JPS6047801B2 - 軌道短絡検知方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 鉄道の軌道（以下これを「レール」という）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
の最終端部で受電する回路を構成し、このセクション内
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、そのセクション内に列車が
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、そのセクション内には信号回路上
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内でかような現象
が発生すれば、利車相互が干渉するという重大な事態発
生の懸念があり、踏切瞥報や踏切しや断桿の制御を行う
セクションて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
のではないかと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、定量の試験台で回転させ、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。軌道電流で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、たと
え、第１位の車によつての軌道短絡不良があつたとして
も、少くとも、列車の最後位の車より後方（セクション
の終端側）に軌道電流が゛流れることはあり得ない。従
つて、その列車の軌道短絡の状況を逐一調査するために
は、軌道電流を検知するための公知の受電器を列車の車
上に設置し、しかも、その位置は通常自動車制御装置（
ＡＴＣ）などの軌道電流を検知するために設置されてい
る受電器のように列車の最前位に設置するのではなく、
少くとも一つは最前位の車より後位にを設置し、この受
電器の検知した軌道電流の状況を調査すれば、列車の軌
道短絡の状況を連続的に、車上で知ることができるだけ
でなく、しかも、かような方法をとれば、その列車の他
の因子、例えば振動の状況、ブレーキの作動状況などと
短絡不良との関連をも併せてきわめて容易に把握するこ
とがてきる。

本発明の特徴は、このように列車のセクションの始端（
軌道電流送出点）側の第１位（通常は最前位）の車より
後方の車上に軌道電流検知のための受電器を少くとも一
つ設置し、この受電器を用いて軌道短絡の状況を検知・
調査することにある。つぎに本発明の一実施例を説明す
るための一実施例を説明するために従前の軌道電流によ
る列車在線検知の状況を第１図を引用しつつのべてみよ
う。

第１図において、ある軌道電流の流れる信号セクション
の一方の境界である始端部附近の点ａから１対のレール
ＲＬに対して図示しない公知の軌道トランス等を介して
電源Ｓａから軌道電流が送出され、当該軌道電流はその
セクションの終端部に設置されているインピーダンスボ
ンドＥＢで受電される。

このセクション内に列車が在線しない時は、インピーダ
ンスボンドＥＢに伝送された軌道電流は、当該インピー
ダンスボンドＥＢにつらなる図示しない公知の軌道電流
を検知する継電器等を動作させて、セクション内に列車
が在線していない旨を検知する。

さらにセクション内に図示の如く、列車Ｃが在線してい
るときには列車の前位Ｗ，および後位の車Ｗ，によつて
レールＲＬは短絡状態となるので、インピーダンスボン
ドＥＢが軌道一電流を検知することができず、しかして
、セクション内は列車が在線する旨を検知できる。以上
のべた内容は広く信号制御などにおいて、セクション内
の列車在線検知の手段として用いられている方法である
。本発明の特徴はこのような軌道電流のレールと車との
短絡不良状況を検知するために少くとも列車の前位の車
Ｗ，の後方に軌道電流を検知するための公知の受電器を
１組設け、さらに必要により、列車の前位の車Ｗ，の前
方にも必要に応じ同一構造の受電器を設けることにある
。

つぎに本発明の一実施例を同図に基いて述べてみよう。
図において列車Ｃの前位の車Ｗｆの前方にはレールＲＬ
に流れる軌道電流を検知するために公知の軌道電流検知
用の受電器Ｒが設けられ、さらに同一構造の受電器Ｒｂ
が前位の車Ｗ，からＬなる距離をへだてた後位の車Ｗｌ
，の前方に設置されている。これら２つの受電器はレー
ルＲＬに流れる軌道電流を検知するためのものて、この
軌道電流のレベルを検知可能なようにその軌道電流の種
類に適したような公知構造となつており、さらに、列車
Ｃにおける設置位置等も軌道電流の種類に応じて最適の
軌道電流のレベルを検知し易いようレールＲＬとの相対
位置も適正に設定されているものとする。電源Ｓａから
送出される軌道電流は、図示のように列車がセクション
に在線したときには、列車の車によつてレールＲＬは短
絡されるので、この場合の車により短絡される電流値は
列車最前位の受電器Ｒによつて検知することがてきる。

