JPS6047802B2 - 軌道短絡状況検知方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 鉄道のレールにはいろいろな種類の軌道電流が限定さ
れた区間内、いわゆるセクション内に流されている。

そして、このセクション内に列車が在線すると、その列
車の輪軸（以下これを「車」という）によりレールは短
絡状態となり、軌道電流の状態は大きく変化するので、
この現象をとらえることによつて、セクション内に列車
が在線している旨を検知する方式は広く鉄道信号の制御
などに用いられている。 本発明はこのようにレールに
流した電流を車が短絡する状況の検知方法に関するもの
である。

セクション内の列車在線検知方式のうち、レールと車
の短絡現象を用いる方法としてはいろいろな種類がある
が、最も多く用いられている方法は、セクションの始端
部から１対のレールに軌道電流を与え、これをセクショ
ン内の最終端部で受電する回路を構成し、このセクショ
ンに列車が在線しないときは最終端部で軌道電流を受電
するが、列車が在線したときには、列車の車でレールが
短絡されることにより、軌道電流を受電できないことを
もつて、列車在線検知を行う方法てある。かような方式
によれば、輪重の大きな複数の車により圧着された状態
でレール短絡は確実に行われ、しかも、もしレールの折
損などにより、セクション終端部で軌道電流が受電でき
ないときには、あたかもそのセクションに列車が在線し
たかのような状態となるなどの長所があるので、従前か
らこの方式は列車在線検知の手段として賞用されている
。しかし、このように重量の大きい列車の多数の車によ
つてレールがたえず圧着されているからと言つてもレー
ルと車との電気的な接触状況が絶体的なものであるかと
言うと、必ずしもそうではなく、きわめてまれであるが
、いわゆる短絡不良現象が発生している状況である。
もし、セクション内に在線している列車の全ての車で短
絡不良が発生すれば、そのセクションには信号回路上は
列車が在線していないのと同一の状態となり、列車制御
や列車の信号制御を行うセクションでかような現象が発
生すれば、列車相互が干渉するという重大な事態発生の
懸念があり、踏切警報や踏切しや断桿の制御を行うセク
ションでは不測の開扉や無警報という危険な事故発生の
懸念があり、さらに分岐器の途中転換防護等を行うセク
ションでは、列車が分岐器通過中にこれが転換するとい
つた危険な事態発生が想定される。

このように非常に危険な因子を持つ軌道短絡不良の現
象の発生する理由は、レールと車との間に何らかの非電
導体、例えば、油、砂、およびじんあいなどが一時的に
介在することによつて生ずるのではないか、あるいは、
車の輪重が一時的に振動などによつて大きく変動して、
いわゆる輪重抜け現象を起し、これによつてレールと車
の接触が不良になるのではないかなどいろいろな原因が
考えられているが、具体的な現象を把握することは非常
に難かしいため、その原因について、現在も各方面から
いろいろな研究や調査が行われているにもかかわらず、
明らかにされてはいない。このため、最近では、車をレ
ールに近似した回転体と接触させつつ、定置の試験台で
回転させて、車と回転体との接触抵抗を測定する基礎的
な研究や、本線上に軌道の短絡状況を調査するための専
用のセクションを設けてそのセクションを通過する列車
全体の短絡状態を調査する試験などを行つてはいるが、
具体的な成果などを得にくく、従つて、原因はもちろん
のこと、短絡不良防止対策は確立されていない。軌道電
流て信号制御等に用いるものは全て交流電源を用いてい
る。

そして、セクションの始端で送出された軌道電流が列車
が在線することによつて、レールが確実に短絡されてい
るならば、軌道電流は一般的には、セクションの始端寄
りの列車第１位の車、（一般的には列車最前位の車）で
短絡されているので、この車より後位ではそのセクショ
ンの軌道電流はレールに流れることはない。しかし、い
ろいろな調査によると軌道電流は列車の車ただ一軸によ
つて完全に短絡されない場合が多く、かようなときには
、列車の最前位の車の後方に軌道電流が漏洩するので、
実際には最前位の車の後方の車で軌道電流が短絡される
事態も生じている。このような非常に複雑な車による軌
道短絡の状況を調査するために軌道電流を車上て検知す
るための公知の受電器を、従前の設置位置であるところ
の列車最前位に設置することなく、列車の最前位の車よ
り少くとも後方に設置するとともに、当該受電器を軌道
電流の送出点附近（一般的には信号セクションの境界附
近）で動作となして、軌道電流を検知することにすれば
、短絡不良がある場合には受電器はセクション通過以前
においても漏洩する軌道電流を検知することとなり、さ
らに前方の車が軌道電流の送出点の前方へ進出した時点
ではその受電器の検知する軌道電流のレベルは変化する
現象のあることに着目し、本発明では、車上においてセ
クション通過時に軌道電流のレベルと列車移動の状況を
併せて検知することによつて、車の短絡不良状況を把握
しようとするものである。

