(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリ線から電力を給電する複数のパンタグラフを備え、これらのパンタグラフ間を高圧母線で接続する電気車における交流電流式自動離線測定装置において、
（ａ）前記パンタグラフの電流による離線信号の検出手段と、
（ｂ）前記パンタグラフに接続される主回路配線と、
（ｃ）該主回路配線に接続される電気車主変圧器の電流検出装置と、
（ｄ）一定時間で連続してサンプリングされる前記電気車主変圧器の電流値とその先行値の電流差の検出手段と、
（ｅ）前記電気車主変圧器電流の最小電流の判定手段と、
（ｆ）前記電気車主変圧器電流の電流減少による判定手段と、
（ｇ）前記電気車主変圧器電流の電流増加による判定手段と、
（ｈ）前記最小電流による判定情報と電流減少による判定情報と、電流増加による判定情報との相互関係により、電流急変時における誤動作出力の可能性があるか否かの判定を行う判定手段と、
（ｉ）該相互関係による判定手段の出力の連続性の判定手段と、
（ｊ）該連続性の判定情報に基づいて前記離線信号の出力を制御する出力制御手段とを具備することを特徴とする交流電流式自動離線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気車における交流電流式自動離線測定装置に係り、特にその交流電流式自動離線測定装置の電流変化時における誤動作出力の抑止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術としては、以下に開示するものがあった。
【０００３】
図４はかかる従来の交流電流式離線測定の概念図である。
【０００４】
この図において、２０はトロリ線、２１は第１のパンタグラフ、２２は第２のパンタグラフ、２３は第１のパンタグラフ２１に接続される第１の主回路配線、２４は第２のパンタグラフ２２に接続される第２の主回路配線、２５は第１のパンタグラフ２１と第２のパンタグラフ２２間に接続される高圧母線（ブス）、２６は第１の主回路配線２３に接続される第１の電気車主変圧器、２７は第２の主回路配線２４に接続される第２の電気車主変圧器、２８は第１の電気車主変圧器２６に接続される第１のモータ、２９は第２の電気車主変圧器２７に接続される第２のモータ、３０，３１は車輪、３２はレールである。
【０００５】
このように、２個のパンタグラフ２１，２２間に高圧母線（ブス）２５が接続されているとき、一方のパンタグラフがトロリ線２０から離れる（以下、離線という）と、当該パンタグラフ電流はゼロになり、他方のパンタグラフ電流は増加する。
【０００６】
図５はかかるパンタグラフ電流の状況を示す図であり、この図において、上段（ａ）は第１のパンタグラフ電流を、下段（ｂ）は第２のパンタグラフ電流を示している。
【０００７】
この図に示すように、Ａの時点では、第１のパンタグラフの電流は０となり、第２のパンタグラフは第１のパンタグラフが離線したので、集電電流が増加する。
【０００８】
従って、パンタグラフが離線したか否かは、パンタグラフ電流を測定することで把握できる。
【０００９】
図６はかかるパンタグラフの交流電流式離線検出システムの概略構成図である。
【００１０】
この図において、４１はパンタグラフ電流、４２は速度信号・マーカー等、４３は交流電流式離線検出装置、４４はデータ処理装置、４５はモニタ出力装置である。
【００１１】
この装置は、パンタグラフ電流４１を入力することにより、離着線信号を出力する（着線時は０Ｖ、離線時は５Ｖ）。
【００１２】
図７はかかる装置を使用して離線を検出した波形を示す図である。
【００１３】
図７（ａ）は第１のパンタグラフの電流波形図、図７（ｂ）は第２のパンタグラフの電流波形図、図７（ｃ）は図７（ａ）に対応した第１のパンタグラフの離着線信号、図７（ｄ）は図７（ｂ）に対応した第２のパンタグラフの離着線信号である。
【００１４】
このように構成することにより、パンタグラフの離着線状態を検出することができる。〔このような従来の技術としては、本願発明者による鉄道総研報告（ＲＴＲＩ  ＲＥＰＯＲＴ）Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．６，２０００．６が挙げられる。〕
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の交流電流式離線検出装置では、通常の状態では離線を正常に検出することができるが、切替セクション通過時や、運転手がノッチを大きく変化させた場合に離線検出が異常となることがある。
【００１６】
なお、切替セクションとは、電源の位相が変化する箇所で、列車が走行中に変電所の遮断機を入り切りさせて電源を切り替える区間のことを言う。切替セクションは変電所間やき電区分所間のような位相が変化する箇所に設置されている。その切替セクションを通過中の列車は、瞬間的に停電する。
【００１７】
このような状況になると、離線率（＝総離線時間／観測時間）や最大離線時間等が異常になり、正常な統計処理ができなくなってしまう。
【００１８】
