JP7514472B2 - Wire short circuit confirmation device and wire short circuit confirmation method - Google Patents

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Description

本発明は交流電気鉄道のATき電回路用の線条短絡確認装置および線条短絡確認方法に関するものであり、より詳細には、電鉄用交流き電回路のATき電回路の架線として、き電線、トロリ線、保護線の張替え作業などの施工に際し、施工後の架線が健全な状態であること、つまり、2次元的には交錯するように配置された架線が3次元的には離隔している健全状態であるか、接触してしまっている短絡状態であるかを簡単に判別することができる線条短絡確認装置および線条短絡確認方法に関する。 The present invention relates to a line short-circuit confirmation device and a line short-circuit confirmation method for an AT feeding circuit of an AC electric railway, and more specifically, to a line short-circuit confirmation device and a line short-circuit confirmation method that can easily determine whether the overhead lines are in a sound state after construction such as replacing feeder wires, contact wires, and protective wires as overhead lines of an AT feeding circuit of an AC feeding circuit for electric railways, that is, whether the overhead lines arranged so as to cross each other in two dimensions are in a sound state in which they are separated in three dimensions, or in a short-circuited state in which they are in contact.

従来より、交流電気鉄道の架線には、近接通信線への電磁誘導障害を軽減させるために、吸上変圧器を用いるBTき電回路と、単巻変圧器を用いるATき電回路とが存在する。BTき電回路においては例えば3~4km等の架線の所定距離毎に吸上変圧器を介在させることにより、吸上変圧器の一次電流と二次電流をほぼ等しくして、レールに流れる電流を無くすことにより大地に流れる漏れ電流を小さくし、近接通信線への電磁誘導障害を軽減させることが行なわれている。 Conventionally, AC electric railway overhead lines have two types of feeding circuits: BT feeding circuits that use suction transformers and AT feeding circuits that use autotransformers to reduce electromagnetic induction interference to proximity communication lines. In BT feeding circuits, suction transformers are inserted at predetermined distances along the overhead line, for example, every 3 to 4 km, to make the primary and secondary currents of the suction transformer roughly equal, eliminating the current flowing through the rails and reducing leakage current flowing to the ground, thereby reducing electromagnetic induction interference to proximity communication lines.

他方、架線の例えば10km等の所定間隔毎に単巻変圧器を介在させたATき電回路は、BTき電回路に比べて変電所の送電電圧が約2倍になり、電源の得がたい地域において有用である。 On the other hand, an AT power supply circuit, which has an autotransformer inserted at a specified interval, such as every 10 km of overhead line, has a transmission voltage at the substation that is approximately twice that of a BT power supply circuit, making it useful in areas where power sources are difficult to obtain.

加えて、本願出願人は鋭意研究により、特許文献1(特開平4-299272号公報)に示す地絡点標定方法を発明し、実用化されるに至っている。すなわち、既存の架線に通電している状態において短絡故障が発生した場合に、特許文献1の発明を用いることにより、故障発生時に流れる故障電流の電流データと印加電圧の電圧データの関係を一定時間記録して、電流データと電圧データの関係から地絡点が変電所から何km程度の位置であるかを標定することが可能となり、これによって復旧作業を行なうべき地点の目安を得ることができるので、早期復旧に貢献できる。 In addition, through intensive research, the applicant of the present application has invented the earth fault location method shown in Patent Document 1 (JP Patent Publication No. 4-299272), which has now been put to practical use. In other words, when a short circuit occurs while electricity is flowing through an existing overhead line, by using the invention of Patent Document 1, it is possible to record for a certain period of time the relationship between the current data of the fault current that flows when the fault occurs and the voltage data of the applied voltage, and to locate the location of the earth fault point from the relationship between the current data and the voltage data. This provides an indication of the location where restoration work should be carried out, thereby contributing to early restoration.

他にも、本出願人は特許文献2(特開平11-227503号公報)に示す短絡故障判別装置を発明し、実用化されるに至っている。この発明を用いることにより、ATき電回路において通電時の短絡故障が発生した場合に故障が発生した架線がトロリ線であるかフィーダ線であるかを判別するために短絡故障時に測定したレールとトロリ線間の電圧波形と、吸上線に流れる電流の電流波形の間に生じる位相差を用いて判別することが可能である。 The applicant also invented a short circuit fault detection device shown in Patent Document 2 (JP Patent Publication No. 11-227503), which has been put to practical use. By using this invention, when a short circuit fault occurs during energization in an AT feeding circuit, it is possible to determine whether the overhead line in which the fault occurred is a contact wire or a feeder wire, by using the phase difference that occurs between the voltage waveform between the rail and contact wire measured at the time of the short circuit fault and the current waveform of the current flowing through the suction wire.

なお、故障発生を予防するためには、老朽化による地絡故障などが発生する前に、架線を定期的に張替えることも行われている。このような計画的な保守作業を行なうことにより、予防的な防災メンテナンスを行なって、健全な架線の状態を保つことができるので、より安全で信頼できる運行が可能である。 To prevent breakdowns, overhead lines are replaced periodically before ground faults caused by aging occur. By carrying out such planned maintenance work, preventative disaster prevention maintenance can be carried out and the overhead lines can be kept in good condition, allowing for safer and more reliable operation.

図14、図15はATき電回路を張替えた後に装柱した2つの状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は側面図である。 Figures 14 and 15 show two states of the AT power supply circuit after it has been replaced, with (A) being a plan view and (B) being a side view.

図14、図15に示すように、前記保守作業において、通常ATき電回路の架線90(90a,90b,90c)はあらかじめ決められた高さに装柱されており、装柱間で架線90a,90b,90c相互間は印加される交流電圧に対して十分に離隔した状態を保つように配線されるものである。 As shown in Figures 14 and 15, during the maintenance work, the overhead lines 90 (90a, 90b, 90c) of the AT power supply circuit are usually mounted on poles at a predetermined height, and the overhead lines 90a, 90b, 90c are wired between the poles so that they are sufficiently separated from each other with respect to the applied AC voltage.

また、前記架線90の張替え作業は、張替え対象となるき電線90a,トロリ線90b,保護線90cの区間を交流電源から切り離した状態で行なわれ、かつ、安全確保のために張替え作業対象となる架線のそれぞれを図外の接地線などによって接地電位に接続することにより、万一の事態に備えた状態で行なわれる。次いで、架線90a,90b,90cのうち少なくともいずれか1線の張替え作業を行い、架線90a,90b,90cを再び装柱して既存の架線に接続するのであるが、張替え完了後、その異常の有無を目視によって確認してから、前記接地線を取り外した後に通電を開始して、通常運転を行なっていた。 The rewiring of the overhead line 90 is performed with the feeder 90a, trolley wire 90b, and protective wire 90c sections to be rewired disconnected from the AC power source, and each of the overhead lines to be rewired is connected to ground potential by a grounding wire (not shown) to ensure safety, so that the work is performed in a state prepared for any emergency. Next, at least one of the overhead lines 90a, 90b, and 90c is rewired, and the overhead lines 90a, 90b, and 90c are reattached to poles and connected to the existing overhead line. After the rewiring is complete, the presence or absence of abnormalities is visually confirmed, and the grounding wire is removed before electricity is turned on and normal operation is resumed.

特開平4-299272号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-299272 特開平11-227503号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-227503

しかしながら、図14、図15に示すように、ATき電回路のき電線90aや保護線90cやトロリ線90b等は高さ方向に見ると決められた高さで並行に装柱されている架線90でも水平方向に見ると交錯しているところもあり、このような箇所で架線90の張替え作業を実施した場合には新規架線90を装柱する際に、図15に示すように、偶然ではあるが装柱位置の低い架線90aに装柱位置の高い架線90cが接触してしまう場合がある。このような状況では変電所からのき電が不能となるので、作業終了後にはき電を開始する前に、作業区間内の架線90の状況を目視で点検確認することが実施されているが、この目視確認が極めて困難であった。 However, as shown in Figures 14 and 15, the overhead wires 90a, protective wires 90c, and trolley wires 90b of the AT feeding circuit are installed in parallel at a fixed height when viewed vertically, but in some places they cross over when viewed horizontally. When replacing the overhead wires 90 in such a location, as shown in Figure 15, when installing the new overhead wires 90, the overhead wires 90a installed at a lower pole position may accidentally come into contact with the overhead wires 90c installed at a higher pole position. In such a situation, power cannot be fed from the substation, so after the work is completed, the condition of the overhead wires 90 in the work section is visually inspected and confirmed before power is fed again, but this visual inspection is extremely difficult.

すなわち、架線90の張替え作業のような保守作業は、通常夜間に実施されるものであるから、目視確認も夜間に行われることになり、架線90の状態を暗闇において目視確認することは困難であった。つまり、架線90は地上からかなり高い位置に配線されるものであるから、夜間に地上からの目視確認では架線90a,90b,90c相互間の接触及び短絡が見逃されることがあった。このような事象が発生した場合には、変電所からき電開始されるまで架線90相互間の接触及び短絡が判明できず、き電開始と共に故障電流が発生して、張替えたばかりの架線を損傷するだけでなく、故障点の探索・除去や復旧の開始時刻が遅くなり、列車の運行に多大な障害をきたすという問題がある。 In other words, because maintenance work such as replacing the overhead wires 90 is usually performed at night, visual inspections are also performed at night, making it difficult to visually check the condition of the overhead wires 90 in the dark. In other words, because the overhead wires 90 are installed at a fairly high position above the ground, contacts and short circuits between the overhead wires 90a, 90b, and 90c can be overlooked when visually inspecting them from the ground at night. When such an event occurs, contacts and short circuits between the overhead wires 90 cannot be detected until power is supplied from the substation, and a fault current is generated when power supply begins, which not only damages the overhead wires that have just been replaced, but also delays the start of the search for and removal of the fault and the start of restoration, causing significant disruption to train operations.

架線90の張替え作業はATき電回路において作業区間を区切って行われるが、ATき電回路の架線90は所定間隔毎に単巻変圧器によって、き電線90aやトロリ線90bが連結されるものであるから、直流電圧を印加した場合には単巻変圧器を通して直流電流が流れるために、健全な状態であったとしても導通状態となり、一般的な絶縁計によっては架線90が健全な状態であることを確認することはできなかった。 The overhead wire 90 is replaced in separate work sections in the AT power supply circuit, but the overhead wire 90 of the AT power supply circuit is connected to the power supply wire 90a and the contact wire 90b at regular intervals by an autotransformer. When a DC voltage is applied, a DC current flows through the autotransformer, resulting in a conductive state even if the overhead wire 90 is in a healthy state. As a result, it is not possible to confirm that the overhead wire 90 is in a healthy state using a general insulation meter.

