JPH09251035A

JPH09251035A - 携帯型高電圧測定器

Info

Publication number: JPH09251035A
Application number: JP5727296A
Authority: JP
Inventors: Takumi Nasuno; 巧那須野; Fujio Nakajima; 富士雄中島; Takeji Takeuchi; 竹次竹内
Original assignee: East Japan Railway Co; EIRAKU DENKI KK
Current assignee: East Japan Railway Co; EIRAKU DENKI KK
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【構成】電気鉄道の変電所から供給される電力の、高
所に敷設された、き電線からトロリ線に至る任意の部
位、及び鉄道線路の任意の地点における高電圧を、ワン
タッチで容易に測定できる、携帯型高電圧測定器を提供
すること。【解決手段】導電性を有するフック（１）と、フック
の基部を装着する棒であって装着したフックをレール
（２１）の近傍の地上からき電線（２５）又は電車線
（２０）に引っ掛けるために必要な長さになるように伸
縮又は加除可能な電気絶縁材料製の長さ可変棒（３）
と、電気絶縁材料製の長さ可変棒の少なくとも先端部分
に内蔵され、一端が上記フックの基部と電気的に接続さ
れた高抵抗電気抵抗器（４）と、長さ可変棒に設けられ
た電気的接続端子に対して着脱自在な電圧表示手段
（５）と、電圧表示手段の電気的接続端子の一端から長
さ可変棒に内蔵された高抵抗電気抵抗器の他端に接続さ
れた導電線（６）と、電圧表示手段の電気的接続端子の
他端から伸びてレール（２１）又は大地へ接続しうる接
地電線（７）と、を備えてなる携帯型高電圧測定器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気鉄道の変電所か
ら、き電線を介してトロリ線へ供給される高電圧電力
の、き電線からトロリ線に至る任意の部位、及び鉄道線
路の任意の地点における高電圧を、列車が常時通過する
レールを含む広義の線路内又は線路側道において、ワン
タッチで容易に測定できるようにするための、携帯型高
電圧測定器に関するものである。

【０００２】一般に、変電所から供給される電力は、き
電線、き電分岐線を介して、吊架線にハンガで支持され
たトロリ線へ送られる。トロリ線はこれに対して接触し
摺動する電車パンタグラフに電力を供給する。本明細書
では、説明の都合上包括的表現が必要な場合には、これ
らの用語のうち「き電分岐線」を「き電線」に含め、且
つ「吊架線」から「ハンガ」、「トロリ線」に至る一連
の高電圧電気線路を、「電車線」なる用語で包括的に表
現することにする。

【０００３】

【従来の技術及びその問題点】ＪＲ各社は、普通鉄道構
造規則に基づき、直流電化区間についてはその電車線電
圧を、標準：１，５００ボルト、上限：１，６５０ボル
ト、下限：９００ボルト、の範囲内で運転するように設
備管理を行っている。同様に、北陸線、東北線等の交流
電化区間では、標準：２０，０００ボルト、上限：２
２，０００ボルト、下限：１６，０００ボルトの範囲内
で運転するようになっている。

【０００４】この管理のため、電車線電圧を監視する必
要に迫られる。監視の形態は、直流電化区間、交流電化
区間の何れの場合であっても、変電所内で測定する定点
測定方式であった。その上更に、官鉄、民鉄を問わず、
電気鉄道業界において現在主流を占める直流電化区間に
おいて使用する電車線電圧測定用の測定器、つまり高電
圧直流電圧計には、その構造上、補助電源（AC１００V
又は２００V)を必要とする直流変圧器を、付加装置とし
て組込み使用せざるを得ないと言うのが現状である。

【０００５】現状での管理方法においては、直流電化区
間、交流電化区間の何れであっても、変電所送り出し箇
所における電圧は、変電所に設置した固定的な設備によ
り常時自動測定されている。つまりこれは定点測定であ
る。これらの方式では、変電所の送り出し電圧は測定で
きるが、変電所から遠距離の電車線の電圧の測定は、設
備が大掛かりとなって容易に測定することが出来なかっ
た。

【０００６】変電所以外の任意箇所、例えば、列車に供
給する電圧が最も低くなるであろう地点での電車線電圧
の測定、つまり任意地点への移動測定は、列車に係員が
添乗し運転席に設けられた電圧計を視認するという所謂
「列車添乗」による方法で実施していた。これは非効率
的な方法であり、下記のような問題があったが、他に適
切な測定装置が得られなかった。

