JPH02150774A - 可動高電圧体の物理量測定システムにおけるシールド方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は可動高電圧体の物理量測定システムにおけるシ
ールド方法に係り、より詳細には、例えば列車走行時に
おけるパンタグラフのような可動高電圧体の物理量を測
定するシステムにおいて、電磁・静電誘導によるノイズ
の影響を除去するためのシールド方法に関する。

［従来の技術］ 一般に列車は架線からパンタグラフを介して集電するこ
とにより電力の供給を受けて走行し、パンタグラフは架
線との適当な摺動圧を得るようにバネで架線方向へ付勢
されている。

一方、架線には常に一定の張力が与えられているが、電
柱区間において自重で撓みを生じ、また電柱部分での架
線の高さが僅かではあるが相違していることが多い、更
に、パンタグラフの舟体部分の摩耗を防止するために、
架線は線路に対して平行になっておらず、蛇行させて架
設しである。

従って、パンタグラフの舟体部分に上下・前後方向の衝
撃力を検出するための加速度計を取付けておき、その検
出信号を測定すると、架線の架設状態や、離線発生の原
因等の計測・確認が可能になる。

この測定に際しては、加速度計から信号リード線を列車
の中に設置された測定器へ導いて列車走行中のデータを
収集することになるが、架線が高電圧であるため常時強
い電場が生じており、また離線に伴う火花放電が発生す
ることも多く、信号リード線と測定器部では強力な静電
誘導や電磁誘導の影響を受ける。

一方、通常の測定システムのセンサと信号リード線と測
定器では比較的低レベルの信号を取扱っているため、従
来から使用されている一定シールド外被の信号リード線
により測定器側へ信号を導いても前記の静電誘導や電磁
誘導に、対して十分な遮蔽ができず、測定データにノイ
ズか混入して正確な計測が行えない。

［発明が解決しようとする課８］ 前記のようにノイズが測定データに混入した場合には、
測定器側にノイズを除去するための特別な回路が必要と
なり１通常の測定器をそのまま用いることができなくな
る。また、信号リード線をスチールパイプ等を通じて測
定器へ導く手段もあるが、可動高電圧体に適用するには
フレキシブルなものでなければならないため使用できな
い。

そこで１本発明は、可動高電圧体に取付けられるセンサ
と信号リード線と測定器とを強い電場や火花放電に伴う
静電・電磁誘導から完全に遮蔽することによりノイズの
侵入を防止し、高電圧環境下における正確な物理量の計
測を可能にするシールド方法を提供することを目的とし
て創作された。

［課題を解決するための手段］ 本発明の基本的構成は第１図に示され、シールド筐体ｌ
に格納されており、可動高電圧体２に絶縁板３を介して
取付けられた物理量検出センサ４と、床５に対して絶縁
されたシールド箱６内に設置されている測定器７とを二
重のシールド外被８，９を有する信号リード線ｌＯで接
続し、内側シールド外被８の両端をそれぞれ物理量検出
センサ４のシールド筐体ｌと測定器７の共通接地部７ａ
へ接続し、外側シールド外被９の両端をそれでれ可動高
電圧体２とシールド箱６へ接続し、更に可動高電圧体２
とシールド箱６と測定器７の共通接地部７ａを通電容量
の大きい等電位線１１で接続したことを特徴とする可動
高電圧体の物理量測定システムにおけるシールド方法に
係る。

尚、信号リード線ｌＯの外側シールド外被９をシールド
箱６へ接続する機構としては、シールド箱６またはその
信号リード線１０の導入部をスチール板で形成した割型
筐体とし、各割型筐体の接合部に外側シールド外被９の
外周を把持することが可能な挟着部を形成しておき、シ
ールド箱６の組立て時に、外側シールド外被９を前記の
挟着部で把持させる手段が採用できる。

［作用］ 本発明において、二重のシールド外被８．９を有する信
号リード線ｌＯと等電位線１１はフレキシブルなもので
あり、可動高電圧体２の移動を拘束することはない。