このような方法により軌道電流の短絡状況を調査するた
めには短絡状況を調査しようとする車の”後方の車上に
受電器を設置し、その受電器で検知した軌道電流の情報
を車上の受信器等で増巾等を行つて軌道電流値に変換す
るとともに、かく変換出力させた電流値と列車の移動距
離情報を併せて入力記録する装置を設け、列車が軌道電
流の送出点附近であるセクション境界を通過する際、こ
の記録装置を動作とすればよい。

かようにして記録したデータを解析すれば調査すべき車
のセクション境界附近における軌道短絡の状況を知るこ
とがてきる。つぎにこのような方法にもとずいた本発明
の実施例を第１図および第２図を引用しつつ述べてみよ
う。

第１図は本発明の一実施例を示す概略構造図てある。

図において、軌道短絡の状況を調査するための機関車し
の車Ｄｌ，Ｄ２，Ｄ３およびＤ４それぞれの隣接の車と
の軸距をＬとし、機関車レにはその最後部の車Ｄ４から
距離Ｌ″後方に軌道電流を検知するための公知の受電器
Ｒがとり付けられており、当該受電器Ｒは信号セクショ
ン内の一対のレールＲＬにそのセクションの始端側の境
界附近から、電源Ｓを源として、その信号セクション内
に送出される軌道電流の電流値を検知するに適した公知
の構造となつており、しかも軌道電流を検知し易いよう
な位置、特にレールＲＬとの相対位置なとを充分考慮し
て機関車Ｌ。の車上にとり付けられているものとする。
Ｒ■は検波・増巾・ろ波などの機能を有する公知の軌道
電流検知用の受信器てあつて受電器Ｒの検知した軌道電
流情報を公知の方法により電流値に変換し、公知の２現
象の記録装置であるレコーダＲＣに出力する。レコーダ
ＲＣには車Ｄ２に直接駆動されるパルス式速度発電機Ｔ
Ｇから出力される移動情報が同時に入力されており、機
関車Ｌが定められた単位距離移動する毎に単位パルスを
移動距離情報としてレコーダＲＣに出力する。電流値情
報及び移動距離情報を入力したレコーダＲＣはこれら２
つの入力情報を２現象の記録装置に記録する。機関肌。
は、その後部に多くの客車Ｃを連絡し、これらの客車Ｃ
は多くの車Ｗを配している。かような構成の機関車Ｌ。

および客車Ｃよりなる列車がレールＲＬ上をセクション
境界方向に進行したとき、機関車の各車のいずれの軸に
も、軌道短絡不良現象が発生し、一部の軌道電流が機関
車Ｌ。の後方に漏洩する事態が生じたとすれば、機関車
しに設けられた受電器Ｒは、受電器Ｒの中心がセクショ
ン境界附近に到着する以前から前記の漏洩軌道電流を検
知することになる。したがつて、かような事態が生じた
ときには、セクション境界附近を通過した際のレコーダ
ＲＣのデータを解析すれは、機関車の各車の軌道短絡状
態を知ることができる。つぎにこのような方法によつて
、本発明者が過日本線上において収録した軌道短絡状況
を示すデータの一例を第２図に示す。

第２図の横軸は、列車の移動距離量を示し、縦軸は受電
器Ｒが検知した軌道電流値を示す。

レコーダＲＣに入力した２つの情報、すなわち、列車移
動距離情報及び軌道電流情報は第２図に示すような状態
で記録されているものとする。第２図において、横軸の
ａは車Ｄ１がセクション内から外へ進出した点、ｂは同
じく車Ｄ２が、Ｃは車Ｄ３が、ｄは車Ｄ４が、ｅは受電
器Ｒがそれぞれセクションから外へ進出した点とすれば
、各点間の距離は図示の如くになる。