（これ以外に受電器Ｒの検知する電流には受電器Ｒより
後方のセクション内の軌道漏洩電流も正確には含まれる
が、列車Ｃ附近より後方における軌道の漏洩電流は車に
よる短絡電流に比べて非常に小さいので、これは通常は
無視して差しつかえない。）しかし、前位の車Ｗ，で完
全なレールＲＬを短絡することができない場合には、後
位の車Ｗｂ等によつて短絡されることになる。そして、
この場合に、前位の車Ｗ，の後方に設置された受電器Ｒ
ｂによつても軌道電流が検知されるので、かような状況
はただちに車上でぞの旨を検知することができる。この
ような場合の軌道電流の流れを第２図に基づいて説明し
てみよう。

第２図は第１図における軌道電流の状況を示す等価回路
図てある。軌道電流の電？ａとレールＲＬとの接続点ａ
からレールＲＬへ送出される軌道電流は、列車Ｃの前方
附近においては前位の車Ｗ，とレールとの短絡インピー
ダンスＺ１とそれ以外の短絡インピーダンスＺ２で短絡
されるものとし、短絡インピーダンスＺ１による短絡電
流をｉ１、短絡インピーダンスＺ２による短絡電流をＩ
２、双方の短絡電流の和１１＋Ｉ２＝ＩＯとすると、短
絡電流１。は受電器Ｒによつて検知することができ、ま
た、受電器Ｒ５によつて、短絡電流１２を検知すること
ができるから前位の車Ｗ，によつて短絡される電流１１
はｉ１＝ＩＯ−１２から求めることができ、これによつ
て具体的な前位の車Ｗ，の短絡電流の状況や短絡不良の
状況を知ることができる。さらに、他の手段を用いて、
列車Ｃの附近におけるレールＲＬ間の電位差を求めれは
、直ちに前位の車Ｗ，の短絡インピーダンスを知ること
もできる。

つぎにこのように前位の車Ｗ，の短絡電流を検知する具
体的な一実施例を第３図のブロックに基いて述べてみよ
う。

第３図において、前位の車Ｗ，の前方に設けられた受電
器Ｒの検知した軌道電）流Ｊ。についての情報は公知の
検波・整流及び増巾機構を含む受信器ＲＶに伝達され、
これによつて軌道電流値１。に変換検知される。同様に
して、前位の車Ｗ，の後方に設けられた受電器Ｒ，の検
知した軌道電流Ｊ２についての情報は同じ機構の受信器
′）Ｒ■″によつて変換され、軌道電流１２として検知
される。このようにして、検知された２つの軌道電流値
は公知の減算機構を内蔵する比較器ＣＰに出力され、当
該比較！！ＳｉＣ．Ｐは内蔵の減算機構を用いて、９入
力された軌道電流値１。

から同じく入力された軌道電流値１２を減算し、しかし
て、比較器ＣＰは前位の車Ｗ，で短絡されることによつ
て流れる軌道電流値１１を求めることができる。以上の
ようにして、本実施例では、前位の車の軌道短絡の状況
を車上で連続的に検知することがてきるのて、短絡不良
の因子とみられている列車の他の状況、例へばブレーキ
の作動状況、速度、列車の輪重変動などと軌道短絡との
関連をもきわめて容易に把握することが可能てある。

本例においては前位の車のみについての軌道短絡状況を
検知する方法について述べたが、もし、検知すべき車が
、車Ｗ，と車Ｗ，双方である場合には、受電器Ｒ，はＷ
，の後方に設置すればよく、さらに必要に応じてはＷｆ
とＷｂ双方の後位におくこととしてもよく、さらに短絡
不良を検知する車の軸数は本実施例にとられれるもので
はない。

