JPH0234806B2 - Dojikukeeburukidenkaironokoshotenhyoteihoho - Google Patents
DojikukeeburukidenkaironokoshotenhyoteihohoInfo
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- JPH0234806B2 JPH0234806B2 JP12867484A JP12867484A JPH0234806B2 JP H0234806 B2 JPH0234806 B2 JP H0234806B2 JP 12867484 A JP12867484 A JP 12867484A JP 12867484 A JP12867484 A JP 12867484A JP H0234806 B2 JPH0234806 B2 JP H0234806B2
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- Japan
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- coaxial cable
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- impedance
- failure
- fault
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
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- Locating Faults (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は同軸ケーブルと電車線路を並列に接続
した同軸ケーブルき電回路における故障点標定方
法に関する。
した同軸ケーブルき電回路における故障点標定方
法に関する。
交流電気鉄道のき電回路において、狭あいなト
ンネルなどにATき電回路を適用すると、ATき
電線の絶縁離隔が十分に取れないことがあり、そ
の場合のき電方式として同軸ケーブルき電回路が
開発された。第１図は同軸ケーブルき電回路を示
し、CCは内部導体Ａと外部導体Ｂからなる同軸
ケーブル、Ｔはトロリ線、Ｒはレール、SSは変
電所である。
ンネルなどにATき電回路を適用すると、ATき
電線の絶縁離隔が十分に取れないことがあり、そ
の場合のき電方式として同軸ケーブルき電回路が
開発された。第１図は同軸ケーブルき電回路を示
し、CCは内部導体Ａと外部導体Ｂからなる同軸
ケーブル、Ｔはトロリ線、Ｒはレール、SSは変
電所である。
この種のき電回路においては、同軸ケーブル
CCの内部導体Ａと外部導体Ｂが近接しており、
両導体間の相互インピーダンスが大きいため、内
部導体と外部導体の往復線路インピーダンスはト
ロリ線ＴとレールＲの往復線路インピーダンスよ
り著しく小さい。
CCの内部導体Ａと外部導体Ｂが近接しており、
両導体間の相互インピーダンスが大きいため、内
部導体と外部導体の往復線路インピーダンスはト
ロリ線ＴとレールＲの往復線路インピーダンスよ
り著しく小さい。
このため第１図に示すように、電気車には変電
所SSから直接トロリ線とレールを通して電流I1が
供給されるとともに、同軸ケーブルを経由して、
電気車Carよりも遠方のトロリ線とレールからも
電流I2が供給されることとなる。
所SSから直接トロリ線とレールを通して電流I1が
供給されるとともに、同軸ケーブルを経由して、
電気車Carよりも遠方のトロリ線とレールからも
電流I2が供給されることとなる。
このような同軸ケーブルき電回路の特殊性のた
め、故障も、同軸ケーブルの内部導体と外部導体
の短絡、及びトロリ線とレールの短絡の２種の故
障が存在すると予想される。
め、故障も、同軸ケーブルの内部導体と外部導体
の短絡、及びトロリ線とレールの短絡の２種の故
障が存在すると予想される。
なお、上記き電回路において、同軸ケーブルの
内部導体はトロリ線と並列に接続されるため、ト
ロリ線と同じ絶縁強度が必要であるが、外部導体
はレールと並列に接続されるため、絶縁強度は低
くてよい。
内部導体はトロリ線と並列に接続されるため、ト
