JPH07128197A - パンタグラフ集電状態監視装置 - Google Patents
パンタグラフ集電状態監視装置Info
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- JPH07128197A JPH07128197A JP5300814A JP30081493A JPH07128197A JP H07128197 A JPH07128197 A JP H07128197A JP 5300814 A JP5300814 A JP 5300814A JP 30081493 A JP30081493 A JP 30081493A JP H07128197 A JPH07128197 A JP H07128197A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パンタグラフの集電電流を正確に、磁気ノイ
ズの影響を受けにくく、かつ高精度に測定することによ
りパンタグラフの集電機能を監視する。 【構成】 パンタグラフ１もしくはパンタグラフ支持碍
子２に取付けられた渡り導体３に、ファラデー素子応用
の光磁界センサ４を用いた光電流センサ５を直接取付け
た。また、請求項１におけるパンタグラフ支持碍子２に
碍子用光ファイバ６が内蔵された光ファイバ内蔵型碍子
を用い、同碍子用光ファイバ６に光電流センサ５に接続
したセンサ側光ファイバ７を接続した。
ズの影響を受けにくく、かつ高精度に測定することによ
りパンタグラフの集電機能を監視する。 【構成】 パンタグラフ１もしくはパンタグラフ支持碍
子２に取付けられた渡り導体３に、ファラデー素子応用
の光磁界センサ４を用いた光電流センサ５を直接取付け
た。また、請求項１におけるパンタグラフ支持碍子２に
碍子用光ファイバ６が内蔵された光ファイバ内蔵型碍子
を用い、同碍子用光ファイバ６に光電流センサ５に接続
したセンサ側光ファイバ７を接続した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄道電気車両に用いるパ
ンタグラフの集電電流を、光電流センサを用いて測定す
ることによりパンタグラフの集電状態を監視するように
した集電状態監視装置に関するものである。
ンタグラフの集電電流を、光電流センサを用いて測定す
ることによりパンタグラフの集電状態を監視するように
した集電状態監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄道電気車両では図３に示す様にトロリ
ー線Ａと接触するパンタグラフＢと高圧導体（渡り導
体）Ｃがパンタグラフ支持碍子Ｄに支持され、渡り導体
Ｃの他端部ＥがケーブルヘッドＦに支持されている。
ー線Ａと接触するパンタグラフＢと高圧導体（渡り導
体）Ｃがパンタグラフ支持碍子Ｄに支持され、渡り導体
Ｃの他端部ＥがケーブルヘッドＦに支持されている。
【０００３】パンタグラフの性能を測る一つの要素であ
る電流式離線率の測定や、パンタグラフの集電状態を監
視するため、前記のパンタグラフＢが集電する電流（集
電電流）ＩO の測定は、従来は図３のパンタグラフＢ及
び渡り導体Ｃでは行わず、ケーブルヘッドＦ以降のブス
電流Ｉ3 や変圧器電流Ｉ2 そして隣接車両電流Ｉ1 を変
流器ＣＴ３、ＣＴ２、ＣＴ１（Current Transformer ）
等を用いて測定してそれを加算することによりパンタグ
ラフＢの集電電流ＩO を求めていた。これはパンタグラ
フＢ及び渡り導体Ｃが高電圧課電部であり、変流器ＣＴ
１、ＣＴ２、ＣＴ３の２次側との絶縁を容易に確保でき
ないためである。
る電流式離線率の測定や、パンタグラフの集電状態を監
視するため、前記のパンタグラフＢが集電する電流（集
電電流）ＩO の測定は、従来は図３のパンタグラフＢ及
び渡り導体Ｃでは行わず、ケーブルヘッドＦ以降のブス
電流Ｉ3 や変圧器電流Ｉ2 そして隣接車両電流Ｉ1 を変
流器ＣＴ３、ＣＴ２、ＣＴ１（Current Transformer ）
等を用いて測定してそれを加算することによりパンタグ
ラフＢの集電電流ＩO を求めていた。これはパンタグラ
フＢ及び渡り導体Ｃが高電圧課電部であり、変流器ＣＴ
１、ＣＴ２、ＣＴ３の２次側との絶縁を容易に確保でき
ないためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記方法による集電状
態監視方法では次の様な問題があった。 ．検出した電流は測定対象のパンタグラフＢの集電電
流ＩO を直接測定したものではなく、高圧部で分岐され
た後の個々のブスＥを通る電流が合成された電流（Ｉ1
＋Ｉ2 ＋Ｉ3 ）であるため、被測定パンタグラフＢの集
電電流を正確に検出するのが困難である。そのため、そ
の電流値からは測定されるパンタグラフＢが正常に集電
しているかどうかを精度良く判定することは難しかっ
た。 ．変流器ＣＴ１、ＣＴ２、ＣＴ３の出力信号が電気信
号として取り出されるため、磁気ノイズの影響を受け易
いという欠点がある。
態監視方法では次の様な問題があった。 ．検出した電流は測定対象のパンタグラフＢの集電電
流ＩO を直接測定したものではなく、高圧部で分岐され
た後の個々のブスＥを通る電流が合成された電流（Ｉ1
＋Ｉ2 ＋Ｉ3 ）であるため、被測定パンタグラフＢの集
電電流を正確に検出するのが困難である。そのため、そ
の電流値からは測定されるパンタグラフＢが正常に集電
しているかどうかを精度良く判定することは難しかっ
た。 ．変流器ＣＴ１、ＣＴ２、ＣＴ３の出力信号が電気信
号として取り出されるため、磁気ノイズの影響を受け易
いという欠点がある。
【０００５】本発明の目的はパンタグラフの集電電流を
波形情報として正確に、また、磁気ノイズの影響を受け
にくく、高精度に測定してパンタグラフの集電状態を正
確に監視することが可能なパンタグラフ集電状態監視装
置を提供することにある。
波形情報として正確に、また、磁気ノイズの影響を受け
にくく、高精度に測定してパンタグラフの集電状態を正
確に監視することが可能なパンタグラフ集電状態監視装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１の
パンタグラフ集電状態監視装置は図１に示す様に、パン
タグラフ１もしくはパンタグラフ支持碍子２に取付けら
れた渡り導体３に、ファラデー素子応用の光磁界センサ
４を用いた光電流センサ５を直接取付けてなることを特
徴とするものである。
パンタグラフ集電状態監視装置は図１に示す様に、パン
タグラフ１もしくはパンタグラフ支持碍子２に取付けら
れた渡り導体３に、ファラデー素子応用の光磁界センサ
４を用いた光電流センサ５を直接取付けてなることを特
徴とするものである。
【０００７】本発明のうち請求項２のパンタグラフ集電
状態監視装置は図１、図２に示す様に、請求項１におけ
るパンタグラフ支持碍子２に碍子用光ファイバ６が内蔵
された光ファイバ内蔵型碍子を用い、同碍子用光ファイ
バ６に前記光電流センサ５に接続したセンサ側光ファイ
バ７を接続してなることを特徴とするものである。
状態監視装置は図１、図２に示す様に、請求項１におけ
るパンタグラフ支持碍子２に碍子用光ファイバ６が内蔵
された光ファイバ内蔵型碍子を用い、同碍子用光ファイ
バ６に前記光電流センサ５に接続したセンサ側光ファイ
バ７を接続してなることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明のうち請求項１、２のパンタグラフ集電
状態監視装置では、パンタグラフ１の集電電流を、高電
圧課電部であるパンタグラフ１自体又は渡り導体３に設
置した光電流センサ５により測定するので、電磁ノイズ
の影響を全く受けることなく、高精度に検出することが
できる。
状態監視装置では、パンタグラフ１の集電電流を、高電
圧課電部であるパンタグラフ１自体又は渡り導体３に設
置した光電流センサ５により測定するので、電磁ノイズ
の影響を全く受けることなく、高精度に検出することが
できる。
【０００９】本発明のうち請求項２のパンタグラフ集電
状態監視装置では、光電流センサ５に接続したセンサ用
光ファイバ６を、光ファイバ内蔵型碍子内の碍子用光フ
ァイバ６に接続して光信号を接地側（車両内）まで導く
ことができるので、電気絶縁性に優れ、小型、軽量化も
できる。
状態監視装置では、光電流センサ５に接続したセンサ用
光ファイバ６を、光ファイバ内蔵型碍子内の碍子用光フ
ァイバ６に接続して光信号を接地側（車両内）まで導く
ことができるので、電気絶縁性に優れ、小型、軽量化も
