JPH11326432A

JPH11326432A - 地絡電流検知器

Info

Publication number: JPH11326432A
Application number: JP10153749A
Authority: JP
Inventors: Eiji Yoshikawa; 英治吉川; Akiyasu Sawada; 昭保澤田; Yasushi Yamaguchi; 康山口; Shunsaku Koga; 俊作古賀; Yuzo Yamamoto; 裕三山本
Original assignee: Asahi Electric Works Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Asahi Electric Works Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: JP4063957B2

Abstract

(57)【要約】【課題】停車番線の多い鉄道駅や電留線の多い鉄道車両
基地で、地絡事故が発生した際に、地絡箇所を有するき
電線１０を迅速に確定する。【解決手段】き電線１０にＣＴセンサ１２を設け、その
誘起電圧を整流回路１６で整流し、その出力端子間に出
力電圧が所定値より低いと小さな抵抗値に所定値以上で
大きな抵抗値に切り換えられる抵抗切換回路５２を接続
する。また、整流回路１６の出力電圧で充電されるコン
デンサ２２を設け、その端子電圧が所定電圧に達すると
サイリスタ３８を制御回路５４で導通させ、コンデンサ
２２の充電電圧をサイリスタ３８とソレノイド３６のコ
イルを介して放電する。このソレノイド３６の動作によ
り、表示手段が表示布を落下表示する。ＣＴセンサ１２
と検知器本体を一体的に連結固定し、ＣＴセンサ１２を
き電線１０に嵌挿固定するとともに検知器本体をき電線
１０に懸垂状態で固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、停車番線の多い鉄
道駅や電留線の多い鉄道車両基地などで、いずれかのき
電線で地絡事故が発生した際に、地絡箇所を有するき電
線を迅速に確定できるようにするための地絡電流検知器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】停車番線の多い鉄道駅や電留線の多い鉄
道車両基地では、き電線が多数本複雑に張り巡らされて
おり、いずれかのき電線に地絡事故が発生すると、検査
員がそれぞれのき電線を点検して回らなければならず、
地絡箇所を有するき電線を特定するために多くの時間と
作業が必要であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の地絡箇所を有す
るき電線の特定に多くの時間を必要とする不具合を改善
し、迅速に検知確定できる技術が要望される。しかる
に、き電線のごとき活線の地絡事故を検出する技術は、
未だ提案されていない。

【０００４】従来にあっては、落雷を受けて、閃絡を生
じた送電線鉄塔を検出表示する技術としては、例えば、
実開平４−７９２６８号公報に示されるごとき閃絡表示
器が公知である。また、送電線鉄塔には、雷サージ電圧
から機器の絶縁破壊を防ぐために避雷器が設備されてい
る。この避雷器により、雷サージ電流が放電されて大地
に放流され、この放流が終わるとこれに伴うＡＣ続流が
速やかに遮断されるように構成されている。しかるに、
避雷器が故障していると、ＡＣ続流が速やかに遮断され
ない。そこで、実開平６−５３９８０号には、このＡＣ
続流を検出表示する技術が提案されている。

【０００５】上記した、閃絡表示器およびＡＣ続流検出
器のいずれにあっても、避雷器を大地に接地するアース
線路に設けられるものであって、通常状態で電流が流れ
る活線に設けられたものでない。そこで、通常状態で電
流が流れるき電線のごとき活線に設けて、通常電流では
動作せず、地絡電流に対してのみ動作する検知器が要望
される。

【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、活線に設けられて通常電流では動作せず、地絡電
流に対してのみ動作検出するようにした地絡電流検知器
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の地絡電流検知器は、活線に流れる電流に
より電圧が誘起されるＣＴセンサと、このＣＴセンサで
誘起された電圧を整流する整流回路と、この整流回路の
出力端子間に接続されて前記整流回路の出力電圧が所定
値より低いと小さな抵抗値に、所定値以上で大きな抵抗
値に切り換えられる抵抗切換回路と、前記整流回路の出
力電圧が充電されるコンデンサと、半導体スイッチと、
前記コンデンサの端子電圧が所定電圧に達すると前記半
導体スイッチを導通状態とする制御回路と、前記コンデ
ンサの端子電圧が前記半導体スイッチを介してコイルに
与えられるソレノイドと、このソレノイドの動作により
地絡電流を検知したことを表示する表示手段と、を備え
て構成されている。