ロリ線と同じ絶縁強度が必要であるが、外部導体
はレールと並列に接続されるため、絶縁強度は低
くてよい。
ところで、一般にき電回路において故障が発生
した場合、故障点を正確に検出することは故障の
復旧時間短縮の面から非常に重要であり、上記し
た同軸ケーブルき電回路においても例外ではな
い。しかるに、同軸ケーブルき電回路は現在のと
ころまだ実施されていないので、そのき電回路用
の故障点標定方法も未だ確立されていないのが現
状である。そこで、近時同軸ケーブルき電回路の
実施が現実のものとなつたことに伴ない、その故
障点標定方法の確立が急務となつたのである。
した場合、故障点を正確に検出することは故障の
復旧時間短縮の面から非常に重要であり、上記し
た同軸ケーブルき電回路においても例外ではな
い。しかるに、同軸ケーブルき電回路は現在のと
ころまだ実施されていないので、そのき電回路用
の故障点標定方法も未だ確立されていないのが現
状である。そこで、近時同軸ケーブルき電回路の
実施が現実のものとなつたことに伴ない、その故
障点標定方法の確立が急務となつたのである。
本発明はこのような点にあつて、同軸ケーブル
き電回路の特殊性を考慮した新規、有用な故障点
標定方法を提供するものである。
き電回路の特殊性を考慮した新規、有用な故障点
標定方法を提供するものである。
次に本発明の標定方法を図面に基づいて説明す
る。第２図に本発明の標定方法を実施する基本的
な構成を示す。同軸ケーブルき電回路の故障とし
ては、上述した如く、同軸ケーブルの内部導体と
外部導体の短絡と電車線路でトロリ線とレールの
短絡との２つが考えられる。従つて、この２つの
故障のうちいずれが起つても故障地点の標定を行
なうことができねばならない。そこで、先ず、同
軸ケーブル自身が短絡故障を起した場合の故障点
標定方法と、電車線路が短絡故障を起した場合の
故障点標定方法とを各別に説明する。
る。第２図に本発明の標定方法を実施する基本的
な構成を示す。同軸ケーブルき電回路の故障とし
ては、上述した如く、同軸ケーブルの内部導体と
外部導体の短絡と電車線路でトロリ線とレールの
短絡との２つが考えられる。従つて、この２つの
故障のうちいずれが起つても故障地点の標定を行
なうことができねばならない。そこで、先ず、同
軸ケーブル自身が短絡故障を起した場合の故障点
標定方法と、電車線路が短絡故障を起した場合の
故障点標定方法とを各別に説明する。
(1) 同軸ケーブル自身が短絡故障を起した場合の
故障点標定方法 第３図に同軸ケーブル内で故障が生じた場合
の故障点標定方法を示す。
故障点標定方法 第３図に同軸ケーブル内で故障が生じた場合
の故障点標定方法を示す。
同軸ケーブルの左端P1からlC離れた箇所SCで
内部導体と外部導体が短絡すると、変電所から
故障電流ISが流れるとともに、P1点の電圧VCが
健全時に比べて低下する。
内部導体と外部導体が短絡すると、変電所から
故障電流ISが流れるとともに、P1点の電圧VCが
健全時に比べて低下する。
変電所から流れる故障電流ISは、P1点から直
接故障点に流れる電流ICと、トロリ線とレール
を通して同軸ケーブルの右端P2から故障点に
流れる電流IC′に分離される。
接故障点に流れる電流ICと、トロリ線とレール
を通して同軸ケーブルの右端P2から故障点に
流れる電流IC′に分離される。
同軸ケーブルは一般に線路敷内に布設される
が、内部導体と外部導体が近接しているため、
両導体間の相互インピーダンスが大きく、内部
導体と外部導体を流れる電流はほぼ等しくなる
から、実用上、同軸ケーブルとトロリ線及びレ
ール間の相互インピーダンスは無視しうる。す
なわち、同軸ケーブルのインピーダンスと、ト
ロリ線とレールで構成される電車線路のインピ
ーダンスはそれぞれ単独に考えて良い。それ故
同軸ケーブルの内部導体と外部導体を短絡した
場合のインピーダンスZCは、内部導体の自己イ
ンピーダンスをZA、外部導体の自己インピー
ダンスをZB、内部・外部導体間の相互インピー
ダンスをZABとすると、単位長さ当たり ZC＝ZA＋ZB−2ZAB ……(1) で表される。
が、内部導体と外部導体が近接しているため、
両導体間の相互インピーダンスが大きく、内部
導体と外部導体を流れる電流はほぼ等しくなる
から、実用上、同軸ケーブルとトロリ線及びレ