できる。
【００１０】
【実施例１】本発明のパンタグラフ集電状態監視装置の
第１の実施例を図１に示す。図１の１はパンタグラフ、
２はパンタグラフ支持碍子、３はパンタグラフ支持碍子
２に取付けられた渡り導体である。
第１の実施例を図１に示す。図１の１はパンタグラフ、
２はパンタグラフ支持碍子、３はパンタグラフ支持碍子
２に取付けられた渡り導体である。
【００１１】図１の５はパンタグラフ１の集電電流Ｉを
検出する光電流センサである。この光電流センサ５はフ
ァラデー素子を応用した光磁界センサ４をキャップ付き
磁性コア１１のギャップ中に配置し、それを金属ケース
１２内に収納してなる。この光電流センサ５はパンタグ
ラフ支持碍子２にセンサ取り付け金具１３により固定さ
れている。また、前記の渡り導体３は前記の金属ケース
１２及びキャップ付き磁性コア１１を貫通している。
検出する光電流センサである。この光電流センサ５はフ
ァラデー素子を応用した光磁界センサ４をキャップ付き
磁性コア１１のギャップ中に配置し、それを金属ケース
１２内に収納してなる。この光電流センサ５はパンタグ
ラフ支持碍子２にセンサ取り付け金具１３により固定さ
れている。また、前記の渡り導体３は前記の金属ケース
１２及びキャップ付き磁性コア１１を貫通している。
【００１２】前記のファラデー素子としてはＲＩＧ（希
土類鉄ガーネット）単結晶やＢＧＯ単結晶などが用いら
れる。このファラデー素子は渡り導体３に流れるパンタ
グラフ集電電流に応じてギャップ付き磁性コア１１のギ
ャップ中に磁界が発生すると、その磁界の変化を光信号
に変換するものである。
土類鉄ガーネット）単結晶やＢＧＯ単結晶などが用いら
れる。このファラデー素子は渡り導体３に流れるパンタ
グラフ集電電流に応じてギャップ付き磁性コア１１のギ
ャップ中に磁界が発生すると、その磁界の変化を光信号
に変換するものである。
【００１３】前記のパンタグラフ支持碍子２には碍子用
光ファイバ６が内蔵された光ファイバ内蔵型碍子が使用
されている。このパンタグラフ支持碍子（光ファイバ内
蔵型碍子）２は磁器などの無機絶縁体もしくは有機絶縁
体からなる碍管１４中に碍子用光ファイバ６を内蔵し
て、碍管１４により高圧課電側と接地側間を絶縁できる
ようにしてある。
光ファイバ６が内蔵された光ファイバ内蔵型碍子が使用
されている。このパンタグラフ支持碍子（光ファイバ内
蔵型碍子）２は磁器などの無機絶縁体もしくは有機絶縁
体からなる碍管１４中に碍子用光ファイバ６を内蔵し
て、碍管１４により高圧課電側と接地側間を絶縁できる
ようにしてある。
【００１４】前記のファラデー素子を応用した光磁界セ
ンサ４にはセンサ側光ファイバ７が接続され、そのセン
サ側光ファイバ７の一端がセンサ側光コネクタ１５を介
してパンタグラフ支持碍子２内の碍子用光ファイバ６の
一端に接続されている。また、この碍子用光ファイバ６
の他端は接地側光コネクタ１６により接地側光ファイ１
７に接続され、同光ファイバ１７から受信装置１８内の
発光素子１９及び受光素子２０に各々接続されている。
図１の受信装置１８内の２１は増幅器、２２は受信装置
１８内の機器を駆動する電源である。
ンサ４にはセンサ側光ファイバ７が接続され、そのセン
サ側光ファイバ７の一端がセンサ側光コネクタ１５を介
してパンタグラフ支持碍子２内の碍子用光ファイバ６の
一端に接続されている。また、この碍子用光ファイバ６
の他端は接地側光コネクタ１６により接地側光ファイ１
７に接続され、同光ファイバ１７から受信装置１８内の
発光素子１９及び受光素子２０に各々接続されている。
図１の受信装置１８内の２１は増幅器、２２は受信装置
１８内の機器を駆動する電源である。
【００１５】前記の受信装置１８は主に車両内部に設置
されて、前記の光電流センサ５により検出した光信号、
即ち、渡り導体３に流れるパンタグラフ集電電流に応じ
て変化する光信号を電気信号に変換して出力するもので
ある。
されて、前記の光電流センサ５により検出した光信号、
即ち、渡り導体３に流れるパンタグラフ集電電流に応じ
て変化する光信号を電気信号に変換して出力するもので
ある。
【００１６】
【図１の測定装置の使用例】図１のパンタグラフ集電状
態監視装置では、光電流センサ５で得られた光信号はセ
ンサ側光ファイバ７−センサ側光コネクタ１５を介して
