JPH1146402A - 直流電気車両のパンダグラフ・アーク検出装置 - Google Patents
直流電気車両のパンダグラフ・アーク検出装置Info
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- JPH1146402A JPH1146402A JP20006097A JP20006097A JPH1146402A JP H1146402 A JPH1146402 A JP H1146402A JP 20006097 A JP20006097 A JP 20006097A JP 20006097 A JP20006097 A JP 20006097A JP H1146402 A JPH1146402 A JP H1146402A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 停車中の車両のパンダグラフとトロリ線との
間に発生するアークによるトロリ線の断線事故を防止す
るため、車上でパンダグラフとトロリ線との間のアーク
を検出すること。 【解決手段】 パンダグラフ電圧（Ｖｐ）をサンプリン
グしてパンダグラフ電圧データとして読み取り、商用周
波１周期分前のデータとの差を求めパンダグラフ電圧に
含まれる直流分と整流リップル分を除去するリップル除
去演算部（４５）と、整流リップル除去後のデータの低
周波分を除去してパンダグラフ電圧の急上昇分だけを取
り出す検出演算部（４６）と、一定レベル以上の急上昇
点が近接して多数存在することを判定する頻度判定演算
部（４７）とを備えた。
間に発生するアークによるトロリ線の断線事故を防止す
るため、車上でパンダグラフとトロリ線との間のアーク
を検出すること。 【解決手段】 パンダグラフ電圧（Ｖｐ）をサンプリン
グしてパンダグラフ電圧データとして読み取り、商用周
波１周期分前のデータとの差を求めパンダグラフ電圧に
含まれる直流分と整流リップル分を除去するリップル除
去演算部（４５）と、整流リップル除去後のデータの低
周波分を除去してパンダグラフ電圧の急上昇分だけを取
り出す検出演算部（４６）と、一定レベル以上の急上昇
点が近接して多数存在することを判定する頻度判定演算
部（４７）とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】直流電気鉄道のトロリ線の断
線防止技術にかかわり、地上設備としてのトロリ線と車
両パンダグラフとの間のアークによってトロリ線が断線
する事故を、車上の装置で予知・防止する技術に関す
る。
線防止技術にかかわり、地上設備としてのトロリ線と車
両パンダグラフとの間のアークによってトロリ線が断線
する事故を、車上の装置で予知・防止する技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】トロリ線とパンダグラフ間のアークによ
りトロリ線が断線する事例の報告には次のようなものが
ある。
りトロリ線が断線する事例の報告には次のようなものが
ある。
【０００３】例１．冬の早朝、車庫の車両を出庫させる
ためにパンダグラフを上昇させた後、車上の電動発電機
を起動させたところ、パンダグラフでアークが発生し、
トロリ線が断線した。これはトロリ線とパンダグラフと
に霜が付着した状態でパンダグラフを上昇させた時、介
在する霜で両者が不完全な接触状態となった。この時電
動発電機の起動電流が流れたため、介在する霜を介して
アークが発生し、トロリ線がアークによる発熱で溶断し
たとしている。対策としては着霜防止のためのトロリ線
への塗油、また地上に防霜ファンを設けるなどが行われ
ている。
ためにパンダグラフを上昇させた後、車上の電動発電機
を起動させたところ、パンダグラフでアークが発生し、
トロリ線が断線した。これはトロリ線とパンダグラフと
に霜が付着した状態でパンダグラフを上昇させた時、介
在する霜で両者が不完全な接触状態となった。この時電
動発電機の起動電流が流れたため、介在する霜を介して
アークが発生し、トロリ線がアークによる発熱で溶断し
たとしている。対策としては着霜防止のためのトロリ線