ール間の相互インピーダンスは無視しうる。す
なわち、同軸ケーブルのインピーダンスと、ト
ロリ線とレールで構成される電車線路のインピ
ーダンスはそれぞれ単独に考えて良い。それ故
同軸ケーブルの内部導体と外部導体を短絡した
場合のインピーダンスZCは、内部導体の自己イ
ンピーダンスをZA、外部導体の自己インピー
ダンスをZB、内部・外部導体間の相互インピー
ダンスをZABとすると、単位長さ当たり ZC＝ZA＋ZB−2ZAB ……(1) で表される。
また、電車線路の往復インピーダンスZFは、
トロリ線の自己インピーダンスをZT、レールの
自己インピーダンスをZR、トロリ線とレール間
の相互インピーダンスをZTRとすると、単位長
さ当たり ZF＝ZT＋ZR−2ZTR ……(2) で表される。
トロリ線の自己インピーダンスをZT、レールの
自己インピーダンスをZR、トロリ線とレール間
の相互インピーダンスをZTRとすると、単位長
さ当たり ZF＝ZT＋ZR−2ZTR ……(2) で表される。
従つて、P1点から見た故障点までのインピ
ーダンスは、 () P1点の電圧VCと電流ICより求めると、 Ｚ＝VC／IC＝ZClC ……(3) となり、故障点までの距離lCに比例する。
ーダンスは、 () P1点の電圧VCと電流ICより求めると、 Ｚ＝VC／IC＝ZClC ……(3) となり、故障点までの距離lCに比例する。
() P1点の電圧VCと電流IC′より求めると、
Z′＝VC／IC′＝（ZF＋ZC）ｌ−ZClC ……(4)
となり、同軸ケーブルのインピーダンスに電
車線路インピーダンスが加わり、式(3)より複
雑となる。
車線路インピーダンスが加わり、式(3)より複
雑となる。
() P1点の電圧VCと変電所からの故障電流IS
より求めると、 ZS＝VC／IS＝ZClC〔（ZF＋ZC）ｌ−ZClC〕／（ZF＋ZC）
ｌ……(5) となり、ZSは故障点までの距離lCの自乗に比
例する形となる。
より求めると、 ZS＝VC／IS＝ZClC〔（ZF＋ZC）ｌ−ZClC〕／（ZF＋ZC）
ｌ……(5) となり、ZSは故障点までの距離lCの自乗に比
例する形となる。
以上のことから同軸ケーブル内の故障点まで
のインピーダンスを求める方法としては、式(3)
の関係を用いるのが最も単純であり、それ故正
確を期しやすいといえる。この式(3)より求めた
Ｚは、P1点から故障点までの距離lCに比例する
から健全時の同軸ケーブルのインピーダンスZC
を既知として、 lC＝Ｚ／ZC ……(6) より、故障点までの距離lCを求めることができ
る。
のインピーダンスを求める方法としては、式(3)
の関係を用いるのが最も単純であり、それ故正
確を期しやすいといえる。この式(3)より求めた
Ｚは、P1点から故障点までの距離lCに比例する
から健全時の同軸ケーブルのインピーダンスZC
を既知として、 lC＝Ｚ／ZC ……(6) より、故障点までの距離lCを求めることができ
る。
ただし、故障点は一般にアークによつて短絡
されるため、故障インピーダンスＺにはアーク
抵抗が加算され、インピーダンスが大きくなり
誤差の原因になる。この誤差を除くために、イ
ンピーダンスからリアクタンス分Ｘを取り出
し、 lC＝Ｘ／XC ……(7) として、既知のリアクタンスXCと比較するこ
とにより、故障点の標定を行う。ただし、θは
P1点の電圧Ｖと電流ICの位相差である。(7)式に
より故障点距離lCを求めるには、リアクタンス
Ｘを求めなければならない。(7)式で示すリアク
タンスＸは Ｘ＝VC／ICSinθ ……(8) で表される。第３図中、Ｍは(8)式の演算を行な
う回路である。この回路は例えばマイクロコン
ピユータ等で構成される。
されるため、故障インピーダンスＺにはアーク
抵抗が加算され、インピーダンスが大きくなり
誤差の原因になる。この誤差を除くために、イ
ンピーダンスからリアクタンス分Ｘを取り出
し、 lC＝Ｘ／XC ……(7) として、既知のリアクタンスXCと比較するこ
とにより、故障点の標定を行う。ただし、θは
P1点の電圧Ｖと電流ICの位相差である。(7)式に
より故障点距離lCを求めるには、リアクタンス
Ｘを求めなければならない。(7)式で示すリアク
タンスＸは Ｘ＝VC／ICSinθ ……(8) で表される。第３図中、Ｍは(8)式の演算を行な