本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであり、その目的は、架線の張替え作業終了後速やかに当該作業区間の架線相互間の状態の電気的確認を行い、異常が認められる場合には故障点の探索・除去や復旧を早急に開始させ、列車の運行への影響を最小限に抑え、架線相互間の状態確認ができる線条短絡確認装置および線条短絡確認方法を提供することにある。 The present invention has been made taking the above into consideration, and its purpose is to provide a line short circuit checking device and line short circuit checking method that can check the electrical state between the overhead lines in the work section immediately after the overhead line re-laying work is completed, and if an abnormality is found, can immediately begin searching for and removing the fault point and restoring the system, minimizing the impact on train operations and checking the state between the overhead lines.

前記課題を解決するため、第1発明は、交流電気鉄道のATき電回路の架線状態を確認する装置であって、200Hzから1kHzの間の少なくとも一つの周波数の検査用交流電圧を発生する交流電圧発生部と、この交流電圧発生部によって発生させた検査用交流電圧をATき電回路を構成するき電線、トロリ線、保護線のうち2本の架線間に順次印加させるスイッチ部と、前記検査用交流電圧を架線間に印加させたときに架線間に流れる交流電流を計測する電流計測部と、前記検査用交流電圧と交流電流の関係から架線間のリアクタンスを演算する演算処理部と、このリアクタンスが容量特性であることによって架線間が短絡していない離隔状態であることを確認する架線状態確認部とを備えることを特徴とする線条短絡確認装置を提供する。(請求項1) To solve the above problem, the first invention provides a line short circuit confirmation device that is a device for confirming the overhead line state of an AT feeding circuit of an AC electric railway, and is characterized by comprising an AC voltage generation unit that generates an inspection AC voltage of at least one frequency between 200 Hz and 1 kHz, a switch unit that sequentially applies the inspection AC voltage generated by the AC voltage generation unit between two overhead lines among the feeder wire, the trolley wire, and the protective wire that constitute the AT feeding circuit, a current measurement unit that measures the AC current that flows between the overhead lines when the inspection AC voltage is applied between the overhead lines, a calculation processing unit that calculates the reactance between the overhead lines from the relationship between the inspection AC voltage and the AC current, and an overhead line state confirmation unit that confirms that the overhead lines are in a separated state without a short circuit because the reactance is a capacitive characteristic. (Claim 1)

本発明における架線は交流電気鉄道のATき電回路のき電線、トロリ線、保護線である。これらの架線の保守管理の一環として、老朽化などによる定期的な架線の張替え作業を実施するときには、変電所の交流電源と切り離した状態において、万一の事態に備えて安全を確保するために3本の架線のそれぞれに接地線を接続して張替え作業を行なうのであるが、新たに設けた架線を装柱位置に引き上げて既存の架線に接続したのちに、架線の状態が健全な状態であるかどうかを確認するときに本発明の線条短絡確認装置を用いることにより、容易かつ確実に架線の状態を確認することができる。 The overhead lines in this invention are the feeder wires, contact wires, and protective wires of the AT feeding circuit of an AC electric railway. When periodic replacement of the overhead lines due to deterioration or the like is carried out as part of the maintenance management of these overhead lines, the replacement work is carried out by connecting a ground wire to each of the three overhead lines in a state where they are disconnected from the AC power source of the substation to ensure safety in case of an emergency. After the newly installed overhead line is pulled up to the pole position and connected to the existing overhead line, the condition of the overhead line can be checked to see if it is in good condition by using the line short circuit checking device of this invention.

前記交流電圧発生部は張替えられた架線のうち2本の間に印加することによって安定した交流電流を流すことができる程度の電力を供給できる高さの電圧であると共に、短絡電流が流れたとしても架線に故障を発生させることがない程度の電圧に抑えた検査用の交流電圧を発生する電源部である。つまり、電車を駆動する為の25kV以上の高電圧ではない検査用に低く抑えた交流電圧である。 The AC voltage generating unit is a power supply unit that generates an AC voltage for inspection that is high enough to supply power to flow a stable AC current when applied between two of the replaced overhead lines, and is suppressed to a voltage that will not cause damage to the overhead lines even if a short-circuit current flows. In other words, it is an AC voltage that is suppressed low for inspection purposes, rather than the high voltage of 25 kV or more required to drive a train.

前記検査用交流電圧の周波数は、電車駆動用の交流電圧および近接敷設される高圧配電線の影響を受ける可能性がある3次高調波成分よりも高い200Hz以上で、架線の状態を検知することができる上限となる1kHz以下の周波数の交流電圧である。なお、この検査用交流電圧の周波数は、架線の近傍に通信線が配線されていることを考慮に入れて、通信に用いるキャリア周波数近傍を避けて通信障害を発生させないようにすることが好ましい。また、三相交流の全波整流のリップルによって発生する360Hzおよびその倍周波の高調波成分に相当する周波数(720Hz)を避けることにより近接する直流き電線からのノイズによる誤動作を避けることが好ましい。 The frequency of the inspection AC voltage is 200 Hz or more, which is higher than the third harmonic components that may be affected by the AC voltage for driving electric trains and the high-voltage distribution lines installed nearby, and 1 kHz or less, which is the upper limit at which the state of the overhead line can be detected. Taking into consideration that communication lines are laid near the overhead line, it is preferable that the frequency of this inspection AC voltage be avoided near the carrier frequency used for communication to avoid communication interference. It is also preferable to avoid the frequency (720 Hz) equivalent to 360 Hz and its double harmonic components generated by ripples in the full-wave rectification of three-phase AC to avoid malfunctions due to noise from nearby DC feeders.

前記スイッチ部は前記交流電圧発生部によって発生させた検査用交流電圧を、架線のうち2本に順次選択的に接続して2本の架線間に印加させるためのスイッチ素子であって、例えば、電界効果トランジスタなどの半導体スイッチング素子、電磁リレーなどを用いることが可能である。また、例えば、架線との接続部には施工後の架線に接続されている接地線の接地側端部を接地状態から切り離して接続する接続端子を備えることが好ましい。なお、このスイッチ部を省略し、作業者が試験対象となる2本の架線に順次手動で接続するようにすることも容易に考えられる。 The switch unit is a switch element for selectively connecting the test AC voltage generated by the AC voltage generator to two of the overhead lines in sequence and applying it between the two overhead lines, and can be, for example, a semiconductor switching element such as a field effect transistor, an electromagnetic relay, or the like. In addition, for example, the connection part with the overhead line is preferably provided with a connection terminal for disconnecting the ground side end of the grounding wire connected to the overhead line after construction from the grounded state and connecting it. It is also easily conceivable to omit this switch unit and have an operator manually connect it to the two overhead lines to be tested in sequence.

前記電流計測部は交流電圧発生部から架線に流れる交流電流を計測するものであり、例えば、交流電圧発生部とスイッチ部の間に配置させたものである。あるいは、電流計測部をスイッチ部と各架線の間にそれぞれ設けてもよい。この交流電流は検査用交流電圧を印加している間流れるものであり、検査用交流電圧を印加した初期の段階では過渡現象によって不安定な電流が流れることが考えられるが、短い時間で印加する検査用交流電圧に対して架線の状態に応じて所定の安定した交流電流が流れる。 The current measuring unit measures the AC current flowing from the AC voltage generating unit to the overhead line, and is disposed, for example, between the AC voltage generating unit and the switch unit. Alternatively, the current measuring unit may be provided between the switch unit and each overhead line. This AC current flows while the test AC voltage is being applied, and although it is conceivable that an unstable current will flow due to a transient phenomenon in the initial stage of application of the test AC voltage, a predetermined stable AC current will flow in response to the test AC voltage applied for a short period of time, depending on the state of the overhead line.

前記演算処理部は検査用交流電圧と交流電流の関係から検査用交流電圧に対して90°位相が異なる交流電流の成分の大きさを求めることにより、これが進みの電流であれば容量特性であることを検出できる。逆に検査用交流電圧に対して遅れの電流が流れている場合ば誘導特性であることを検出できる。 The calculation processing unit determines the magnitude of the AC current component that is 90 degrees out of phase with the test AC voltage from the relationship between the test AC voltage and the AC current, and if this is a leading current, it can detect that it is a capacitive characteristic. Conversely, if a lagging current flows compared to the test AC voltage, it can detect that it is an inductive characteristic.

すなわち、架線相互間に印加した検査用交流電圧と、これによって架線間に流れる交流電流の関係から、印加した検査用交流電圧の周波数におけるリアクタンスを求めることができ、このリアクタンスが容量特性であるなら、架線相互間は離隔した健全な状態であると判断することができる。他方、リアクタンスが誘導特性であるなら、架線相互間は短絡状態であることを明確に判断することができる。また、前記スイッチ部を順次切り替えて異なる架線相互間においても短絡が発生していないことを検知し、3本の架線相互間のいずれにおいても正常な離隔状態であることを確認し安全性を確保した後に、線条短絡確認装置と架線との接続を切り離して、架線にき電を開始することができる。 In other words, the reactance at the frequency of the applied test AC voltage can be found from the relationship between the test AC voltage applied between the overhead lines and the resulting AC current flowing between the overhead lines. If this reactance has capacitive characteristics, it can be determined that the overhead lines are separated and in a healthy state. On the other hand, if the reactance has inductive characteristics, it can be clearly determined that the overhead lines are in a short-circuit state. Furthermore, by sequentially switching the switch unit, it is possible to detect that no short circuit has occurred between different overhead lines, and after confirming that all three overhead lines are in a normal separation state and ensuring safety, the line short-circuit confirmation device can be disconnected from the overhead lines and power can be started to be supplied to the overhead lines.

なお、演算処理部が何れかの架線相互間が短絡していると判断した場合には、音および/または表示による警告発生部を用いて警告を出力しても、通信線を用いた有線または無線の通信によって短絡状態信号を出力してもよい。警告発生部による警告は簡易的には短絡状態の検知時にブザーなどの警告音を出力するものが考えられるが、LEDやLCDなどの表示部による警告表示を行なうものであっても、音と表示の両方による警告を出力するものが考えられ、その何れを用いるものであってもよい。 When the calculation processing unit determines that there is a short circuit between any of the overhead lines, it may output a warning using an alarm generating unit that generates sound and/or display, or may output a short circuit state signal by wired or wireless communication using a communication line. A simple warning from the alarm generating unit may be one that outputs an alarm sound such as a buzzer when a short circuit state is detected, but it may also be one that displays an alarm using a display unit such as an LED or LCD, or one that outputs an alarm both by sound and display, and any of these may be used.