への塗油、また地上に防霜ファンを設けるなどが行われ
ている。
【０００４】例２．走行中の車両の内部で短絡故障が生
じ、変電所の遮断器が自動遮断して、トロリ線が停電と
なって、車両は停止した。その後変電所で送電を再開し
た時、車両の故障が残存していたので再び大きい事故電
流が流れ、変電所の遮断器が自動遮断した。この時、車
両の上のトロリ線が断線した。断線の原因を推測する
と、停車中にトロリ線とパンダグラフの間にアークが発
生したことにより、トロリ線が断線したのであろうと考
えられる。この種の事故の場合には、特別の対策は打た
れていない。
じ、変電所の遮断器が自動遮断して、トロリ線が停電と
なって、車両は停止した。その後変電所で送電を再開し
た時、車両の故障が残存していたので再び大きい事故電
流が流れ、変電所の遮断器が自動遮断した。この時、車
両の上のトロリ線が断線した。断線の原因を推測する
と、停車中にトロリ線とパンダグラフの間にアークが発
生したことにより、トロリ線が断線したのであろうと考
えられる。この種の事故の場合には、特別の対策は打た
れていない。
【０００５】例３．操車場において多数の貨車を連結し
て起動する時、起動電流によってトロリ線が断線した。
原因はトロリ線とパンダグラフの接触状態が悪いところ
に起動電流が流れたためと考えられ、対策としてはトロ
リ線の汚損管理の徹底が計られている。
て起動する時、起動電流によってトロリ線が断線した。
原因はトロリ線とパンダグラフの接触状態が悪いところ
に起動電流が流れたためと考えられ、対策としてはトロ
リ線の汚損管理の徹底が計られている。
【０００６】例４．大阪地区の大雪の日に、トロリ線が
多数箇所で断線した。その原因は、パンダグラフに雪が
積って、その重みでパンダグラフが若干下がって、パン
ダグラフとトロリ線との間が接触不良となってアークが
発生して、トロリ線を加熱して溶断させたためと考えら
れる。対策については、積雪期にはパンダグラフの押し
上げ力を増加させるとか、竹竿でパンダグラフの雪落と
しをするとかの処置が論じられている。
多数箇所で断線した。その原因は、パンダグラフに雪が
積って、その重みでパンダグラフが若干下がって、パン
ダグラフとトロリ線との間が接触不良となってアークが
発生して、トロリ線を加熱して溶断させたためと考えら
れる。対策については、積雪期にはパンダグラフの押し
上げ力を増加させるとか、竹竿でパンダグラフの雪落と
しをするとかの処置が論じられている。
【０００７】以上の事例は、いずれも車両が停車中であ
ることと、トロリ線とパンダグラフの間が接触不良状態
にあるところに電流が流れ、このためアークが発生した
こととが共通している。しかし走行中は、当然のことな
がらトロリ線とパンダグラフの間にアークが発生する
し、大電流も流れるが、アーク点がトロリ線上を移動す
るので、トロリ線の断線には至らない。
ることと、トロリ線とパンダグラフの間が接触不良状態
にあるところに電流が流れ、このためアークが発生した
こととが共通している。しかし走行中は、当然のことな
がらトロリ線とパンダグラフの間にアークが発生する
し、大電流も流れるが、アーク点がトロリ線上を移動す
るので、トロリ線の断線には至らない。
【０００８】トロリ線が断線すると、その復旧までに時
間と労力がかかるので、この種の断線を防止する技術は
強く求められている。車両がどこで停車することになる
かは不定であるので、地上にアーク検出装置を設けるわ
けにはゆかない。車上に設けるアーク検出装置として
は、従来まで実用的な提案すらなく今日に至っている。
間と労力がかかるので、この種の断線を防止する技術は
強く求められている。車両がどこで停車することになる
かは不定であるので、地上にアーク検出装置を設けるわ
けにはゆかない。車上に設けるアーク検出装置として
は、従来まで実用的な提案すらなく今日に至っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】停車中の車両のパンダ
グラフとトロリ線との間に発生するアークによってトロ
リ線が断線に至る事故を、車上に設ける装置によって防