う回路である。この回路は例えばマイクロコン
ピユータ等で構成される。
(2) 電車線路でトロリ線とレールが短絡故障を起
した場合の故障点標定方法 第４図に電車線路が短絡故障を起した場合の
故障点標定方法を示す。
した場合の故障点標定方法 第４図に電車線路が短絡故障を起した場合の
故障点標定方法を示す。
同軸ケーブルの往復線路インピーダンスZC
は、前述の式(1)において内部・外部導体間の相
互インピーダンスが大きいため、 ZA＋ZB≒2ZAB ……(9) となり、ZCは極めて小さく、電車線路の往復線
路インピーダンスと比較すると、 ZC≪ZF ……(10) となり、故障点SFには同軸ケーブルの右端P2
からも左端P1からと同様に電力が供給される
こととなる。
は、前述の式(1)において内部・外部導体間の相
互インピーダンスが大きいため、 ZA＋ZB≒2ZAB ……(9) となり、ZCは極めて小さく、電車線路の往復線
路インピーダンスと比較すると、 ZC≪ZF ……(10) となり、故障点SFには同軸ケーブルの右端P2
からも左端P1からと同様に電力が供給される
こととなる。
P1点から供給される電流I1とP2点から供給さ
れる電流I2とはP1点から故障点までの距離をlF
とすると、 で表される。ここで、式(10)で述べたような関係
があるから、I2は近似的に I2≒VC／ZF（ｌ−lF） ……（12） と置ける。I1とI2の絶対値の比をHiとすると、 Hi＝｜I2｜／｜I1｜＋｜I2｜≒lF／ｌ……（13） となり、ｌが既知であるから、lFを簡単に標定
することができる。
れる電流I2とはP1点から故障点までの距離をlF
とすると、 で表される。ここで、式(10)で述べたような関係
があるから、I2は近似的に I2≒VC／ZF（ｌ−lF） ……（12） と置ける。I1とI2の絶対値の比をHiとすると、 Hi＝｜I2｜／｜I1｜＋｜I2｜≒lF／ｌ……（13） となり、ｌが既知であるから、lFを簡単に標定
することができる。
第４図中のＮは第（13）式の演算を行なう回
路である。この回路はマイクロコンピユータ等
で構成することができる。
路である。この回路はマイクロコンピユータ等
で構成することができる。
以上のことから、き電回路に故障が生じた場
合、(8)式と（13）式の演算を行なうことによ
り、正しい故障地点の標定を行なうことができ
るといえる。
合、(8)式と（13）式の演算を行なうことによ
り、正しい故障地点の標定を行なうことができ
るといえる。
ところで、この場合、(8)式と（13）式の２つ
の解が与えられるので、いずれの解が正しい故
障点を標定しているかの判断を行なう必要があ
る。しかし、この判断は容易ではないので、使
用に際しては、通常き電回路に設けられている
比率差動形ケーブル故障検出装置８７Ｃ及び変
電所内のき電回路保護用距離継電器４４Ｆを利
用し、自動的に判断するようにする。即ち、同
軸ケーブル自身に故障が起きると、８７Ｃが動
作するので、この８７Ｃの動作によつて(8)式の
演算を行なわせる。一方、電車線路に故障が起
ると、４４Ｆが動作するので、この４４Ｆが動
作したことを条件に（13）式の演算を行なわせ
る。もつとも、４４Ｆは同軸ケーブル自身に故
障が起つても動作するが、同軸ケーブルの故障
時には８７Ｃが動作し、電車線路の故障時には
８７Ｃが動作しないので、８７Ｃの動作・非動
作から同軸ケーブルの故障であるか電車線路の
故障であるかを判別することができる。
の解が与えられるので、いずれの解が正しい故
障点を標定しているかの判断を行なう必要があ
る。しかし、この判断は容易ではないので、使
用に際しては、通常き電回路に設けられている
比率差動形ケーブル故障検出装置８７Ｃ及び変
電所内のき電回路保護用距離継電器４４Ｆを利
用し、自動的に判断するようにする。即ち、同
軸ケーブル自身に故障が起きると、８７Ｃが動
作するので、この８７Ｃの動作によつて(8)式の
演算を行なわせる。一方、電車線路に故障が起
ると、４４Ｆが動作するので、この４４Ｆが動
作したことを条件に（13）式の演算を行なわせ
る。もつとも、４４Ｆは同軸ケーブル自身に故
障が起つても動作するが、同軸ケーブルの故障
時には８７Ｃが動作し、電車線路の故障時には
８７Ｃが動作しないので、８７Ｃの動作・非動
