(57)【要約】【課題】地絡の発生時に地絡の発生と発生箇所とを判定できる鉄道車両の地絡検出システムにおいて、システムのコンパクト化を図る。【解決手段】集電を行う複数の集電部と、集電部によって取り込まれた電力によって駆動される高電圧回路と、複数の集電部と電気的に接続される高圧母線とを備える編成に搭載されて、地絡の発生を検出する鉄道車両の地絡検出システムである。そして、複数の集電部を流れる電流と高圧母線に流れる電流とを計測する複数の電流計（１１、１３）と、複数の電流計の少なくとも１つが飽和したことを検知して地絡の発生を判定する地絡判定部（２４）と、複数の電流計が検出した高圧母線に流れる電流の方向に基づいて地絡の発生箇所を判定する位置判定部（２７）とを備える。【選択図】図２
2018038217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電を行う複数の集電部と、前記集電部によって取り込まれた電力によって駆動される高電圧回路と、前記複数の集電部と電気的に接続される高圧母線とを備える編成に搭載されて、地絡の発生を検出する鉄道車両の地絡検出システムにおいて、
前記複数の集電部を流れる電流と前記高圧母線に流れる電流とを計測する複数の電流計と、
前記複数の電流計の少なくとも１つが飽和したことを検知して地絡の発生を判定する地絡判定部と、
前記複数の電流計が検出した前記高圧母線に流れる電流の方向に基づいて地絡の発生箇所を判定する位置判定部と、
を備えることを特徴とする鉄道車両の地絡検出システム。
【請求項２】
前記複数の集電部の電圧をそれぞれ計測する複数の電圧計を備え、
前記地絡判定部は、前記複数の電流計の少なくとも１つが飽和したことと、前記複数の電圧計の計測とに基づいて、地絡の発生を判定することを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の地絡検出システム。
【請求項３】
前記地絡判定部は、前記編成の車輪が空転したことを示す空転検知信号が入力された場合に、地絡の発生でないと判定することを特徴とする請求項２記載の鉄道車両の地絡検出システム。
【請求項４】
前記複数の電圧計および前記複数の電流計のうち１つの鉄道車両に搭載される電圧計および電流計、前記地絡判定部、ならびに前記位置判定部が、１ユニット化されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の鉄道車両の地絡検出システム。
【請求項５】
前記複数の電流計の各々は変流器であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の鉄道車両の地絡検出システム。
【請求項６】
地絡発生の判定条件を調整する学習部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の鉄道車両の地絡検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両において地絡の発生を検出する鉄道車両の地絡検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両では、架線から集電した電力をモータ駆動回路或いは電源回路などの高電圧回路へ供給し、走行用モータおよび様々な電気機器が駆動される。通常、１つの編成には複数の集電部が設けられる。「編成」とは、複数の鉄道車両が連結された構成を指す。一方、複数の集電部は高圧母線（「引通し線」とも呼ばれる）を介して互いに電気的に接続される。これにより、何れかの集電部が架線から離線したときでも編成の一部の機器で停電が生じることを防止でき、また、集電部にスパークが発生することを抑止できる。
【０００３】
鉄道車両においては、非常に稀にではあるが、高圧母線或いは高圧母線に接続された電力線に地絡が生じる恐れがある。地絡が生じると、架線から接地点へ非常に大きな電流が流れ、変電所では、過大な電流が検出されて、速やかに送電が遮断される。そのため、編成への電力供給が断たれる。従って、地絡により、同一架線に接続されている全ての編成への電力供給が停止する。
【０００４】