止する課題が、本発明が解決しようとする課題である。
解決のための中核的課題は、パンダグラフとトロリ線と
の間のアークを検出することで、解決することを意図し
た。アークを検出できれば、従来技術によって即時に車
両の負荷を開放することによってアークは消滅でき、ト
ロリ線の断線を防止できる。
グラフとトロリ線との間に発生するアークによってトロ
リ線が断線に至る事故を、車上に設ける装置によって防
止する課題が、本発明が解決しようとする課題である。
解決のための中核的課題は、パンダグラフとトロリ線と
の間のアークを検出することで、解決することを意図し
た。アークを検出できれば、従来技術によって即時に車
両の負荷を開放することによってアークは消滅でき、ト
ロリ線の断線を防止できる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】車上で見たパンダグラフ
電圧から直流分を除去し、次に整流リップルによるパン
ダグラフ電圧の変動分を除去し、残った変動成分のうち
から急激な電圧回復（急上昇）の成分を抽出し、この急
激な電圧回復成分のうち一定の大きさ以上のものが、接
近して複数個存在することを以てアークの存在を検出す
ることとした。
電圧から直流分を除去し、次に整流リップルによるパン
ダグラフ電圧の変動分を除去し、残った変動成分のうち
から急激な電圧回復（急上昇）の成分を抽出し、この急
激な電圧回復成分のうち一定の大きさ以上のものが、接
近して複数個存在することを以てアークの存在を検出す
ることとした。
【００１１】アーク検出以後は、車両の負荷を開放する
ことによりアークを消滅させ、これによりトロリ線の断
線を事前に防止することが可能となる。
ことによりアークを消滅させ、これによりトロリ線の断
線を事前に防止することが可能となる。
【００１２】
（発明の原理）まず、本発明の原理について説明する。
図１は、直流電気鉄道における変電所と車両の関係を示
すもので、Ａは直流変電所、Ｂはトロリ線を含んだ電車
線と言われているものであるが、ここでは簡明にするた
め「トロリ線」と呼ぶことにする。
図１は、直流電気鉄道における変電所と車両の関係を示
すもので、Ａは直流変電所、Ｂはトロリ線を含んだ電車
線と言われているものであるが、ここでは簡明にするた
め「トロリ線」と呼ぶことにする。
【００１３】Ｃはレール、Ｄ、Ｅは電気車両である。車
両は変電所間に１編成だけいる場合もあり、２編成、３
編成いる場合もある。車両への電流は、トロリ線Ｂから
パンダグラフ１を通って、車両の負荷２、車輪３を経て
レールＣを通って、変電所整流器の一極へ帰る。車両電
流が流れている時、パンダグラフがトロリ線から離れる
とアークが発生する。図１の５はそのアークを表現して
いる。
両は変電所間に１編成だけいる場合もあり、２編成、３
編成いる場合もある。車両への電流は、トロリ線Ｂから
パンダグラフ１を通って、車両の負荷２、車輪３を経て
レールＣを通って、変電所整流器の一極へ帰る。車両電
流が流れている時、パンダグラフがトロリ線から離れる
とアークが発生する。図１の５はそのアークを表現して
いる。
【００１４】図２は、車両Ｄ、Ｅの内部を簡潔に示した
概念図で、車両内には、大電流で走行をつかさどる主回
路２１がある他に補助回路２２があり、主として電動発
電機（ＭＧ）２２１、空気圧縮機（ＣＰ）２２２、座席
ヒータ（Ｈ）２２３などがある。車両走行中は主回路、
補助回路とも作動するが、車両停車中は主回路は開放さ
れ補助回路だけが作動していて、１００Ａオーダーの電
流がパンダグラフを通して流入している。
概念図で、車両内には、大電流で走行をつかさどる主回
路２１がある他に補助回路２２があり、主として電動発
電機（ＭＧ）２２１、空気圧縮機（ＣＰ）２２２、座席
ヒータ（Ｈ）２２３などがある。車両走行中は主回路、
補助回路とも作動するが、車両停車中は主回路は開放さ
れ補助回路だけが作動していて、１００Ａオーダーの電
流がパンダグラフを通して流入している。
【００１５】図２では、本発明のアーク検出装置を参照
番号４で表示し、アークを検出した時に補助機器類２２
