JPH095035A - トロリ線摩耗検知装置 - Google Patents

トロリ線摩耗検知装置

Info

Publication number
JPH095035A
JPH095035A JP7149290A JP14929095A JPH095035A JP H095035 A JPH095035 A JP H095035A JP 7149290 A JP7149290 A JP 7149290A JP 14929095 A JP14929095 A JP 14929095A JP H095035 A JPH095035 A JP H095035A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
trolley wire
wear
detected
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7149290A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoji Mimura
彰治 味村
Tsukasa Kono
宰 河野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP7149290A priority Critical patent/JPH095035A/ja
Publication of JPH095035A publication Critical patent/JPH095035A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人手によらずトロリ線の摩耗を高精度で確実
に検知でき、局部的な摩耗も迅速に検知できるトロリ線
摩耗検知装置を提供する。 【構成】 銅被覆鋼トロリ線1とパンタグラフ2のすり
板3とが摺動して生起されたアーク放電4の光は、受光
窓5を通過して、分光器7に入射する。そして、このア
ーク放電光は分光器7により波長分散され、銅に固有な
波長を持つ光のみがスリット8を通過し、鉄に固有な波
長を持つ光のみがスリット10を通過する。スリット
8、10を通過した光は夫々受光器9、11により検出
され、受光器9、11の検出電気信号は解析装置12に
入力される。この解析装置12においては、受光器9、
11がノイズレベル以上の光強度を検出した場合に、摩
耗が鋼芯線にまで到達したことを検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、架線式電車へ電気を給
電するために使用されるトロリ線の摩耗を検知するトロ
リ線摩耗検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】トロリ線は、電車が通過する際にパンタ
グラフと摺動するため、使用とともに摩耗してくる。摩
耗が進行すると、トロリ線の強度低下により断線に至る
ことがある。トロリ線の断線は、電車の運行に支障をも
たらすばかりでなく、電車又は線路に設置された種々の
機器に被害を与える。このため、ある程度の安全率を見
込んで、トロリ線の強度を保証できる摩耗量(以下、こ
の摩耗量を摩耗限と記す)を決め、常時摩耗量を監視し
て、摩耗限に至る前にトロリ線を交換している。
【0003】従来、トロリ線の摩耗量は、人手によっ
て、マイクロメーター等で測定されていた。しかしなが
ら、摩耗量の測定は電車が通過しない夜間等に行わなけ
ればならないので、その作業が過酷な労働であるととも
に、トロリ線が設置されている高さが約5メートルと高
いため、危険な作業でもあった。これらの理由から、摩
耗量を測定するために必要な労働力の確保が年々困難に
なっている。また、近年の電車の通過数及び通過速度の
増大により、トロリ線の摩耗量は、増加する傾向にあ
る。このため、人手によらないトロリ線の摩耗検知装置
が望まれていた。
【0004】以上の理由から、トロリ線の摩耗を検知す
るシステムについて、精力的に研究開発が進められてい
る。例えば、特開平2−70539号公報では、トロリ
線の摩耗限の位置又はこの摩耗限より摺動面側に、絶縁
電線を検知線としてトロリ線に沿わせて配置する。そし
て、この検知線の絶縁膜が摩耗によって破れ、パンタグ
ラフと導通したことを検出することによって、摩耗を検
知している。また、特開平2−38410号公報では、
トロリ線中に光ファイバを埋め込み、光ファイバ中を伝
達する光を監視することによって、摩耗を検知してい
る。摩耗が進みトロリ線内の光ファイバが断線すると、
光が伝達されなくなり摩耗限に達したことが検知され
る。
【0005】一方、トロリ線に特に摩耗検知の機能を付
加することなく、その摩耗量を測定できる方法の開発も
進められている。例えば、電車の上面にテレビカメラを
備え付けて、トロリ線の摩耗状況を監視する方法が提案
されている。また、レーザ光をトロリ線に照射して、反
射したレーザ光からトロリ線の摩耗面の幅を検知して摩
耗量を測定する方法も開発されて、一部実用化されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
2−70539及び特開平2−38410号公報中記載
の方法では、トロリ線が摩耗して検知線が露出して垂れ
下がった場合に、パンタグラフ又は電車が検知線を巻き
込む等の可能性がある。これらの危険性を回避するため
に、検知線をトロリ線の長手方向に対し、波状に配置す
る方法が特開平3−157233号公報等で提案されて
いる。しかしこの方法は、製造方法が非常に煩雑となる
ために、トロリ線の製造コストが非常に高いものとなる
ので、実用的ではない。
【0007】また、トロリ線に摩耗検知の機能を付加せ