上記のような地絡が生じた場合には、各編成において、一旦、全ての集電部が架線から切り離される。また、変電所では、自動的に電力が再投入される。そこで、各編成の運転士は、各集電部を順番に１つずつ架線に接続し、再び、地絡が発生するか確認する。運転士は、このような操作を繰り返し行うことで、何れの編成の何れの箇所で地絡が発生したのかを特定することができる。
【０００５】
しかしながら、架線には一編成につき複数の集電部が接続されているため、一回の操作で短絡箇所を見つけるのは困難であった。このため、確認作業の過程で何度も地絡を発生させてしまい、変電所において何度も送電の遮断と電力の再投入とが繰り返されると、変電所の遮断器が焼損するなどの問題が生じる恐れがあった。変電所に問題が波及すると、短時間のうちに通常の運行に復旧することは非常に難しくなる。
【０００６】
また、本発明に関連する先行技術として、特許文献１の段落００４３−００５１には、集電部からの入力電流に基づいて地絡の発生を判定し、母線に流れる電流の向きから編成内の故障点を推定するシステムが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２２３０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のシステムのように、地絡が発生したときに、集電部に流れる電流と、母線に流れる電流とを検出することで、地絡発生の判定と発生箇所の推定を行うことができる。また、母線に設置される断流器および電流計の数を増やすことで、地絡の発生箇所の特定および切り離しをより細かく行うことができる。
しかしながら、地絡電流は非常に大きいため、地絡電流を計測する電流計のサイズは非常に大きくなる。従って、特許文献１のシステムでは、複数の大きな電流計を１つの鉄道車両に搭載することになり、鉄道車両においてシステムの配置スペースの確保が難しいという課題が生じる。
【０００９】
本発明は、地絡の発生時に地絡の発生と発生箇所とを判定できる鉄道車両の地絡検出システムにおいて、システムのコンパクト化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、
集電を行う複数の集電部と、前記集電部によって取り込まれた電力によって駆動される高電圧回路と、前記複数の集電部と電気的に接続される高圧母線とを備える編成に搭載されて、地絡の発生を検出する鉄道車両の地絡検出システムにおいて、
前記複数の集電部を流れる電流と前記高圧母線に流れる電流とを計測する複数の電流計と、
前記複数の電流計の少なくとも１つが飽和したことを検知して地絡の発生を判定する地絡判定部と、
前記複数の電流計が検出した前記高圧母線に流れる電流の方向に基づいて地絡の発生箇所を判定する位置判定部と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、地絡判定部は電流計が飽和したことを検知して地絡の発生を判定するので、電流計として、地絡電流を計測できる大きなサイズの電流計でなく、地絡電流によって飽和する小さなサイズの電流計を採用できる。従って、１つの鉄道車両に搭載される複数の電流計のトータルの体積を小さくできる。従って、地絡発生および発生箇所の判定を行うことができ、且つ、システムのコンパクト化を図ることができる。
【００１２】
好ましくは、前記複数の集電部の電圧をそれぞれ計測する複数の電圧計を備え、
前記地絡判定部は、前記複数の電流計の少なくとも１つが飽和したことと、前記複数の電圧計の計測とに基づいて、地絡の発生を判定する構成としてもよい。
地絡が発生すると、地絡電流によって、或いは変電所の送電遮断によって、集電部の電圧がゼロになる。上記構成によれば、地絡以外の要因によって電流計の飽和が生じた場合に、電圧計の計測結果によって地絡の発生でないことを判断できる。従って、地絡の誤検出が回避される分、電流計のサイズをより小さくすることができる。
【００１３】
さらに好ましくは、前記地絡判定部は、前記編成の車輪が空転したことを示す空転検知信号が入力された場合に、地絡の発生でないと判定するように構成してもよい。