【０００７】適切な測定装置が得られなかった理由は、
列車が常時通過する線路内又はその近傍が測定場所であ
るため、振動・降雨・塵埃・風雪等の劣悪な環境に加
え、測定に必要な電源設備が容易に得られないこと、ま
た高い電圧を測定するため、人間に対する安全性（感電
事故防止）確保のために確実に絶縁を保つ必要があるこ
と等の問題解決を行う必要があったためである。

【０００８】また、「列車添乗」による電圧測定の場合
には、乗務した特定の一列車の受電電圧であるため、一
般的な電圧状況を正確に把握することができない、セク
ション箇所における電位差の測定ができない、負荷の大
きいラッシュ時間帯に添乗する必要が多いため測定担当
者の勤務変更が必要となる、等の問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の様な問題点を解
決して、任意箇所の電車線電圧を、確実に、簡易に、安
全に、測定できる携帯型の高電圧測定器の開発を課題と
した。

【００１０】具体的な課題としては、前述の諸問題を整
理し以下に述べる開発目標にポイントを絞った。（１）極力小形軽量で携帯に便利なこと。（２）線路近傍における安全作業の条件として、き電電
圧の測定が簡単・迅速・正確にできること。（３）電気的な安全性確保のため、確実に絶縁が保たれ
ること。

【００１１】

【課題を解決するための手段】電車線路内又はその近傍
の地上から作業員が、高所にある電車線の電圧を直接測
定しうるようにするための必要条件として、測定時に先
端が、総称「電車線」のうち一般的に地上高約５ｍの
「トロリ線」、又はそれより高所、例えば地上高約７ｍ
にある「き電線」に至る任意の部位に自由に届く長さ、
例えば７〜１０ｍに伸長しうる手段と、携帯性を良くす
るための必要条件として、移動時には作業員の身長以下
の適当な長さ、例えば１．３ｍ以下に短縮又は分解しう
る「伸縮」又は「加除」（継足し、中抜き）可能な手段
とを導入することを着想した。そこで伸縮又は加除が可
能な絶縁材製の棒状体を用意し、その先端には電車線に
引っ掛けるためのフックを設け、棒状体の下端部に任意
形式の低電圧測定用電圧計、例えば内蔵電池で動作しう
る低電圧測定用電圧計を着脱自在に取り付ける構造とす
ることにより、課題の解決を図った。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例の具体的説明に先立ち、本発
明を適用する電気鉄道において、地上から高い位置に設
置されている「き電線」から「トロリ線」に至る高電圧
電線路について、図２を参照して説明する。図２は、直
流電化区間の高電圧電気線路の一例を示し、レール２１
の片側に設置された１本の電柱２２、又はレールを跨い
で建てられた２本の電柱に取り付けたビーム（腕木）２
３Ａに碍子２４Ａを介して「き電線」２５がレール沿い
に敷設され、変電所から送られる高電圧電力が「き電
（給電）」される。

【００１３】き電線２５の敷設高さは例えば、地上高約
７ｍである。それより低い位置に別のビーム２３Ｂが取
り付けられ、碍子２４Ｂを介して「吊架線」２６が敷設
され、更に「ハンガ」２７を介して「トロリ線」２８が
レール２１と平行に敷設される。トロリ線の敷設高さは
例えば、地上高約５ｍである。トロリ線の所々に設けら
れたセクション３０は、トロリ線の給電区間を区分する
ために設けた電気的絶縁部である。この部分では、「吊
架線」２６も碍子２４Ｃによって電気的に区分される。
そして、レール沿いの例えば、２５０又は５００ｍおき
の間隔に配設された「き電分岐線」２９により、「き電
線」の高電圧がセクション３０間の区間毎にトロリ線へ
供給される。このトロリ線に電車パンタグラフが接触、
摺動し、電車を駆動するのに必要な電力を受け取ること
になる。

【００１４】本発明の携帯型高電圧用電圧測定器は、上
記のような高電圧電気線路における、例えば地上高５ｍ
以上の高所にある各部電線の高電圧を、レール２１敷内
又は側道（犬走り）３９上で、作業員が手元の低電圧用
電圧計によって安全、確実、簡便に測定するために、棒
状に形成したものである。その実施例の概略的な構成を
図１の略断面図で示す。

