JPH06105275B2 - 電車線の断線検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電車線の断線を検出する装置に関する。

〔従来の技術〕 吊架線およびトロリ線を含む電車線は、振動疲労、機械
的摩耗およびアーク放電等による電気的損傷、腐食等が
原因して断線することがある。

このような断線箇所に電車が進入すると、電車側のパン
タグラフを始めとする集電装置や、架線設備に大きな損
傷が発生することがしばしばある。このような事故が発
生すると、長時間に亘つて電車が立ち往生したり、復旧
に多大な労力を要する場合が多く、社会的に影響の大き
な事故となりかねない。

したがって、電車線の断線事故が発生すると、直ちにこ
れを知り断線事故現場に電車が進入するのを事前に停止
させる必要がある。特に、長いトンネル内や、本四連絡
橋などのように、復旧作業が困難な場所で断線事故が発
生した際には、これら断線現場への電車の進入は絶対に
避けるべきである。

従来、電車線の断線事故を検知する手段として、トロリ
線の製造時に、トロリ線内にトロリ線と電気絶縁された
電線を長手方向に沿って内蔵させておき、トロリ線を架
線したのちこの電線に信号電流を流して警報線として使
用し、トロリ線が断線した場合にはこの警報線も断線す
ることにより信号電流が遮断され、これによってトロリ
線の断線を検知する手段が提案されている。

しかしながら、上記の手段によると、トロリ線内にトロ
リ線と電気絶縁された警報線を長手方向に沿って内蔵し
なければならないので製造に手間を要し、製造費用が極
めて高くなる。しかも、トロリ線はパンタグラフの通過
により摩耗する消耗品であるから、所定の使用経過後に
は交換を要するものであり、この時には信号警報線も同
時に交換されるのでランニングコストも高くなる。

また、このものはトロリ線に適用できても、吊架線には
使用できない不具合もある。

ところで、電車線においては、トロリ線を含む架線が通
常1500m以下の間隔で区切られており、それぞれの両端
が引き留めされている。１区切りゾーンの引き留め手段
としては種々の構造が知られているが、多くはトロリ線
の張力を一定に保ち、パンタグラフの摺接抵抗を安定し
た状態に維持するため、張力調整装置が使用されてい
る。この張力調整装置は、吊架線およびトロリ線が気温
変化にもとづき熱膨張，収縮するのを自動的に吸収して
トロリ線の張力を一定に保つようにしたものである。

吊架線やトロリ線が断線した場合は当然、張力が零また
はこれに近い値に低くなり、したがって張力調整装置に
おいては吊架線やトロリ線が断線した場合は極端な変位
を示すことになる。このため、張力調整装置を調べるこ
とによりその領域の吊架線やトロリ線の断線を知ること
が可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、張力調整装置を調べることにより吊架線
やトロリ線の断線を知るには、保全巡回作業時などのよ
うにその現場を監視員が見回るなどのような検査時に限
られ、遠隔的に断線を知ることができない。

しかも、張力調整装置においては、もともと気温変化に
もとづく吊架線やトロリ線の熱膨張，収縮を自動的に吸
収するために変位するものであるから、極端な変位を示
していることが必ずしも電車線の断線が原因していると
は判断できず、気温変化にもとづく熱膨張，収縮を吸収
している場合もあるので、張力調整装置を調べることだ
けで電車線の断線を判定することはできない欠点があ
る。

本発明においては、気温変化による膨張，収縮の許容範
囲内での変位は電車線が断線していると判断せず、上記
許容範囲を越えた変位では電車線が断線していると判断
し、しかも遠隔的にかつ断線が発生したなら直ちに知り
得ることができる電車線の断線検知装置を提供しようと
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、電車線の張力変化または張力変化にもとづく
伸縮変位量を検出してこの張力変化量または伸縮量に応
じた電気的信号を発する変化量検出装置と、気温を検出
してこの気温に応じた電気的信号を発する気温センサ
と、これら変化量検出装置と気温センサから送られてき
た信号を受けこの気温に応じた電車線の張力または伸縮
量が適切な範囲であるか否かを判断し変化量が適切な範
囲を越えた場合に電車線が断線していると判断するコン
ピュータと、このコンピュータにて判断された結果を出
力する出力装置を具備したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、変化量検出装置によって電車線の張力
変化または張力変化にもとづく伸縮変位量を検出すると
ともに、気温センサにより気温を検出し、これら変化量
検出装置と気温センサから送られてきた信号をコンピュ
ータに導入して、このコンピュータによりその時の気温
に応じた適切な電車線の張力または伸縮量を算出し、こ
の適正値と上記測定した実際の変位量とを比較し、これ
により測定した変位量が断線を示しているか否かを判断
し、この判断結果を出力装置に表示する。したがって、
気温による変化量を補正した判断がなされるので断線で
あるか否かを間違いなく知ることができ、また現場に居
なくても遠隔的に電車線の断線を知ることができるとと
もに、断線が発生すると直ちに知ることもできる。