空転が生じると、高電圧回路に一時的に大きな電流が流れて電流計が飽和する場合がある。しかし、上記構成によれば、空転検知信号により地絡の発生でないと判定できる。従って、地絡の誤検出が回避される分、電流計のサイズをより小さくすることができる。
【００１４】
ここで、本発明に係る鉄道車両の地絡検出システムは、前記複数の電圧計および前記複数の電流計のうち１つの鉄道車両に搭載される電圧計および電流計、前記地絡判定部、ならびに前記位置判定部が、１ユニット化されているとよい。
この構成によれば、鉄道車両への地絡検出システムの取付け作業性が向上する。
また、前記複数の電流計の各々は変流器であるとよい。
この構成によれば、小さいサイズの電流計により、出力の飽和に基づいて地絡電流を検出することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係る鉄道車両の地絡検出システムは、地絡発生の判定条件を調整する学習部をさらに備えてもよい。
この構成によれば、学習部によって地絡発生の判定条件の調整が行われて、より精度の高い地絡発生の判定が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の鉄道車両の地絡検出システムによれば、地絡の発生時に地絡の発生と発生箇所との判定を行え、さらに、システムをコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る地絡検出システムを示す構成図である。
【図２】第１実施形態に係る地絡検出システムの論理部を示す構成図である。
【図３】パンタ点電流計の出力特性を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態の地絡検出システムを示す構成図である。
【図５】第２実施形態に係る地絡検出システムの論理部を示す構成図である。
【図６】第３実施形態に係る地絡検出システムの論理部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る地絡検出システムを示す構成図である。図２は、第１実施形態に係る地絡検出システムの論理部を示す構成図である。
【００１９】
本実施形態の鉄道車両の地絡検出システムは、１つの編成に搭載されて地絡の発生を検出するシステムである。「編成」とは、複数の鉄道車両が連結された構成を示す。１つの編成を構成する複数の鉄道車両Ｍには、集電部１が搭載される鉄道車両Ｍと、集電部１が搭載されない鉄道車両Ｍとが含まれる。集電部１は例えばパンタグラフである。集電部１が搭載される鉄道車両Ｍには、電力線１Ａと地絡検出ユニット２と高電圧回路であるＶＶＶＦインバータ４とが搭載され、これに隣接する鉄道車両Ｍには、高電圧回路であるＳＩＶ５が搭載される。電力線１Ａは、集電部１からＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）インバータ４およびＳＩＶ（Static Inverter）５へ電力を供給する。
【００２０】
編成には、複数の鉄道車両Ｍに渡って敷設された１つの高圧母線３が設けられる。高圧母線３は、各集電部１の電力線１Ａに接続される。高圧母線３によって複数の集電部１が電気的に接続されることで、何れかの集電部１が架線から離線したときに一部の高電圧回路が停電するという事態を避けることができる。さらに、集電部１が架線から離線したり再着線したりする際のスパークの発生が抑止される。
【００２１】
ＶＶＶＦインバータ４は、電力線１Ａを介して供給された電力を変換して走行用モータに出力する。ＶＶＶＦインバータ４は、さらに、鉄道車両の車輪が空転した場合にこれを検知して空転検知信号を出力する。車輪が空転した場合には、ＶＶＶＦインバータ４に過大な電流が流れるため、空転検知信号に基づいてＶＶＶＦインバータ４の出力を低下させる制御が行われる。
ＳＩＶ５は、電力線１Ａを介して供給された電力を変換して鉄道車両Ｍの各種の電気部品に出力する。
【００２２】
次に、地絡検出システムについて説明する。