【００１５】図に示す構造の３大構成要素は左から、高
所にある高電圧き電線、電車線等の高電圧を、手元の低
電圧測定用電圧計まで導くように電気的及び機械的に接
続するための導電性材料製のフック１と、危険な高電圧
を安全な低電圧に分圧するための高抵抗４を内蔵した絶
縁材料製の検出棒２と、電圧表示手段の一実施例として
低電圧測定用の電圧計５を保持すると共に上記検出棒を
一端に着脱自在に装着しうる絶縁材料製の長さ可変棒３
とからなる。その詳細は下記の通りである。

【００１６】（フック１）：例えば、先端に内径６０mm
の円弧部を有する直径５mm程度の錫メッキ銅製金具であ
る。き電線の中のアルミ５１０平方mm二条のき電線に対
して引っ掛けることができ、フック取付による電圧測定
が可能な寸法、構造としてある。

【００１７】（検出棒２）：図１（ａ）に示す実施例で
は、検出棒２は別体として形成され伸縮棒３に連結され
る構造として示されているが、図１（ｂ）に示す実施例
のように、検出棒２は別体とせず、一本の伸縮棒３自体
の各段のうち、一番細い半径を有する「中子」として構
成し、伸縮棒３内に一体的に収納し得るようにしてもよ
い。

【００１８】（長さ可変棒３）：絶縁材料製の長さ可変
棒は、所望箇所の高所に対する高電圧測定作業時には必
要な長さを保ち、且つ、携帯移動時には可搬性を高める
必要上、長さを短縮できる構造が望ましい。例えば振出
し式釣竿、カメラ三脚のような伸縮構造、又は継竿のよ
うな加除構造（継足し、中抜き構造）の、例えば、直径
４５mm前後のＦＲＰ製の棒状体であってもよい。

【００１９】図１（ａ）の実施例では、長さ可変棒３を
検出棒２に連結したとき、検出棒２に内蔵された高抵抗
電気抵抗器４の右側のバネ１２Ａで押圧された導電性の
プランジャ１１Ａに対して、電線が捻じれたりせずに電
気的接続を確実に完成しうるようにするための設備がな
されている。即ち、バネ１２Ｂの押圧力が与えられ、プ
ランジャ１１Ａと電気的に接続されるべき導電性ブロッ
ク１１Ｂと、長さ可変棒３の伸縮時に導電線６が捻じれ
ないようにするための自由回転接触子１３等が設けられ
ている。

【００２０】図１（ｂ）の実施例では、これらの設備は
不要である。導電線６の捻じれを少なくするため必要な
らば、自由回転接触子１３を設備しても良い。

【００２１】図２に示す直流電化区間においては標準的
には、き電線の地上高は約７ｍ、トロリ線の地上高は約
５ｍである。したがって、この長さ可変棒を伸長し且つ
その先端に検出棒３を連結した時の長さが８ｍ、分解し
短縮した時の収納寸法が１．３ｍとなるように設計、試
作した。

【００２２】長さ可変棒３の最下段、即ち使用時に作業
者が直接把持する棒体部分において、作業者の目の高
さ、又は明視の位置に電圧表示手段（実施例では、低電
圧用の電圧計５）を着脱自在に取りつける。着脱自在に
した理由は、移動時の可搬性を考慮しただけではなく、
電圧計を交換可能にして、直流電圧測定器と、交流電圧
測定器との両用性を得るためである。

【００２３】電圧計取り付けの実施態様としては、図１
（ａ）に例示したように、外付けの電圧計に２本の銅線
で接続してもよく、又は図１（ｂ）に示したように、例
えば電圧計側の２本足の電気的接続用の雄コネクタを受
け入れる雌コネクタを棒体に取りつけて、機械的接続関
係保持とに兼用させる両用態様と、それらを別個に設け
るセパレート態様が考えられる。何れにするかは選択的
事項である。

【００２４】（高抵抗４）：前述のとおり、き電電圧
は、直流電化区間では、最高電圧１，６５０ボルト、北
陸線、東北線等の交流電化区間では、最高２２，０００
ボルトである。図３に示す直流電化区間用電圧測定器の
回路図において、き電電圧の最高値である１，６５０ボ
ルトの直流電圧が引っかけ用フックと接地端子間に加え
られることになる。しかし、以下の計算では、安全確保
のため余裕を見て、２，０００ボルトで計算を試みるこ
とにする。そこでもしも、直流２，０００V が加えられ
たとしても、分圧抵抗７５K Ωの両端に現れる電圧は、