【０００８】また、前記ＣＴセンサ以外の部材を検知器
本体内に収納し、この検知器本体と前記ＣＴセンサを一
体的に連結固定し、前記ＣＴセンサを前記活線に嵌挿固
定するとともに前記検知器本体を前記活線に懸垂状態で
固定するように構成しても良い。

【０００９】そして、前記表示手段を、前記ソレノイド
の動作により検知器本体の底板を開いてこの底板に支持
されていた表示布を落下するようになし、しかもこの表
示布を蛍光染料または蛍光塗料または蛍光顔料を塗布し
た布、または蛍光繊維からなる布を用いて構成すること
もできる。

【００１０】さらに、前記活線が、停車番線または電留
線のき電線またはき電ジャンパー線であっても良い。

【００１１】そしてまた、前記ＣＴセンサが、前記活線
に流れる地絡電流で飽和せずに出力電圧を誘起し、雷サ
ージ電流で飽和されて出力電圧を誘起せず、誘起しても
小電力であるように設定して構成しても良い。

【００１２】そしてさらに、前記コンデンサと並列に放
電用の抵抗を接続して構成することもできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１な
いし図４を参照して説明する。図１は、本発明の地絡電
流検知器の一実施例の回路図である。図２は、本発明の
地絡電流検知器で用いる表示手段の機構の一例を示す図
である。図３は、本発明の地絡電流検知器を活線に配設
した状態の外観図であって、（ａ）は正面図であり、
（ｂ）は側面図である。図４は、本発明の地絡電流検知
器をき電線に配設した一例を示す図である。

【００１４】まず、図１を参照して回路構成につき説明
する。活線であるき電線１０に、ＣＴセンサ１２が配設
される。このＣＴセンサ１２は、き電線１０に流れる商
用周波数で６０００Ａ程度の地絡電流では飽和されるこ
となしに電磁誘導現象で出力電圧が誘起され、雷サージ
電流に対して飽和して出力電流が誘起されず、誘起され
ても小電力であるものが選定される。このＣＴセンサ１
２の出力端間に、バリスタなどのサージ・アブソーバ１
４が介装されていて、サージなどの高電圧出力が制限さ
れる。そして、ＣＴセンサ１２の出力端が整流回路１６
に接続され、サージ・アブソーバ１４で制限された電圧
が整流されて出力される。

【００１５】この整流回路１６のプラス出力端が、順方
向のダイオード１８と電流制限用の抵抗２０を直列に介
して、コンデンサ２２の一端に接続される。また、整流
回路１６のマイナス出力端が、コンデンサ２２の他端に
設続される。そして、コンデンサ２２に並列に放電用の
抵抗２４が接続される。さらに、コンデンサ２２の一端
が、順方向のダイオード２６とコンデンサ２８を直列に
介して、コンデンサ２２の他端に接続される。このダイ
オード２６とコンデンサ２８の接続点が、ツェナーダイ
オード３０と抵抗３２を直列に介して、コンデンサ２２
の他端に接続される。さらに、抵抗３２に並列にコンデ
ンサ３４が接続される。また、コンデンサ２２の一端
が、ソレノイド３６のコイルと半導体スイッチとしての
サイリスタ３８を直列に介して、コンデンサ２２の他端
に接続される。そして、ツェナーダイオード３０と抵抗
３２の接続点が、サイリスタ３８のゲートに接続され
る。

【００１６】さらに、整流回路１６のプラス出力端が、
抵抗４０と４２を直列に介して、整流回路１６のマイナ
ス出力端に接続される。この抵抗４０に並列に、トラン
ジスタ４４が接続される。また、整流回路１６のプラス
出力端が、抵抗４６とトランジスタ４８を直列に介し
て、整流回路１６のマイナス出力端に接続される。そし
て、トランジスタ４４のベースが、抵抗４６とトランジ
スタ４８の接続点に接続され、トランジスタ４８のベー
スが、抵抗５０を介して、抵抗４０と４２の接続点に接
続される。