本発明の線条短絡確認装置を用いて架線相互間に異常が認められる場合には、変電所からのき電を開始することなく、速やかに接触点の探索と、異常の除去による復旧を行なうことができるので、列車の運行を開始するまでに確実に健全な状態を回復させることが可能となる。 When an abnormality is detected between overhead lines using the line short circuit detection device of the present invention, the contact point can be quickly located and the abnormality can be removed to restore operation without starting power supply from the substation, making it possible to reliably restore a healthy state before trains start operating.

第2発明は、交流電気鉄道のATき電回路の架線状態を確認する装置であって、200Hzから1kHzの間の少なくとも一つの周波数の検査用交流電圧を発生する交流電圧発生部と、この交流電圧発生部によって発生させた検査用交流電圧をATき電回路を構成するき電線、トロリ線、保護線のうち2本の架線間に順次印加させるスイッチ部と、前記検査用交流電圧を架線間に印加させたときに架線間に流れる交流電流を計測する電流計測部と、前記検査用交流電圧の交流電流に対する位相角を演算する演算処理部と、この位相角が遅角であることによって架線間が短絡していない離隔状態であることを確認する架線状態確認部とを備えることを特徴とする線条短絡確認装置を提供する(請求項2)。 The second invention provides a line short circuit confirmation device that is a device for confirming the overhead line state of an AT feeding circuit of an AC electric railway, and is characterized by comprising an AC voltage generation unit that generates an inspection AC voltage of at least one frequency between 200 Hz and 1 kHz, a switch unit that sequentially applies the inspection AC voltage generated by the AC voltage generation unit between two overhead lines among the feeder wire, the trolley wire, and the protective wire that constitute the AT feeding circuit, a current measurement unit that measures the AC current that flows between the overhead lines when the inspection AC voltage is applied between the overhead lines, a calculation processing unit that calculates the phase angle of the inspection AC voltage with respect to the AC current, and an overhead line state confirmation unit that confirms that the overhead lines are in a separated state without a short circuit because this phase angle is a delayed angle (Claim 2).

第2発明における架線は交流電気鉄道のATき電回路のき電線、トロリ線、保護線であり、架線の張替え作業の施工完了後に、架線の状態が健全な状態であるかどうかを確認するときに本発明の線条短絡確認装置を用いることにより、容易かつ確実に架線の状態を確認することができる。 The overhead lines in the second invention are the feeder wires, contact wires, and protective wires of the AT feeder circuit of an AC electric railway, and by using the line short circuit confirmation device of the present invention when checking whether the condition of the overhead lines is sound after the overhead line replacement work is completed, the condition of the overhead lines can be easily and reliably confirmed.

前記交流電圧発生部は2本の架線間に印加することによって安定した電流を流すことができ、かつ、たとえ短絡が発生していても架線に故障が発生することがない程度の電圧に抑えた検査用の交流電圧を発生する電源部であり、200Hz以上~1kHz以下の周波数の交流電圧を発生する電源部である。 The AC voltage generating unit is a power supply unit that generates an AC voltage for inspection that can be applied between two overhead lines to ensure a stable current flow and is kept at a voltage that will not cause a breakdown in the overhead lines even if a short circuit occurs, and generates an AC voltage with a frequency of 200 Hz or more and 1 kHz or less.

前記スイッチ部は前記交流電圧発生部によって発生させた検査用交流電圧を、架線のうち2本に順次選択的に接続して2本の架線間に印加させる、電界効果トランジスタなどの半導体スイッチング素子、電磁リレーなどからなる。 The switch unit is made up of semiconductor switching elements such as field effect transistors and electromagnetic relays that selectively connect the test AC voltage generated by the AC voltage generator to two of the overhead lines in sequence and apply it between the two lines.

前記電流計測部は交流電圧発生部から架線に流れる交流電流を計測するために、交流電圧発生部とスイッチ部の間、あるいは、スイッチ部と各架線の間にそれぞれ設けられるものである。 The current measuring unit is provided between the AC voltage generating unit and the switch unit, or between the switch unit and each overhead line, in order to measure the AC current flowing from the AC voltage generating unit to the overhead line.

前記演算処理部は検査用交流電圧と交流電流の関係から、この交流電流に対して検査用交流電圧の位相角を演算する。次いで、この演算によって求められた位相角が遅れである場合は、架線間は離隔した健全な状態である。他方、交流電流に対して検査用交流電圧の位相角が進み(検査用交流電圧に対して交流電流が遅れ)である場合には、架線間は短絡状態であることを明確に判断することができる。なお、演算処理部が架線間の短絡と判断した場合には、音および/または表示による警告手段を用いて警告を出力しても、通信線を用いた有線または無線の通信によって短絡状態信号を出力してもよい。 The calculation processing unit calculates the phase angle of the test AC voltage with respect to the AC current from the relationship between the test AC voltage and the AC current. If the phase angle determined by this calculation is a lag, the overhead lines are separated and in a healthy state. On the other hand, if the phase angle of the test AC voltage is a lead with respect to the AC current (the AC current lags with respect to the test AC voltage), it can be clearly determined that the overhead lines are in a short circuit state. If the calculation processing unit determines that there is a short circuit between the overhead lines, it may output a warning using a sound and/or display warning means, or may output a short circuit state signal by wired or wireless communication using a communication line.

第3発明は、交流電気鉄道のATき電回路の架線状態を確認する装置であって、200Hzから1kHzの間の異なる2つの周波数の検査用交流電圧を発生する交流電圧発生部と、この交流電圧発生部によって発生させた検査用交流電圧をATき電回路を構成するき電線、トロリ線、保護線のうち2本の架線間に順次印加させるスイッチ部と、前記2つの周波数の検査用交流電圧を架線間に印加させたときに架線間に流れる交流電流を計測する電流計測部と、前記検査用交流電圧と交流電流の関係から両周波数における架線間のインピーダンスの大きさをそれぞれ演算する演算処理部と、前記2つの周波数のうち高い方の周波数のときのインピーダンスの大きさが前記2つの周波数のうち低い方の周波数のときのインピーダンスの大きさより小さいことによって架線間が短絡していない離隔状態であることを確認する架線状態確認部とを備えることを特徴とする線条短絡確認装置を提供する。(請求項3) The third invention provides a line short circuit confirmation device for confirming the overhead line state of an AT feeding circuit of an AC electric railway, comprising: an AC voltage generating unit that generates inspection AC voltages of two different frequencies between 200 Hz and 1 kHz; a switch unit that sequentially applies the inspection AC voltages generated by the AC voltage generating unit between two overhead lines among the feeder wire, the contact wire, and the protection wire that constitute the AT feeding circuit; a current measuring unit that measures the AC current that flows between the overhead lines when the inspection AC voltages of the two frequencies are applied between the overhead lines; a calculation processing unit that calculates the magnitude of the impedance between the overhead lines at both frequencies from the relationship between the inspection AC voltage and the AC current; and an overhead line state confirmation unit that confirms that the overhead lines are in a separated state and not short-circuited when the magnitude of the impedance at the higher of the two frequencies is smaller than the magnitude of the impedance at the lower of the two frequencies (Claim 3).

第3発明における架線は交流電気鉄道のATき電回路のき電線、トロリ線、保護線であり、架線の張替え作業の施工完了後に、架線の状態が健全な状態であるかどうかを確認するときに本発明の線条短絡確認装置を用いることにより、容易かつ確実に架線の状態を確認することができる。 The overhead lines in the third invention are the feeder wires, contact wires, and protective wires of the AT feeder circuit of an AC electric railway, and by using the line short circuit confirmation device of the present invention when checking whether the overhead lines are in a sound condition after the overhead line replacement work is completed, the condition of the overhead lines can be easily and reliably confirmed.

前記交流電圧発生部は2本の架線間に印加することによって安定した電流を流すことができ、かつ、たとえ短絡が発生していても架線に故障が発生することがない程度の電圧に抑えた検査用の交流電圧を発生する電源部であり、200Hz以上~1kHz以下の周波数のうち、少なくとも異なる2つの周波数の交流電圧を発生する電源部である。検査用交流電圧の周波数は、例えば演算処理部からの制御信号に従って切替えられるものであることが考えられる。 The AC voltage generating unit is a power supply unit that generates an AC voltage for inspection that can be applied between two overhead lines to allow a stable current to flow and is suppressed to a voltage level that will not cause a breakdown in the overhead lines even if a short circuit occurs, and generates AC voltages of at least two different frequencies between 200 Hz and 1 kHz. The frequency of the AC voltage for inspection can be switched according to a control signal from the calculation processing unit, for example.

前記スイッチ部は前記交流電圧発生部によって発生させた、少なくとも2つの周波数の検査用交流電圧を、架線のうち2本に順次選択的に接続して2本の架線間に印加させる、電界効果トランジスタなどの半導体スイッチング素子、電磁リレーなどからなる。 The switch unit is made up of semiconductor switching elements such as field effect transistors, electromagnetic relays, etc., which selectively connect the test AC voltages of at least two frequencies generated by the AC voltage generator to two of the overhead lines in sequence and apply them between the two overhead lines.

前記電流計測部は交流電圧発生部から架線に流れる交流電流を計測するために、交流電圧発生部とスイッチ部の間、あるいは、スイッチ部と各架線の間にそれぞれ設けられるものである。測定された交流電流は検査用交流電圧の周波数と同じ周波数の安定した交流電流となり、そのそれぞれが電流計測部によって計測される。 The current measuring units are provided between the AC voltage generating unit and the switch unit, or between the switch unit and each overhead line, in order to measure the AC current flowing from the AC voltage generating unit to the overhead line. The measured AC current becomes a stable AC current with the same frequency as the frequency of the inspection AC voltage, and each of these is measured by the current measuring unit.

前記演算処理部は各周波数毎に、検査用交流電圧と交流電流の関係から、架線間のインピーダンスの大きさをそれぞれ演算し、高い周波数のときのインピーダンスの大きさと低い周波数のときのインピーダンスの大きさを比較する。なお、このとき交流電圧発生部に対して発信する検査用交流電圧の周波数を指示する制御信号を出力することはいうまでもない。 The calculation processing unit calculates the magnitude of impedance between the overhead lines for each frequency from the relationship between the test AC voltage and the AC current, and compares the magnitude of impedance at high frequencies with the magnitude of impedance at low frequencies. Needless to say, at this time, a control signal is output to the AC voltage generating unit to indicate the frequency of the test AC voltage to be transmitted.