かく状態の下で、機関沖上。がセクションから進出して
いない時点すなわちＯからａに至る間においてレコーダ
ＲＣは軌道電流値１１を記録しａ−ｂ間では同じくＩ２
を、ｂ−ｃ間てはＪ３を、ｃｍｄ間ではＪ４を、ｄ〜ｅ
間ではＩ５なる軌道電流値をそれぞれ記録したものとす
れは、このセクション境界附近のきわめて短い区間にお
ける軌道漏洩電流は車によつて短絡される軌道短絡電流
に比べて一般に著るしく小さいのでこれを無視して差し
つかえないからａにおいて車Ｄ１がセクション境界から
外方に進出したことによつて電流値がｉ１からＩ２に変
化したのであるから、この時点の電流の変化値、すなわ
ち（１２一ｉ１）が、車Ｄ１によりなされていた軌道短
絡電流値であり、同様にして（１３−１２）がＤ２の短
絡電流値、（１４−１３）がＤ３の短絡電流値、（１５
−１４）がＤ４の短絡電流値となる。その後、受電器Ｒ
がセクションの外方に進出すれば、このセクションでの
軌道電流は０となる。なお、ｉ１は機関車がいまだセク
ション内にあるとき、機関車Ｌ。（７）Ｄ１からのＤ４
の車のいずれによつても短絡を完全に行うことができな
かつたため、機関車Ｌ。の後方に漏洩し、後位の客車の
いずれかの車Ｗによつて短絡された軌道電流値であり、
Ｉ５は軌道が完全に短絡された状態の下で軌道に流れる
電流値である。もつともＩ５がかような値を示すのは、
客車Ｃの編成両数がきわめて多いなどの理由によつて、
客車の多くの車Ｗにより軌道が完全短絡された状態とな
つた場合、あるいは、セクションの図示しない終端部に
設けられるインピーダンスボンド等の抵抗値が適正に設
定されている場合、あるいは電源Ｓに設けられた限流リ
アクトルの適正作用などの理由によつて、機関沖上。が
セクション境界から外方に進出して機関車の車によるレ
ールの短絡インピーダンスが低下しても軌道電流値が大
きく変動しない場合などのときである。以上のべた方法
によつて、機関車の各車についての短絡電流や軌道に流
れる全体の電流値を知ることができるので、各車の軌道
短絡の状態すなわち、各車の軌道短絡の負担率などをも
確実に把握することができ、さらに、地上側などでセク
ション境界附近のレール間の電位差を求めることとすれ
ばこれに加えて、各車の短絡インピーダンスをも求める
ことができる。

このような方法によつて、レコーダＲＣに収録したデー
タを解析すればセクション境界附近における車のレール
との短絡状況の詳細に知ることができる。

以上の実施例においては、電源Ｓから送出される軌道電
流は前述のように短絡する車の数が変化するなどの状況
によつても不変であると仮定したが、これの値が大きく
変動する場合には、機関車がセクション境界附近を通過
することによつて軌道の短絡インピーダンスが大巾に変
化しないように客車Ｃの編成両数をなるべく長大にして
、この客車の車Ｗによつて充分な短絡を行うこととすれ
ばよく、さらにかような方法が不可能な場合には、軌道
電流の電源Ｓに公知の定電流装置を付加させるなどの方
法を講じて軌道電流を一定に制御するなどの方法を採る
こととしてもよい。

さらに、本実施例では軌道電流の送出点はセクション境
界と一致した例について述べたが、一般の絶縁軌道回路
においては接続方法などによつてこの点とセクション境
界点との間に若干の差異のあるときがあるので、かよう
な場合には、列車の距離情報については場合によつては
補正を行うことが必要な場合がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構造図、第２図は
本発明を実施した場合における軌道短絡不良状況の調査
の際のデータの一例を示す図表である。 Ｌ・・・・・・機関車、Ｃ・・・・・・客車、Ｄｌ，Ｄ
２，・・・Ｄ４・・・・・・車、ＲＬ・・・・・ルール
、Ｓ・・・・・・軌道電流の電源、Ｒ・・・・・・受電
器、Ｒ■・・・・・・受信器、ＲＣ・・・・・・レコー
ダ、ＴＧ・・・・・・パルス式速度発電機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軌道電流を短絡すべき輪軸のレールとの短絡状況を
   検知する場合において、軌道電流を検知するために車上
   に設けられる受電器を列車の最前位の輪軸より後方の車
   上に設置し、列車が軌道電流の送出点附近を通過する際
   当該受電器から出力される軌道電流情報と列車の移動距
   離情報とを併せて検知し、前記列車移動距離情報に対す
   る軌道電流の出力レベルの変化状態から、受電器前方の
   列車の輪軸の軌道短絡状態を検知することを特徴とする
   軌道短絡状況検知方法。