本発明は、上記問題点を除去し、交流電流式自動離線測定装置の電流変化時における誤動作出力を抑止し、信頼性の向上を図ることができる電気車における交流電流式自動離線測定装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕トロリ線から電力を給電する複数のパンタグラフを備え、それらのパンタグラフ間を高圧母線で接続する電気車における交流電流式自動離線測定装置において、前記パンタグラフの電流による離線信号の検出手段と、前記パンタグラフに接続される主回路配線と、この主回路配線に接続される電気車主変圧器の電流検出装置と、一定時間で連続してサンプリングされる前記電気車主変圧器の電流値とその先行値の電流差の検出手段と、前記電気車主変圧器電流の最小電流の判定手段と、前記電気車主変圧器電流の電流減少による判定手段と、前記電気車主変圧器電流の電流増加による判定手段と、前記最小電流による判定情報と電流減少による判定情報と、電流増加による判定情報との相互関係により、電流急変時における誤動作出力の可能性があるか否かの判定を行う判定手段と、この相互関係による判定手段の出力の連続性の判定手段と、この連続性の判定情報に基づいて前記離線信号の出力を制御する出力制御手段とを具備することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１実施例を示す電気車における交流電流式自動離線測定装置の構成図、図２は本発明の実施を示す電気車における交流電流式自動離線測定装置の波形図である。
【００２２】
これらの図において、電気車における交流電流式自動離線測定装置１０は、電流差検出部１、最小電流による判定部２、電流減少による判定部３、電流増加による判定部４、判定部２と３と４との相互関係により判定を行う判定部５、連続性の判定部６の判定情報に基づいて、前記離線信号の出力を制御する出力制御部７、中央処理装置８、記憶装置９から構成されている。また、Ｉa は離線信号、Ｉt は主変圧器電流、Ｉs は主変圧器最小電流、Ｉd は主変圧器電流減少最大値、Ｉc は主変圧器電流増加最大値、ＩO は誤動作を抑止した離線出力である。
【００２３】
そこで、この交流電流式自動離線測定装置の動作について説明する。
（１）まず、実行フラグの初期化を行う。すなわち、電気車における交流電流式自動離線測定装置１０を実行するための各要素の初期設定を行うためにフラグを立てる。Ｅn はそのフラグ値〔図２（４）〜（８）の縦軸に対応）を示しており、ここでは、まず、全てのサンプリングホールド時間ＴS におけるフラグ値を真「１」としている。
【００２４】
Ｅn ＝真（ｎ＝０，１，２，…，ｎｍａｘ）
そこで、図２（１）に示すように、従来例で説明したようにパンタグラフの電流による離線の検出を行う。
（２）次に、図２（２）に示すように、電気車主変圧器電流の実効値をＩn 〔図２（２）の太線〕とする。ＩS は主変圧器最小電流、ＴS はサンプリングホールド時間である。
（３）次に、図２（３）に示すように、電気車主変圧器電流の実効値Ｉn とそのサンプリングホールド時間ＴS の実効値Ｉn とその前の実効値（先行値）Ｉn-1 との差であるＤn ＝Ｉn −Ｉn-1 〔図２（３）の太線〕を計算する。
（４）次に、主変圧器最小電流ＩS による判定を行う（惰行時・切替セクション内）。
【００２５】
ここで、図２（２）を参照して、Ｉn ＜Ｉs ならば、Ｅn-spreからＥn+spost を偽「０」とする。すなわち、サンプリングホールド時間ＴS の実効値Ｉn が、主変圧器最小電流ＩS より小であるならば、Ｅn-s の先行値に基づいて、その先行値の後のＥn+s を偽とする〔図２（４）参照〕。
（５）次に、主変圧器電流減少最大値Ｉd による判定を行う（ノッチ戻し時・切替セクション突入時）。
【００２６】
ここで、図２（３）を参照して、Ｄn ＜Ｉd ならば、Ｅn-dpreからＥn+dpost を偽とする。すなわち、サンプリングホールド時間ＴS の実効値Ｉn とその前の実効値（先行値）Ｉn-1 との差であるＤn が、主変圧器電流減少最大値Ｉd より小であるならば、Ｅn-d の先行値に基づいて、その先行値の後のＥn+d を偽とする〔図２（５）参照〕。
（６）次に、主変圧器電流増加最大値ＩC による判定を行う（ノッチ進め時・切替セクション脱出時）。
【００２７】
ここで、図２（３）を参照して、Ｄn ＞ＩC ならば、Ｅn-cpreからＥn+cpost を偽とする。すなわち、サンプリングホールド時間ＴS の実効値Ｉn とその前の実効値（先行値）Ｉn-1 との差であるＤn が、主変圧器電流増加最大値ＩC より大であるならば、Ｅn-C の先行値に基づいて、その先行値の後のＥn+c を偽とする〔図２（６）参照〕。
（７）次いで、上記（４）と（５）と（６）に基づく判定を行う。すなわち、上記（４）と（５）と（６）の何れかが偽である場合には、Ｅn を偽とする〔図２（７）参照〕。
（８）次に、主変圧器電流連続性の判定を行う〔図２（８）参照〕。
【００２８】
Ｅn-epreからＥn-e のいずれかが偽ならばＥn を偽とする。