１、２２２、２２３などをトリップ信号４２によって全
開放することを示して、本発明の車両内での位置付けを
明示した。
番号４で表示し、アークを検出した時に補助機器類２２
１、２２２、２２３などをトリップ信号４２によって全
開放することを示して、本発明の車両内での位置付けを
明示した。
【００１６】パンダグラフ電圧Ｖｐ（以下、レール、従
って車両の車輪を基準としたパンダグラフの電位を「パ
ンダグラフ電圧」という）は常時変動しているが、主な
変動要因としては、（イ）車両などの負荷電流の大きさ
に対応して生ずるトロリ線、レール、変電所内部抵抗な
どによるオーミックドロップ（ロ）変電所の整流リップ
ル（ハ）トロリ線パンダグラフ間のアーク電圧などがあ
る。
って車両の車輪を基準としたパンダグラフの電位を「パ
ンダグラフ電圧」という）は常時変動しているが、主な
変動要因としては、（イ）車両などの負荷電流の大きさ
に対応して生ずるトロリ線、レール、変電所内部抵抗な
どによるオーミックドロップ（ロ）変電所の整流リップ
ル（ハ）トロリ線パンダグラフ間のアーク電圧などがあ
る。
【００１７】負荷電流によるオーミックドロップは、注
目している車両を流れる電流によるものの他に、同一ト
ロリ線下にいる他の車両を流れる電流によっても変動す
る。ところでこれらの車両負荷の変動によるパンダグラ
フ電圧の変動は後述するアークによるパンダグラフ電圧
の変動に較べてゆるやかな変動であり、また急激な変動
があったとしても散発的であり、ひとつの急激な変動と
次の急激な変動との間は近接していない。
目している車両を流れる電流によるものの他に、同一ト
ロリ線下にいる他の車両を流れる電流によっても変動す
る。ところでこれらの車両負荷の変動によるパンダグラ
フ電圧の変動は後述するアークによるパンダグラフ電圧
の変動に較べてゆるやかな変動であり、また急激な変動
があったとしても散発的であり、ひとつの急激な変動と
次の急激な変動との間は近接していない。
【００１８】整流リップルによるパンダグラフ電圧の変
動の概要は図３に示すごときもので、直流電気鉄道の使
用電圧を１，５００Ｖとする１５０Ｖオーダーの振巾を
持ち、リップルの周波数は、変電所が受電している商用
周波交流の周波数によって決まっており、３相交流を全
波整流するため商用周波の６倍の周波数となっている。
５０HZ地区では３００HZ、６０HZ地区では３６０HZのリ
ップルとなる。
動の概要は図３に示すごときもので、直流電気鉄道の使
用電圧を１，５００Ｖとする１５０Ｖオーダーの振巾を
持ち、リップルの周波数は、変電所が受電している商用
周波交流の周波数によって決まっており、３相交流を全
波整流するため商用周波の６倍の周波数となっている。
５０HZ地区では３００HZ、６０HZ地区では３６０HZのリ
ップルとなる。
【００１９】トロリ線とパンダグラフの間にアークが発
生すると、そのアークは成長したり、消滅したりの変動
を繰り返す。アークの変動によりアーク電圧も変動す
る。アークの経路が大きくなるとアーク電圧は大きくな
り、アークの経路が小さくなるとアーク電圧は小さくな
る。実際のアーク電圧（トロリ線電圧とパンダグラフ電
圧との差）を測定してみると図４の様相を示す。アーク
電圧変動の特徴は、アークが伸長する時はゆっくりとア
ーク電圧が成長し、アークが縮減する時は急激にアーク
電圧が小さくなり、図４（ｂ）に見るように、鋸歯状の
変動をする点にある。
生すると、そのアークは成長したり、消滅したりの変動
を繰り返す。アークの変動によりアーク電圧も変動す
る。アークの経路が大きくなるとアーク電圧は大きくな
り、アークの経路が小さくなるとアーク電圧は小さくな
る。実際のアーク電圧（トロリ線電圧とパンダグラフ電
圧との差）を測定してみると図４の様相を示す。アーク
電圧変動の特徴は、アークが伸長する時はゆっくりとア
ーク電圧が成長し、アークが縮減する時は急激にアーク
電圧が小さくなり、図４（ｂ）に見るように、鋸歯状の
変動をする点にある。
【００２０】車上で観察できる（入手可能な）電気的な
データは、レール電位に対するパンダグラフ電圧であっ
て、車上では直接的にはアーク電圧を観察（入手）でき