光ファイバ内蔵のパンタグラフ支持碍子２内の碍子用光
ファイバ６に導かれ、同光ファイバ６−接地側光コネク
タ１６−接地側ファイバ１７を介して受信装置１８内の
受光素子２０及に導かれ、受光素子２０においてパンタ
グラフ集電電流Ｉに応じた電気信号に変換され、増幅器
２１で増幅されて出力される。
態監視装置では、光電流センサ５で得られた光信号はセ
ンサ側光ファイバ７−センサ側光コネクタ１５を介して
光ファイバ内蔵のパンタグラフ支持碍子２内の碍子用光
ファイバ６に導かれ、同光ファイバ６−接地側光コネク
タ１６−接地側ファイバ１７を介して受信装置１８内の
受光素子２０及に導かれ、受光素子２０においてパンタ
グラフ集電電流Ｉに応じた電気信号に変換され、増幅器
２１で増幅されて出力される。
【００１７】図１の受信装置１８の発光素子１９からは
常時光信号が発光され、その光信号が接地側光ファイバ
１７−接地側光コネクタ１６を介して光ファイバ内蔵の
パンタグラフ支持碍子２内の碍子用光ファイバ６に導か
れ、同光ファイバ６−センサ側光コネクタ１５を介して
光磁界センサ４に送られるようにしてある。
常時光信号が発光され、その光信号が接地側光ファイバ
１７−接地側光コネクタ１６を介して光ファイバ内蔵の
パンタグラフ支持碍子２内の碍子用光ファイバ６に導か
れ、同光ファイバ６−センサ側光コネクタ１５を介して
光磁界センサ４に送られるようにしてある。
【００１８】
【実施例２】図２は本発明の第２の実施例を示したもの
である。これは前記の光電流センサ５としてファラデー
素子応用の光磁界センサ４をそのまま用い、それを渡り
導体３の上に金具３０により直接固定して、渡り導体３
を流れるパンタグラフ集電電流Ｉに応じてその渡り導体
３の周囲に発生する磁界Ｈ｛図２（ｂ）｝をその光磁界
センサ４により検出し、光信号に変換するようにしたも
のである。
である。これは前記の光電流センサ５としてファラデー
素子応用の光磁界センサ４をそのまま用い、それを渡り
導体３の上に金具３０により直接固定して、渡り導体３
を流れるパンタグラフ集電電流Ｉに応じてその渡り導体
３の周囲に発生する磁界Ｈ｛図２（ｂ）｝をその光磁界
センサ４により検出し、光信号に変換するようにしたも
のである。
【００１９】図２ではファラデー素子応用の光磁界セン
サ４を渡り導体３の上に直接取付けてあるが、低電流ま
での電流範囲を高精度に測定する場合は、図１に示す様
に、ギャップ付き磁性コア１１のギャップ中にファラデ
ー素子応用の光磁界センサ４を配置する方が望ましい。
サ４を渡り導体３の上に直接取付けてあるが、低電流ま
での電流範囲を高精度に測定する場合は、図１に示す様
に、ギャップ付き磁性コア１１のギャップ中にファラデ
ー素子応用の光磁界センサ４を配置する方が望ましい。
【００２０】
【発明の効果】本発明のパンタグラフ集電状態監視装置
は次の様な効果がある。 ．ノイズの影響を受けることなく正確にパンタグラフ
集電電流を測定することができ、パンタグラフが正常に
機能しているかどうかを正確に判定することができる。 ．ファラデー素子を応用するので計測部は電源が不要
であり、著しく小型、軽量化化できる。 ．測定装置が小型、軽量化されるため、格別広い設置
スペースを必要としない。 ．請求項２では光電流センサで受光した信号を、光フ
ァイバ内蔵型のパンタグラフ支持碍子２内の碍子用光フ
ァイバ６で接地側に導くので、悪環境下でも光ファイバ
（被覆）の電気絶縁が図れ、また光ファイバの配線がス
ッキリし、体裁が良い。 ．パンタグラフ支持碍子２に光ファイバ内蔵型碍子を
用いると、パンタグラフ１を支持するための碍子と、光
ファイバを通すための碍子２とを別々に設ける必要がな
くなるので、余分の設置スペースが不要となる。
は次の様な効果がある。 ．ノイズの影響を受けることなく正確にパンタグラフ
集電電流を測定することができ、パンタグラフが正常に
機能しているかどうかを正確に判定することができる。 ．ファラデー素子を応用するので計測部は電源が不要
であり、著しく小型、軽量化化できる。 ．測定装置が小型、軽量化されるため、格別広い設置
スペースを必要としない。 ．請求項２では光電流センサで受光した信号を、光フ
ァイバ内蔵型のパンタグラフ支持碍子２内の碍子用光フ
ァイバ６で接地側に導くので、悪環境下でも光ファイバ