〔実施例〕

以下本発明について、第１図ないし第６図に示す第１の
実施例にもとづき説明する。

一般に電車線路では、第１図に示すように、、トロリ線
を含む架線が1500m以下の間隔で区切られており、それ
ぞれの両端が引き留めされている。両端の引き留め手段
として、トロリ線の張力を一定に保ちパンタグラフの摺
接抵抗を安定した状態に維持するため、張力調整装置が
使用されている。この張力調整装置については第２図お
よび第３図に示す。

すなわち、１は電車線支持構造物としての支柱であり、
上部にはテンションアーム２を介して吊架線３の端部が
連結されている。

支柱１には、支持アーム4,5により支軸６が支持されて
おり、この支軸６には大滑車７および小滑車８が互いに
一体に回転するように回転自在に支持されている。

小滑車８にはトロリ線９の一端が巻掛けして連結されて
おり、大滑車７にはテンションワイヤ10の一端が巻掛け
して連結されている。テンションワイヤ10の他端はバラ
ンスウエイト11に連結されている。バランスウエイト11
はガイドロッド12,12により上下方向に摺動自在に案内
されるようになっており、これらガイドロッド12,12
は、ブラケット13,14により支柱１に固定されている。

上記大滑車７には、バランスウエイト11の荷重がテンシ
ョンワイヤ10により付与され、大滑車７の半径と上記バ
ランスウエイト11の荷重にもとづくトルクが与えられて
いる。一方上記小滑車８には、トロリ線９の張力が付与
され、小滑車８の半径と上記トロリ線９の張力にもとづ
くトルクが与えられている。したがって、大滑車７に作
用するトルクと、小滑車８に作用するトルクが互いに平
衡を保ち、これによりトロリ線９に所定の張力を与えて
いるものである。

そして、気温の変化にもとづきトロリ線９が例えば伸長
した場合は、バランスウエイト11が下降してトロリ線９
の張力を一定に保ち、また逆にトロリ線９が収縮した場
合は、バランスウエイト11が上昇してトロリ線９の張力
を一定に保つ。したがって、気温の変化にもとづくトロ
リ線９の張力変化を防止し、トロリ線９の張力を一定に
保ってパンタグラフとの摺接性能を良好に維持するもの
である。

上記一方のブラケット14には、バランスウエイト11の移
動量を検出する変位計15が取付けられている。この変位
計15は上記バランスウエイト11の上下方向の位置に応じ
た値の電気的信号を発生するようになっており、この電
気的信号はリード線16を介して中央制御室20の処理装置
21に接続されている。

支柱１には他のブラケット17を介して温度センサ18が取
付けられている。この温度センサ18は気温に応じた電気
的信号を発し上記中央制御室20の処理装置21に送り込む
ものである。

なお、上記変位計15および温度センサ18は、測定部22を
構成している。

中央制御室20の処理装置21は、第４図に示すように、マ
イクロコンピュータ25と、出力装置として警報装置を含
む表示装置26を備えている。

上記マイクロコンピュータ25は後述するフローチャート
のような作動を行ない、これに応じて表示装置26が作動
する。

上記実施例の作用について、第５図および第６図の図面
を加えて説明する。

まず、変位計15の作動を説明すると、張力調整装置のバ
ランスウエイト11は前述した通り、気温の変化にもとづ
くトロリ線９の熱膨張，収縮を吸収するべく上下に移動
するものであるから、バランスウエイト11の上下方向位
置は気温に比例して変化する。したがって、このバラン
スウエイト11の移動は第５図に示す特性図のようにな
る。すなわち、第５図においては、ある所定の気温θ_０
の時のバランスウエイト11の上下方向の位置をＸ−Ｙ座
標の原点に設定し、Ｘ軸を気温が上昇する方向にプラス
とし、Ｙ軸はバランスウエイト11が下がる方向をプラス
として示してある。上記設定気温θ_０よりも温度が上昇
した場合にバランスウエイト11は下方向に移動し、この
移動距離Ｌは、 Ｌ＝ｌ（１＋αθ） で表わされる。

但し、l;設定気温θ_０の時のバランスウエイト11の位置 α：トロリ線の線膨張係数 θ：上昇した気温 である。

なお、通常この種のバランスウエイト11の移動には、ば
らつきがあるので、この動作ばらつきの範囲±δは正常
な範囲の許容領域とみることができる。

したがって、気温がθのときにトロリ線が断線していな
い場合には、バランスウエイト11の理論上の移動距離Ｌ
は、Ｌ＝ｌ（１＋αθ）±δの領域にある。換言すれ
ば、気温がθのときにバランスウエイト11の移動距離が
Ｌ＝ｌ（１＋αθ）±δの範囲内であればトロリ線は断
線していないと判断することができる。