ずに摩耗量を測定する方法は、局部的に急速に生じる摩
耗には、十分な対応ができない。このため、結局、依然
として人手によって詳細な測定をしなければならず、こ
の方法は、実用的な方法とはいえない。
【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、人手によらずトロリ線の摩耗を高精度で確
実に検知でき、局部的な摩耗も迅速に検知できるトロリ
線摩耗検知装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係るトロリ線摩
耗検知装置は、トロリ線とパンタグラフとの間で発生す
るアーク光又はスパーク光を受光する受光部と、この受
光部からの光を波長分散して前記トロリ線の材料に起因
する特定の波長の光のみを通過させる分光手段と、この
分光手段からの光の強度を電気信号に変換する受光器と
を有することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明に係るトロリ線摩耗検知装置において
は、トロリ線とパンタグラフとの間で発生したアーク光
又はスパーク光を受光部で受光し、受光した光を分光器
により波長分散する。更に、この波長分散された光のう
ち、トロリ線の材料に起因する特定の波長の光のみを取
り出し、取り出した光の強度を受光器で電気信号に変換
し、その電気信号を解析装置で解析することによって、
トロリ線の摩耗を検知する。
【0011】本願発明者等は、既に銅被覆鋼トロリ線を
提案した(特開平3−90440号公報)。電車の運行
速度を高めるためには、トロリ線の波動伝播速度を速く
する必要がある。この波動伝播速度は、架線張力の平方
根に比例し、トロリ線の線密度(単位長さあたりの重
量)の平方根に反比例するので、波動伝播速度を速くす
るためには、張力を大きくするか、線密度を小さくしな
ければならない。従来の銅又は銅合金トロリ線より強度
が高いので、架線張力を向上させることが可能となり、
その結果、この銅被覆鋼トロリ線は、高速電車線用とし
て有益である。
【0012】而してこの銅被覆鋼トロリ線がパンタグラ
フによる摺動を受けると、トロリ線の摺動面側の銅被覆
層が摩耗し始め、やがて摺動面で銅被覆層が消失し、内
部の鋼線が露出してくる。この場合に、特に高速度鉄道
では、電車の走行時にトロリ線とパンタグラフとの間で
アーク放電又はスパーク放電による発光がしばしば生じ
る。そこで、本願発明者らは、銅被覆層が摩耗した後に
芯材である鋼線が露出すること、またトロリ線とパンタ
グラフが摺動することにより発光が生じることに着目
し、これらの2つの現象を利用して、本発明を完成する
に至った。
【0013】具体的には、銅被覆鋼トロリ線中の銅及び
鉄の原子又はイオンの発光スペクトルを利用する。一般
に、アーク又はスパーク放電による発光スペクトルは、
種々の原子又はイオン中の内殻電子が外殻に励起された
後に、この電子が外殻より低エネルギーである内殻へ遷
移することによって生じる。この時に発生したスペクト
ルの波長は、各原子又はイオンに固有な値である。従っ
て、このスペクトルに固有な波長毎にその強度を測定す
ることによって、材料中に含まれる元素の種類及びその
含有量を検出することができる。そこで、本発明におい
ては、トロリ線とパンタグラフとの摺動によって発生し
た発光スペクトル中に、芯材を構成する元素(銅被覆鋼
トロリ線の場合は、鉄)のスペクトルが含まれるか否か
を調べることによって、トロリ線の摩耗を検知する。
【0014】即ち、トロリ線の摩耗が進行しておらず、
摩耗限に達していない場合には、被覆層の銅のスペクト
ルのみが検出される。一方、摩耗が進み、鋼線が露出す
ると、発光スペクトル中には鉄のスペクトルも含まれる
ようになる。このように、銅のみならず鉄の発光スペク
トルが検出されたことにより、摩耗が摩耗限に達したこ
とがわかる。
【0015】なお、本発明は、上述の銅被覆鋼トロリ線
以外のトロリ線であっても、トロリ線の芯材を構成する
元素と被覆層を構成する元素とが異なる複合線であれ
ば、トロリ線の摩耗を検知できる。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して説明する。図1は本発明の実施例に係るトロ
リ線摩耗検知装置の模式図である。銅被覆鋼トロリ線1
はパンタグラフ2の上部に設けられたすり板3と接し、
電車の進行により、このすり板3がトロリ線1に摺動
し、アーク放電4が生起される。このパンタグラフ2の
近傍の電車の屋根上には、本実施例のトロリ線摩耗検地
装置が設置されており、このトロリ線摩耗検知装置の受
光窓5がトロリ線1とすり板3との摺動位置に向けて配
設されている。そして、受光窓5を通過した光が入射す
る位置には、プリズム又は回折格子で構成された分光器
7が設置されている。また、分光器7の出射部に向け
て、スリット8、10が設置されている。アーク放電光
は分光器7により波長分散され、銅に固有な波長を持つ
光のみがスリット8を通過し、鉄に固有な波長を持つ光
のみがスリット10を通過する。スリット8、10を通
過した光は夫々受光器9、11により検出される。受光
器9、11の検出電気信号は解析装置12に入力され
る。この解析装置12においては、受光器9、11の検
出信号がいずれもノイズレベル以上の光強度であったこ
とを示した場合に、摩耗が鋼芯線にまで到達したことを
検出する。
【0017】次に、このように構成された摩耗検知装置
の動作について説明する。電車が走行すると、鉄被覆鋼
トロリ線1とパンタグラフ2の上部に設けられたすり板
3とが摺動してアーク放電4が発生する。アーク放電4
によって発生した放電光のうち、光路6を進行して受光
窓5を通過した光のみが、分光器7に入射する。分光器
