JPS6123721B2 - - Google Patents

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JPS6123721B2
JPS6123721B2 JP56056259A JP5625981A JPS6123721B2 JP S6123721 B2 JPS6123721 B2 JP S6123721B2 JP 56056259 A JP56056259 A JP 56056259A JP 5625981 A JP5625981 A JP 5625981A JP S6123721 B2 JPS6123721 B2 JP S6123721B2
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JP
Japan
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short
wheel set
section
rail
track
Prior art date
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Expired
Application number
JP56056259A
Other languages
English (en)
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JPS57173301A (en
Inventor
Kazuhiko Nagase
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.)
Japan National Railways
Original Assignee
Japan National Railways
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Publication date
Application filed by Japan National Railways filed Critical Japan National Railways
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Publication of JPS6123721B2 publication Critical patent/JPS6123721B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

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、いわゆるセクシヨン内に流さ
れている。そして、このセクシヨン内に列車が在
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、セクシヨ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。
セクシヨ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、セクシヨンの始端部から1対のレールに軌道
電流を与え、これをセクシヨンの最終端部で受電
する回路を構成し、このセクシヨンに列車が在線
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である。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ヨン
終端部で軌道電流が受電できないときには、あた
かもそのセクシヨ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、きわめてまれではあるが、いわゆる短絡不
良現象が発生している状況である。
もし、セクシヨ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、そのセクシヨンに
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
クシヨ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ヨン
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、さらに分岐路の途中転換防護等を行
うセクシヨンでは、列車が分岐路通過中にこれが
転換するといつた危険な事態が想定される。
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
け現象を起こし、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
考えられてはいるが、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
の専用のセクシヨンを設けてそのセクシヨンを通
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。
軌道電流で信号制御等に用いるものはほとんど
全て交流電源を用いている。そしてセクシヨンの
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、セクシヨンの始端寄
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、この車での短絡が完
全であるならばこの車より後位ではそのセクシヨ