地絡検出システムは、複数の地絡検出ユニット２を信号線を介して互いに接続して構成される。各地絡検出ユニット２は、パンタ点電流計１１と、断流器１２と、横流電流計１３とを備え、これらの各要素が１つの筐体に収容されてユニット化されている。複数の地絡検出ユニット２のうち少なくとも１つには、図２の論理部２０が設けられている。なお、横流の計測が不要な鉄道車両Ｍにおいては、横流電流計１３が省略されてもよい。各地絡検出ユニット２は、集電部１を有する複数の鉄道車両Ｍに搭載され、例えば車両下部に固定される。ここで、パンタ点電流計１１および横流電流計１３は、本発明に係る電流計に相当する。
【００２３】
図３は、パンタ点電流計の出力特性を示すグラフである。
パンタ点電流計１１は、集電部１の電力線１Ａに取り付けられてその電流を計測する。パンタ点電流計１１は、例えば変流器（ＣＴ：Current Transformer）である。図３の出力特性に示すように、パンタ点電流計１１は、地絡電流を計測できる大容量の電流計でなく、電力線１Ａに地絡電流が流れたときに出力が飽和する小容量の電流計である。但し、ＶＶＶＦインバータ４とＳＩＶ５との総合的な最大消費電流より十分大きな電流で飽和するように、サイズが選択される。
【００２４】
パンタ点電流計１１の出力部には、出力が飽和したことを検知する飽和検知部２１（図２を参照）が設けられている。飽和検知部２１は、出力が飽和したか否かを示す２値の信号を出力する。飽和検知部２１は、例えば、パンタ点電流計１１の出力と飽和閾値Ｌｔｈ（図３を参照）とを比較するコンパレータなどにより構成できる。
断流器１２は、母線断流器（ＢＬＢ：Bus Line Breaker）であり、集電部１の電力線１Ａと高圧母線３との接続部に設けられる。断流器１２は、運転台からの信号に基づいて接続状態と切断状態とに切り替わる。
【００２５】
横流電流計１３は、高圧母線３の断流器１２の周辺に取り付けられ、高圧母線３に流れる電流を計測する。横流電流計１３は、例えば変流器（ＣＴ：Current Transformer）である。横流電流計１３は、地絡が発生したときに高圧母線３に流れる電流の向きを計測できればよく、例えばパンタ点電流形１１と同程度の電流容量を有する電流計が採用される。
横流電流計１３の出力部には、横流電流計１３の出力の正負を検知する方向検知部２２が設けられている。方向検知部２２は、電流方向を示す２値の信号を出力する。
【００２６】
論理部２０は、図２に示すように、地絡発生を判定する地絡判定部２４と、地絡の発生箇所の判定を行う位置判定部２７と、地絡発生時に地絡の発生と発生箇所の情報を運転台等に出力する出力回路２８とを備える。
地絡判定部２４は、ＯＲゲートであり、複数の飽和検知部２１の信号が入力され、複数のパンタ点電流計１１のうち少なくとも１つが飽和したときに、地絡発生を示す信号を出力する。
【００２７】
位置判定部２７は、所定の論理演算を行う論理回路であり、複数の方向検知部２２の信号に基づいて、地絡の発生箇所を特定し、発生箇所を表わす信号を出力する。例えば、５号車および８号車の鉄道車両Ｍに２つの横流電流計１３が設けられ（図１を参照）、１号車を先頭、１０号車を後尾とする編成について説明する。この場合、２つの横流電流計１３の電流方向が両方とも前方と検知されれば、位置判定部２７は、先頭の電力系統ブロックＵ１で地絡発生と判定する。また、電流方向が５号車では後方と検知され、８号車では前方と検知されれば、位置判定部２７は、中間の電力系統ブロックＵ２で地絡発生と判定する。また、電流方向が両方とも後方と検知されれば、位置判定部２７は、後方の電力系統ブロックＵ３で地絡発生と判定する。位置判定部２７は、このように予め決められた論理演算を行って演算結果の信号を出力する。
【００２８】
なお、図１では、横流電流計１３の配置と個数、ならびに、地絡の発生箇所として識別できる電力系統ブロックＵ１〜Ｕ３を、簡略化して示している。実際には、もっと多くの横流電流計１３が設けられることで、より正確な地絡発生箇所の判定が行われる。例えば、横流電流計１３は、さらに３号車の地絡検出ユニット２に設けられてもよい。また、横流電流計１３は、さらに５号車の地絡検出ユニット２における断流器１２より後尾側の高圧母線３に設けられてもよい。この場合、４つの横流電流計１３の電流方向に基づいて地絡の発生箇所をより詳細に識別することができる。
【００２９】