内側シールド外被８は、通常の一定シールドの場合と同
様に物理量検出センサ４のシールド筐体ｌと測定器７の
共通接地部７ａを接続しており、主に静電誘導ノイズに
対する遮蔽の役割を果たす、即ち、可動高電圧体２や外
側シールド外被９と信号リード線ｌＯとの間には静電容
量が存在するため、可動高電圧体２の電圧により信号リ
ード線１０にノイズ電圧が誘起されてしまうが、これを
防止する機能を有している。

絶縁板３は物理量検出センサ４のシールド筐体１と内側
シールド外被８と測定器７の共通接地部７ａからなる静
電シールド系を可動高電圧体２の側において絶縁する役
割を果たす、これは、後述のように等電位線１１によっ
て静電シールド系は可動高電圧体２と等電位に保たれる
ようになっているが、可動高電圧体２とシールド筐体ｌ
とを電気的に接触させておくと、可動高電圧体２何で高
周波での電圧変化があフた場合に、電流が等電位線１１
を流れずに静電シールド系に流れて信号リード線ｌＯに
ノイズ電圧が誘起されるため、これを防止する機能を有
している。

一方、外側シールド外被９は可動高電圧体２とシールド
箱６とを接続しており、電ｍＭ導ノイズに対する遮蔽の
役割を果たす。即ち、可動高電圧体２や周囲の電線等に
流れる電流によって磁界が生じ、その磁界中を信号リー
ド線１０や測定器７がＭ動すると電磁誘導に伴う起電力
が発生してノイズ電圧が誘起されることになるが、外側
シールド外被９は可動高電圧体２と等電位に保たれると
共に、シールド箱６と接続されることによりシールド箱
６と測定器７の共通接地部７ａをもその電位に保ち、信
号リード線ｌＯと測定器７に前記の電磁誘導によるノイ
ズ電圧が発生することを防止する。

ただ、シールド外被８．９はフレキシブルてなければな
らないため、外側シールド外被９の断面を大きくとるこ
とができず、一定の電気抵抗を有する。従って、可動高
電圧体２の電位に急激な変化があった場合には、この電
気抵抗により可動高電圧体２とシールド箱６に電位差を
生じて外側シールド外被９に電流が流れ、信号リード線
ｌＯに電磁誘導によるノイズを発生させる。そこで、本
発明ては外側シールド外被９とは別に通電容量の大きい
等電位線１１で可動高電圧体２とシールド箱６と測定器
フの共通接地部７ａを接続し、前記の電位差が生じない
ようにしている。また５等電位線１１は可動高電圧体２
の運動により外側シールド外被９が切断した場合にスパ
ーク等が生じて測定システムが破損してしまうことを防
止する機能も有している。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第２図から第６図を用いて説
明する。

本実施例は、従来技術で説明したように、パンタグラフ
の舟体部分に加速度計を取付けておき、その検出信号を
測定することにより架線の架設状態の計測や離線発生の
原因等の確認を行うための測定システムに対して本発明
のシールド方法を適用したものであり、その概略的構成
は第２図に示される。

同図において、２０は列車本体、２１は架線、２４は列
車２０の屋上に碍子２３で絶縁・支持されたフレーム２
３に取付けられているパンタグラフ、２５はパンタグラ
フ２４の舟体２４ａの下面に取付けられた加速度計、２
６は碍子２７で絶縁・支持されてた高圧接続箱、２８は
ケーブル類を列車２０内へ導入する貫通碍子、２９は列
車２０の床２０ａから碍子３０で絶縁・支持されたシー
ルド箱、３１はシールド箱２９内に格納された測定器で
ある。

