JP7303706B2 - Rail break detector - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道用レールの破断を検知するレール破断検知装置に関する。 The present invention relates to a rail break detection device for detecting breakage of railroad rails.
鉄道用レールの破断を検知するための装置として、例えば特許文献1に例示されるように、帰線電流を利用するものが知られている。
2. Description of the Related Art As a device for detecting breakage of railroad rails, there is known a device that utilizes return current, as exemplified in
しかしながら、例えば特許文献1に開示の技術では、帰線電流を利用することで破断検知を可能にするものとなっているため、帰線電流が流れていない場合、すなわち電車が走行していない時には、レール破断の検出ができない。このため、例えば、レール破断の常時検出の要請に対しては、必ずしも対応できない。
However, for example, in the technique disclosed in
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、例えば帰線電流が検出されないような場合でも、レールの破断検知が可能になるレール破断検知装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a rail break detection device capable of detecting a rail break even when, for example, a return current is not detected.
上記目的を達成するためのレール破断検知装置は、レールに対して検知用交流信号を印加する信号発生器と、検知用交流信号に基づきレールの破断を検知する破断検知部とを備える。 A rail break detection device for achieving the above object includes a signal generator that applies a detection AC signal to the rail, and a break detection unit that detects rail breakage based on the detection AC signal.
上記レール破断検知装置では、信号発生器が、レールに対して検知用交流信号を印加し、破断検知部が、当該検知用交流信号に基づきレールの破断を検知することで、例えば帰線電流が検出されないような場合でも、検知用交流信号に基づいて、レールの破断検知が可能になる。 In the above-described rail break detection device, the signal generator applies the detection AC signal to the rail, and the break detection unit detects the rail break based on the detection AC signal. Even if it is not detected, it is possible to detect rail breakage based on the AC signal for detection.
本発明の具体的な側面では、破断検知部は、検知用交流信号について予め定められた閾値に基づき破断を検知する。この場合、例えば検知用交流信号に関して測定された値が、当該閾値以下であるか否かによってレール破断の有無を判定できる。 In a specific aspect of the present invention, the breakage detector detects breakage based on a predetermined threshold value for the detection AC signal. In this case, the presence or absence of rail breakage can be determined, for example, by determining whether or not the value measured for the AC signal for detection is equal to or less than the threshold value.
本発明の別の側面では、信号発生器は、1本のレールに対して検知用交流信号を印加して1つの閉回路を形成し、破断検知部は、閉回路における検知用交流信号からレールの破断を検知する。この場合、形成された閉回路に印加される検知用交流信号の状況から、レール破断の有無を判定できる。 In another aspect of the present invention, the signal generator applies the detection AC signal to one rail to form one closed circuit, and the break detection unit applies the detection AC signal to the rail in the closed circuit. Detects rupture of In this case, the presence or absence of rail breakage can be determined from the state of the detection AC signal applied to the formed closed circuit.
本発明のさらに別の側面では、破断検知部は、帰線電流が流れている場合、直流を遮断して抽出された交流に基づき破断を検知する。これにより、帰線電流が流れている場合においても、帰線電流の影響を排除でき、レール破断の検知が可能になる。 In still another aspect of the present invention, the breakage detection unit detects a breakage based on an alternating current extracted by interrupting a direct current when a return current is flowing. As a result, even when a return current is flowing, the influence of the return current can be eliminated, and rail breakage can be detected.
本発明のさらに別の側面では、信号発生器は、直流を遮断するコンデンサを有する。この場合、当該コンデンサにより、帰線電流等の直流を遮断できる。 In still another aspect of the present invention, the signal generator has a capacitor that blocks direct current. In this case, the capacitor can cut off a direct current such as a return current.
本発明のさらに別の側面では、信号発生器は、レールの絶縁継ぎ目に対応して、レールの一端から他端までの間に検知用交流信号を印加する。この場合、レール破断の検知が可能となる範囲を適切にできる。 In yet another aspect of the invention, the signal generator applies a sensing AC signal across the rail from one end to the other in response to an insulated joint in the rail. In this case, the range in which rail breakage can be detected can be made appropriate.