出力回路２８は、地絡判定部２４から地絡発生の信号が出力された場合に、地絡発生信号と位置判定部２７の発生箇所を示す信号とを保持し、保持した信号を乗務員室へ出力する。この出力により、乗務員室の運転台に、地絡発生の表示と、地絡発生箇所を示す表示とがなされて、これらが乗務員に通知される。
【００３０】
＜地絡検出動作＞
続いて、地絡が発生した場合の検出動作について説明する。
編成の通常の運行時、集電部１が集電して電力線１Ａに流れる電流はＶＶＶＦインバータ４とＳＩＶ５の総合的な最大消費電流以下となる。従って、複数のパンタ点電流計１１の出力は飽和せず、地絡判定部２４は地絡発生の判定を行わない。
一方、編成内の電力系統で地絡が発生した場合、地絡点に向かって架線から大きな地絡電流が流れる。従って、複数のパンタ点電流計１１の少なくとも１つの出力が飽和する。すると、少なくとも１つの飽和検知部２１（図２を参照）から検知信号が出力されて、これにより地絡判定部２４から地絡発生信号が出力される。
【００３１】
また、地絡が発生した場合、高圧母線３においても地絡点に向かって地絡電流が流れ、この電流の向きが横流電流計１３によって計測される。そして、これらの電流方向の検知信号が位置判定部２７に入力される。そして、所定の論理演算が行われて、位置判定部２７から地絡の発生箇所を示す信号が出力される。
地絡発生の信号と発生箇所の信号が出力されると、出力回路２８はこれらの信号を保持して、運転台に出力する。
【００３２】
以上のように、第１実施形態の地絡検出システムによれば、パンタ点電流計１１と横流電流計１３との計測によって、編成内で地絡が発生した場合に、地絡発生の判定と発生箇所の判定とを行うことができる。さらに、パンタ点電流計１１として、電力線１Ａに地絡電流が流れたときに出力が飽和する小容量の電流計が採用されているので、パンタ点電流計１１のサイズを大幅に小さくできる。また、横流電流計１３も同様に小さなサイズの電流計を採用できる。従って、地絡検出ユニット２を小型化でき、システム全体のコンパクト化を図ることができる。
【００３３】
また、第１実施形態の地絡検出システムによれば、地絡発生の判定と発生箇所の判定とが二値信号を用いた簡単な論理演算によって実現できる。従って、単純な論理回路によって論理部２０を構成できる。
【００３４】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る地絡検出システムを示す構成図である。図５は、第２実施形態に係る地絡検出システムの論理部を示す構成図である。
第２実施形態の地絡検出システムは、地絡発生の判定条件の一部を変更したものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
図４に示すように、第２実施形態の各地絡検出ユニット２は、第１実施形態の構成に加えて、パンタ点電圧計１４を備える。パンタ点電圧計１４は、例えば直流計器用変圧器（ＤＣＰＴ：Direct Current Potential Transformer）であり、集電部１の電力線１Ａと接地電位との間の電圧を計測する。
図５に示すように、パンタ点電圧計１４の出力部には低電圧検知部２３が設けられている。低電圧検知部２３は、電力線１Ａの電圧が地絡によって低下した低電圧であるか否かを検知し、検知結果を示す二値の信号を出力する。或いは、低電圧検知部２３は、地絡の発生によって変電所で送電が遮断されたときの架線電圧であるか否かを検知し、検知結果を示す二値の信号を出力する構成としてもよい。
【００３６】
第２実施形態において、地絡検出システムの論理部２０Ａは、図５に示すように、地絡判定部２４Ａを備える。地絡判定部２４Ａは、複数の飽和検知部２１の信号を入力して論理和を出力するＯＲゲート２５と、ＡＮＤゲート２６とを備える。
【００３７】
ＡＮＤゲート２６は、ＯＲゲート２５の出力と、複数の低電圧検知部２３の出力と、空転検知信号の反転信号とを入力し、これらの論理積を演算して地絡発生か否かを示す信号を出力する。空転検知信号とは、上述したように鉄道車両Ｍの車輪が空転したことを示す信号であり、ＶＶＶＦインバータ４から出力される。
【００３８】