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は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で検知するた
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
号セクシヨンの境界附近)で動作となして、軌道
電流を検知することとすれば、短絡不良がある場
合には受電器はセクシヨ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
上においてセクシヨ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
後方の車上で受電器を設置し、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
入力記憶する装置を設け、列車が軌道電流の送出
点附近であるセクシヨン境界を通過する際、この
記録装置と動作とすればよい。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ヨ
ン境界附近における軌道短絡の状況を知ることが
できる。
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図および第2図は本発明の1実施例を示す
概念図である。第1図において、公知の軌道回路
よりなる信号セクシヨン(以下これを「セクシヨ
ン」という)内のレールRL上を第1図の矢印方
向に進行する車両L0は2つの車D1およびD2から
なり本発明の実施例においては車D1とレールRL
の短絡抵抗を調査するものとする。セクシヨン境
界にはセクシヨンに信号電流を送電する公知の信
号電源装置Sが設けられている。車両L0のレー
ルRL附近に設けられ、レールRLに当該セクシヨ
ンの制御用として流れる信号電流(以下これを
「軌道電流」という)を検知する公知の受電器R
は当該レールRLに軌道電流が流れる場合に、こ
れを検知し、これに接続した公知の受電器RVで
公知の手段により検波、増幅等を行つてその電流
のレベルを検知できるものとする。このような状
況の下で車両L0がセクシヨン境界附近を通過す
る場合にはレールRLと車D1の短絡が完全に行わ
れているならば第1図の状況の下では受電器Rは
軌道電流を検知することはない。しかし車D1
短絡状況は必ずしも万全でない場合もあり、この
場合には車D1およびその後方にある(図示しな
い)軌道電流装置等によつても軌道電流は短絡さ
れるため車D1の後方にも微弱な軌道電流が流れ
受信器Rはその旨を検知する。さらに車両L0
第1図の方向に進行し、車D1がセクシヨン境界
を通過して当該セクシヨンを進出すると、軌道電
流は車D2およびこのセクシヨンの終端にある公
知の軌道電流受電装置(図示しない)ならびに軌
道漏洩抵抗などによつて短絡されるため受電器R
は軌道電流のほぼ全てを検知することができる。
この状況を第2図に示す等価回路図に従つてさ
らに詳しくのべてみよう。第2図においてセクシ
ヨン境界附近に設けられた信号電源装置Sは電圧
がEボルトの電源EおよびインピーダンスZ1なる
公知の軌道抵抗子よりなりインピーダンスボンド
Pを介しレールRLに接続されている。Z2は車D1
とレールの短絡インピーダンスに相当し、Z3は車
D1の後方におけるレールRLの短絡抵インピーダ
ンス、すなわち車D2とレールの短絡抵抗または
その後方にある軌道電流受電装置(図示しない)
の入力インピーダンスおよび軌道の漏洩抵抗など
をも含めた短絡インピーダンスである。
説明を簡単にするために電源Eにより送り出さ
れる電源の種別は短小な軌道回路長さでは位相の
変化を無視し得る商用周波数を用いるものとし、
レール自体の抵抗等は他の値に比べてきわめて小
さいので、これを無視するものとする。このよう
な構成の回路において、車D1の短絡インピーダ
ンスZ1に流れる電流i2とし短絡インピーダンスZ2
に流れる電流をi3とし、電源Eから当該信号セク
シヨンへ送出される電流i1とすればつぎの3つの
式が成立する。
i2Z3=i3Z3 (1) i1=i2+i3 (2) E=i1(Z1+Z・Z/Z+Z) (3) さらに列車が進行し第1図に示す車D1がセクシ
ヨンの前方に進出すると第2図のZ2はないものと
見做すことができるので、このときにはセクシヨ
ンはZ3によつてのみ短絡された状態となる。この
とき信号電源Sから送出される電流すなわちZ3
よつて短絡される電流をi3′とすれば次の式が成立
する。
E=i3′(Z1+Z3) (4) これら4つの式について第1図に示した方法では
求めることができない軌道電流i2およびZ3を消去
してまとめるとZ2について次の2次方程式にする
ことができる。
(E/i′−E/i)Z +(E/i′−Z1
(Z1+E/i′−E/i)Z2+Z1 (E/i′−Z12=0 (5) (5)式は公知のZ2についての2次方程式であり、Z2
以外の値はEおよびZ1について信号電源装置Sか
らただちに判明する。またi3およびi3′については
車両L0に取付けられた受電器Rによつて車D1
セクシヨン内にある場合およびセクシヨンの外方
に進出した場合についての軌道電流を検知し、こ
れを受電器RVで増幅、検波等を行うことにより
容易に知ることができる。従つて(5)式については
定数の全てが判明している公知の2次方程式を解
放する式によりZ2、すなわち当セクシヨン境界附
近における車D1とレールの短絡インピーダンス
をきわめて容易に求めることができる。
以上のべた方法はただ一つの受電器を測定しよ
うとする車の後方にのみ設置することによつてセ
クシヨン境界附近でレールと車の短絡状況が判明