ない。パンダグラフ電圧は図４に示すように、リップル
波形を含んだ状態で、アーク電圧に対応して変動してい
る。
データは、レール電位に対するパンダグラフ電圧であっ
て、車上では直接的にはアーク電圧を観察（入手）でき
ない。パンダグラフ電圧は図４に示すように、リップル
波形を含んだ状態で、アーク電圧に対応して変動してい
る。
【００２１】図４（ｂ）に示すアーク電圧のグラフにお
いて、Ｘで指示した状態（比較的安定しているが小さな
変動が続いている状態）を時間軸を拡大してみると図５
のごとくで、アーク電圧変動はリップル波形の中に埋も
れた状態になっている。
いて、Ｘで指示した状態（比較的安定しているが小さな
変動が続いている状態）を時間軸を拡大してみると図５
のごとくで、アーク電圧変動はリップル波形の中に埋も
れた状態になっている。
【００２２】本発明の原理は、パンダグラフ電圧を取り
込み、この中に常時含まれている直流分とリップル分を
除去し、更に低周波の変動分を排除し急激な＋方向への
変動分だけを抽出することにより、アークをとらえられ
ることである。
込み、この中に常時含まれている直流分とリップル分を
除去し、更に低周波の変動分を排除し急激な＋方向への
変動分だけを抽出することにより、アークをとらえられ
ることである。
【００２３】この原理は、アーク以外の要因によるパン
ダグラフ電圧の変動の影響を無視することを可能にす
る。
ダグラフ電圧の変動の影響を無視することを可能にす
る。
【００２４】以上述べたように、本発明の原理の核心は
（１）パンダグラフ電圧から直流及びリップルによる変
動を排除し、直流分及びリップル以外の要因による変動
を残し、（２）その中の急激な立ち上がり現象をとらえ
ることとした点にあり、これによりその他の要因による
パンダグラフ電圧の変動の影響を無視して、アークの変
動によるパンダグラフ電圧を抽出できるところにある。
このことによってパンダグラフ電圧に基づいて、アーク
の存在を認識することが可能となる。
（１）パンダグラフ電圧から直流及びリップルによる変
動を排除し、直流分及びリップル以外の要因による変動
を残し、（２）その中の急激な立ち上がり現象をとらえ
ることとした点にあり、これによりその他の要因による
パンダグラフ電圧の変動の影響を無視して、アークの変
動によるパンダグラフ電圧を抽出できるところにある。
このことによってパンダグラフ電圧に基づいて、アーク
の存在を認識することが可能となる。
【００２５】
【実施例】図６は、本発明の実施例を示す概念構成図で
ある。図６中の「前置センサ４９」は、アーク検出の原
理上では不要とされるものであるが、具体的に実施する
場合には、１，５００Ｖの直流高電圧系統と縁を切るた
めに配置するのが好ましい。
ある。図６中の「前置センサ４９」は、アーク検出の原
理上では不要とされるものであるが、具体的に実施する
場合には、１，５００Ｖの直流高電圧系統と縁を切るた
めに配置するのが好ましい。
【００２６】前置センサの具体例として、図７に示す実
施例がある。図７（ａ）はＣとＲの組み合わせによるも
ので、Ｖｐ′にはＶｐの微分波形が得られ、直流分がカ
ットされる。図７（ｂ）はＣＴによるもので、Ｖｐ″に
はＶｐの微分波形が得られ、直流分がカットされる。
施例がある。図７（ａ）はＣとＲの組み合わせによるも
ので、Ｖｐ′にはＶｐの微分波形が得られ、直流分がカ
ットされる。図７（ｂ）はＣＴによるもので、Ｖｐ″に
はＶｐの微分波形が得られ、直流分がカットされる。
【００２７】リップル除去演算部４５は、パンダグラフ
電圧データの現在値と商用周波一周期分前の値との差を
演算する。これにより、パンダグラフ電圧データ中のリ
ップル分を除去する。急上昇検出演算部４６は、リップ
ル成分を除去した電圧データ中の低周波変動分を除去し
て、一定レベル以上の急上昇分を検出する。急上昇点頻
度判定演算部４７は、前記急上昇点の発生頻度を判定す
るもので、一定期間に複数個の急上昇点が存在する時に
トリップ信号４２及び検出表示出力４４１を出力する。
電圧データの現在値と商用周波一周期分前の値との差を
