoff rod 11 is in a non-driven state and in a substantially vertical state. Specifically, the current angle (position) of the cutoff rod 11 is determined in the same manner as in step S60 in FIG. 11 is in the driving state and is in the upward movement (NO), and the judgment in step S210 is repeated until the cutoff rod 11 reaches the upward position. When the cutoff rod 11 reaches the raised position, the lifting operation of the cutoff rod 11 is completed and the state is switched to the non-driving state, and it is determined that the cutoff rod 11 is in a substantially vertical state (YES), and the process proceeds to the next step S220. .
ステップＳ２２０では、保持電流検出部３２において、電流センサ１５から伝えられる電流Ｉが、遮断桿１１を略垂直状態に保持するためにモータ１２に流れる保持電流Ｉｈ２として検出される。該検出された保持電流Ｉｈ２は、保持電流検出部３２から折損判定部３５に伝えられる。続くステップＳ２３０では、折損判定部３５において、記憶部３４に記憶された略垂直状態の基準値Ｉｒ２に対して、保持電流検出部３２からの保持電流Ｉｈ２が閾値（例えば、Ｙ％）以下に減少したか否かが判定される。基準値Ｉｒ２に対して保持電流Ｉｈ２が閾値以下に減少した場合には（ＹＥＳ）、前述したステップＳ１７０～ステップＳ１９０の各処理が行われる。一方、基準値Ｉｒ２に対して保持電流Ｉｈ２が閾値を超えている場合には（ＮＯ）、前述したステップＳ１１０に戻り、遮断桿１１の折損の検知動作が継続される。 In step S220, the holding current detection unit 32 detects the current I transmitted from the current sensor 15 as a holding current Ih2 flowing to the motor 12 to hold the cutoff rod 11 in a substantially vertical state. The detected holding current Ih2 is transmitted from the holding current detection section 32 to the breakage determination section 35. In the subsequent step S230, the breakage determining unit 35 determines that the holding current Ih2 from the holding current detecting unit 32 decreases below a threshold value (for example, Y%) with respect to the reference value Ir2 of the substantially vertical state stored in the storage unit 34. It is determined whether or not it has been done. When the holding current Ih2 decreases below the threshold value with respect to the reference value Ir2 (YES), each process of steps S170 to S190 described above is performed. On the other hand, if the holding current Ih2 exceeds the threshold value with respect to the reference value Ir2 (NO), the process returns to step S110 described above, and the operation of detecting the breakage of the cutoff rod 11 is continued.
図９及び図１０は、遮断桿１１が略垂直状態で折損したときの一例を示す正面図である。図９の例では、略垂直状態にある遮断桿１１が長手方向の根元付近で折損して、遮断桿１１の先端側部分１１ａが折れ曲がり先端部が地面に接触し、後端側部分１１ｂが遮断桿ホルダ１９に残存する状態となっている。また、図１０の例では、根元付近で折損した遮断桿１１の先端側部分１１ａが地面に脱落した状態となっている。これらのような状態でも、折損の前後で遮断桿１１の重量が大きく変化してモータ１２にかかる負荷が減るため、折損した遮断桿１１の後端側部分１１ｂを略垂直状態に保持するための保持電流Ｉｈ２が減少することになる。折損判定部３５は、この保持電流Ｉｈ２の減少に注目して略垂直状態にある遮断桿１１の折損を検知している。 9 and 10 are front views showing an example when the blocking rod 11 is broken in a substantially vertical state. In the example of FIG. 9, the blocking rod 11, which is in a substantially vertical state, breaks near its longitudinal root, the leading end portion 11a of the blocking rod 11 bends, the leading end contacts the ground, and the rear end portion 11b breaks. It remains in the rod holder 19. Further, in the example shown in FIG. 10, the tip end portion 11a of the blocking rod 11, which is broken near the base, has fallen to the ground. Even in these conditions, the weight of the cutoff rod 11 changes significantly before and after the breakage, reducing the load on the motor 12. The holding current Ih2 will decrease. The breakage determination unit 35 detects breakage of the cutoff rod 11 in the substantially vertical state by paying attention to the decrease in the holding current Ih2.
上述したような本実施形態の遮断桿折損検知装置３０によれば、遮断桿１１が非駆動状態にあるときの保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２を測定し、該測定した保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２の変化に基づいて遮断桿１１の折損を検知するようにしたことで、遮断桿１１が略水平状態又は略垂直状態で保持されているときに遮断桿１１の折損を検知することができる。 According to the cutoff rod breakage detection device 30 of the present embodiment as described above, the holding currents Ih1 and Ih2 are measured when the cutoff rod 11 is in the non-driving state, and based on the changes in the measured holding currents Ih1 and Ih2, By detecting the breakage of the cutoff rod 11 by using the same method, it is possible to detect the breakage of the cutoff rod 11 when the cutoff rod 11 is held in a substantially horizontal state or a substantially vertical state.