するので装置自体の構成は比較的簡単であるが、
反面地上の信号電源装置の各種の値について詳細
なデータが不可欠である。
このような問題を解決するための方法として、
第2図における信号電源装置から送出される全体
の軌道電流i1を求めることができるならば、次に
述べるような方法によつて、求めるべき軌道の短
絡インピーダンスZ2ははるかに簡単に求めること
ができる。しかるに第1図において車両L0が信
号セクシヨン内のセクシヨン境界附近にあつて、
かつ車D1がいまだ当該信号セクシヨンから進出
しない状況の下で、車D1の前方に受電器Rおよ
び受電器RVの同一構成からなる点線で示した第
1図のような受電器R′と受電器RV′を設置し、こ
れによつて軌道電流を検知すれば第2図における
軌道電流i1、すなわち信号電源装置から送出され
る全体の軌道電流を求めることができる。このよ
うにして軌道電流i1を求めることができるならば
(1)および(2)式から Z3=i−i/iZ2 (6) が成立する。
さらに(3)および(4)式からEを消去することがで
きるので(4)式とこれらを併せるとEを消去した次
の式によつてZ2を表すことができる。
すなわち、求めるべき車D1とレールの短絡抵抗
は第1図における車D1がセクシヨンを進出する
以前における車D1の前方および後方にある受電
器RおよびR′により検知された軌道電流i1および
i3と、車D1が当該信号セクシヨンを進出した後に
おいて、車D1の後方にある受電器Rが検知した
軌道電流i3′ならびに軌道抵抗子Z1から求めること
ができる。この方法によれば地上信号設備の定数
等は軌道抵抗子のインピーダンスのみを求めるこ
とによつて本発明が実施できるので、受電器のレ
ールの短絡抵抗を求めるべき車の後方に1つのみ
設置する方法よりさらに簡単である。
以上述べた本発明の実施方法はセクシヨンに流
れる信号電流については回路途中の誘導および容
量による位相のずれの影響の少ない商用電源等を
用いた例について述べたがこれを無視し得ない周
波数の高い信号電流を用いた場合についても基本
的な考え方は今まで述べた実施例とほぼ同じであ
る。さらに本実施例においては回路途中における
レールおよびインピーダンスボンド等のインピー
ダンスについては一般的に他の値に比べきわめて
少ないため無視したが、この値を無視し得ない場
合にはこれらの値を測定し、この値を考慮に入れ
てレールと車の短絡抵抗等を求めなければならな
いことはもちろんであり、その場合には第2図に
示す等価回路図についてはレールのインピーダン
ス等を考慮した等価回路図に部分修正する必要が
ある。加えてこの場合の実施例についても基本的
な考え方は今まで述べた実施例と何ら変る所はな
い。またレールの短絡抵抗を求めるべき車につい
ても本発明の実施例の如く1輪軸に特定されるも
のでないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す概念図であり、
第2図はその等価回路図である。 L0……車両、D1,D2……輪軸、RL……レー
ル、S……信号電源装置、R,R′……受電器、
RV,RV′……受電器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 軌道電流を短絡すべき輪軸とレールの短絡状
    況を検知する場合において、短絡状況を調査すべ
    き輪軸後方の車上に軌道電流を検知するための受
    電器を設置し、列車が軌道電流の送出点附近を通
    過する際、当該輪軸がセクシヨン内にある場合お
    よびセクシヨン外に進出した場合の各々につい
    て、前記受電器の検知した軌道電流の値に基づ
    き、当該輪軸とレールの短絡抵抗を検知すること
    を特徴とする輪軸とレールの短絡状況検知方法。 2 軌道電流の短絡すべき輪軸とレールの短絡状
    況を検知する場合において、短絡状況を調査すべ
    き輪軸前方および後方の車上に軌道電流を検知す
    るための受電器を設置し、列車が軌道電流の送出
    点附近を通過する際、当該輪軸がセクシヨン内に
    ある場合における輪軸の前方および後方にある前
    記受電器の検知した軌道電流と当該輪軸がセクシ
    ヨン外に進出した場合における輪軸後方にある前
    記受電器の検知した軌道電流との値に基づき、当
    該輪軸とレールの短絡抵抗を検知することを特徴
    とする輪軸とレールの短絡状況検知方法。
JP56056259A 1981-04-16 1981-04-16 Detecting method for shortcircuit state of wheel set and rail Granted JPS57173301A (en)

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JPS57173301A JPS57173301A (en) 1982-10-25
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2951262B1 (fr) * 2009-10-08 2015-10-23 Amesys Dispositif permettant d'analyser l'etat d'usure des frotteurs d'un vehicule a traction electrique.

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JPS57173301A (en) 1982-10-25

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