（被覆）の電気絶縁が図れ、また光ファイバの配線がス
ッキリし、体裁が良い。 ．パンタグラフ支持碍子２に光ファイバ内蔵型碍子を
用いると、パンタグラフ１を支持するための碍子と、光
ファイバを通すための碍子２とを別々に設ける必要がな
くなるので、余分の設置スペースが不要となる。
【図１】本発明のパンタグラフ集電状態監視装置の第１
の実施例を示す説明図。
の実施例を示す説明図。
【図２】本発明のパンタグラフ集電状態監視装置の第２
の実施例を示すもので、（ａ）はパンタグラフ側の部分
説明図、（ｂ）はファラデー素子応用の光磁界センサの
取付け説明図。
の実施例を示すもので、（ａ）はパンタグラフ側の部分
説明図、（ｂ）はファラデー素子応用の光磁界センサの
取付け説明図。
【図３】従来のパンタグラフ集電状態監視装置の一例を
示す説明図。
示す説明図。
１ パンタグラフ ２ パンタグラフ支持碍子 ３ 渡り導体 ４ 光磁界センサ ５ 光電流センサ ６ 碍子用光ファイバ ７ センサ側光ファイバ
フロントページの続き (72)発明者 黒巣 幸雄 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 関野 弘幸 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 將利 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号 東海旅客鉄道株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 パンタグラフ（１）もしくはパンタグラ
フ支持碍子（２）に取付けられた渡り導体（３）に、フ
ァラデー素子応用の光磁界センサ（４）を用いた光電流
センサ（５）を直接取付けてなることを特徴とするパン
タグラフ集電状態監視装置。 - 【請求項２】 前記パンタグラフ支持碍子（２）に碍子
用光ファイバ（６）が内蔵された光ファイバ内蔵型碍子
を用い、その碍子用光ファイバ（６）に前記光電流セン
サ（５）に接続したセンサ側光ファイバ（７）を接続し
てなることを特徴とする請求項１のパンタグラフ集電状
態監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30081493A JP3454551B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | パンタグラフ集電状態監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30081493A JP3454551B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | パンタグラフ集電状態監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128197A true JPH07128197A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3454551B2 JP3454551B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=17889430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30081493A Expired - Fee Related JP3454551B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | パンタグラフ集電状態監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3454551B2 (ja) |
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-
1993
- 1993-11-08 JP JP30081493A patent/JP3454551B2/ja not_active Expired - Fee Related
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