次いで、高い周波数のときのインピーダンスの大きさが低い周波数のときのインピーダンスの大きさより小さい場合、架線間は短絡していない健全な離隔状態であることを判断し、高い周波数のときのインピーダンスの大きさが低い周波数のときのインピーダンスの大きさより大きい場合、架線間は短絡していると判断する。インピーダンスの大きさによる判断を用いることにより、より明確な判断基準を得ることができるので、信頼性が向上する。 Next, if the magnitude of the impedance at high frequency is smaller than the magnitude of the impedance at low frequency, it is determined that the overhead lines are in a healthy separation state with no short circuit, and if the magnitude of the impedance at high frequency is greater than the magnitude of the impedance at low frequency, it is determined that the overhead lines are short circuited. By using the magnitude of the impedance to make the determination, a clearer criterion can be obtained, improving reliability.

なお、演算処理部が架線間の短絡を検知した場合には、音および/または表示による警告手段を用いて警告を出力しても、通信線を用いた有線または無線の通信によって短絡状態信号を出力してもよい。 When the calculation processing unit detects a short circuit between the overhead lines, it may output a warning using an audible and/or visual warning means, or may output a short circuit status signal via wired or wireless communication using a communication line.

第4発明は、交流電気鉄道のATき電回路の架線状態をその張替え作業後に、この作業箇所において架線の状態が健全な状態であるかどうかを、き電開始前に確認する方法であって、200Hzから1kHzの間の少なくとも一つの周波数の検査用交流電圧を発生させ、この検査用交流電圧をATき電回路を構成するき電線、トロリ線、保護線のうち2本の架線の、張替え作業を行なうために用いられる接地線の接地側端子間に順次印加させた状態で、架線間に流れる交流電流を計測し、前記検査用交流電圧と交流電流の関係から架線間のインピーダンスを求め、このインピーダンスが離隔状態を示す範囲内であるときに架線間が短絡していない離隔状態であることを確認することを特徴とする線条短絡確認方法を提供する。(請求項4) The fourth invention provides a method for checking whether the state of the overhead wires in the AT feeding circuit of an AC electric railway is sound at the work location after the re-laying work and before the start of feeding, which is characterized by generating an inspection AC voltage of at least one frequency between 200 Hz and 1 kHz, measuring the AC current flowing between the overhead wires while applying this inspection AC voltage sequentially between the grounding terminals of the grounding wires used for the re-laying work of two overhead wires among the feeder wire, the contact wire, and the protective wire that make up the AT feeding circuit, determining the impedance between the overhead wires from the relationship between the inspection AC voltage and the AC current, and confirming that the overhead wires are in a separated state and not short-circuited when this impedance is within a range that indicates a separated state (Claim 4).

第4発明における架線は交流電気鉄道のATき電回路のき電線、トロリ線、保護線であり、架線の老朽化などによる張替え作業終了後に、この作業箇所において架線の状態が健全な状態であるかどうかを確認するための方法である。前記架線のうち2本の架線間に順次それぞれ接続させて、200Hzから1kHzの間の少なくとも一つの周波数の検査用交流電圧を印加させることにより、架線間が離隔した正常状態であるか、短絡した状態であるかを容易かつ確実に架線の状態を確認することができる方法である。 The overhead lines in the fourth invention are the feeder wires, contact wires, and protective wires of the AT feeding circuit of an AC electric railway, and this is a method for checking whether the condition of the overhead lines is sound at the work site after the completion of replacement work due to deterioration of the overhead lines, etc. This method makes it possible to easily and reliably check the condition of the overhead lines by connecting two of the overhead lines in sequence and applying an inspection AC voltage of at least one frequency between 200 Hz and 1 kHz, to see whether the overhead lines are in a normal state with a distance between them, or in a short-circuited state.

検査用交流電圧は商用の交流電源の周波数である50~60Hzおよびその3次高調波成分近傍であれば、多くの場合架線と平行して施設されている高圧配電線の影響を受けて誤動作を発生させる可能性があるが、検査用交流電圧の周波数を200Hz以上とすることにより、安定した測定を行なうことができる。加えて、この周波数が1kHz以上であれば、共振点が複数存在するために、測定値と周波数の相関関係が弱くなるために使用に適さない。 If the test AC voltage is in the range of 50 to 60 Hz, which is the frequency of commercial AC power, and is close to its third harmonic components, it may cause malfunction due to the influence of high-voltage distribution lines that are often installed in parallel with the overhead lines, but by setting the frequency of the test AC voltage to 200 Hz or higher, stable measurements can be performed. In addition, if this frequency is 1 kHz or higher, there will be multiple resonance points, which will weaken the correlation between the measurement value and frequency, making it unsuitable for use.

上記周波数帯の間では、架線が接触して短絡した状態である場合、検査用交流電圧の周波数が高くなればなるほどインピーダンスはその大きさが大きく、誘導性リアクアンスが大きくなるのに対し、架線が正常な離隔状態である場合には、周波数が高くなればなるほどインピーダンスはその大きさが小さく、リアクタンスが容量性となる。そこで、検査用交流電圧を印加した状態において流れる交流電流と検査用交流電圧の関係から架線間のインピーダンスを求めることにより、架線の状態(接触しているか離隔しているか)を示す指標を得ることができる。 Within the above frequency bands, when the overhead lines are in contact and short-circuited, the higher the frequency of the test AC voltage, the greater the impedance and the greater the inductive reactance, whereas when the overhead lines are in a normal separation state, the higher the frequency, the smaller the impedance and the capacitive reactance. Therefore, by determining the impedance between the overhead lines from the relationship between the AC current flowing when the test AC voltage is applied and the test AC voltage, it is possible to obtain an indicator of the state of the overhead lines (whether they are in contact or separated).

検査用交流電圧として複数の周波数を用いてインピーダンスの変化を確認することにより、架線の状態をより確実に検知することが可能となるが、一つの周波数におけるインピーダンスまたは周波数掃引させたときにおけるインピーダンスの変化を確認するだけであっても架線間の短絡確認を行なうことが可能である。 By checking the change in impedance using multiple frequencies as the inspection AC voltage, it is possible to detect the state of the overhead line more reliably, but it is also possible to check for short circuits between overhead lines simply by checking the change in impedance at one frequency or when the frequency is swept.

すなわち、前記架線間のインピーダンスが架線の離隔状態を示す範囲内であるときに架線が接触していない離隔状態であることを確認し、3本の架線間のいずれにおいても正常な離隔状態であることを確認し安全性を確保した後に、線条短絡確認装置と架線との接続を切り離して、架線にき電を開始することができる。 In other words, when the impedance between the overhead lines is within the range that indicates the overhead line separation state, it is confirmed that the overhead lines are in a separated state and not touching each other, and after confirming that the separation state is normal between all three overhead lines and ensuring safety, the line short circuit confirmation device can be disconnected from the overhead lines and power can be started to be supplied to the overhead lines.

なお、架線相互間が短絡していると判断した場合には、音および/または表示による警告手段を用いて警告を出力しても、通信線を用いた有線または無線の通信によって短絡状態信号を出力してもよい。いずれにしても、本発明の線条短絡確認方法によって架線相互間に異常が認められた場合には、変電所からのき電を開始することなく、速やかに接触点の探索と、異常の除去による復旧を行ない、線条短絡確認方法によって安全性が確保できるまで原因を追及できるので、列車の運行を開始するまでに確実に健全な状態を回復させることが可能となる。 If it is determined that there is a short circuit between the overhead lines, a warning may be output using an audible and/or visual warning means, or a short circuit status signal may be output by wired or wireless communication using a communication line. In either case, if an abnormality is detected between the overhead lines using the line short circuit confirmation method of the present invention, the contact point can be quickly located and the abnormality can be removed to restore operation without starting power feeding from the substation. The cause can be pursued until safety can be ensured using the line short circuit confirmation method, making it possible to reliably restore a healthy state before train operation begins.

本発明にかかる線条短絡確認装置によって短絡確認を行なう架線の例を概念的に示す図である。1 is a diagram conceptually showing an example of an overhead line for which short circuit check is performed by the line short circuit check device according to the present invention; 本発明にかかる線条短絡確認装置を用いて架線相互間の絶縁状態を確認する例を説明する図である。1 is a diagram illustrating an example of checking the insulation state between overhead lines using a line short circuit check device according to the present invention. FIG. 第1実施形態の線条短絡確認装置の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a line short-circuit confirmation device according to a first embodiment; 図3に示す前記線条短絡確認装置における線条短絡確認方法を説明する図である。4 is a diagram illustrating a line short-circuit checking method in the line short-circuit checking device shown in FIG. 3. き電線とトロリ線の相互間の離隔状態のインピーダンスの大きさおよび位相角の周波数特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of the magnitude and phase angle of impedance in a state where the feeder wire and the contact wire are separated from each other. き電線とトロリ線の相互間の短絡状態のインピーダンスの大きさおよび位相角の周波数特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of the magnitude and phase angle of impedance in a short-circuit state between a feeder wire and a contact wire. トロリ線と保護線の相互間の離隔状態のインピーダンスの大きさおよび位相角の周波数特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of the magnitude and phase angle of impedance between the contact wire and the guard wire when they are separated from each other. トロリ線と保護線の相互間の短絡状態のインピーダンスの大きさおよび位相角の周波数特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of the magnitude and phase angle of impedance in a short-circuit state between a contact wire and a protection wire. 保護線とき電線の相互間の離隔状態のインピーダンスの大きさおよび位相角の周波数特性を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing frequency characteristics of the magnitude and phase angle of impedance in a state in which a protection wire and a feeder wire are separated from each other. 保護線とき電線の相互間の短絡状態のインピーダンスの大きさおよび位相角の周波数特性を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing frequency characteristics of the magnitude and phase angle of impedance in a short-circuit state between a protection wire and a feeder. 第2実施形態に係る線条短絡確認装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a line short-circuit confirmation device according to a second embodiment. 第3実施形態に係る線条短絡確認装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a line short-circuit confirmation device according to a third embodiment. 図12に示す線条短絡確認装置における線条短絡確認方法を説明する図である。13 is a diagram illustrating a line short-circuit checking method in the line short-circuit checking device shown in FIG. 12. 架線を装柱するときに架線の配置を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the arrangement of the overhead line when the overhead line is mounted on a pole. 架線の装柱するときに架線が接触した短絡状態を示す図である。FIG. 13 shows a short-circuit state in which the overhead line comes into contact when the overhead line is installed on a pole.