7は、光の波長に応じて入射光を特定の方向に波長分散
させ、銅と鉄のスペクトルを分離する。銅に固有な波長
を持つ光はスリット8を通過した後、受光器9に検出さ
れる。一方、鉄に固有な波長を持つ光はスリット10を
通過した後、受光器11に検出される。解析装置12に
おいては、受光器9、11に検出された光の強度を解析
し、受光器9及び11において、いずれもノイズレベル
以上の強度で光を検出した場合に、摩耗が鋼線まで達し
たと判断する。受光器9からの銅に固有な光のみが検出
された場合は、解析装置12においては、未だ鋼線が露
出していないと判断し、受光器9及び11からいずれも
光が検出されない場合は、放電が生じていないと判断す
る。この摩耗が検知された位置は、別途電柱の位置を検
出すれば、その電柱との対応から特定することができ
る。この電柱の位置は、受光器を上向きに取付けておく
と、トロリ線を支持しているビームの影がこの受光器の
上を通過した場合に、受光器に陰陽のパルスが発生する
ので、これを電柱の位置として検出できる。
【0018】次に、実際に図1に示した摩耗検知装置を
図2に示す摩耗試験装置に取付けてトロリ線の摩耗を試
験した結果について説明する。図2(a)は、この試験
装置の正面図、(b)は側面図である。
【0019】回転軸を水平にして適宜のモータにより回
転駆動される回転ディスク13の外周には、トロリ線1
4がその摺動面を外側にして巻回されている。なお、ト
ロリ線14は、試験時間を短縮するために、予め切削加
工によって摺動面側から2.5mmの部分が削り取られ
ている。パンタグラフ15の上には銅系焼結合金製すり
板16が取付けられており、トロリ線14は回転ディス
ク13の回転によりすり板16と摺動する。トロリ線1
4とすり板16との間には、電源17と電流制御用抵抗
18とが直列に接続されている。なお、すり板16は接
地されている。また、パンタグラフ15の近傍には、本
実施例の摩耗検知装置19が設置されている。
【0020】そして、すり板16をトロリ線14の摺動
面に80Nの力で押しつけ、すり板16とトロリ線14
との間に、電源17から電圧200V、電流200Aの
直流電力を供給し、摺動速度が100km/時となるよ
うな回転速度で、回転ディスク13を回転させた。その
結果、約12時間後に、摩耗検知装置19は、銅のスペ
クトルに加え、銅被覆層が摩耗して鋼線が露出したこと
によって発生した鉄のスペクトルを検出した。鉄のスペ
クトルを検出した後、本実験装置を直ちに停止し、トロ
リ線の摺動面を観察したところ、約5mmの長さにわた
って鋼線が露出していた。従って、本実施例の摩耗検知
装置19により、トロリ線の摩耗を検知できることがわ
かる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る摩耗
検知装置は、トロリ線とパンタグラフとの間で発生する
アーク又はスパーク放電光を、分光手段により波長分散
して、トロリ線の被覆層に含まれる元素及びトロリ線の
芯材に含まれる元素に固有な波長を持つ光を取り出し、
芯材を構成する元素に固有な光を検出した場合に、摩耗
の発生を検知するから、人手によらずトロリ線の摩耗を
高精度で確実に検知でき、局部的な摩耗も迅速に検知で
きる。
【0022】トロリ線が銅被覆鋼トロリ線の場合は、初
期には被覆層である銅のみが、トロリ線の摺動面に存在
するため、銅のスペクトルのみが検出される。トロリ線
の摩耗が進行して、トロリ線の芯材である鋼がトロリ線
の摺動面に露出すると鋼のスペクトルと銅のスペクトル
がともに検出される。銅及び鋼のスペクトルがともに検
出されたことにより、摩耗が進行したことが検出され
る。
【0023】以上より、本発明は、人手によらずトロリ
線の摩耗を高精度で確実に検知でき、そして局部的な摩
耗も迅速に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る摩耗検知装置を示す模式
図である。
【図2】(a)は、本実施例の摩耗検知装置を試験する
試験装置の正面図、(b)は同じくその側面図である。
【符号の説明】
1,14;銅被覆鋼トロリ線 2,15;パンタグラフ 3,16;すり板 4;アーク放電 5;受光窓 6;光路 7;分光器 8,10;スリット 9,11;受光器 12;解析装置 13;回転ディスク 17;電源 18;電流制御抵抗 19;摩耗検知装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トロリ線とパンタグラフとの間で発生す
    るアーク光又はスパーク光を受光する受光部と、この受
    光部からの光を波長分散して前記トロリ線の材料に起因
    する特定の波長の光のみを通過させる分光手段と、この
    分光手段からの光の強度を電気信号に変換する受光器と
    を有することを特徴とするトロリ線摩耗検知装置。
JP7149290A 1995-06-15 1995-06-15 トロリ線摩耗検知装置 Pending JPH095035A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7149290A JPH095035A (ja) 1995-06-15 1995-06-15 トロリ線摩耗検知装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7149290A JPH095035A (ja) 1995-06-15 1995-06-15 トロリ線摩耗検知装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH095035A true JPH095035A (ja) 1997-01-10