演算する。これにより、パンダグラフ電圧データ中のリ
ップル分を除去する。急上昇検出演算部４６は、リップ
ル成分を除去した電圧データ中の低周波変動分を除去し
て、一定レベル以上の急上昇分を検出する。急上昇点頻
度判定演算部４７は、前記急上昇点の発生頻度を判定す
るもので、一定期間に複数個の急上昇点が存在する時に
トリップ信号４２及び検出表示出力４４１を出力する。
【００２８】実施例では、車両状況を示す車両状況入力
４３を取り込み、トリップ出力４２を出力するためのト
リップ信号制御部４８１、また検出表示出力をホールド
出力とし、運転手のリセット扱いにより表示出力をリセ
ットするための表示リセット信号４４２を取り込む表示
制御部４８２が設けられる。
４３を取り込み、トリップ出力４２を出力するためのト
リップ信号制御部４８１、また検出表示出力をホールド
出力とし、運転手のリセット扱いにより表示出力をリセ
ットするための表示リセット信号４４２を取り込む表示
制御部４８２が設けられる。
【００２９】（アーク検出後の処置）トロリ線断線防止
のためには、車両停止中を条件としてアーク検出し、ア
ークと認知した時に自己車両の負荷を開放することによ
りアークの持続を抑え、トロリ線断線を防止する。負荷
開放後の処置は鉄道会社の方針によるが、パンダグラフ
の下げ、上げを繰り返して、パンタグラフ上の雪を人為
的に落とすなどが試みられよう。
のためには、車両停止中を条件としてアーク検出し、ア
ークと認知した時に自己車両の負荷を開放することによ
りアークの持続を抑え、トロリ線断線を防止する。負荷
開放後の処置は鉄道会社の方針によるが、パンダグラフ
の下げ、上げを繰り返して、パンタグラフ上の雪を人為
的に落とすなどが試みられよう。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は従来適切
な対策がなく放置されていて、直流電気鉄道の停車中の
車両のトロリ線とパンダグラフ間のアークによってトロ
リ線が断線するという問題に対して、アーク電圧の変動
特性に着目することによって車上搭載の簡易な装置によ
ってアーク検出を可能にした。これによりアークによる
トロリ線断線を未然に防止することができ、トロリ線断
線による莫大な復旧作業と運転の乱れを救済できる。
な対策がなく放置されていて、直流電気鉄道の停車中の
車両のトロリ線とパンダグラフ間のアークによってトロ
リ線が断線するという問題に対して、アーク電圧の変動
特性に着目することによって車上搭載の簡易な装置によ
ってアーク検出を可能にした。これによりアークによる
トロリ線断線を未然に防止することができ、トロリ線断
線による莫大な復旧作業と運転の乱れを救済できる。
【図１】直流電気鉄道における変電所と車両の関係を示
す図。
す図。
【図２】図１に示す車両Ｄ又はＥの電気系統を示す概念
図。
図。
【図３】整流リップルによるパンダグラフ電圧の変動を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図４】パンダグラフ電圧（ａ）とパンダグラフ・アー
ク電圧（ｂ）の変動を示すグラフ。
ク電圧（ｂ）の変動を示すグラフ。
【図５】図４のグラフの時間軸を拡大して示す部分詳細
図。
図。
【図６】本発明の実施例の概要を示すブロック図。
【図７】図６の前置センサ４９の実施例を示す図であっ
て、（ａ）はＣＲ形前置センサを、（ｂ）は電流形前置
センサを示す。
て、（ａ）はＣＲ形前置センサを、（ｂ）は電流形前置
センサを示す。
Ａ 直流電気車両に運転用電力を供給する直流変電所 Ｂ 電気車両が運転用電力を受け取るための地上側設備
との＋側接触点（トロリ線） Ｃ 電気車両が運転用電力を受け取るための地上側設備
との−側接触点（レール） Ｄ 直流電気車両 Ｅ 直流電気車両 ＶＴ レールを基準としたトロリ線電位 Ｖｐ レールを基準とした電気車両のパンダグラフ電位 １ 電気車両のパンダグラフ ２ 電気車両内の負荷設備 ２１ 電気車両が走行用動力を発生するために直接かか
わる電気回路で、主回路と呼ばれる大電流の回路 ２１１ 電気車両の走行用動力を発生する主電動機 ２２ 電気車両の制御や接客設備としての電気回路で、