【００１７】かかる回路構成において、き電線１０に通
常電流である１００〜４００Ａが流れる状態では、整流
回路１６から出力される電圧は僅かであり、抵抗４２の
両端電位差はトランジスタ４８のターンオン電圧である
例えば０．６Ｖ以下であって、トランジスタ４８は遮断
状態である。なお、抵抗４０と４２は、一例として３．
７５と０．２オームに設定されている。そこで、トラン
ジスタ４４は、導通状態となっており、整流回路１６の
出力電圧は、トランジスタ４４を経て抵抗値の小さな抵
抗４２に流れる。もって、コンデンサ２２にはほとんど
充電されることがない。しかるに、き電線１０に地絡事
故が発生し、地絡電流である３０００〜６０００Ａが流
れ、整流回路１６の出力電圧が急激に上昇して所定値以
上になると、抵抗４２に流れる電流も増加しその両端電
位差がターンオン電圧以上となって、トランジスタ４８
が導通状態となる。これに伴い、トランジスタ４４は遮
断状態となる。そこで、整流回路１６の出力電圧は、抵
抗４０と４２が直列接続された大きな抵抗値に流れるこ
ととなる。なお、抵抗４６は、１キロオームと抵抗４０
や４２に比べてきわめて大きく設定されている。このよ
うに、抵抗４０、４２、４６、５０とトランジスタ４
４、４８により、整流回路１６の出力電圧が所定値より
低いと抵抗４２の小さな抵抗値であり、所定値以上で抵
抗４０と４２の直列接続の大きな抵抗値に切り換えられ
る抵抗切換回路５２が形成されている。

【００１８】このようにして、整流回路１６の出力電圧
が所定値以上となり抵抗切換回路５２が大きな抵抗値に
切り換えられると、整流回路１６の出力電圧はコンデン
サ２２に充電される。そして、コンデンサ２２の端子電
圧でダイオード２６を介してコンデンサ２８が充電され
る。このコンデンサ２８の充電電圧がツェナーダイオー
ド３０のツェナー電圧を超えると、コンデンサ３４が充
電され、このコンデンサ３４の充電電圧がサイリスタ３
８のターンオン電圧に達すると、サイリスタ３８が導通
状態となる。このサイリスタ３８の導通状態により、コ
ンデンサ２２の充電電圧がソレノイド３６のコイルとサ
イリスタ３８を介して放電され、ソレノイド３６が動作
される。したがって、コンデンサ２２の端子電圧が所定
電圧に達すると、サイリスタ３８が導通状態とされる。
なお、ツェナーダイオード３０と抵抗３２およびコンデ
ンサ３４で、サイリスタ３８を導通状態とする制御回路
５４が形成されている。

【００１９】そして、き電線１０に雷サージ電流が流れ
ても、ＣＴセンサ１２の飽和により整流回路１６は大き
な出力電圧を生ぜず、また生じたとしても瞬時の雷サー
ジ電流に対するコンデンサ２２、２８、３４の充電時定
数による充電遅れにより、サイリスタ３８が導通される
ことはない。そして、仮にかかる要因によりコンデンサ
２２へ充電されたとしても、並列接続された抵抗２４に
より放電がなされ、地絡電流検知の際以外で、コンデン
サ２２が不必要に充電されている状態は速やかに解消さ
れる。

【００２０】次に、図２を参照して、ソレノイド３６の
動作により地絡電流を検知したことを表示する表示手段
の一例につき説明する。検知器本体６０内には、ＣＴセ
ンサ１２を除いた上述の回路構成が搭載された回路基板
６２とソレノイド３６および表示布６４が収納される。
この表示布６４は、上端が検知器本体６０内に固定され
下端にボビン形状の重りが固定されており、軸６６を揺
動軸として開閉される底板６８により通常時は支持され
ている。そして、この底板６８は、閉じた状態を、凹部
６８ａに係合する板バネ７０の弾力により保持されてい
る。そこで、ソレノイド３６のコイルに電流が流れてプ
ランジャ３６ａを保持する永久磁石の磁力線が打ち消さ
れると、バネ圧によりプランジャ３６ａが瞬間的に突出
して底板６８を板バネ７０の弾力に抗して開き、表示布
６４が落下する（図２に一点鎖線で示す）。ここで、表
示布６４は、視認性を高いものとすべく赤い布を用いて
構成されるが、蛍光塗料または蛍光染料または蛍光顔料
が塗布などされた布を用い、また蛍光繊維からなる布を
用いるならば、夜間でも確認が容易である。

【００２１】そこで、地絡電流が検知されてソレノイド
３６が動作し底板６８が開かれると、表示布６４が落下
してこれを表示する。そして、地絡事故を復旧させた後
に、表示布６４を再び巻き戻して検知器本体６０内に収
納し、底板６８を閉じて板バネ７０に係合保持させるこ
とで、本発明の地絡電流検知器を繰り返して使用するこ
とができる。