例えば、遮断桿１１の下降動作が完了する直前に車両等が踏切を強引に通過しようとして遮断桿１１が折損した場合、該遮断桿１１の残存部分が略水平位置まで移動して停止した状態、すなわち、後続車両等の踏切内への浸入を十分に防止できない状態で、列車が踏切を通過するのを待つことになる。上述した特許文献１に開示されている従来の技術では、列車の通過後に遮断桿が上昇動作して略垂直位置まで移動した後のタイミングでないと遮断桿の折損を検知できず、それまでの間は遮断機の故障を外部に知らせることが困難であった。これに対して本実施形態の遮断桿折損検知装置３０では、遮断桿１１が略水平状態で保持されているときに折損を検知できるので、遮断機１の故障を従来よりも迅速に外部に知らせることが可能である。 For example, if a vehicle or the like attempts to forcibly pass through a railroad crossing and breaks the barrier rod 11 immediately before the lowering operation of the barrier rod 11 is completed, the remaining portion of the barrier rod 11 moves to a substantially horizontal position and stops; In other words, the train must wait for the train to pass through the crossing without being able to sufficiently prevent following vehicles from entering the crossing. In the conventional technology disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, the breakage of the blocking rod cannot be detected until after the blocking rod has moved upward to a substantially vertical position after the train has passed; It was difficult to notify outsiders of circuit breaker failures. On the other hand, the breakage detection device 30 of the present embodiment can detect breakage when the breakage rod 11 is held in a substantially horizontal state, and therefore informs the outside of the failure of the circuit breaker 1 more quickly than before. Is possible.
また、従来の技術では、遮断桿が駆動状態にあり上昇動作しているときのモータ電流の時系列データを収集しているが、上昇動作中の遮断桿は風の影響を受け易いという欠点があった。特に、遮断桿を支持する主軸の回転方向に追い風又は向かい風を受けた場合、遮断桿の長さに依存した揺れ（振動）が乱されることで、モータ電流の変動周期を所要の精度で求めることが難しくなってしまう可能性があった。一方、本実施形態の遮断桿折損検知装置３０において、略水平状態にある遮断桿１１の折損を検知する場合には、上昇動作中の遮断桿よりも風の影響を受け難くなるため、遮断桿１１の折損を従来よりも確実に検知することができる。さらに、上記のような遮断桿折損検知装置３０としての機能は、既存の遮断機１に備えられている制御器１４及び各種センサを利用しソフトウェアを追加することで安価に実現することもできる。 In addition, in the conventional technology, time-series data of the motor current is collected when the cutoff rod is in the driving state and is moving upward, but this has the disadvantage that the cutoff stick is easily affected by wind while it is moving upward. there were. In particular, when the main shaft that supports the cutoff rod receives a tailwind or headwind in the rotational direction, the shaking (vibration) that depends on the length of the cutoff rod is disturbed, making it possible to determine the fluctuation period of the motor current with the required accuracy. It could have become difficult. On the other hand, in the cutoff rod breakage detection device 30 of the present embodiment, when detecting breakage of the cutoff rod 11 that is in a substantially horizontal state, the cutoff rod is less affected by the wind than the cutoff rod that is in an upward movement. 11 can be detected more reliably than before. Furthermore, the function of the breaking rod breakage detection device 30 as described above can be realized at low cost by using the controller 14 and various sensors provided in the existing circuit breaker 1 and adding software.
また、本実施形態の遮断桿折損検知装置３０によれば、折損判定部３５が、記憶部３４に記憶させた基準値Ｉｒ１，Ｉｒ２に対して、保持電流検出部３２で検出される保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２が閾値以下に減少した場合に、遮断桿１１が折損していることを判定しており、判定に用いる閾値を遮断桿１１の全長などを考慮して適切に設定することで、遮断桿１１の折損をより確実且つ柔軟に判定することができる。加えて、基準値Ｉｒ１，Ｉｒ２に対して保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２が閾値以下に減少した状態が一定時間継続する場合に、遮断桿が折損していることを判定するようにすれば、風や悪戯などの影響を受けて保持電流Ｉｈ１，Ｉｈ２が変動することによる誤判定のリスクを小さくすることができる。 Further, according to the cutoff rod breakage detection device 30 of the present embodiment, the breakage determination unit 35 determines the holding current Ih1 detected by the holding current detection unit 32 with respect to the reference values Ir1 and Ir2 stored in the storage unit 34. , Ih2 decreases below a threshold value, it is determined that the cutoff rod 11 is broken. 11 can be determined more reliably and flexibly. In addition, if the state in which the holding currents Ih1 and Ih2 continue to decrease below the threshold value with respect to the reference values Ir1 and Ir2 continues for a certain period of time, it is determined that the cutoff rod is broken, so that wind or mischief can be avoided. It is possible to reduce the risk of misjudgment due to fluctuations in the holding currents Ih1 and Ih2 due to the influence of the above factors.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、踏切に設置される遮断機１の遮断桿１１の折損を検知する一例を説明したが、踏切以外の各種設備に設置される遮断機における遮断桿の折損の検知に本発明を応用することも勿論可能である。また、上述した実施形態では、遮断桿１１が略水平状態にあるときと略垂直状態にあるときの双方で遮断桿１１の折損が検知される一例を示したが、略水平状態又は略垂直状態のいずれか一方で遮断桿１１の折損検知を行うようにしても同様の作用効果を得ることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and further modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example of detecting the breakage of the barrier rod 11 of the barrier 1 installed at a railroad crossing has been described. Of course, it is also possible to apply the present invention. Further, in the embodiment described above, an example was shown in which the breakage of the blocking rod 11 is detected both when the blocking rod 11 is in a substantially horizontal state and when it is in a substantially vertical state. Similar effects can be obtained even if the breakage of the blocking rod 11 is detected using either one of them.