第２実施形態のパンタ点電流計１１は、第１実施形態のものと比較して、さらに容量の小さいものを採用してもよい。例えば、パンタ点電流計１１の出力飽和レベルは、ＶＶＶＦインバータ４とＳＩＶ５との総合の最大消費電流と同等、或いは、これより低いレベルになってもよい。
【００３９】
＜地絡検出動作＞
第２実施形態においても、編成の通常の運行時、集電部１から電力線１Ａを介して流れる電流はＶＶＶＦインバータ４とＳＩＶ５の総合的な最大消費電流より大幅に低く、複数のパンタ点電流計１１の出力は飽和しない。よって、ＯＲゲート２５の出力値は「０」、ＡＮＤゲート２６の出力値は「０」となり、地絡判定部２４Ａは地絡発生の信号を出力しない。
【００４０】
また、編成の運行時、車両の空転が生じて一時的にＶＶＶＦインバータ４に大電流が流れた場合、パンタ点電流計１１の飽和レベルが低いと、この大電流によって何れかの飽和検知部２１から飽和を示す信号が出力される場合がある。しかしながら、この場合でも、ＡＮＤゲート２６には空転検知信号の反転信号（出力値「０」）が入力される。よって、ＡＮＤゲート２６の出力値は「０」となり、地絡判定部２４Ａは地絡発生の信号を出力しない。
【００４１】
また、編成の運行時、架線からの集電部１の離線と再着線とがあって架線からＶＶＶＦインバータ４又はＳＩＶ５に突入電流が流れた場合には、パンタ点電流計１１の飽和レベルが低いと、何れかの飽和検知部２１から飽和を示す信号が出力される場合がある。或いは、ＶＶＶＦインバータ４とＳＩＶ５の消費電流が非常に大きくなった場合には、パンタ点電流計１１の飽和レベルが低いと、何れかの飽和検知部２１から飽和を示す信号が出力される場合がある。しかしながら、これらの場合、架線には高電圧が加わっているので、複数の低電圧検知部２３の出力値は「０」となる。従って、ＯＲゲート２５の出力値が「１」になっても、ＡＮＤゲートの出力値は「０」となり、地絡判定部２４Ａは地絡発生の判定を行わない。
【００４２】
一方、編成内で地絡が発生した場合、地絡点に向かって架線から大きな地絡電流が流れる。従って、複数のパンタ点電流計１１の少なくとも１つの出力は飽和し、ＯＲゲート２５の出力値は「１」になる。また、この時、車輪の空転は生じないため、空転検知信号の反転信号の値も「１」となる。さらに、地絡によって架線電圧は低下し、複数の低電圧検知部２３の出力値は「１」となる。よって、ＡＮＤゲートの出力値は「１」となり、地絡判定部２４Ａから地絡発生の信号が出力される。よって、出力回路２８から、地絡発生の信号と発生箇所の信号とが運転台に出力される。
【００４３】
以上のように、第２実施形態の地絡検出システムによれば、パンタ点電圧計１４により集電部１の電圧が計測され、パンタ点電流計１１の出力が飽和した場合でも、集電部１の電圧が地絡を示す低電圧になっていない場合に、地絡発生の判定が行われない。従って、地絡発生の誤判定を防止でき、その分、パンタ点電流計１１として、より小型の電流計を採用できる。従って、地絡検出ユニット２のよりコンパクト化を図ることができる。
【００４４】
また、第２実施形態の地絡検出システムによれば、地絡発生の判定を行うための信号が全て二値の信号なので、単純な論理回路によって論理部２０Ａを構成できる。
【００４５】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態に係る地絡検出システムの論理部を示す構成図である。
第３実施形態の地絡検出システムは、学習部３１によって飽和検知部２１の検知条件、方向検知部２２の検知条件、低電圧検知部２３の検知条件を適宜調整可能にしたものである。以下、第２実施形態と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
第３実施形態では、飽和検知部２１、方向検知部２２、低電圧検知部２３が、各々の検知条件を、複数の設定パラメータを用いて詳細に設定できるように構成されている。検知条件の設定パラメータとしては、例えば検知レベル、信号の変化量、信号の変化率、信号の変化タイミング、信号の変化パターンなど、様々なパラメータを採用してよい。
【００４６】