【００２２】さらに、本発明の地絡電流検知器は、図３
に示すごとく、ＣＴセンサ１２と、このＣＴセンサ１２
以外の部材が収納される検知器本体６０とが、一体的に
連結固定されている。そして、ＣＴセンサ１２は上下に
２分割できるロ字状のフェライトコア１２ａとこのフェ
ライトコア１２ａに巻回される検出コイル１２ｂとから
なる。この検出コイル１２ｂの出力端が、検知器本体６
０内に収納される回路基板６２に適宜に接続されてい
る。さらに、フェライトコア１２ａの下半分が固定され
た取付金具７２が、検知器本体６０に固定される。ま
た、フェライトコア１２ａの上半分が固定されたフェラ
イト上部固定金具７４が、ボルト・ナットにより取付金
具７２に分離固定自在とされ、き電線１０を狭持してＣ
Ｔセンサ１２をき電線１０に嵌挿固定できるように構成
されている。さらに、取付金具７２は、き電線１０の長
手方向に検知器本体６０よりも突出されており、導電性
ゴム材７６、７６を介して挟持固定金具７８、７８がボ
ルト・ナットにより取付金具７２に分離固定自在とさ
れ、き電線１０を挟持固定できるように構成されてい
る。さらにまた、挟持固定金具７８、７８と共締め固定
されて本体落下防止金具８４が取付金具７２に固定さ
れ、この本体落下防止金具８４で検知器本体６０の外周
囲を適宜に囲んで支持している。

【００２３】このように、ＣＴセンサ１２および検知器
本体６０が一体的に固定され、共にき電線１０に固定さ
れるので、その取り付けが容易である。そして、従来の
閃絡表示器やＡＣ続流検出器のごとく、ＣＴセンサ１２
とは別に検知器本体６０を鉄塔などに固定する必要が無
く、その取り付け部材を必要としない。また、き電線１
０に対して、その長手方向の３点で固定しているので、
懸垂状態で固定される検知器本体６０が、き電線１０に
対して堅牢に固定され振動するようなことがない。さら
に堅牢な固定を必要とするならば、取付金具７２がき電
線１０の長手方向に突出する寸法をさらに長くすれば良
い。そしてまた、取付金具７２に共締め固定した本体落
下防止金具８４で検知器本体６０を支持しているので、
万が一にも取付金具７２から検知器本体６０が振動など
で分離するようなことがあっても、検知器本体６０の落
下を防止することができ、その落下に伴う重大な事故の
発生を未然に確実に阻止することができる。

【００２４】かかる構成からなる地絡電流検知器９０
は、例えば、図４に示すごとく、き電線１０が断路器８
０を介してき電ジャンパー線８２で接続される箇所の近
くのき電線１０に配設される。ここで、き電ジャンパー
線８２に配設されても良い。そして、性能テストによれ
ば、本発明の地絡電流検知器９０は、商用周波数１００
０Ａ連続で動作せず、１４００Ａでは３サイクルで動作
する性能を得ている。しかも、雷サージ電流４０ＫＡで
動作しない。

【００２５】なお、上記実施例にあっては、半導体スイ
ッチとしてサイリスタ３８を用いているがこれに限られ
ず、パワートランジスタなどの他の半導体スイッチが用
いられても良い。また、抵抗切換回路５２および制御回
路５４の回路構成は、上記のものに限られず、上記実施
例とその目的に照らして同等の機能を有するものであれ
ば、半導体スイッチの構造などに応じていかなる回路構
成が採用されても良い。さらに、表示手段は、図２に示
すものに限られず、ソレノイド３６が動作したことを、
外方から観察できる機構であればよい。そしてさらに、
本発明の地絡電流検知器は、き電線１０に限って配設さ
れるものでなく、いかなる活線に配設されても良い。こ
こで、活線に流れる通常電流と地絡電流に応じて、上記
回路構成の定数を適宜に調整することは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の地絡電流
検知器は構成されているので、以下のごとき格別な効果
を奏する。

【００２７】請求項１記載の地絡電流検知器にあって
は、活線の通常電流に対してはコンデンサが充電されず
に動作せず、地絡電流に対しては抵抗切換回路の抵抗切
換によりコンデンサが充電されて動作するので、地絡事
故が発生した活線を迅速に特定することができる。

【００２８】また、請求項２記載の地絡電流検知器にあ
っては、ＣＴセンサと検知器本体が一体化されて活線に
固定されるので、従来の閃絡表示器やＡＣ続流検出器の
ごとく、ＣＴセンサとは別に検知器本体を鉄塔などに固
定する必要が無く、その配設作業が容易であり、しかも
活線の任意の箇所に配設することが可能である。