Family

ID=15471955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7149290A Pending JPH095035A (ja) 1995-06-15 1995-06-15 トロリ線摩耗検知装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH095035A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09157559A (ja) * 1995-12-01 1997-06-17 Toyo Ink Mfg Co Ltd インクジェット用記録液およびその製造方法
JP2009055778A (ja) * 2007-07-31 2009-03-12 Railway Technical Res Inst パンタグラフの離線測定方法及び装置
JP2009183088A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Railway Technical Res Inst パンタグラフの離線検知方法及び装置
KR101067840B1 (ko) * 2009-06-18 2011-09-27 (주)이머젼윤 전차선 이선현상 검출장치
JP2016127742A (ja) * 2015-01-07 2016-07-11 西日本旅客鉄道株式会社 パンタグラフ異常検知システム
RU2749377C1 (ru) * 2020-12-03 2021-06-09 Илья Александрович Кондрашов Способ спектрометрического определения степени опасности нарушения токосъёма

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09157559A (ja) * 1995-12-01 1997-06-17 Toyo Ink Mfg Co Ltd インクジェット用記録液およびその製造方法
JP2009055778A (ja) * 2007-07-31 2009-03-12 Railway Technical Res Inst パンタグラフの離線測定方法及び装置
JP2009183088A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Railway Technical Res Inst パンタグラフの離線検知方法及び装置
KR101067840B1 (ko) * 2009-06-18 2011-09-27 (주)이머젼윤 전차선 이선현상 검출장치
JP2016127742A (ja) * 2015-01-07 2016-07-11 西日本旅客鉄道株式会社 パンタグラフ異常検知システム
RU2749377C1 (ru) * 2020-12-03 2021-06-09 Илья Александрович Кондрашов Способ спектрометрического определения степени опасности нарушения токосъёма

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6359690B1 (en) Apparatus, system and method for determining wear of an article
US7142291B2 (en) Detection of partial discharge or arcing in wiring via fiber optics
US4348587A (en) Fiber optic transducer for measuring current or magnetic field
JPH04273074A (ja) 電気機械のコイルエレメントの部分放電を検出するための装置
JPH095035A (ja) トロリ線摩耗検知装置
WO1997026444A3 (de) Vorrichtung zur überwachung des radialspiels zwischen turbinengehäuse und schaufelspitzen
JP5667738B2 (ja) パンタグラフの離線検知方法及び装置
JP2839809B2 (ja) 光ファイバ複合電力ケーブル
JP4328694B2 (ja) 絶縁被覆電線劣化診断装置
KR101139918B1 (ko) 아크 및 전자파 측정 장치
JP3249925B2 (ja) 線条体の表面欠陥検査装置
JP2642841B2 (ja) 光ファイバ複合電力ケーブル
JPH0999758A (ja) トロリ線摩耗検知装置
JPH0398214A (ja) 光ファイバ複合架空地線と架空送電線の事故点検出方法
JPH10288549A (ja) 照明ライトの高速度明暗判別測定装置
US5032795A (en) Defect position locator for cable insulation monitoring
JPH06181014A (ja) 光ファイバ複合電力ケーブル
JPH04324377A (ja) 部分放電パルス検出装置
JP2001037003A (ja) 集電すり板
JP5646306B2 (ja) パンタグラフの離線検知方法及び装置
JPH01160315A (ja) 回転電機のコレクタリング火花監視装置
JPH06181013A (ja) 光ファイバ複合電力ケーブル
JPH09318435A (ja) 電気鉄道用アーク光測定方法
JP2001004598A (ja) トロリ線のろう付け部の劣化判定装置
JPS59110236A (ja) 光フアイバ線伝送損失モニタ装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081211

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091211

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091211

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101211

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101211

Year of fee payment: 12