以下、図1~図4を用いて、本発明の第1実施形態に係る線条短絡確認装置および線条短絡確認方法を説明する。 The following describes the line short circuit confirmation device and line short circuit confirmation method according to the first embodiment of the present invention, using Figures 1 to 4.

図1に示すように本発明の線条短絡確認装置1は交流電気鉄道のATき電回路用の架線2を構成する、き電線2a、トロリ線2b、保護線2cを張替え施工したときに、施工後の架線2相互間に短絡故障が発生していないことを確認するための装置である。ATき電回路の架線2は、例えば10km毎に単巻変圧器3a,3bによって接続されており、変電所4においては、例えば遮断器5a,5bなどによって電車駆動用の交流電源6と切り離し可能に接続されている。7はレールであり、前記保護線2cに対して例えばATやATとATの中間点付近で接続される連結部7a、7b…を備えることにより、保護線2cはレールとほぼ同電位となるように構成している。 As shown in FIG. 1, the line short circuit confirmation device 1 of the present invention is a device for confirming that no short circuit faults have occurred between the overhead lines 2 after replacement and construction of the feeder wires 2a, trolley wires 2b, and protective wires 2c that constitute the overhead line 2 for the AT feeding circuit of an AC electric railway. The overhead line 2 of the AT feeding circuit is connected by autotransformers 3a, 3b, for example, every 10 km, and at a substation 4, it is connected to the AC power source 6 for driving the train in a detachable manner by, for example, circuit breakers 5a, 5b. 7 is a rail, and by providing connecting parts 7a, 7b, etc. that are connected to the protective line 2c, for example, near the AT or the midpoint between the ATs, the protective line 2c is configured to have approximately the same potential as the rail.

8は架線2の老朽化に伴って、更新のための張替え作業の対象となっている施工対象区間を示しており、9はこの施工対象区間8における架線2の張替え作業を行なうために用いられる接地線を示している。なお、以下の説明において、き電線2a、トロリ線2b、保護線2cの接地線9を区別する必要があるときは符号9a,9b,9cを用いる。 8 indicates the section to be rewired for renewal due to deterioration of the overhead line 2, and 9 indicates the ground wire used to rewire the overhead line 2 in the section to be rewired 8. In the following explanation, when it is necessary to distinguish between the ground wires 9 of the feeder conductor 2a, the contact wire 2b, and the protective wire 2c, the reference characters 9a, 9b, and 9c are used.

図2に示すように、架線2は何れも地上数m~10m程度の高さに装柱されるものであり、10はこれらの架線2a~2cを支持する支柱である。10aは支柱10の上端部近傍に形成されて、き電線2bおよび保護線2cを支持する腕金、10bはトロリ線2aを支持する可動ブラケットである。 As shown in FIG. 2, the overhead lines 2 are all mounted on poles at a height of several meters to 10 meters above the ground, and 10 is a pole supporting these overhead lines 2a to 2c. 10a is an arm formed near the upper end of the pole 10 and supports the feeder line 2b and protective line 2c, and 10b is a movable bracket supporting the trolley wire 2a.

11はレール7に電気的に確実に連結するするように取付けられるバイスであり、このバイス11には前記接地線9の接地側端子を接続する端子台11aを備える。 11 is a vise that is attached so as to ensure a reliable electrical connection to the rail 7, and this vise 11 is equipped with a terminal block 11a to which the ground side terminal of the ground wire 9 is connected.

図3に示すように、第1実施形態の線条短絡確認装置1は、交流電気鉄道のATき電回路の架線2の状態を確認する装置であって、電源部20と、200Hzから1kHzの間の少なくとも一つの周波数の検査用交流電圧Vtを発生する交流電圧発生部21と、この交流電圧発生部21によって発生させた検査用交流電圧VtをATき電回路を構成するき電線2a、トロリ線2b、保護線2cのうち2本の架線2間に順次印加させるスイッチ部22と、前記検査用交流電圧Vtを架線2間に印加させたときに架線2間に流れる交流電流Itを計測する電流計測部23と、前記検査用交流電圧Vtと交流電流Itの関係から架線2間のリアクタンスXを演算する演算処理部24と、このリアクタンスXが容量特性であることによって架線間が短絡していない離隔状態であることを確認する架線状態確認部25と、架線2が接触している状態であるときに警告表示を行なう警告発生部26と、操作入力部27とを備える。 As shown in FIG. 3, the line short circuit confirmation device 1 of the first embodiment is a device for confirming the state of the overhead line 2 of the AT feeding circuit of an AC electric railway, and includes a power supply unit 20, an AC voltage generating unit 21 that generates an inspection AC voltage Vt of at least one frequency between 200 Hz and 1 kHz, a switch unit 22 that sequentially applies the inspection AC voltage Vt generated by the AC voltage generating unit 21 between two overhead lines 2 of the feeding line 2a, the trolley wire 2b, and the protective wire 2c that constitute the AT feeding circuit, and a switch unit 23 that switches the detection It is equipped with a current measuring unit 23 that measures the AC current It that flows between the overhead wires 2 when an inspection AC voltage Vt is applied between the overhead wires 2, a calculation processing unit 24 that calculates the reactance X between the overhead wires 2 from the relationship between the inspection AC voltage Vt and the AC current It, an overhead wire state confirmation unit 25 that confirms that the overhead wires are in a separated state without a short circuit because this reactance X has a capacitive characteristic, a warning generating unit 26 that displays a warning when the overhead wires 2 are in a contacting state, and an operation input unit 27.

前記電源部20を構成するバッテリーは好ましくは入手しやすい汎用の乾電池であるが、充電可能な二次電池であってもよい。交流電圧発生部21は電源部20から供給される電力を200Hzから1kHzの間の少なくとも一つの周波数の検査用交流電圧に変換するインバータであるが、その電圧は架線2相互間に印加することにより安定した交流電流を流すことができる程度以上の大きさで、かつ、仮に架線2間が短絡していた場合に大電流が流れることにより張替えたばかりの架線2を損傷することがない程度の大きさに抑えたものである。また、交流電圧発生部21によって発生している検査用交流電圧Vtの信号Svは演算処理部24に出力する。 The battery constituting the power supply unit 20 is preferably a readily available general-purpose dry cell, but may also be a rechargeable secondary battery. The AC voltage generating unit 21 is an inverter that converts the power supplied from the power supply unit 20 into an AC voltage for inspection of at least one frequency between 200 Hz and 1 kHz, and the voltage is large enough to allow a stable AC current to flow when applied between the overhead wires 2, and is also small enough to prevent a large current from flowing and damaging the newly replaced overhead wires 2 if a short circuit occurs between the overhead wires 2. The signal Sv of the AC voltage for inspection Vt generated by the AC voltage generating unit 21 is output to the calculation processing unit 24.

検査用交流電圧Vtの周波数は上述の範囲であればどの周波数を選んでも良いが、各種通信に用いるキャリアの周波数や直流き電線のリップルに発生する高調波成分の周波数を避けることが好ましい。本実施形態の場合、周波数の選択は交流電圧発生部21内の周波数設定回路の時定数によって定められたものであっても、ディップスイッチやロータリースイッチなどによって任意の周波数に変更可能とするものであってもよい。 The frequency of the test AC voltage Vt may be any frequency within the above range, but it is preferable to avoid the frequencies of carriers used for various communications and the frequencies of harmonic components that occur in the ripples of DC power lines. In this embodiment, the frequency may be selected based on the time constant of the frequency setting circuit in the AC voltage generator 21, or it may be possible to change the frequency to any frequency using a dip switch, rotary switch, etc.

前記スイッチ部22は交流電圧発生部21から供給される交流電圧Vtを2本の架線2間に印加させるものであり、より具体的には、例えば電界効果トランジスタなどの半導体素子を用いて前記架線2(2a,2b,2c)のち何れか1本を選択的に共通電位Comに接続させる一方、残りの2本の架線2のうち1本を選択的に交流電圧発生部21に接続する回路である。なお、検査用交流電圧Vtの大きさを電界効果トランジスタの耐圧電圧以下とすることにより、スイッチ部22を半導体素子によるスイッチング素子を用いて形成できるので、それだけ耐久性や信頼性が高くなるが、スイッチ部22を接点リレーなどを用いて形成してもよいことはいうまでもない。 The switch section 22 applies the AC voltage Vt supplied from the AC voltage generator 21 between the two overhead wires 2, and more specifically, it is a circuit that selectively connects one of the overhead wires 2 (2a, 2b, 2c) to a common potential Com using a semiconductor element such as a field effect transistor, while selectively connecting one of the remaining two overhead wires 2 to the AC voltage generator 21. By setting the magnitude of the inspection AC voltage Vt to be equal to or lower than the withstand voltage of the field effect transistor, the switch section 22 can be formed using a switching element made of a semiconductor element, which increases durability and reliability, but it goes without saying that the switch section 22 may also be formed using a contact relay, etc.

また、前記スイッチ部22は演算処理部24からの制御信号Cによって検査用交流電圧Vtを印加する架線2相互間を順次切替えることにより、3本の架線2a、2b、2cの相互間の離隔状態を確認することができる。加えて、スイッチ部22は前記接地線9の接地側の端子を接続するための端子台22a,22b,22cを備えて、接地線9の接続を容易とすることが好ましい。 The switch unit 22 can check the mutual separation state of the three overhead lines 2a, 2b, and 2c by sequentially switching between the overhead lines 2 to which the test AC voltage Vt is applied using a control signal C from the calculation processing unit 24. In addition, it is preferable that the switch unit 22 includes terminal blocks 22a, 22b, and 22c for connecting the ground side terminal of the ground line 9, making it easy to connect the ground line 9.

電流計測部23は架線2に流れる電流Itを計測する電流計であり、交流電圧発生部21とスイッチ部22の間において計測することにより、どの架線2相互間に検査用交流電圧Vtが選択的に印加されている場合であっても、選択された架線2相互間に流れる交流電流Itを計測することができる。なお、計測された交流電流Itの信号Siは演算処理部24に出力する。 The current measuring unit 23 is an ammeter that measures the current It flowing through the overhead line 2. By measuring between the AC voltage generating unit 21 and the switch unit 22, it is possible to measure the AC current It flowing between selected overhead lines 2 even if the test AC voltage Vt is selectively applied between any two of the overhead lines 2. The signal Si of the measured AC current It is output to the calculation processing unit 24.