列車２０の屋上に設置された各部と配線の外観図は第３
図に示され、加速度計２５はポリカーボネイト製の絶縁
板３１を介して舟体２４ａに取付けられており、その加
速度計２５の信号リード線３２はパンタグラフ２４に沿
って余裕をもたせて迂回せしめられ、貫通碍子２８を通
じて列車２０内へ導かれる。ここに、信号リード線３２
には二重シールド線が用いられていると共に、屋上配線
部においては擦過等から保護を図るためにフレックス管
３４で覆われており、更にバンド等（図示せず）でパン
タグラフ２４ヘパインドされている。

また、舟体２４ａには編組線に絶縁被覆を施した等電位
線３３が直接接続されており、前記の信号リード線３２
と同様にパンタグラフ２４に沿って配線されると共に、
高圧接続箱２６を介して貫通碍子２８から列車２０内に
導かれている。

更に、舟体２４ａの上面には架線２１の電柱間での偏位
やわたりを検知するためのスイッチ群が配設されている
が、そのスイッチ群の信号リード線や電力導入用線から
なるケーブル（図示せず）も前記の等電位線３３と同様
の経路を経て列車２０内へ導かれている。尚、スイッチ
群の信号線についても加速度計の信号リード線３２と同
様に二重シールド線が用いられる。

第４図は舟体２４ａと加速度計２５に対する信号リード
線３２とそのシールド外被３２ａ。

３２ｂの接続状態と１等電位線３３の接続状態を示した
概略図である。但し１便宜上、信号線の絶縁被覆層、内
側シールド外被３２ａと外側シールド外被３２ｂとの間
の絶縁被覆層、外側シールド外被３２ｂの外周絶縁被覆
層が省略されている。

同図から明らかなように、加速度計２５のシールド筐体
２Ｓａは舟体２４ａから絶縁板３１により絶縁されてお
り、同シールド筐体２５ａには内側シールド外被３２ａ
が接続され、外側シールド外被３２ｂが等電位線３３と
共に舟体２４ａに接続されている。そして、この信号リ
ード線３２は貫通碍子２８を経て列車２０内のシールド
箱２９へ至るまで外側シールド外被３２ｂが施されたケ
ーブルになっており、更にシールド箱２９の内部へ導か
れる部分については内側シールド外被３２ａのみが施さ
れたケーブルにな９ており、シールド箱２９内に導かれ
る端部にはコネクタ３５が取付けられている。

尚、内側シールド外被３２ａはコネクタ３５のＧＮＤ用
ピンに接続されている。

一方、列車２０内に設置されているシールド箱２９は第
５図に示すような構成を有している。このシールド箱２
９は、電磁波の透過を防ぐと共に渦電流損失を多くする
ために、可能な限り継目を少なくしたスチール板で構成
されており、測定器３１を格納させる本体部２９ａと信
号リード線３２の導入部に相当する割型部２９ｂ、２９
ｃ　（但し、割型部２９ｂは予め本体部２９ａに溶接し
て取付けられている）からなっている、そして１割型部
２９ｂ、２９ｃの各７ランク部分には、それらが接合さ
れたときの対向位置に半月状の凹部３６ｂ、３６ｃが形
成されており、前記の信号リード線３２の外側シールド
外被３２ｂを把持てきるようになっている。即ち、本体
部２９ａに取付けられているコネクタ３７に信号リード
線３２のコネクタ３５を接続後、信号リード線３２の外
側シールド外被３２ｂを折返した部分を割型部２９ｂの
凹部３６ｂに嵌合させておき、割型部２９ｃを割型部２
９ｂへ接合させ、割型部２９ｃのフランジ部分と本体部
２９ａ、及び割型部２９ｂ、２９Ｃの各フランジ部をネ
ジ止めして割型部２９Ｃを固定する。