１…遮断機、１１…遮断桿、１２…モータ、１３…伝達機構、１４…制御器、１５…電流センサ、１６…角度センサ、１７…位置センサ、１８…遮断桿支持軸、１９…遮断桿ホルダ、２０…表示装置、３０…遮断桿折損検知装置、３１…状態判断部、３２…保持電流検出部、３３…基準値設定部、３４…記憶部、３５…折損判定部、３６…出力部、３７…表示部、Ｃ…電気ケーブル、Ｐ…電源、Ｃｒ…上昇指令、Ｃｄ…下降指令、Ｆ…故障信号、Ｉｈ１，Ｉｈ１’，Ｉｈ２，Ｉｈ２’…保持電流、Ｉｒ１，Ｉｒ２…基準値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Breaker, 11... Cutoff rod, 12... Motor, 13... Transmission mechanism, 14... Controller, 15... Current sensor, 16... Angle sensor, 17... Position sensor, 18... Cutoff rod support shaft, 19... Cutoff rod Holder, 20...Display device, 30...Shutoff rod breakage detection device, 31...State judgment section, 32...Holding current detection section, 33...Reference value setting section, 34...Storage section, 35...Breakage determination section, 36...Output section , 37...Display section, C...Electric cable, P...Power source, Cr...Up command, Cd...Down command, F...Failure signal, Ih1, Ih1', Ih2, Ih2'...Holding current, Ir1, Ir2...Reference value
Claims (5)
前記遮断桿が非駆動状態にあるときの保持電流を測定し、該測定した保持電流の変化に基づいて前記遮断桿の折損を検知する、遮断桿折損検知装置。 A breaking rod breakage detection device for detecting breakage of a breaking rod provided in a circuit breaker,
A cutoff rod breakage detection device that measures a holding current when the cutoff rod is in a non-driving state, and detects breakage of the cutoff rod based on a change in the measured holding current.
前記状態判断部により前記遮断桿が非駆動状態にあることが判断されたとき、前記遮断桿を略水平状態又は略垂直状態に保持するための保持電流を検出する保持電流検出部と、
前記保持電流の基準値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された基準値に対して、前記保持電流検出部で検出される前記保持電流が閾値以下に減少した場合に、前記遮断桿が折損していることを判定する折損判定部と、
前記折損判定部で前記遮断桿の折損が判定されたときに前記遮断機の故障を示す信号を出力する出力部と、
を含む、請求項１に記載の遮断桿折損検知装置。 a state determination unit that determines a driving state of the cutoff rod based on a lift command for the cutoff;
a holding current detection section that detects a holding current for holding the cutoff rod in a substantially horizontal state or a substantially vertical state when the state judgment section determines that the cutoff rod is in a non-driven state;
a storage unit that stores the reference value of the holding current;
a breakage determination unit that determines that the cutoff rod is broken when the holding current detected by the holding current detection unit decreases to a threshold value or less with respect to a reference value stored in the storage unit; ,
an output unit that outputs a signal indicating a failure of the circuit breaker when the breakage determination unit determines that the barrier rod is broken;
The blocking rod breakage detection device according to claim 1, comprising:
前記遮断桿が非駆動状態にあるときの保持電流を測定し、該測定した保持電流の変化に基づいて前記遮断桿の折損を検知する、遮断桿折損検知方法。 A method for detecting breakage of a blocking rod provided in a circuit breaker,
A method for detecting breakage of a cutoff rod, comprising: measuring a holding current when the cutoff rod is in a non-driving state, and detecting breakage of the cutoff rod based on a change in the measured holding current.
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