作から同軸ケーブルの故障であるか電車線路の
故障であるかを判別することができる。
尚、故障電流ICの検出のための計器用変流器
CTの挿入箇所は、内部導体と外部導体に同じ
電流が流れるため、両導体のいずれの引出し線
でもよいが、変流器の経済化の点から、絶縁強
度が低い外部導体の引出し線に挿入するのが望
ましい。また、電流計測用の計器用変流器は、
絶縁強度を低くして経済化を図るため、レール
と外部導体の接続線に挿入するのが望ましい。
CTの挿入箇所は、内部導体と外部導体に同じ
電流が流れるため、両導体のいずれの引出し線
でもよいが、変流器の経済化の点から、絶縁強
度が低い外部導体の引出し線に挿入するのが望
ましい。また、電流計測用の計器用変流器は、
絶縁強度を低くして経済化を図るため、レール
と外部導体の接続線に挿入するのが望ましい。
以上説明したように本発明によれば、同軸ケー
ブルき電回路において、き電回路内で故障が発生
した時に、同軸ケーブルの電源側の内部・外部両
導体間の電圧、及び同軸ケーブルに流れる電流を
計測して故障点までのリアクタンスを計算し、同
軸ケーブル自体の故障地点を標定するとともに、
同軸ケーブルの両端において、レールと同軸ケー
ブル外部導体の接続線の電流を計測し、この両端
の電流の比を計算し、電車線路で発生した故障の
地点を標定するものであるから、同軸ケーブル内
及び電車線路のいずれで故障が発生した場合であ
つても故障地点を正確に標定することができる。
特に、比率差動形ケーブル故障検出装置８７Ｃと
距離継電器４４Ｆの動作結果を利用することを条
件に、同軸ケーブル自身の故障であるか、電車線
路の故障であるかを簡単に識別でき、より迅速に
故障の復旧を行なえ、列車の運転確保に大きく貢
献するものである。
ブルき電回路において、き電回路内で故障が発生
した時に、同軸ケーブルの電源側の内部・外部両
導体間の電圧、及び同軸ケーブルに流れる電流を
計測して故障点までのリアクタンスを計算し、同
軸ケーブル自体の故障地点を標定するとともに、
同軸ケーブルの両端において、レールと同軸ケー
ブル外部導体の接続線の電流を計測し、この両端
の電流の比を計算し、電車線路で発生した故障の
地点を標定するものであるから、同軸ケーブル内
及び電車線路のいずれで故障が発生した場合であ
つても故障地点を正確に標定することができる。
特に、比率差動形ケーブル故障検出装置８７Ｃと
距離継電器４４Ｆの動作結果を利用することを条
件に、同軸ケーブル自身の故障であるか、電車線
路の故障であるかを簡単に識別でき、より迅速に
故障の復旧を行なえ、列車の運転確保に大きく貢
献するものである。
第１図は同軸ケーブルき電回路を示す図、第２
図は本発明方法を実施する基本的な回路図、第３
図は同軸ケーブル内で故障が発生した場合の故障
点標定方法を説明する図、第４図は電車線路で故
障が発生した場合の故障点標定方法を説明する図
である。 なお、図中VOは電源電圧、ZOは変電所の内部
インピーダンスPTは計器用変圧器を示す。
図は本発明方法を実施する基本的な回路図、第３
図は同軸ケーブル内で故障が発生した場合の故障
点標定方法を説明する図、第４図は電車線路で故
障が発生した場合の故障点標定方法を説明する図
である。 なお、図中VOは電源電圧、ZOは変電所の内部
インピーダンスPTは計器用変圧器を示す。
Claims (1)
- １ 同軸ケーブルき電回路において、き電回路内
で故障が発生した時に、同軸ケーブルの電源側の
内部・外部両導体間の電圧、及び同軸ケーブルに
流れる電流を計測して故障点までのリアクタンス
を計算し、同軸ケーブル自体の故障地点を標定す
るとともに、同軸ケーブルの両端において、レー
ルと同軸ケーブル外部導体の接続線の電流を計測
し、この両端の電流の比を計算し、電車線路で発
生した故障の地点を標定することを特徴とする同