これにより、＠号す−ド線３２の内側シールド外被３２
ａのみが施されている細分とコネクタ３５の部分は割型
部２９ｂ、２９ｃで構成される導入筐体内に格納され、
信号リード線３２の外側シールド外被３２ｂが凹部３６
ｂ、３６Ｃで隙間なく挟着されて、シールド箱２９へ電
気的に接続されることになる。この割型部２９ｂ、２９
ｃによる信号リード！！Ｉ３２の挟着状態を示す拡大断
面図は第６図に示され、実際上は銅テープ３８を信号リ
ード線３２の外側絶縁被覆の周囲に巻回し、その上に外
側シールド外被３２ｂを折返し、更に銅テープ３８を巻
回しておき、これを各割型部２９ｂ、２９ｃの挟着部に
把持せしめている。

尚０本体部２９ａに取付けられているコネクタ３７は測
定器３１の入出力端子へ接続され、前記の内側シールド
外被３２ａに対応するリード線は測定器３１の共通接地
部に接続されることになる。

一方、列車２０内に導かれた等電位線３３はシールド箱
２９にそのまま接続され、更にその接続部から測定器３
１の共通接地部へ同一の線材て接続されている。

以上の構成及び配線により１本実施例は第１図で示した
ようなシールド回路が実現され、加速度計２５．信号リ
ード線３２、及び測定器３１が静電誘導と電磁誘導から
完全に遮蔽され、舟体２４ａの加速度をノイズの影響を
受けずに測定することが可能になる。特に、離線により
架線２１と舟体２４ａが火花放電を生じたような場合に
は、数百ＭＨｚの強力な電磁パルスが発生して加速度の
検出信号中に大きなノイズとなって混入していたが、本
実施例の構成を採用することによりこれを除去すること
ができる。

［発明の効果］ 本発明は以上の構成を有しているため、次のような効果
を奏する。

請求項（１）の発明は、可動高電圧体の物理量測定に際
して、センサ、信号リード線、及び測定器が静電誘導や
電磁誘導に基づくノイズを拾うことを防止し、正確な物
理量の測定を可能にする。また、本発明は、測定器に特
別のノイズ除去回路を設ける必要をなくし、市販されて
いる通常の測定器を使用できるようにするという利点を
も有している。

請求項（２）の発明は、シールド箱内に電磁波を侵入さ
せることなく、信号リード線の外側シールド外被とシー
ルド箱の接続を完全なものにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示す図、第２図は列車パ
ンタグラフの加速度測定システムの概略構成図、第３図
は列車の屋上部分の各部と配線を示す外観図、第４図は
舟体と加速度計に対する信号リード線と等電位線の接続
状態を示した概略図、第５図はシールド箱の外観斜視図
、第６図は割型部による信号リード線の挟着状態を示す
拡大断面図である。 ｌ・・・シールド筐体　２・・・可動高電圧体３・・・
絶縁板　４・・・物理量検出センサ５・・・床　６・・
・シールド箱　フ・・・測定器７　ａ　・・・共通接地
部　８・・・内側シールド外被９・・・外側シールド外
被　１０−・・信号リード線ｌ・・・等電位線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールド筐体に格納されており、可動高電圧体に
   絶縁板を介して取付けられた物理量検出センサと、床に
   対して絶縁されたシールド箱内に設置されている測定器
   とを二重のシールド外被を有する信号リード線で接続し
   、内側シールド外被の両端をそれぞれ物理量検出センサ
   のシールド筺体と測定器の共通接地部へ接続し、外側シ
   ールド外被の両端をそれぞれ可動高電圧体とシールド箱
   へ接続し、更に可動高電圧体とシールド箱と測定器の共
   通接地部とを通電容量の大きい等電位線で接続したこと
   を特徴とする可動高電圧体の物理量測定システムにおけ
   るシールド方法。
2. （２）信号リード線の外側シールド外被をシールド箱へ
   接続する機構が、シールド箱またはその信号リード線の
   導入部をスチール板で形成した割型筐体とし、各割型筐
   体の接合部に外側シールド外被の外周を把持することが
   可能な挟着部を形成しておき、シールド箱の組立て時に
   、外側シールド外被を前記の挟着部で把持させたもので
   ある請求項（１）の可動高電圧体の物理量測定システム
   におけるシールド方法。