【００２５】

【数１】

【００２６】程度の僅かな値であることが分かる。

【００２７】この電圧を例えばデジタル電圧計３６によ
って直読する。なお、分圧抵抗３１（７５K Ω）と並列
に挿入されているコンデンサ３５（０．０１μF)は直流
電圧に含まれる脈流をパスさせて、正確な実測値を測定
するためのものである。フックの１の先端を、き電回路
に引っかけたまま誤って接地端子８をはずし、そこへ人
が触れたとしても、高抵抗４（７５M Ω）が挿入されて
いるので、この抵抗によって回路に流れる電流は、

【００２８】

【数２】

【００２９】に制限され、この値を超えることはありえ
ないので、人体への影響はないと断言できる。同様に交
流電化区間の場合は、最高電圧が２２，０００ボルト
で、直流電化区間の場合の凡そ１０倍になるので、高抵
抗４を１０倍の７５０ＭΩの高抵抗としたとき、分圧抵
抗の両端に現れる電圧は僅か約２．２ボルト、人が触れ
た時に流れる電流は、２９μA に制限され、人体には影
響はない。

【００３０】（電圧表示手段５）：電圧表示手段の一例
として、電圧計を含む全体的回路図を図３に例示する。
ここで、電圧表示手段とは、電圧表示器分離型の電圧
計、又は一体型の電圧計の両者を含めて包括的に示す
が、実施例では一体型のものを例示した。図３におい
て、接地電線７の先端の接地端子（例えば、鰐口クリッ
プ）８をレール２１に取り付け、且つ、フック１を例え
ばトロリ線２８に引っ掛けると、その瞬間にトロリ線２
８から高抵抗４、分圧抵抗３１を介してレール２１に至
る直列回路が形成される。分圧抵抗３１（７５ KΩ）の
両端における最大２．０V の低電圧を、電圧測定の許容
誤差を±５％の精度の電圧計３６で測定する。

【００３１】電圧計は、任意のものでよいが、本発明の
実施例では、測定者が読み易いようにデジタル型直読電
圧計を採用し、着脱自在にした。このため、電圧計を差
し替えることにより、直流電圧計、交流電圧計の何れに
も変身可能となる。また、取付け角度を可変にして、電
圧計の表示を読み取り易く調整可能にしてもよい。

【００３２】デジタル型電圧計を採用した場合には、例
えば、電池３３からの駆動用の電力が、スイッチ３２、
定電圧ＩＣ−３４を介して供給される。なお、分圧抵抗
３１（７５ KΩ）と並列に挿入されたコンデンサ３５
（０．０１μF)は、直流電圧に含まれる脈流をパスさせ
て、正確な実測値を測定するためのものである。

【００３３】図示した実施例においては、電圧計５が長
さ可変棒３に対して外付けとなつているが、分圧抵抗３
１、電池３３、定電圧ＩＣ（３４）、コンデンサ３５な
どを長さ可変棒３に内蔵させ、例えばデジタル電圧計３
６のみを外付けとしても良い。

【００３４】（電池３３）：使用する電池は、例えば、
マンガン電池、アルカリ電池、Ni - Cd 電池、リチゥム
電池、鉛蓄電池等何でも良いが、例えば、単III 形マン
ガン乾電池を使用した場合、スイッチを入れ放しにして
おいて、６００時間（２５日）使用できるので、電池交
換の頻度は頗る少ない。

【００３５】（巻取り部９）：図１（ａ）の実施例で
は、長さ可変棒３の底部、即ち使用時に最下端になる部
分には、長さ可変棒３の伸縮に応じて長さを変えるべき
内部の導電線６を、自動巻取りする（例えば電気掃除機
のコード巻き取り装置のような）ゼンマイ式巻取り装置
９を設け、収納を容易化、便利化した。自動巻き取りを
希望しない場合には、図１（ｂ）に示すように、巻き取
り部９を省略してもよい。接地電線７は、例えば３．５
平方mm以上の電線５ｍほどの先端に、例えば、鰐口クリ
ツプ８又は充電クリツプ８Ａなどの、簡易（ワンタッ
チ）接続器具を取り付けたものとする。

【００３６】（仕様概要）：１．定格電圧：直流１，５００V ただし、最高印加電圧は直流２，０００V とする。２．接地電流：０．２５mA以下３．許容誤差：定格電圧の±５％以内４．表示方式：３桁のデジタル表示４桁表示器の最下位をマスクし、〔kV〕単位で表示す
る。５．表示装置：屋外の明るい環境において読取り可能な
こと（夜間不使用）取外し可能、取付角度可変とする。６．本体長さ：８ｍ（伸縮式＋つなぎ方式とする）７．収納寸法：１．３ｍ以下、布ケースに収納８．重量：付属電線を除いて５kg以下９色彩：赤系統以外の色彩とする。 10. 接地電線：１，５００V 用絶縁電線、太さ３．５平
方mm、長さ５ｍとし、高抵抗から表示部までの電線は絶
縁棒内部の貫通配線とする。 11. 使用環境：雨中（小雨含む）ならびに霧中を除く。 12. 温度範囲：０℃〜４０℃（結露しないこと）