【００２９】そして、請求項３記載の地絡電流検知器に
あっては、表示手段の表示布に蛍光塗料または蛍光繊維
などを用いるので、夜間でもその確認が容易である。

【００３０】さらに、請求項４記載の地絡電流検知器に
あっては、き電線またはき電ジャンパー線に配設するの
で、停車番線の多い鉄道駅や電留線の多い鉄道車両基地
などにおける地絡事故に対して、迅速に事故を生じたき
電線を特定することができる。

【００３１】そしてまた、請求項５記載の地絡電流検知
器にあっては、ＣＴセンサを地絡電流で飽和せず、雷サ
ージ電流で飽和するように選定するので、雷サージ電流
を誤検出するようなことがない。

【００３２】そしてさらに、請求項６記載の地絡電流検
知器にあっては、端子電圧が所定電圧に達するとソレノ
イドが動作するコンデンサに、抵抗を並列に接続したの
で、雷サージ電流などにより不必要にコンデンサが充電
されても、速やかに放電され、コンデンサの不適当な充
電状態が解消されるので、常にコンデンサは通常電流に
対する状態が維持される。もって、検知感度がばらつく
ようなことがなく、また誤動作する虞がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地絡電流検知器の一実施例の回路図で
ある。

【図２】本発明の地絡電流検知器で用いる表示手段の機
構の一例を示す図である。

【図３】本発明の地絡電流検知器を活線に配設した状態
の外観図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側
面図である。

【図４】本発明の地絡電流検知器をき電線に配設した一
例を示す図である。

【符号の説明】

１０き電線１２ＣＴセンサ１６整流回路２２コンデンサ２４抵抗３６ソレノイド３８サイリスタ５２抵抗切換回路５４制御回路６０検知器本体６４表示布６８底板７０板バネ７２取付金具７４フェライト上部固定金具７８挟持固定金具８２き電ジャンパー線８４本体落下防止金具９０地絡電流検知器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口康愛知県名古屋市中村区名駅１−３−４東海旅客鉄道株式会社東海鉄道事業本部内 (72)発明者古賀俊作愛知県名古屋市中村区名駅１−３−４東海旅客鉄道株式会社東海鉄道事業本部内 (72)発明者山本裕三神奈川県川崎市高津区久本１丁目８番１号旭電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活線に流れる電流により電圧が誘起され
るＣＴセンサと、このＣＴセンサで誘起された電圧を整
流する整流回路と、この整流回路の出力端子間に接続さ
れて前記整流回路の出力電圧が所定値より低いと小さな
抵抗値に、所定値以上で大きな抵抗値に切り換えられる
抵抗切換回路と、前記整流回路の出力電圧で充電される
コンデンサと、半導体スイッチと、前記コンデンサの端
子電圧が所定電圧に達すると前記半導体スイッチを導通
状態とする制御回路と、前記コンデンサの端子電圧が前
記半導体スイッチを介してコイルに与えられるソレノイ
ドと、このソレノイドの動作により地絡電流を検知した
ことを表示する表示手段と、を備えて構成したことを特
徴とする地絡電流検知器。
【請求項２】請求項１記載の地絡電流検知器におい
て、前記ＣＴセンサ以外の部材を検知器本体内に収納
し、この検知器本体と前記ＣＴセンサを一体的に連結固
定し、前記ＣＴセンサを前記活線に嵌挿固定するととも
に前記検知器本体を前記活線に懸垂状態で固定するよう
に構成したことを特徴とする地絡電流検知器。
【請求項３】請求項１記載の地絡電流検知器におい
て、前記表示手段を、前記ソレノイドの動作により検知
器本体の底板を開いてこの底板に支持されていた表示布
を落下するようになし、しかもこの表示布を蛍光染料ま
たは蛍光塗料または蛍光顔料を塗布した布、または蛍光
繊維からなる布を用いて構成したことを特徴とする地絡
電流検知器。
【請求項４】請求項１記載の地絡電流検知器におい
て、前記活線が、停車番線または電留線のき電線または
き電ジャンパー線であることを特徴とする地絡電流検知
器。
【請求項５】請求項１記載の地絡電流検知器におい
て、前記ＣＴセンサが、前記活線に流れる地絡電流で飽
和せずに出力電圧を誘起し、雷サージ電流で飽和されて
出力電圧を誘起せず、誘起しても小電力であるように設
定して構成したことを特徴とする地絡電流検知器。
【請求項６】請求項１記載の地絡電流検知器におい
て、前記コンデンサと並列に放電用の抵抗を接続して構
成したことを特徴とする地絡電流検知器。