(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流き電線に流れる電流を分流する電流導出部と、この電流導出部で導出した電流を検出する電流検出部と、この電流検出部の出力電流が供給され上記交流き電線に流れる電流が事故電流か否かを判別する電流判定部と、この電流判定部に接続され上記交流き電線に流れる電流が事故電流の場合に外部に表示をする表示部とを具備し、上記電流判定部は、瞬時電流を検出した後、所定時間内に負荷電流を検出しない場合に事故電流と判定することを特徴とするき電設備における事故電流検出装置。
【請求項２】
交流き電線に請求項１記載の事故電流検出装置をブースタートランスの配置間毎に設置し、ブースタートランスの配置間隔を単位区間として事故区間を判別することを特徴とするき電設備における事故区間判別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気鉄道の交流き電区間で地絡等の事故が生じた際に流れる事故電流を検出する事故電流検出装置、及びこの事故電流検出装置を複数台設置することにより事故区間を判別する事故区間判別方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、電気鉄道の交流き電区間において、地絡等の事故が生じたときの事故点（故障点）の特定は、変電所に設置された位置標定器（ロケーター）で標定される距離を基準に行われている。この方式は変電所から故障点までのき電回路の回路インピーダンスを測定する方式であるため、き電回路にコンデンサが設置されているような場合には、コンデンサ保護用のバイパス回路が動作するか否かによって回路インピーダンスが大きく異なることから、故障点までの標定距離に大きな誤差が生じる。このため、故障点や故障区間の特定に多大な時間と労力を費やしてしまい、き電線のチェックや事故回復を迅速に行うことが困難であった。
【０００３】
この発明は上記した従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、地絡等の事故が生じた際に、き電線に流れる事故電流を容易かつ確実に検出できると共に、既設のき電設備に簡単に設置することができる事故電流検出装置を提供することにある。また、この発明の他の目的は、交流き電区間に事故電流検出装置を複数台設置することにより、迅速かつ正確に事故区間を特定できる事故区間判別方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の事故電流検出装置は、交流き電線に流れる電流を分流する電流導出部と、この電流導出部で導出した電流を検出する電流検出部と、この電流検出部の出力電流が供給され上記交流き電線に流れる電流が事故電流か否かを判別する電流判定部と、この電流判定部に接続され上記交流き電線に流れる電流が事故電流の場合に外部に表示をする表示部とを具備し、上記電流判定部は、瞬時電流を検出した後、所定時間内に負荷電流を検出しない場合に事故電流と判定することを特徴としている。
【０００６】
上記請求項１の事故電流検出装置によれば、地絡等の事故が生じた際に、き電線に流れる事故電流を容易かつ確実に検出できることになる。また電流導出部を負き電線にクランプ等により固定し、装置主体部の収納されたケースをき電線の支柱等に固定することで、簡単に既存のき電設備に取り付けることができる。
【０００７】
さらに請求項２の事故区間判別方法は、交流き電線に請求項１記載の事故電流検出装置をブースタートランスの配置間毎に設置し、ブースタートランスの配置間隔を単位区間として事故区間を判別することを特徴としている。
【０００８】
上記請求項２の事故区間判別方法によれば、迅速かつ正確に事故位置を標定することが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次にこの発明のき電設備における事故電流検出装置及び事故区間判別方法の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１０】
図１に示すように、ブースタートランス（ＢＴ）方式の交流き電回路では、所定区間毎にブースタートランスＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３…が設置され、変電所Ｓからの電力を昇圧して安定した電力を負荷（列車）に供給している。トロリーＴから負荷（図示せず）を介してレールＲに流れる電流は、吸い上げ線Ｅ１、Ｅ２で、負き電線ＮＦに吸い上げられ変電所Ｓに帰還する。吸い上げ線Ｅ１、Ｅ２は、ブースタートランスＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３…が設置された区間毎に１本ずつ設置されている。事故電流検出装置Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は各ブースタートランスＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３…間に少なくとも１台ずつ設置されている。
【００１１】
いまある位置Ｐで地絡事故が生じた場合、地絡による電流（事故電流）がレールＲから吸い上げ線Ｅ２を介して、負き電線ＮＦに吸い上げられブースタートランスＢＴ２、ＢＴ１を通って変電所Ｓに流れ込む。事故電流は瞬時に流れる短絡電流であり、各事故電流検出装置Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３はこのような短絡電流を検出する。
【００１２】
図２は、事故電流検出装置の一実施例の構成を示す。事故電流検出装置は、負き電線ＮＦに電流分路として接続される電流導出部としての一対の接続線１、１を備える。接続線１、１は、その各端部が負き電線ＮＦに固定・保持されている。負き電線ＮＦは切断されることなく、接続線１、１を単に既存の負き電線ＮＦと共に保持部２、２でクランプすることで、負き電線ＮＦの分流路を形成している。
【００１３】