前記演算処理部24および架線状態確認部25は何れもマイクロコンピュータなどの演算処理装置によって実行可能なプログラムを実行することによって実現するものである。すなわち、演算処理部24は、前記検査用交流電圧Vtおよび交流電流Itの信号Sv,Siをマイクロコンピュータに入力し、検査用交流電圧Vtと交流電流Itの関係を演算処理することにより、検査用交流電圧Vtに対して90°遅れた位相の無効成分(複素成分)のリアクタンスXを求めることができる。 The calculation processing unit 24 and the overhead line state confirmation unit 25 are both realized by executing a program that can be executed by an arithmetic processing device such as a microcomputer. That is, the calculation processing unit 24 inputs the signals Sv, Si of the inspection AC voltage Vt and the AC current It to a microcomputer and calculates the relationship between the inspection AC voltage Vt and the AC current It, thereby determining the reactance X of the reactive component (complex component) that is 90° out of phase with respect to the inspection AC voltage Vt.

ここで、複素成分のリアクタンスXが正の値であるとき、交流電流Itは検査用交流電圧Vtに対して遅れて流れているので架線2相互間は誘導特性であり、リアクタンスXが負の値であるとき、交流電流Itが検査用交流電圧Vtに対して進んで流れているので架線2相互間は容量特性であることが判別できる。なお、検査用交流電圧Vtを印加した直後には交流電流Itは架線2相互間を含む種々の回路の過渡現象によって安定しないことが考えられるが短い時間で安定するので、前記検査用交流電圧Vtと交流電流Itの関係が安定することを確認した時点でリアクタンスの演算を行うことが好ましい。 When the reactance X of the complex component is a positive value, the AC current It flows with a delay relative to the test AC voltage Vt, so that the characteristics between the overhead lines 2 are inductive, and when the reactance X is a negative value, the AC current It flows with a lead relative to the test AC voltage Vt, so that the characteristics between the overhead lines 2 are capacitive. Note that the AC current It may not be stable immediately after the test AC voltage Vt is applied due to transient phenomena in various circuits, including between the overhead lines 2, but it stabilizes in a short time, so it is preferable to calculate the reactance once it has been confirmed that the relationship between the test AC voltage Vt and the AC current It is stable.

架線状態確認部25は演算処理部24によって求められたリアクタンスXが容量特性(負の値)であるときに、架線2相互間が健全な離隔状態であると判断し、誘導特性(正の値)であるときに、架線2が相互に接触してしまっている短絡状態であると判断するものである。 When the reactance X calculated by the calculation processing unit 24 has a capacitive characteristic (negative value), the overhead line state confirmation unit 25 determines that the overhead lines 2 are in a healthy separation state, and when the reactance X has an inductive characteristic (positive value), it determines that the overhead lines 2 are in contact with each other and in a short-circuit state.

前記警告発生部26は操作者に対して短絡状態となっている架線2間を明示して警告を出力するものであり、例えば、図1,図2に示すように配置された赤色の発光ダイオード26a,26b,26cを用いて短絡している架線2間を明示すると同時に、図外のブザーなどを用いて警告音を出力することが好ましい。他方、警告発生部26は全ての架線2相互間において離隔状態を確認した後に、検査完了を示す短い終了音を出力し、緑色の発光ダイオード26dを点灯させる。 The warning generating unit 26 outputs a warning to the operator by clearly indicating the short-circuited overhead lines 2. For example, it is preferable to clearly indicate the short-circuited overhead lines 2 using red light-emitting diodes 26a, 26b, and 26c arranged as shown in Figures 1 and 2, and at the same time output a warning sound using a buzzer (not shown). On the other hand, after the warning generating unit 26 has confirmed the separation state between all of the overhead lines 2, it outputs a short completion sound indicating the completion of the inspection and lights up the green light-emitting diode 26d.

上記警告発生部26による警告の発生方法はLCD表示部を用いたメッセージ表示や、短絡確認信号および/または離隔確認信号の出力など、種々の変形が考えられるが、どのような形をとったとしても架線2の状態を確認して短絡している場合には警告を出力するものであれば用いることができることはいうまでもない。 The method of generating a warning by the warning generating unit 26 can be variously modified, such as displaying a message using an LCD display unit or outputting a short circuit confirmation signal and/or a separation confirmation signal, but it goes without saying that any form can be used as long as it checks the state of the overhead line 2 and outputs a warning if a short circuit occurs.

前記操作入力部27は作業者による操作を入力するためのボタンである。すなわち、操作者は線条短絡確認装置1に接地線9の接地側端を接続した状態で操作入力部27のボタンを押すことにより、線条短絡確認装置1は各架線2相互間の状態を確認するための一連のシーケンスを実行することができる。 The operation input unit 27 is a button for inputting operations by an operator. In other words, when the operator presses the button of the operation input unit 27 while the grounding end of the grounding wire 9 is connected to the line short circuit confirmation device 1, the line short circuit confirmation device 1 can execute a series of sequences for confirming the state between each of the overhead lines 2.

図4は本実施形態の線条短絡確認装置1において線条短絡確認を行なう線条短絡確認方法を説明する図である。 Figure 4 is a diagram explaining the line short circuit confirmation method for confirming a line short circuit using the line short circuit confirmation device 1 of this embodiment.

図4に示すように、線条短絡確認装置1を前記操作入力部27のボタンを押すことにより起動すると、演算処理部24を構成するマイクロコンピュータが実行可能な線条短絡確認プログラムPを実行し、前記スイッチ部22に架線2a~2cのうち、選択された2つの架線2間に前記交流電圧発生部21からの検査用交流電圧Vtを供給するように、切替接続させる制御信号Cを出力する(ステップS1)。 As shown in FIG. 4, when the line short circuit confirmation device 1 is started by pressing a button on the operation input unit 27, the microcomputer constituting the calculation processing unit 24 executes an executable line short circuit confirmation program P, and outputs a control signal C that switches the switch unit 22 to supply the inspection AC voltage Vt from the AC voltage generator 21 between two selected overhead lines 2 from among the overhead lines 2a to 2c (step S1).

また、前記交流電圧発生部21は電源部20から供給される直流電力を200Hz以上かつ1kHz以下の1つの周波数の検査用交流電圧Vtに変換して発生し、この検査用交流電圧Vtをスイッチ部22によって選択された架線2間に印加する(ステップS2)。なお、前記交流電圧発生部21は同時に自ら発生させた検査用交流電圧Vtの信号Svを演算処理部24に出力する。 The AC voltage generating unit 21 also converts the DC power supplied from the power supply unit 20 into a test AC voltage Vt having one frequency of 200 Hz or more and 1 kHz or less, and applies this test AC voltage Vt to the overhead line 2 selected by the switch unit 22 (step S2). At the same time, the AC voltage generating unit 21 outputs a signal Sv of the test AC voltage Vt that it has generated to the calculation processing unit 24.

次いで、検査用交流電圧Vtを印加することにより安定した交流電流Itが架線2間に流れると、前記電流計測部23がこの交流電流Itを計測して信号Siを演算処理部24に出力する(ステップS3)。 Next, when a stable AC current It flows between the overhead lines 2 by applying the test AC voltage Vt, the current measuring unit 23 measures this AC current It and outputs a signal Si to the calculation processing unit 24 (step S3).

演算処理部24は、検査用交流電圧Vtと交流電流Itの関係から、交流電圧Vtに対して90°遅れた位相の交流電流Itの無効電流を求めこれを基に架線間のリアクタンスXを求める。(ステップS4)このとき、リアクタンスXが正であれば遅れ特性であるから誘導特性であり、負であれば進み特性であるから容量特性である。 The calculation processing unit 24 calculates the reactive current of the AC current It, which is 90° out of phase with respect to the AC voltage Vt, from the relationship between the test AC voltage Vt and the AC current It, and calculates the reactance X between the overhead lines based on this reactive current (step S4). At this time, if the reactance X is positive, it is a lag characteristic, and therefore an inductive characteristic, and if it is negative, it is a lead characteristic, and therefore a capacitive characteristic.

リアクタンスXが求められれば、選択された架線2間の状態はリアクタンスXが容量特性であることにより正常な離隔状態であると判断出来、誘導特性であれば架線2間が接触した短絡状態であると判断できる(ステップS5)。なお、交流電流Itが流れない場合は、架線2に対する接続ができていない状態で計測不能であるから表示または音により接続確認を操作者に促す。 When reactance X is found, it can be determined that the state between the selected overhead lines 2 is a normal separation state because reactance X has capacitive characteristics, and if it has inductive characteristics, it can be determined that the overhead lines 2 are in contact and short-circuited (step S5). If no AC current It flows, the connection to the overhead line 2 is not established and measurement is not possible, so the operator is prompted to check the connection by a display or sound.

架線2間が短絡状態である場合は警告発生部26を構成する発光ダイオード26a~26cの赤色点灯などによって短絡している架線2間を明示するように警告表示を行なうことが可能であり、同時に、ブザー音などの警告音を発生させることにより、音によっても警告を発生する(ステップS6)。なお、架線2間が離隔した正常状態である場合は、警告発生部26は何も警告表示を行なわないか、あるいは、緑色発光ダイオードの点灯、短い発信音などによって健全な離隔状態であることを示すことも可能である。 If the overhead lines 2 are short-circuited, a warning display can be issued to clearly indicate the short-circuited overhead lines 2, for example by lighting up the light-emitting diodes 26a to 26c constituting the warning generating unit 26 in red, and at the same time, a warning sound such as a buzzer can be generated to issue a warning (step S6). Note that if the overhead lines 2 are separated and in a normal state, the warning generating unit 26 can either not issue any warning display, or can indicate that the separation is normal by lighting up the green light-emitting diodes, issuing a short beep, or the like.

次に、全ての架線2間の状態確認が完了したかどうかを確認する(ステップS7)。状態確認が出来ていない架線2間があれば,ステップS1に戻って短絡確認を実施できていない架線2間にスイッチ部22を切替えて、ステップS2~S6の処理を繰返し行い、全ての架線2間の状態確認が完了した場合は、次のステップS8に進む。 Next, it is confirmed whether the status check between all the overhead lines 2 has been completed (step S7). If there are any overhead lines 2 for which the status check has not been completed, the process returns to step S1, the switch unit 22 is switched to the overhead lines 2 for which the short circuit check has not been performed, and the processes of steps S2 to S6 are repeated. If the status check between all the overhead lines 2 has been completed, the process proceeds to the next step S8.