学習部３１は、例えば地絡のフィールド試験において動作するように構成される。地絡のフィールド試験では、実際に様々なパターンで地絡を発生させて、地絡検出システムが地絡発生の判定を正しく行えるか試験される。或いは、地絡と誤判定されやすい様々なパターンの状況を発生させて、地絡検出システムが地絡発生と誤判定しないか試験される。
学習部３１は、外部から試験結果情報と、論理部２０Ａの判定結果である地絡発生および発生箇所の信号を入力する。学習部３１は、両者の情報を比較することで、論理部２０Ａが正しい判定を行ったか、誤った判定を行ったか判別できる。
【００４７】
さらに、学習部３１は、各パンタ点電流計１１、各横流電流計１３、および各パンタ点電圧計１４の出力を入力し、正しい判定が行われた場合に、これらの出力に規則性がないか探索処理を行う。また、学習部３１は、誤判定が行われた場合に、これらの出力に規則性が無いか探索処理を行う。
探索処理の結果、学習部３１は、誤判定が行われた場合の規則性と、正しい判定が行われた場合の規則性とから、誤判定を少なくし且つ正しい判定を実現可能な飽和検知部２１、方向検知部２２、低電圧検知部２３の各検知条件を抽出する。そして、各検知条件に合わせて、飽和検知部２１、方向検知部２２、低電圧検知部２３の設定パラメータの値を修正する。
【００４８】
このような設定パラメータの修正により、地絡検出システムによる地絡の誤判定を少なくし、確実で正確な地絡の判定が行われるように、地絡検出システムの動作を修正することができる。
以上のように、第３実施形態の地絡検出システムによれば、確実で正確な地絡の判定を行えるので、その分、パンタ点電流計１１、横流電流計１３、パンタ点電圧計１４として、より小型の計測器を適用することが可能となる。よって、システムのよりコンパクト化を図ることができる。
【００４９】
なお、学習部３１は、地絡試験において動作させるのではなく、編成の通常の運行中に動作するように構成してもよい。この場合、学習部３１へは地絡発生の判定がなされた場合に、作業員から学習部３１に正常な判定であったか誤った判定であったかの情報を与えるように構成するとよい。また、学習部３１は、飽和検知部２１、方向検知部２２、低電圧検知部２３の検知条件を修正するのではなく、例えば、地絡判定部２４Ａ、或いは位置判定部２７の論理判断の条件を修正するように構成してもよい。この場合、地絡判定部２４Ａと位置判定部２７との論理判断の条件は、例えば信号の発生順序や遅延条件などを含めて、より詳細に設定できるように構成し、学習部３１が、これらのパラメータを適宜に修正する構成とすればよい。
【００５０】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、論理部２０、２０Ａを、１つの地絡検出ユニット２に収容した構成を示したが、例えば論理部２０は運転台に設けて各地絡検出ユニット２と信号線を介して接続される構成としてもよい。また、上記実施形態では、パンタ点電流計１１と横流電流計１３とを断流器１２と同じ筐体に収容したユニット化した構成を示したが、これらは別々に鉄道車両に搭載されてもよい。また、上記実施形態では、パンタ点電流計が飽和したことに基づいて地絡の発生を判定する構成を示したが、横流電流計が飽和したことに基づいて地絡の発生を判定するようにしてもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  集電部
１Ａ電力線
２  地絡検出ユニット
３  高圧母線
４  ＶＶＶＦインバータ
５  ＳＩＶ
１１  パンタ点電流計（電流計）
１３  横流電流計（電流計）
１４  パンタ点電圧計（電圧計）
２０、２０Ａ  論理部
２１  飽和検知部
２２  方向検知部
２３  低電圧検知部
２４、２４Ａ  地絡判定部
２５  ＯＲゲート
２６  ＡＮＤゲート
２７  位置判定部
２８  出力回路
３１  学習部
【図１】
2018038217.tif 000003
【図２】
2018038217.tif 000004
【図３】
2018038217.tif 000005
【図４】
2018038217.tif 000006
【図５】
2018038217.tif 000007
【図６】
2018038217.tif 000008