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FAILURE DETECTION SYSTEM AND METHOD, PROGRAM, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM

Patent code P07A010743
File No. /NO33503
Posted date Oct 26, 2007
Application number P2005-046728
Publication number P2006-234461A
Patent number P4681320
Date of filing Feb 23, 2005
Date of publication of application Sep 7, 2006
Date of registration Feb 10, 2011
Inventor
  • (In Japanese)梅田 善和
  • (In Japanese)安喰 浩司
  • (In Japanese)相原 徹
Applicant
  • (In Japanese)西日本旅客鉄道株式会社
  • (In Japanese)公益財団法人鉄道総合技術研究所
Title FAILURE DETECTION SYSTEM AND METHOD, PROGRAM, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a failure detection system capable of detecting precisely a failure point where a grounding trouble occurs, and a method, a program and a computer-readable recording medium therefor.
SOLUTION: This failure detection system of the present invention detects a trouble that a trolley line is grounded through a structure by contact of the trolley line with the structure including a member for supporting a direct current feed voltage impression part having an electric wire and the trolley line at a predetermined height along a rail while insulating them in a plurality of portions along facility directions thereof, and orients the failure point. The failure detection system has a short-circuiting trouble (grounding trouble) detecting means for measuring a direct current voltage impressed to a protection line when the trolley line is grounded, to detect the short-circuiting trouble between the structure and the protection line, surge voltage propagation time detecting means provided respectively in both ends of the protection line for measuring a detection time of a surge voltage generated on the protection line from the failure point due to a grounding voltage, and a failure point calculation means for calculating a position of the failure point, based on the times detected by the respective surge voltage propagation time detecting means.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


直流き電回路の保護方式は、故障時の電流変化分(増加分)を検出するΔI型故障選択装置が主として用いられており、また高速度気中遮断器(直流高速度遮断器)では遮断器自身にも選択特性がある。
しかし、これらの保護方式は、故障点抵抗が0Ωに近い回路の短絡故障を前提としたものであり、故障点抵抗が高く故障電流が小さい地絡事故には、実際に地絡が起こったか否かを有効に判定することができず、かつ、この小さな故障電流から故障点を標定することは不可能である。



例えば、電車線(トロリ線、き電線)は、がいしにより絶縁され電柱に支持されている構造が標準的である。
また、電柱としてコンクリート柱が最も一般的であり、このコンクリート柱の接地抵抗値は、高々300Ω~1kΩ程度であり、近年使用されるようになってきた鋼管柱の接地抵抗値は50Ω~200Ω程度である。



そして、直流電車線路のき電電圧は、直流1500Vであるから、トロリ線と電柱とが接触するような地絡故障電流は多くても数十A程度にしかならない。
したがって、電流検知方式である既存の保護システムで地絡故障を検出することは不可能と言える。
この場合、コンクリート柱は、電柱バンドと鉄筋との間に対し、1500Vが加圧されることになり、コンクリートが加熱されて、破壊に至ることがある。



このため、故障点検出システムとして、電柱と、この電柱に対して絶縁された保護線との間にダイオードと抵抗とを直列接続した構成により、保護線を変電所の電圧検出器に接続し、保護線に直流電圧が発生したことにより、地絡故障を検出して、その電圧値により故障点を標定する保護システムが考案されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】
特許第3429542号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、直流電気鉄道のき電回路における地絡故障を検出し、この地絡故障の発生した点、すなわち故障点を標定する故障検出システム,方法,プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
き電線及びトロリ線とを有する直流き電電圧印加部分を、それらの施設方向に沿った複数個の箇所で、それぞれ絶縁してレール沿いの予定の高さで支持する部材を含む構造物と、トロリ線とが接触し、トロリ線が前記構造物を介して地絡した故障点を標定する故障点標定システムであって、
前記構造物と、前記構造物にがいしにより支持されている保護線との間に、前記がいしと並列に設けられた放電素子を有し、前記トロリ線が地絡した際に、当該放電素子を介して前記構造物から前記保護線に印加される直流電圧の抽出を行う、前記構造物とトロリ線との間に設けられた短絡故障(地絡故障)検出手段と、
地絡電圧により、故障点から保護線上に生成されるサージパルスを検出した時刻を測定する、保護線の両端に各々設けられたサージ電圧伝搬時間検出手段と、
該サージ電圧伝搬時間検出手段各々の検出した時刻から、前記故障点の位置を算出する故障点算出手段と
を有し、
前記放電素子が前記がいしの両端に設けられたS状ホーンの間に介挿されていること
を特徴とする故障検出システム。