補助回路と呼ばれる ２２１ 補助回路の内、電気車両内で使用する低圧電力
を発生するための電動発電機 ２２２ 空気ブレーキやドア操作の動力源となる圧縮空
気を発生するための空気圧縮機 ２２３ 冬季などにおける客室暖房用の電気ヒータ ３ 電気車両の車輪 ４ 本発明にかかわるアーク検出装置 ４１ パンダグラフ電圧Ｖｐをアーク検出装置４に取り
込むための＋側配線 ４２ アーク発生を検出した場合に、補助回路２２を切
り離すためにアーク検出装置４から出力されるトリップ
信号 ４３ 電気車両の走行中にはアーク検出をさせないため
に、アーク検出装置４に与えられる車両状況を示す信号 ４４１ アーク検出したことを乗務員に知らせるための
検出表示出力で、乗務員の確認を促すためにホールド出
力される ４４２ アーク検出したことを乗務員が確認し、アーク
検出装置４を初期状態に戻すために乗務員がリセット扱
いしたことを示す表示リセット信号 ４５ パンダグラフ電圧Ｖｐに含まれる整流リップルに
よる変動分を除去するためのリップル除去演算部 ４６ リップル除去演算部４５を通過したパンダグラフ
電圧から、急激な電圧回復現象を抽出するための急上昇
点検出演算部 ４７ 急上昇点検出演算部４６を通過したパンダグラフ
電圧から、一定の大きさ以上の急上昇点が接近して複数
個存在することを判定する急上昇点頻度判定演算部 ４８ パンダグラフ電圧Ｖｐをディジタル演算処理する
ために、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換部 ４８１ 車両状況を示す信号４３をチェックして、アー
ク検出装置トリップ出力４２の制御を行うトリップ信号
制御部 ４８２ 乗務員の表示リセット扱い信号４４２をチェッ
クして、検出表示出力の制御を行う表示制御部 ４９ パンダグラフ電圧Ｖｐから直流分をカットした信
号を得るとともに、パンダグラフ回路との絶縁を確保す
るための前置センサ ４９１ ＣＲ形前置センサにおいて、直流分を絶縁する
とともに微分回路を構成するための高耐圧コンデンサ ４９２ ＣＲ形前置センサにおいて、コンデンサ４９１
と組み合わせて微分回路を構成する抵抗器 ４９３ 電流形前置センサの鉄心 ４９４ 電流形前置センサの２次コイル ５ トロリ線とパンダグラフ間に発生したアーク
との＋側接触点（トロリ線） Ｃ 電気車両が運転用電力を受け取るための地上側設備
との−側接触点（レール） Ｄ 直流電気車両 Ｅ 直流電気車両 ＶＴ レールを基準としたトロリ線電位 Ｖｐ レールを基準とした電気車両のパンダグラフ電位 １ 電気車両のパンダグラフ ２ 電気車両内の負荷設備 ２１ 電気車両が走行用動力を発生するために直接かか
わる電気回路で、主回路と呼ばれる大電流の回路 ２１１ 電気車両の走行用動力を発生する主電動機 ２２ 電気車両の制御や接客設備としての電気回路で、
補助回路と呼ばれる ２２１ 補助回路の内、電気車両内で使用する低圧電力
を発生するための電動発電機 ２２２ 空気ブレーキやドア操作の動力源となる圧縮空
気を発生するための空気圧縮機 ２２３ 冬季などにおける客室暖房用の電気ヒータ ３ 電気車両の車輪 ４ 本発明にかかわるアーク検出装置 ４１ パンダグラフ電圧Ｖｐをアーク検出装置４に取り
込むための＋側配線 ４２ アーク発生を検出した場合に、補助回路２２を切
り離すためにアーク検出装置４から出力されるトリップ
信号 ４３ 電気車両の走行中にはアーク検出をさせないため
に、アーク検出装置４に与えられる車両状況を示す信号 ４４１ アーク検出したことを乗務員に知らせるための
検出表示出力で、乗務員の確認を促すためにホールド出
力される ４４２ アーク検出したことを乗務員が確認し、アーク
検出装置４を初期状態に戻すために乗務員がリセット扱
いしたことを示す表示リセット信号 ４５ パンダグラフ電圧Ｖｐに含まれる整流リップルに
よる変動分を除去するためのリップル除去演算部 ４６ リップル除去演算部４５を通過したパンダグラフ
電圧から、急激な電圧回復現象を抽出するための急上昇
点検出演算部 ４７ 急上昇点検出演算部４６を通過したパンダグラフ