（９）次に、Ｅm （ｍはｎ−ｓｐｒｅ，ｎ−ｄｐｒｅ，ｎ−ｃｐｒｅのうち最小のもの）が真ならば該当する期間の離線信号を出力し、偽ならば出力しない〔図２（９）参照〕。
（１０）次に、ｎ＝ｎ＋１として（２）に戻る。
【００２９】
上記したソフトウエアによる処理に代えて、ハードウエアにより構成することもできる。
【００３０】
図３は本発明の第２実施例を示す電気車における交流電流式自動離線測定装置の要部回路図である。
【００３１】
これらの図において、１１は電流差回路、１２は最小電流による判定回路、１３は電流減少による判定回路、１４は電流増加による判定回路、１５は判定回路１２と１３と１４の第１の論理積回路、１６は連続性の判定回路、１７は連続性の判定回路１６と離線信号Ｉa との第２の論理積回路、Ｉa は離線信号、Ｉt は主変圧器電流、Ｉs 主変圧器最小電流、Ｉd は主変圧器電流減少最大値、Ｉc は主変圧器電流増加最大値である。
【００３２】
そこで、この電気車における交流電流式自動離線測定装置の動作について説明する。
【００３３】
まず、図２（１）に示すように、従来例で説明したパンタグラフの電流に基づく離線信号Ｉa の検出を行い、次に、図２（２）に示すように、電気車主変圧器電流の実効値Ｉn の測定を行う。ここで、ＩS は最小電流である。次に、図２（３）に示すように、電流差回路１１により電流差の判定を行い、次に、図２（４）に示すように、最小電流による判定回路１２により最小電流による判定を行い、次に、図２（５）に示すように、電流減少による判定回路１３により電流減少による判定を行い、次に、図２（６）に示すように、電流増加による判定回路１４により電流増加による判定を行い、次に、図２（７）に示すように、最小電流による判定回路１２と電流減少による判定回路１３と電流増加による判定回路１４の出力信号の論理積を第１の論理積回路１５により出力する。次に、図２（８）に示すように、連続性の判定を連続性の判定回路１６により行う。最後に、図２（９）に示すように、連続性の判定回路１６と離線信号Ｉa との論理積を第２の論理積回路１７によりとって、誤動作を抑止した離線出力を得る。
【００３４】
このように構成したので、電気車主変圧器電流の実効値を監視するだけで、電気車における交流電流式自動離線測定装置の電流急変時における誤動作出力を抑止することができる。
【００３５】
また、惰行、ノッチの進め戻し、切替セクション通過時の電流急変による交流電流式自動離線測定装置の誤動作出力を抑止することができる。
【００３６】
更に、ハードウェア、ソフトウェアのいずれでも実現可能である。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００３９】
（Ａ）電気車主変圧器電流の実効値を監視するだけで、電気車における交流電流式自動離線測定装置の電流急変時における誤動作出力を抑止することができる。また、測定中、リアルタイムでの離線特性の把握が可能である。
【００４０】
（Ｂ）惰行、ノッチの進め戻し、切替セクション通過時の電流急変による交流電流式自動離線測定装置の誤動作出力を抑止することができる。また、測定後、直ちにドラム毎の離線特性の確認が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示す電気車における交流電流式自動離線測定装置の構成図である。
【図２】  本発明の実施を示す電気車における交流電流式自動離線測定装置の波形図である。
【図３】  本発明の第２実施例を示す電気車における交流電流式自動離線測定装置の要部回路図である。
【図４】  従来の電気車における交流電流式離線測定の概念図である。
【図５】  離線時のパンタグラフ電流の状況を示す図である。
【図６】  従来のパンタグラフの交流電流式離線検出システムの概略構成図である。
【図７】  従来の装置を使用して離線を検出した波形を示す図である。
【符号の説明】
１    電流差検出部
２    最小電流による判定部
３    電流減少による判定部
４    電流増加による判定部
５    判定部２と３と４との相互関係により判定を行う判定部
６    連続性の判定部
７    連続性の判定部６の判定情報に基づいて前記離線信号の出力を制御する出力制御部
８    中央処理装置
９    記憶装置
１０    交流電流式自動離線測定装置
１１    電流差回路
１２    最小電流による判定回路
１３    電流減少による判定回路
１４    電流増加による判定回路
１５    判定回路１２と１３と１４の第１の論理積回路
１６    連続性の判定回路
１７    連続性の判定回路と離線信号との第２の論理積回路
【図１】
0003662490.tif 000002
【図２】
0003662490.tif 000003
【図３】
0003662490.tif 000004
【図４】
0003662490.tif 000005
【図５】
0003662490.tif 000006
【図６】
0003662490.tif 000007
【図７】
0003662490.tif 000008