【請求項2】
 
前記保護線の両端に各々設けられ、保護線に印加される直流電圧が所定の値を超えることを検出すると地絡であることを検出する地絡判定手段を有することを特徴とする請求項1記載の故障検出システム。

【請求項3】
 
地絡が起こったときに、前記放電素子の放電現象が継続する電圧値及び電流値となる抵抗値の抵抗が、前記保護線の所定の位置に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の故障検出システム。

【請求項4】
 
き電線及びトロリ線とを有する直流き電電圧印加部分を、それらの施設方向に沿った複数個の箇所で、それぞれ絶縁してレール沿いの予定の高さで支持する部材を含む構造物と、トロリ線とが接触し、トロリ線が前記構造物を介して地絡した故障点を標定する故障点標定方法であって、
前記構造物と、前記構造物にがいしにより支持されている保護線との間に、前記がいしと並列に、かつ前記がいしの両端に設けられたS状ホーンの間に介挿されて設けられた放電素子を介し、前記トロリ線が地絡した際に前記構造物から前記保護線に印加される直流電圧の抽出を行う過程と
保護線の両端に各々設けられたサージ電圧伝搬時間検出手段により、地絡電圧によって、故障点から保護線上に生成されるサージパルスを検出し、この検出した時刻を測定するサージ電圧検出過程と、
該サージ電圧伝搬時間検出手段各々の検出した時刻から、前記故障点の位置を算出する故障点算出過程と
を有することを特徴とする故障検出方法。

【請求項5】
 
前記保護線の両端に各々設けられた地絡判定手段により、地絡故障時に保護線に印加される直流電圧を測定し、直流電圧が所定の値を超えることを検出すると地絡であることを検出する地絡判定過程を有することを特徴とする請求項4記載の故障検出方法。

【請求項6】
 
き電線及びトロリ線とを有する直流き電電圧印加部分を、それらの施設方向に沿った複数個の箇所で、それぞれ絶縁してレール沿いの予定の高さで支持する部材を含む構造物と、トロリ線とが接触し、トロリ線が前記構造物を介して地絡した故障点を標定する故障点標定処理を行うプログラムであって、
前記構造物と、前記構造物にがいしにより支持されている保護線との間に、前記がいしと並列に、かつ前記がいしの両端に設けられたS状ホーンの間に介挿されて設けられた放電素子を有し、前記トロリ線が地絡した際に、当該放電素子を介して前記構造物から前記保護線に印加される直流電圧の抽出を行う、前記構造物と保護線との間に介挿される抽出手段により、トロリ線が地絡したときに地絡電圧の一部が保護線に印加され、この地絡電圧に起因して発生するサージパルスが各々保護線の両端において検出された時刻を入力するサージ電圧入力処理と、
該サージ電圧伝搬時間検出処理の検出した各々の時刻から、前記故障点の位置を算出する故障点算出処理と
を有する処理を行うコンピュータが実行可能なプログラム。

【請求項7】
 
前記保護線の両端に各々設けられた地絡判定手段が地絡故障時に保護線に印加される直流電圧を測定し、直流電圧が所定の値を超えることを検出すると地絡であることを検出する地絡判定処理を有する請求項6記載のコンピュータが実行可能なプログラム。

【請求項8】
 
請求項6または請求項7のいずれかのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2005046728thum.jpg
State of application right Registered
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