以下、図1等を参照して、一実施形態に係るレール破断検知装置について一例を説明する。 An example of a rail break detection device according to an embodiment will be described below with reference to FIG. 1 and the like.
図1に例示するように、本実施形態のレール破断検知装置500は、一対で構成されるレールRLに応じて、一対で構成される第1レール破断検知装置500Aと、第2レール破断検知装置500Bとを備えている。
As illustrated in FIG. 1, the rail
なお、レール破断検知装置500において、例えば、一方の第1レール破断検知装置500Aは、第1及び第2レールRL1,RL2による一対構成のレールRLのうち、絶縁継ぎ目INで範囲が規定される1つの検知区間内にある第1レールRL1について、一方の絶縁継ぎ目INから他方の絶縁継ぎ目INまでの間においてレール破断の有無の検知を行う。同様に、第2レール破断検知装置500Bは、絶縁継ぎ目INで規定される第2レールRL2について、一方の絶縁継ぎ目INから他方の絶縁継ぎ目INまでの間においてレール破断の有無の検知を行う。
In the rail
また、第1レール破断検知装置500Aと第2レール破断検知装置500Bとは、同等の構造を有しており、それぞれ単独でもレール破断検知装置として機能し得る。したがって、以下では、第1レール破断検知装置500Aの構造について説明し、第2レール破断検知装置500Bの構造等についての詳しい説明を省略する。
Further, the first rail
第1レール破断検知装置500Aは、検知対象であるレールRLを構成する第1レールRL1に対して検知用交流信号DASを印加する信号発生器50と、検知用交流信号DASに基づき第1レールRL1の破断を検知する破断検知部60とを備える。
The first rail
信号発生器50は、検知対象たる第1レールRL1に対して検知用交流信号DASを常時印加する。すなわち、信号発生器50は、帰線電流RC(図2参照)の有無に関わらず、検知用交流信号DASを印加する。より具体的に説明すると、信号発生器50は、図示のように、第1レールRL1に対して導線PW1,NW1により配線がなされたものとなっており、1つの閉回路RP1を形成し、検知用交流信号DASとしての第1検知用交流信号DAS1を印加している。
The
破断検知部60は、第1検知用交流信号DAS1に基づいて、検知対象である第1レールRL1の破断を検知する。すなわち、第1レール破断検知装置500Aは、第1レールRL1に印加される第1検知用交流信号DAS1の状態から、レール破断が生じているか否かを検知する。なお、詳しい構成のより具体的な一例については、後述する。
The
また、第2レール破断検知装置500Bは、上述した第1レール破断検知装置500Aと同様に、信号発生器50と破断検知部60とを備え、対象となるレールRLつまり第2レールRL2を含んで形成された閉回路RP2に印加される第2検知用交流信号DAS2の状態から、レール破断が生じているか否かを検知する。
Further, the second rail
また、第1及び第2レール破断検知装置500A,500Bにおいて、各導線PW1,PW2,NW1,NW2は、各レールRL1,RL2の境界を定める絶縁継ぎ目INに対応して、各レールRL1,RL2の一端から他端までの間に第1及び第2検知用交流信号DAS1,DAS2を印加している。図示の例では、各導線PW1,PW2,NW1,NW2は、各レールRL1,RL2のうち、絶縁継ぎ目INの近傍に接続されている。これにより、1つのレール破断検知装置500によって検知可能な1つの検知区間においてレール破断を検知できる。つまり、レール破断の検知が可能な範囲を適切なものにできる。なお、ここで、レールの一端や他端すなわち端の部分については、種々考えられるが、例えば、絶縁継ぎ目INとの境界に限らず、境界付近であれば、レールRL1,RL2の一端あるいはレールRL1,RL2の他端に含まれると考える。
Further, in the first and second rail
レール破断検知装置500は、例えば図2に例示するように、地上のうちレールRLの近傍であって、列車TRの走行を妨げない位置に、第1及び第2レール破断検知装置500A,500Bを設置して構成されている。なお、図示のように、レール破断検知装置500の各部は、レールRL(第1及び第2レールRL1,RL2)に接続されている。
As illustrated in FIG. 2, for example, the rail
本実施形態では、レール破断検知装置500は、図1を参照して説明した検知用交流信号DASについて、検知可能な構成となっている。このため、破断検知部60において電流値や電圧値の測定可能な範囲を適宜調整されている。一方、図2を参照して説明した帰線電流RCに対しては、検知用交流信号DASの検知に際しての影響を回避するための構成を有している。
In the present embodiment, the rail
なお、図示のように、レールRLにおいて、検知用交流信号DASと帰線電流RCとは、レールRLの延伸方向(±Z方向、+Z方向)に沿って流れている。 As shown in the drawing, in the rail RL, the detection AC signal DAS and the return current RC flow along the extending directions (±Z direction, +Z direction) of the rail RL.