全ての架線2間の状態確認が完了すると、線条短絡確認の全てのシーケンスを終了したことを示す、緑色発光ダイオードの点灯および確認終了を示す短いブザー音などによって操作者に検査結果を示す(ステップS8) When the status check between all the overhead lines 2 is completed, the operator is informed of the inspection result by lighting up the green LED and sounding a short buzzer to indicate that the entire sequence for checking for short circuits has been completed (step S8).

上述のように構成された線条短絡確認装置1を用いて線条短絡確認方法を実践することにより、張替え施工後の架線2を既存の架線に接続した後に、架線2相互間が離隔した正常状態であることを極めて容易、また確実に確認することができる。これによって、施工後の架線2に安心してき電を開始することが可能となる。 By practicing the line short circuit confirmation method using the line short circuit confirmation device 1 configured as described above, it is possible to very easily and reliably confirm that the overhead lines 2 are separated from each other and in a normal state after connecting the rewired overhead lines 2 to the existing overhead lines. This makes it possible to start feeding electricity to the overhead lines 2 after construction with peace of mind.

前記架線状態確認部25による離隔状態か短絡状態かの判断は、架線2間のリアクタンスXが容量特性であるか誘導特性であるかに基づいて行なわれ、明瞭な判断基準があるので,信頼できるものである。 The overhead line state confirmation unit 25 judges whether the state is separated or short-circuited based on whether the reactance X between the overhead lines 2 has capacitive or inductive characteristics, and since there is a clear criterion for this judgment, it is reliable.

なお、架線2相互間の電気特性による短絡状態の判断は、上述のリアクタンスXのみならず、他の基準で行なうことも可能である。 The determination of a short circuit state based on the electrical characteristics between the overhead lines 2 can be made based on other criteria in addition to the reactance X described above.

図5~図10は、架線2相互間の状態と、インピーダンスの大きさ|Z|および交流電流Itに対する交流電圧Vtの位相差θの周波数特性を示す図であって、図5はき電線2aとトロリ線2bの間が正常な離隔状態であるときにおける周波数特性を示す図であり、図6はき電線2aとトロリ線2bの間が2km先において短絡状態であるときにおける周波数特性を示す図であり、図7はトロリ線2bと保護線2cの間が正常な離隔状態であるときにおける周波数特性を示す図であり、図8はトロリ線2bと保護線2cの間が2km先において短絡状態であるときにおける周波数特性を示す図であり、図9は保護線2cとき電線2aの間が正常な離隔状態であるときにおける周波数特性を示す図であり、図10は保護線2cとき電線2aの間が2km先において短絡状態であるときにおける周波数特性を示す図である。 Figures 5 to 10 show the state between the overhead lines 2, and the frequency characteristics of the magnitude of impedance |Z| and the phase difference θ of the AC voltage Vt with respect to the AC current It. Figure 5 shows the frequency characteristics when the feeder 2a and the trolley wire 2b are in a normal separation state. Figure 6 shows the frequency characteristics when the feeder 2a and the trolley wire 2b are in a short-circuit state 2 km away. Figure 7 shows the frequency characteristics when the trolley wire 2b and the guard wire 2c are in a normal separation state. Figure 8 shows the frequency characteristics when the trolley wire 2b and the guard wire 2c are in a short-circuit state 2 km away. Figure 9 shows the frequency characteristics when the guard wire 2c and the feeder 2a are in a normal separation state. Figure 10 shows the frequency characteristics when the guard wire 2c and the feeder 2a are in a short-circuit state 2 km away.

図5~図10が示すように、どの架線2相互間においても架線2間が正常な離隔状態であるときには交流電流Itに対して検査用交流電圧Vtの位相角θが負の値であるのに対し、架線2間が接触している短絡状態では交流電流Itに対して検査用交流電圧Vtの位相角θが正の値である。したがって、この位相差θを判断基準として架線2相互間の状態確認を行なってもよい。 As shown in Figures 5 to 10, when the overhead wires 2 are in a normal separation state between any two of the overhead wires 2, the phase angle θ of the inspection AC voltage Vt with respect to the AC current It is a negative value, whereas when the overhead wires 2 are in contact with each other and in a short-circuit state, the phase angle θ of the inspection AC voltage Vt with respect to the AC current It is a positive value. Therefore, the state between the overhead wires 2 may be checked using this phase difference θ as a judgment criterion.

図11は第2実施形態に係る線条短絡確認装置30の構成を示す図である。なお,図11において図3と同じ符号を付した部材は同一または同等の部材であるから、その詳細な説明を省略する。 Figure 11 is a diagram showing the configuration of a wire short circuit confirmation device 30 according to the second embodiment. Note that in Figure 11, components with the same reference numerals as those in Figure 3 are the same or equivalent components, and detailed descriptions thereof will be omitted.

図11に示すように、本実施形態の線条短絡確認装置30において、31は架線2間に印加する検査用交流電圧Vtとこの検査用交流電圧Vtを印加したときに流れる交流電流Itの関係から交流電流Itに対する検査用交流電圧Vtの位相差θを演算する演算処理部、32は位相差θを用いて架線2間の状態を確認する架線状態確認部であり、本例の場合、架線状態確認部32は位相角θが負であるときに架線2間は離隔状態であると判断し、位相角θが正であるときに架線2間は短絡状態であると判断するものである。 As shown in FIG. 11, in the line short circuit confirmation device 30 of this embodiment, 31 is a calculation processing unit that calculates the phase difference θ of the test AC voltage Vt with respect to the AC current It based on the relationship between the test AC voltage Vt applied between the overhead wires 2 and the AC current It that flows when this test AC voltage Vt is applied, and 32 is an overhead wire state confirmation unit that confirms the state between the overhead wires 2 using the phase difference θ. In this example, the overhead wire state confirmation unit 32 determines that the overhead wires 2 are separated when the phase angle θ is negative, and determines that the overhead wires 2 are short-circuited when the phase angle θ is positive.

図12は本発明の第3実施形態に係る線条短絡確認装置40の構成を示す図である。図12において、41は電源部20から供給される直流電力を用いて周波数制御信号Cfが示す200Hzから1kHzの間の周波数の検査用交流電圧Vtを発生する交流電圧発生部、42はこの交流電圧発生部41に周波数制御信号Cfを出力することにより2つの異なる発信周波数を順次指定すると共に前記検査用交流電圧Vtと交流電流Itの関係から架線2間のインピーダンスZの大きさ|Z|を演算する演算処理部、43は指定した2つの周波数と各周波数でのインピーダンスZの大きさ|Z|の関係から求めた傾きを用いて架線2間の状態を確認する架線状態確認部である。 Figure 12 is a diagram showing the configuration of a line short circuit confirmation device 40 according to a third embodiment of the present invention. In Figure 12, 41 is an AC voltage generation unit that generates an inspection AC voltage Vt with a frequency between 200 Hz and 1 kHz indicated by a frequency control signal Cf using DC power supplied from the power supply unit 20, 42 is a calculation processing unit that outputs a frequency control signal Cf to this AC voltage generation unit 41 to sequentially specify two different transmission frequencies and calculates the magnitude |Z| of the impedance Z between the overhead line 2 from the relationship between the inspection AC voltage Vt and the AC current It, and 43 is an overhead line state confirmation unit that confirms the state between the overhead line 2 using the slope obtained from the relationship between the two specified frequencies and the magnitude |Z| of the impedance Z at each frequency.

なお、インピーダンスZの大きさ|Z|の周波数特性は図5~図10に示すとおりであるから、前記架線状態確認部43は高い周波数のときのインピーダンスの大きさが低い周波数のときのインピーダンスの大きさより小さいことによって架線間が短絡していない離隔状態であることを判断することができる。その他の点は第1実施形態および第2実施形態の線条短絡確認装置と同様であるから、その詳細な説明を省略する。 The frequency characteristics of the magnitude |Z| of the impedance Z are as shown in Figures 5 to 10, so the overhead line state confirmation unit 43 can determine that the overhead lines are in a separated state without a short circuit by the fact that the magnitude of the impedance at high frequencies is smaller than the magnitude of the impedance at low frequencies. Other points are the same as those of the line short circuit confirmation device of the first and second embodiments, so detailed explanations are omitted.

図13は第3実施形態の線条短絡確認装置40において線条短絡確認を行なう線条短絡確認方法を説明する図である。 Figure 13 is a diagram explaining the line short circuit confirmation method for confirming a line short circuit using the line short circuit confirmation device 40 of the third embodiment.

図13に示すように、線条短絡確認装置1を前記操作入力部27のボタンを押すことにより起動すると、演算処理部42を構成するマイクロコンピュータが実行可能な線条短絡確認プログラムP1を実行し、前記スイッチ部22に架線2a~2cのうち、選択された2つの架線2間に前記交流電圧発生部41からの検査用交流電圧Vtを供給するように、切替接続させる制御信号Cを出力する(ステップS10)。 As shown in FIG. 13, when the line short circuit confirmation device 1 is started by pressing a button on the operation input unit 27, the microcomputer constituting the calculation processing unit 42 executes an executable line short circuit confirmation program P1, and outputs a control signal C that switches the switch unit 22 to supply the inspection AC voltage Vt from the AC voltage generator 41 between two selected overhead lines 2 of the overhead lines 2a to 2c (step S10).

また、前記交流電圧発生部41は演算処理部42からの周波数制御信号Cfに従って、200Hz以上かつ1kHz以下の指定された第1周波数の検査用交流電圧Vtに変換して発生し、この検査用交流電圧Vtをスイッチ部22によって選択された架線2間に印加する(ステップS11)。 The AC voltage generating unit 41 also converts the frequency control signal Cf from the calculation processing unit 42 into a test AC voltage Vt having a specified first frequency of 200 Hz or more and 1 kHz or less, and generates the test AC voltage Vt, and applies the test AC voltage Vt between the overhead lines 2 selected by the switch unit 22 (step S11).

第1周波数の検査用交流電圧Vtを印加することにより安定した交流電流Itが架線2間に流れると、前記電流計測部23がこの交流電流Itを計測して信号Siを演算処理部42に出力する(ステップS12)。 When a stable AC current It flows between the overhead lines 2 by applying the test AC voltage Vt of the first frequency, the current measuring unit 23 measures this AC current It and outputs a signal Si to the calculation processing unit 42 (step S12).