接続線１、１に流れる電流はブッシング３、３を介してケース４内に導かれる。このケース４内には、上記事故電流検出装置の主体部を構成する電流検出回路（電流検出部）５、電流判定部６、制御部７、表示部８、出力リレー等９が収納されている。ケース４内に導かれた電流は電流検出回路５で検出され、その出力電流が電流判定部６に供給される。電流判定部６は、電流検出回路５からの電流が、地絡等の事故で流れた瞬時的な電流であるのか、あるいは列車の走行による負荷電流であるのかを判別する。地絡等による瞬時電流の場合には事故と判断し、事故が発生したことを示すＬＥＤ等の表示部８を点灯する（例えば赤）。列車負荷による電流の場合には、ＬＥＤ等の表示部８を点灯する（例えば緑）。制御部７において上記ＬＥＤ等の点灯制御を行うが、事故が発生した場合にのみＬＥＤの点灯表示を行い、列車負荷電流の場合には点灯表示しないようにしてもよい。また、事故電流の場合には、制御部７は、検出信号で出力リレー９を動作させ、その接点信号を変電所又はき電回路監視場所へ伝送するようにしてもよい。
【００１４】
図３、図４、図５は検出電流が事故による電流であるのか、あるいは負荷（列車）による電流であるのかを判別する方法の一例を説明する図である。まず図３に示すフローチャート図において、ステップＳ１では、電流検出回路５から出力される電流Ｉｓが、比較的高めに設定した第１レベル（Ｈレベル）以上で、かつその電流継続時間Ｔｓが瞬時的（ミリ秒オーダ）であるか否かを判断する。そうである場合（ＹＥＳのとき）には、ステップＳ２に移行して、瞬時電流検出後の電流検出回路５の出力電流が上記よりも低く設定した第２レベル（Ｌレベル）以上で、かつその電流継続時間が比較的長い時間（秒オーダ）であるのか否かの判断を行う。ここでＹＥＳであるときは、ステップＳ３へと移行し、この電流は負荷（列車）電流であると判定し、事故表示はしない（ステップＳ４）。また上記ステップＳ１において、ＮＯの場合にも事故表示はしない（ステップＳ４）。その一方、ステップＳ２において、ＮＯの場合には、上記電流Ｉｓは事故電流であったと判定し（ステップＳ５）、ＬＥＤ等によって事故表示をする（ステップＳ６）。
【００１５】
上記のような判定手法を採用しているのは、以下のような理由による。すなわち、列車による負荷電流の場合、交流き電回路に、図５に示すように比較的長時間ＴL にわたって負荷電流ＩL が継続して流れるが、この負荷電流ＩL の前に図４に示すように突入電流として瞬時電流Ｉｓが流れることがあるので、図３の判別方法をとることで、適確に事故電流か負荷電流かを識別することができることになるのである。
【００１６】
上記事故電流検出装置によれば、電流導出部（接続線１）を負き電線ＮＦにクランプにより固定し、装置主体部の収納されたケース４をき電線の支柱等に固定することで、簡単に安価に既存のき電設備に取り付けることができると共に、事故電流を容易かつ確実に判別することができる。
【００１７】
次に事故区間判別方法の実施の形態について説明する。上記のような事故電流検出装置を、図１に示すように、ブースタートランスＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３…の設置区間毎に少なくとも１台ずつ設置することにより、事故区間を迅速かつ確実に特定することが可能になる。図１の例で、いまある位置Ｐで地絡事故があったとすると、地絡による電流（事故電流）がレールＲから吸い上げ線Ｅ２を介して負き電線ＮＦに吸い上げられ、ブースタートランスＢＴ２、ＢＴ１を通って、変電所Ｓに流れ込む。このため、ある事故電流検出装置Ｄ２、Ｄ１では、この瞬時（事故）電流Ｉｓが検出され、他の事故電流検出装置Ｄ３では検出されないことになる。したがって、保守・点検の際、事故電流検出装置Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…の事故表示の有無をチェックし、互いに隣接する２台の事故電流検出装置Ｄ２、Ｄ３において、事故表示の有る検出装置と事故表示の無い検出装置の位置をそれぞれ確認することにより事故区間を特定することができる。上記の例では、事故電流検出装置Ｄ２、Ｄ３の位置から、ブースタートランスＢＴ２とＢＴ３の間の区間で事故が生じたと判別することができるのである。
【００１８】
したがって、既存の位置標定器（ロケーター）による事故点までの距離標定方法に、上記事故区間判別方法を補助的に用いることにより、より一層正確な事故位置を標定することが可能になる。つまり位置標定器では、事故点がブースタートランスＢＴ１−ＢＴ２間であるのか、あるいはブースタートランスＢＴ２−ＢＴ３間であるのかを特定することが困難なような場合、上記判別方法によれば、事故点がどちらにあるのかを、迅速かつ正確に特定できることになるのである。また、各装置の事故検出の信号（リレー９の出力）を変電所又は監視所へ伝達することにより、遠隔地からも事故区間を判別できることにもなる。
【００１９】
【発明の効果】
上記請求項１の事故電流検出装置によれば、地絡等の事故が生じた際に、き電線に流れる事故電流を容易かつ確実に検出できることになる。また電流導出部を負き電線にクランプ等により固定し、装置主体部の収納されたケースをき電線の支柱等に固定することで、簡単に既存のき電設備に取り付けることができる。
【００２０】
また上記請求項２の事故区間判別方法によれば、迅速かつ正確に事故位置を標定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の事故電流検出装置と事故区間判別方法の実施形態を示す回路説明図である。
【図２】上記事故電流検出装置の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図３】上記事故電流検出装置の実施形態の事故電流判定手法を説明するフローチャート図である。
【図４】上記事故電流判定手法において事故電流と負荷電流を区別する方法を説明するための電流波形説明図である。
【図５】上記事故電流判定手法において事故電流と負荷電流を区別する方法を説明するための電流波形説明図である。
【符号の説明】
１  接続線（電流導出部）
５  電流検出回路（電流検出部）
６  電流判定部
７  制御部
８  表示部
ＢＴ  ブースタートランス
Ｄ１  事故電流検出装置
Ｄ２  事故電流検出装置
Ｄ３  事故電流検出装置
【図１】
0003915050.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003915050.tif 000005
【図５】
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