一方、気温がθのときにトロリ線が断線している場合
は、バランスウエイト11が大きく下降し、よって、バラ
ンスウエイト11の移動距離ＬはＬ＞ｌ（１＋αθ）＋δ
の領域になる。このため、気温がθのときにバランスウ
エイト11の移動距離ＬがＬ＞ｌ（１＋αθ）＋δの領域
にあればトロリ線が断線していると判断することができ
る。

このような特性にもとづき、マイクロコンピュータ25は
第６図に示すフローチャートのような処理をなすように
設定されている。

すなわち、変位計15および温度センサ18からの電気的信
号はマイクロコンピュータ25に入力され、このマイクロ
コンピュータ25は変位計15からの信号によりバランスウ
エイト11の移動距離Ｌを知り、また温度センサ18からの
信号により気温θを知る。

マイクロコンピュータ25は、気温θにもとづきバランス
ウエイト11の理論移動距離L₀を算出する。そして、この
理論移動距離L₀と上記変位計15から得られた実測値Ｌと
を比較する。

そして、実測値Ｌ＞理論値L₀の関係であれば、バランス
ウエイト11の移動距離がｌ（１＋αθ）＋δを越えてい
るのでトロリ線が断線していると判断し、表示装置26に
警告表示信号を送る。表示装置26においてはトロリ線が
断線していることを音や輝度の点滅等によって表示し、
かつこの断線現場に進入しつつある電車に停止信号を送
る。

このような実施例の装置によれば、断線現場に居なくて
も遠隔的にトロリ線の断線を知ることができるととも
に、断線が発生すると直ちに知ることもでき、断線現場
に進入しつつある電車に緊急信号を送って直ちに停止さ
せることもできる。

なお、上記実施例では、トロリ線の断線を知るためバラ
ンスウエイト式の張力調整装置を利用したが、本発明は
これに制約されず、第７図および第８図に示すようなス
プリング式張力調整装置を用いてもよい。

すなわち、スプリング式張力調整装置は、互いに伸縮可
能に結合された外筒70と内筒71の間に図示しないスプリ
ングを掛け渡して収容し、このスプリングにより外筒70
と内筒71を互いに短縮する方向に付勢してある。外筒70
を支柱１に連結するとともに、内筒71をトロリ線９に接
続してある。トロリ線９が気温の変化によって膨張、収
縮した場合は、外筒70と内筒71が互いに伸縮してトロリ
線９の張力を一定に保つようにしてある。

本実施例では上記外筒70と内筒71の間に、これらの相対
的な変位量を測定する変位計15を設けてある。

このようにしても上記第１の実施例と同様な作用を奏す
る。

また、上記各実施例では、張力調整装置の変位量により
トロリ線の断線を検知するようにしたが、本発明は第９
図に示すように、支柱１に対して直付けしたトロリ線９
や吊架線３の張力を直接測定するようにしてもよい。

さらに、本発明はトロリ線９以外に、吊架線３等の断線
を検出することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によると、その時の気温に応
じた適切な電車線の張力または伸縮量を算出し、この適
正値と測定した実際の変位量とを比較してこれにより測
定した変位量が断線を示しているか否かを判断し、この
判断結果を出力装置に表示するようにしたから、気温に
よる変化量を補正した判断がなされるので断線であるか
否かを間違いなく知ることができる。しかも現場に居な
くても遠隔的に電車線の断線を知ることができるととも
に、断線が発生すると直ちに知ることもでき、断線現場
に電車が進入することによる事故の拡大を未然に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は電車線断線検出装置の全体を概略的に示す説明
図、第２図はバランスウエイト式張力調整装置の構成
図、第３図はその主要部の拡大図、第４図はシステム
図、第５図はバランスウエイト式張力調整装置の特性
図、第６図はフローチャート、第７図および第８図は本
発明の第２の実施例を示し、第７図はスプリング式張力
調整装置の構成図、第８図はその主要部の拡大図、第９
図は本発明の第３の実施例を示す支柱直付け式の架線構
造を示す図である。 １……支柱、３……吊架線、７……大滑車、８……小滑
車、９……トロリ線、11……バランスウエイト、15……
変位計、18……気温センサ、20……中央制御室、21……
処理装置、25……マイクロコンピュータ、26……出力表
示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電車線の張力変化または張力変化にもとづ
   く伸縮量を検出しこの張力または伸縮量に応じた電気的
   信号を発する変化量検知装置と、気温を検出してこの気
   温に応じた電気的信号を発する気温センサと、これら変
   化量検出装置と気温センサから送られてきた信号を受け
   この気温に応じた電車線の張力または伸縮量が適切な範
   囲であるか否かを判断し変化量が適切な範囲を越えた場
   合に電車線が断線していると判断するコンピュータと、
   このコンピュータにて判断された結果を出力する出力装
   置を具備したことを特徴とする電車線の断線検知装置。