【００３７】

【発明の効果】地上高の高い部位に敷設された高電圧電
気線路の任意地点の電圧を、列車が常時通過するレール
を含む広義の線路内又は線路側道において、ワンタッチ
で容易に測定できる、携帯型高電圧測定器が提供され
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、別体の検出棒を有する本発明の
電圧測定器の第１の実施例の略断面図、図１（ｂ）は、
一体型の長さ可変棒を有する電圧測定器の外観図。

【図２】本発明の携帯型高電圧用電圧測定器の測定対象
である電気鉄道の高電圧環境の一例として、直流高電圧
電気線路の概略を示す図。

【図３】本発明の携帯型高電圧用電圧測定器の電圧表示
手段として使用するデジタル型電圧計の実施回路図。

【符号の説明】

１：フック２：検出棒３：長さ可変棒４：高抵抗５：電圧表示手段６：導電線７：接地電線８：接地端子９：巻取り部１０：ゼンマイ２１：レール２５：き電線２６：吊架線２７：ハンガ２８：トロリ線２９：き電分岐線３０：セクション３１：分圧抵抗３６：デジタル電圧計３８：パンタグラフ３９：側道（犬走り）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内竹次東京都品川区大崎一丁目19番１号永楽電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気鉄道において、き電線を介して電車
線に供給される各部の高電圧を選択的に測定するための
携帯型高電圧用電圧測定器であって、き電線又は電車線に対して電気的接触を保つて一時的に
保持するための、導電性を有するフックと、上記フックの基部を装着する棒であって、装着したフッ
クをレールの近傍の地上から上記き電線又は電車線に引
っ掛けるために必要な長さになるように伸縮又は加除可
能な電気絶縁材料製の長さ可変棒と、上記電気絶縁材料製の長さ可変棒の少なくとも先端部分
に内蔵され、一端が上記フックの基部と電気的に接続さ
れた高抵抗電気抵抗器と、上記長さ可変棒に設けられた電気的接続端子に対して着
脱自在な電圧表示手段と、上記電圧表示手段の電気的接続端子の一端から上記長さ
可変棒に内蔵された高抵抗電気抵抗器の他端に接続され
た導電線と、上記電圧計の電気的接続端子の他端から伸びてレール又
は大地へ接続しうる接地電線と、を備えた携帯型高電圧
測定器。
【請求項２】電気鉄道において、き電線を介して電車
線に供給される各部の高電圧を選択的に測定するための
携帯型高電圧用電圧測定器であって、き電線又は電車線に対して電気的接触を保つて一時的に
保持するための、導電性を有するフックと、一端に上記フックの基部を装着し、且つ上記フックの基
部と一端が電気的に接続された高抵抗電気抵抗器を内蔵
した電気絶縁材料製の電圧検出棒と、上記電圧検出棒の他端と着脱自在に連結され、上記装着
したフックをレールの近傍の地上から上記き電線又は電
車線に引っ掛けるために必要な長さになるように伸縮又
は加除可能な電気絶縁材料製の長さ可変棒と、上記長さ可変棒に設けられた電気的接続端子に対して着
脱自在な電圧表示手段と、上記電圧表示手段の電気的接続端子の一端から上記長さ
可変棒内及び上記電圧検出棒内を経て上記電気抵抗器の
他端に接続される導電線と、上記電圧計の電気的接続端子の他端から伸びてレール又
は大地へ接続しうる接地電線と、を備えた携帯型高電圧
測定器。
【請求項３】上記長さ可変棒内の導電線が、リールに
巻かれ伸縮自在に巻取りうるように配置されていること
を特徴とする請求項１又は２記載の携帯型高電圧測定
器。
【請求項４】上記電圧表示手段が、デジタル型電圧表
示手段であることを特徴とする請求項１、２又は３記載
の携帯型高電圧測定器。
【請求項５】上記電圧表示手段が、直流又は交流の少
なくとも一方の電圧を測定しうる着脱自在型のものであ
ることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の携帯
型高電圧測定器。