軸ケーブルき電回路の故障点標定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12867484A JPH0234806B2 (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | Dojikukeeburukidenkaironokoshotenhyoteihoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12867484A JPH0234806B2 (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | Dojikukeeburukidenkaironokoshotenhyoteihoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619350A JPS619350A (ja) | 1986-01-16 |
| JPH0234806B2 true JPH0234806B2 (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=14990636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12867484A Expired - Lifetime JPH0234806B2 (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | Dojikukeeburukidenkaironokoshotenhyoteihoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0234806B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011152810A (ja) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | East Japan Railway Co | 車両の位置検出と運転状態検出装置 |
| US8986922B1 (en) | 2004-05-12 | 2015-03-24 | Cirrex Systems, Llc | Adjusting optical properties of optical thin films |
| US9065572B1 (en) | 2004-09-15 | 2015-06-23 | Cirrex Systems, Llc | Robustly stabilizing laser systems |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4374598B2 (ja) * | 2004-06-17 | 2009-12-02 | 西日本旅客鉄道株式会社 | き電ケーブル監視装置 |
| CN104057842B (zh) * | 2014-06-17 | 2017-01-11 | 西南交通大学 | 一种电气化铁路同轴电缆供电系统 |
| CN106627676B (zh) * | 2016-12-09 | 2018-05-08 | 交控科技股份有限公司 | 一种区域控制器的资源控制权的动态分配方法 |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP12867484A patent/JPH0234806B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8986922B1 (en) | 2004-05-12 | 2015-03-24 | Cirrex Systems, Llc | Adjusting optical properties of optical thin films |
| US9065572B1 (en) | 2004-09-15 | 2015-06-23 | Cirrex Systems, Llc | Robustly stabilizing laser systems |
| JP2011152810A (ja) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | East Japan Railway Co | 車両の位置検出と運転状態検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS619350A (ja) | 1986-01-16 |
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