また、本実施例のように検知すべき車の短絡状況につい
て具体的にその車を流れる電流値（本実施例では電流値
１１）まで求めることは希望せず、ただ単に軌道短絡不
良の有無のみを検知すればよい場合には列車の前位の車
Ｗ，の前方に設ける受電器Ｒは不要であつて、ただ、単
に受電器Ｒ，のみを前位の車の後方に設置すればよい。
さらに、軌道全体の漏洩電流が非常に少ないなどの理由
によつて、受電器Ｒの検知する電流値１。は列車がセク
ションのいかなる地点にいる場合にもほぼ一定である状
態の時には、受電器Ｒを設ける必要はないので、この場
合にも、軌道短絡の状況の検知を受電器Ｒ，，のみて実
施することができる。このような方法によつて、軌道短
絡状況を調査した場合、軌道の短絡状況が不良でない場
合でも、前位の車の後方に設けられた受電器が軌道電流
を検知する場合があり、実際に調査などを行う場合、こ
のような状況が発生したとき、この状況．を短絡不良と
誤つて認めないような配慮を行うことが望ましい。

そこで、つぎにこれの実施例についてのべてみよう。第
４図は、第１図のうちかような状況の説明に必要な要部
のみを抜すいした側面図である。

図に．−おいて、信号セクション内の境界と軌道電流の
送出点ａとの距離をｂとすると、車Ｗｆに軌道短絡不良
が発生していないとき、図示の状態では受電器Ｒ，は軌
道電流を検知することはない。しかし、列車Ｃが図示の
方向に進行し、車Ｗ，が点ａを通過した時点から軌道電
流は点ａを起点として車Ｗ，と車Ｗ６とて閉成される回
路を流れはじめ、車Ｗｆが当該セクションの境界の外方
に進出した時点で車Ｗｂのみで短絡閉成される回路を軌
道電流は流れ、この状態は受電器Ｒｂが点ａを通過する
まで持続する。従つて、かようなときには車上では軌道
短絡不良でないにもかかわらずその旨と検知することに
なる。具体的には、受電器Ｒｂが強い軌道電流を検知し
、その持続長さが、その時点における列車の速度で図示
の距離Ｌにほぼ等しい長さを走行するに要する時間長さ
にほぼ一致したときはかようなセクション境界を通過し
たことにほかならないのノで、車上でその旨と見做し、
本来的な軌道短絡不良に基因するものと認めない必要が
ある。

つぎにこのようにセクションの境界でのみ検知される軌
道電流をその旨と検知するための方法の一実施例につい
て第５図に示すブロック図に基い・て述べてみよう。な
お、本実施例では第４図における点ａとセクション境界
との距離ｂはきわめて短いものとする。図において、受
電器Ｒｂからの信号電流を受電した旨の情報をうけた受
信器ＲＶ″は内蔵する図示・しない検波・増巾・および
整流回路等を用いてその受電した信号電流を検知し、動
作となつて、軌道電流を検知した旨の情報を公知の積分
器を含むカウンタＣＴ及びトリガー発生回路を含む信号
終了検知器ＴＲに出力する。