演算処理部42は、検査用交流電圧Vtと交流電流Itの関係から、第1周波数のときの架線2間のインピーダンスZの大きさ|Z|を演算する。(ステップS13) The calculation processing unit 42 calculates the magnitude |Z| of the impedance Z between the overhead lines 2 at the first frequency from the relationship between the test AC voltage Vt and the AC current It. (Step S13)

次いで、前記交流電圧発生部41は演算処理部42からの周波数制御信号Cfに従って、200Hz以上かつ1kHz以下の指定された第2周波数の検査用交流電圧Vtに変換して発生し、この検査用交流電圧Vtをスイッチ部22によって選択された架線2間に印加する(ステップS14)。 Next, the AC voltage generating unit 41 converts the frequency control signal Cf from the calculation processing unit 42 into a test AC voltage Vt having a specified second frequency of 200 Hz or more and 1 kHz or less, and generates the test AC voltage Vt, and applies the test AC voltage Vt between the overhead lines 2 selected by the switch unit 22 (step S14).

第2周波数の検査用交流電圧Vtを印加することにより安定した交流電流Itが架線2間に流れると、前記電流計測部23がこの交流電流Itを計測して信号Siを演算処理部42に出力する(ステップS15)。 When a stable AC current It flows between the overhead lines 2 by applying the second frequency test AC voltage Vt, the current measuring unit 23 measures this AC current It and outputs a signal Si to the calculation processing unit 42 (step S15).

演算処理部42は、検査用交流電圧Vtと交流電流Itの関係から、第2周波数のときの架線2間のインピーダンスZの大きさ|Z|を演算する。(ステップS16) The calculation processing unit 42 calculates the magnitude |Z| of the impedance Z between the overhead lines 2 at the second frequency from the relationship between the test AC voltage Vt and the AC current It. (Step S16)

2つの周波数でのインピーダンスZの大きさ|Z|が求められれば、選択された架線2間の状態は、高い周波数のときのインピーダンスZの大きさ|Z|と低い周波数のときのインピーダンスZの大きさ|Z|の比較によって行なうことができる。すなわち、高い周波数のときのインピーダンスZの大きさ|Z|が低い周波数のときのインピーダンスZの大きさ|Z|より小さいことによって架線間が短絡していない離隔状態であると判断することができる(ステップS17)。 Once the magnitude |Z| of impedance Z at two frequencies has been determined, the state between the selected overhead lines 2 can be determined by comparing the magnitude |Z| of impedance Z at the high frequency with the magnitude |Z| of impedance Z at the low frequency. In other words, if the magnitude |Z| of impedance Z at the high frequency is smaller than the magnitude |Z| of impedance Z at the low frequency, it can be determined that the overhead lines are in a separated state with no short circuit (step S17).

架線2間が短絡状態である場合は警告発生部26に警告表示を行なうことが可能であり、同時に、ブザー音などの警告音を発生させることにより、音によっても警告を発生する(ステップS18)。 If there is a short circuit between the overhead lines 2, a warning can be displayed on the warning generating unit 26, and at the same time, a warning sound such as a buzzer can be generated to generate a warning (step S18).

次に、全ての架線2間の状態確認が完了したかどうかを確認する(ステップS19)。状態確認が出来ていない架線2間があれば,ステップS10に戻って短絡確認を実施できていない架線2間にスイッチ部22を切替えて、ステップS10~S19の処理を繰返し行い、全ての架線2間の状態確認が完了した場合は、次のステップS20に進む。 Next, it is confirmed whether the status check between all the overhead lines 2 has been completed (step S19). If there are any overhead lines 2 for which the status check has not been completed, the process returns to step S10, the switch unit 22 is switched to the overhead lines 2 for which the short-circuit check has not been performed, and the processes of steps S10 to S19 are repeated. If the status check between all the overhead lines 2 has been completed, the process proceeds to the next step S20.

全ての架線2間の状態確認が完了すると、線条短絡確認の全てのシーケンスを終了したことを示す、緑色発光ダイオードの点灯および確認終了を示す短いブザー音などによって操作者に検査結果を示す(ステップS20) When the status check between all the overhead lines 2 is completed, the operator is informed of the inspection result by lighting up the green LED and sounding a short buzzer to indicate that the entire sequence for checking for short circuits has been completed (step S20).

上述のように構成された線条短絡確認装置40を用いて線条短絡確認方法を実践することにより、架線2間のインピーダンスZの大きさ|Z|の比較によって、架線状態の確認を行なうことができるので、より確実に短絡状態と離隔状態を確認することができる。これによって、施工後の架線2に安心してき電を開始することが可能となる。 By practicing the line short circuit confirmation method using the line short circuit confirmation device 40 configured as described above, the state of the overhead lines can be confirmed by comparing the magnitude |Z| of the impedance Z between the overhead lines 2, so that the short circuit state and the separation state can be confirmed more reliably. This makes it possible to start feeding electricity to the overhead line 2 after construction with peace of mind.

Claims (4)

交流電気鉄道のATき電回路の架線状態を確認する装置であって、200Hzから1kHzの間の少なくとも一つの周波数の検査用交流電圧を発生する交流電圧発生部と、この交流電圧発生部によって発生させた検査用交流電圧をATき電回路を構成するき電線、トロリ線、保護線のうち2本の架線間に順次印加させるスイッチ部と、前記検査用交流電圧を架線間に印加させたときに架線間に流れる交流電流を計測する電流計測部と、前記検査用交流電圧と交流電流の関係から架線間のリアクタンスを演算する演算処理部と、このリアクタンスが容量特性であることによって架線間が短絡していない離隔状態であることを確認する架線状態確認部とを備えることを特徴とする線条短絡確認装置。 A line short circuit confirmation device that is a device for checking the overhead line state of an AT feeding circuit of an AC electric railway, and is characterized by comprising: an AC voltage generation unit that generates an inspection AC voltage of at least one frequency between 200 Hz and 1 kHz; a switch unit that sequentially applies the inspection AC voltage generated by the AC voltage generation unit between two overhead lines of the feeding wire, the contact wire, and the protective wire that make up the AT feeding circuit; a current measurement unit that measures the AC current that flows between the overhead lines when the inspection AC voltage is applied between the overhead lines; a calculation processing unit that calculates the reactance between the overhead lines from the relationship between the inspection AC voltage and the AC current; and an overhead line state confirmation unit that confirms that the overhead lines are separated and not shorted because the reactance has a capacitive characteristic. 交流電気鉄道のATき電回路の架線状態を確認する装置であって、200Hzから1kHzの間の少なくとも一つの周波数の検査用交流電圧を発生する交流電圧発生部と、この交流電圧発生部によって発生させた検査用交流電圧をATき電回路を構成するき電線、トロリ線、保護線のうち2本の架線間に順次印加させるスイッチ部と、前記検査用交流電圧を架線間に印加させたときに架線間に流れる交流電流を計測する電流計測部と、前記検査用交流電圧の交流電流に対する位相角を演算する演算処理部と、この位相角が遅角であることによって架線間が短絡していない離隔状態であることを確認する架線状態確認部とを備えることを特徴とする線条短絡確認装置。 A line short circuit confirmation device that is a device for checking the overhead line state of an AT feeding circuit of an AC electric railway, and is characterized by comprising an AC voltage generation unit that generates an inspection AC voltage of at least one frequency between 200 Hz and 1 kHz, a switch unit that sequentially applies the inspection AC voltage generated by the AC voltage generation unit between two overhead lines of the feeding wire, the contact wire, and the protective wire that make up the AT feeding circuit, a current measurement unit that measures the AC current that flows between the overhead lines when the inspection AC voltage is applied between the overhead lines, a calculation processing unit that calculates the phase angle of the inspection AC voltage with respect to the AC current, and an overhead line state confirmation unit that confirms that the overhead lines are in a separated state and not short-circuited because this phase angle is a delayed angle. 交流電気鉄道のATき電回路の架線状態を確認する装置であって、200Hzから1kHzの間の異なる2つの周波数の検査用交流電圧を発生する交流電圧発生部と、この交流電圧発生部によって発生させた検査用交流電圧をATき電回路を構成するき電線、トロリ線、保護線のうち2本の架線間に順次印加させるスイッチ部と、前記2つの周波数の検査用交流電圧を架線間に印加させたときに架線間に流れる交流電流を計測する電流計測部と、前記検査用交流電圧と交流電流の関係から両周波数における架線間のインピーダンスの大きさをそれぞれ演算する演算処理部と、前記2つの周波数のうち高い方の周波数のときのインピーダンスの大きさが前記2つの周波数のうち低い方の周波数のときのインピーダンスの大きさより小さいことによって架線間が短絡していない離隔状態であることを確認する架線状態確認部とを備えることを特徴とする線条短絡確認装置。 a switch unit that sequentially applies the inspection AC voltages generated by the AC voltage generating unit between two of the power feeder wire, the contact wire, and the protective wire that constitute the AT feeding circuit; a current measuring unit that measures the AC current that flows between the overhead wires when the inspection AC voltages of the two frequencies are applied between the overhead wires; a calculation processing unit that calculates the magnitude of impedance between the overhead wires at both frequencies from the relationship between the inspection AC voltage and the AC current; and an overhead wire state checking unit that checks whether the overhead wires are in a separated state and not short-circuited, based on the fact that the magnitude of impedance at the higher of the two frequencies is smaller than the magnitude of impedance at the lower of the two frequencies . 交流電気鉄道のATき電回路の架線状態をその張替え作業後に、この作業箇所において架線の状態が健全な状態であるかどうかを、き電開始前に確認する方法であって、200Hzから1kHzの間の少なくとも一つの周波数の検査用交流電圧を発生させ、この検査用交流電圧をATき電回路を構成するき電線、トロリ線、保護線のうち2本の架線の、張替え作業を行なうために用いられる接地線の接地側端子間に順次印加させた状態で、架線間に流れる交流電流を計測し、前記検査用交流電圧と交流電流の関係から架線間のインピーダンスを求め、このインピーダンスが離隔状態を示す範囲内であるときに架線間が短絡していない離隔状態であることを確認することを特徴とする線条短絡確認方法。 A method for checking whether the state of the overhead wires at the location of the AT feeding circuit of an AC electric railway after its re-laying work is sound before the start of feeding, the method comprising the steps of: generating an inspection AC voltage of at least one frequency between 200 Hz and 1 kHz; sequentially applying this inspection AC voltage between the grounding terminals of the grounding wires used for the re-laying work of two overhead wires out of the feeder wire, contact wire, and protective wire that make up the AT feeding circuit; measuring the AC current flowing between the overhead wires; determining the impedance between the overhead wires from the relationship between the inspection AC voltage and the AC current; and confirming that the overhead wires are in a separated state and not short-circuited when this impedance is within a range that indicates a separated state.
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