電圧から、一定の大きさ以上の急上昇点が接近して複数
個存在することを判定する急上昇点頻度判定演算部 ４８ パンダグラフ電圧Ｖｐをディジタル演算処理する
ために、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換部 ４８１ 車両状況を示す信号４３をチェックして、アー
ク検出装置トリップ出力４２の制御を行うトリップ信号
制御部 ４８２ 乗務員の表示リセット扱い信号４４２をチェッ
クして、検出表示出力の制御を行う表示制御部 ４９ パンダグラフ電圧Ｖｐから直流分をカットした信
号を得るとともに、パンダグラフ回路との絶縁を確保す
るための前置センサ ４９１ ＣＲ形前置センサにおいて、直流分を絶縁する
とともに微分回路を構成するための高耐圧コンデンサ ４９２ ＣＲ形前置センサにおいて、コンデンサ４９１
と組み合わせて微分回路を構成する抵抗器 ４９３ 電流形前置センサの鉄心 ４９４ 電流形前置センサの２次コイル ５ トロリ線とパンダグラフ間に発生したアーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河田 信義 東京都品川区大崎一丁目19番１号 永楽電 気株式会社内 (72)発明者 西田 康二 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 (2)
- 【請求項１】 直流電気鉄道の電気車両において、パン
ダグラフ電圧を常時サンプリングして、パンダグラフ電
圧データとして読み取り、商用周波１周期分前のデータ
を今のデータから減算することにより、パンダグラフ電
圧に含まれる直流分と整流リップル分を除去するリップ
ル除去演算部と、整流リップル除去後のデータの低周波
分を除去してパンダグラフ電圧の急上昇分だけを取り出
す急上昇点検出演算部と、一定のレベル以上の急上昇分
を持つ急上昇点が近接して多数存在することを判定する
急上昇点頻度判定演算部と、で構成されている直流電気
車両パンダグラフ・アーク検出装置。 - 【請求項２】 上記パンダグラフ電圧を、前置センサを
介してＡ／Ｄ変換した後、変換出力をリップル除去演算
部へ提供するようにしたことを特徴とする、請求項１記
載の直流電気車両パンダグラフ・アーク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20006097A JPH1146402A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 直流電気車両のパンダグラフ・アーク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20006097A JPH1146402A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 直流電気車両のパンダグラフ・アーク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1146402A true JPH1146402A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16418181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20006097A Pending JPH1146402A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 直流電気車両のパンダグラフ・アーク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1146402A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-07-25 JP JP20006097A patent/JPH1146402A/ja active Pending
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