公知のパルス式回転計よりなり、列車Ｃのいずれかの輪
軸に直結し、列車の速度情報をとらえる速度発電器ＳＧ
は列車Ｃが予め定められた微少の距離を走行する毎にパ
ルスをカウンタＣＴに出力する。カウンタＣＴは受信器
ＲＶ″からの信号電流を検知した旨の情報をうけて、内
部のカウンタを公知の方法によりＣにセットするととも
にその時点以後速度発電器ＳＧから出力されるパルスカ
ウントを開始し、カウントした合計値が、前記の距離Ｌ
を列車が走行したと等しいパルスをカウントした時点で
動作となつて、その旨をトリガー信号として公知のアン
ドの論理回路を含む検知器ＡＮＤに出力する。一方信号
終了検知器ＴＲは受信器ＲＶ″から出力されている情報
が断となつた時点、すなわち受電器Ｒｂが信号電流を検
知しなくなつた時点で動作となつて、内蔵のトリガー発
生回路を公知の方法で駆動させることによりトリガー信
号を検知器ＡＮＤに出力する。かくして、検知器ＡＮＤ
はカウンタＣＴ及び信号終了検知器ＴＲからの信号が同
時に入力したとき、すなわち、受電器Ｒｂが信号電流を
検知した時間と距離Ｌを列車Ｃが走行するに要した時間
が一致した場合のみ、信号セクション境界と車上で見做
し、その旨と検知てきる。なお、本実施例においては、
受信器Ｒ■″が検知する信号電流の種別等については何
ら言及がなされていないが、当該受信器ＲＶ″が検知す
べき信号電流の状況が、受触状態となつた途中で変化す
る場合や図示の如く接続点ａがセクション境界と一致せ
ず、しかも、その差が大きいときには受信器が検知する
信号レベルの立上り状態が不安定なものとなる場合もあ
るので、かようなときには予め接続点の位置などを充分
調査したうえ、信号を検知したときの立上り感知レベル
を適正に定める必要があり、またさらに場合によつては
受信状態長さの検定を行う場合、基準とすべき受信長さ
等についても必要により若干の補正や許容差等を設けな
ければならないことは言うまでもない。このような方法
によつて、検知したセクション境界情報を用いることに
すれば、セクション境界を通過する際に生ずるいわゆる
錯誤的な軌道短絡不良検知情報を除くことができるので
、軌道短絡不良の現象をより正確に把握することができ
る。

そして、例えば軌道の短絡不良を受電器Ｒｂによつて、
検知しようとする場合、前述の長さＬをその時点の列車
の速度て走行するに要する時間以上に受電器Ｒ，が軌道
電流を検知した場合にはその前方の車の軌道短絡状況が
良好でないと直ちに判断することもできる。

【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説明図、第２図は
軌道回路の等価回路図、第３図は車軸の軌道短絡電流値
を求めるための装置を示すブロック図、第４図は第１図
の概略説明図の要部を示す側面図、第５図はセクション
境界を検知する方法を説明するブロック図である。 Ｃ・・・・・・列車、ＲＬ・・・・・・レール、Ｗ，・
・・・・前位の車、Ｗ５・・・・・後位の車、Ｒ，Ｒ，
・・・・・・受電器、Ｒ■，Ｒ■″・・・・・・受信器
、Ｓａ・・・・・・軌道電流の電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軌道電流を短絡すべき輪軸の軌道との短絡状況を検
   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軌道電流のレールへの送出点に対し
   てその間に輪軸が介在するように設置し、当該受電器の
   軌道電流検知状況から前記輪軸の軌道短絡状況を検知す
   ることを特徴とする軌道短絡検知方法。 ２ 軌道電流を短絡すべき輪軸の軌道との短絡状況を検
   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軌道電流のレールへの送出点に対し
   てその間に輪軸が介在しない車上及びその間に輪軸が介
   在する車上の２箇所に併置し、これら２つの受電器の軌
   道電流の検知状況を比較することにより、これら２つの
   受電器の間に存する輪軸の軌道短絡状況を検知すること
   を特徴とする軌道短絡検知方法。 ３ 軌道に流れる信号電流を短絡すべき輪軸の軌道との
   短絡状況を検知する場合において、軌道に流れる信号電
   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
   前位輪軸より後方の車上に設置し、当該受電器の信号電
   流を持続検知する時間が、その時点における列車の速度
   で当該受電器とその直近前方輪軸との間の長さに等しい
   距離を列車が走行するに要した時間と一致しないことを
   もつて、当該受電器前方の輪軸の軌道短絡状況が良好で
   ないと検知することを特徴とする軌道短絡検知方法。