以下、図3等を参照して、レール破断検知装置500のより具体的な一構成例について説明する。ここでも、代表して、第1レール破断検知装置500Aについて説明する。
Hereinafter, a more specific configuration example of the rail
なお、図3は、レール破断検知装置500の一構成例を示すブロック図であり、また、列車走行時以外において、レール破断が無い場合の破断検知の様子を示すブロック図でもある。また、図4は、列車走行時以外において、レール破断が有る場合の破断検知の様子を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing one configuration example of the rail
また、既述の通り、第1レール破断検知装置500Aでは、1本のレールRL1に対して検知用交流信号DAS(第1検知用交流信号DAS1)を印加する1つの閉回路RP1を形成しており、破断検知部60は、閉回路RP1における第1検知用交流信号DAS1から第1レールRL1の破断を検知する態様となっている。
Further, as described above, the first rail
まず、図3等に示すように、第1レール破断検知装置500Aのうち、信号発生器50は、出力トランスOUと、コンデンサCOとを備える。図示のように、出力トランスOUと、コンデンサCOとは、閉回路RP1において直列に配置されている。
First, as shown in FIG. 3 and the like, the
コンデンサCOは、直流を遮断するため、出力トランスOUに直列に設けられており、特に、ここでは、帰線電流RC(図2参照)が流れている場合において、コンデンサCOにより帰線電流RCに起因する直流をカットすることで、破断検知部60において直流を遮断して抽出された交流に基づきレール破断を検知することを可能にしている。
The capacitor CO is provided in series with the output transformer OU in order to cut off direct current. By cutting the direct current that causes the rail breakage, it is possible to detect the rail breakage based on the alternating current extracted by cutting off the direct current in the
次に、第1レール破断検知装置500Aのうち、破断検知部60の構成について一例を説明する。ここでの破断検知部60は、図示のように、上記した信号発生器50の各部とともに第1レール破断検知装置500AのカレントトランスCUにより構成されている。図示の例では、カレントトランスCUは、閉回路RP1において、出力トランスOUとコンデンサCOとの間に直列して設けられている。
Next, an example of the configuration of the
破断検知部60としてのカレントトランスCUは、検知用交流信号DASの電流を検出し、これに基づきレール破断の判定のための値を検知する。より具体的には、カレントトランスCUは、第1検知用交流信号DAS1となるべき電流を一次電流とし、当該一次電流に比例する二次電流に変成し、この二次電流が検知回路REに入力され、電圧値となり、この電圧値は、第1検知用交流信号DAS1に対応する値として測定可能になる。なお、ここでは、上記のようにして得られる交流電圧をV1(実効値)とする。
A current transformer CU serving as the
ここでの一例では、検出した交流電圧V1について閾値V1dを定めることで、第1レールRL1においてレール破断が発生した場合についての検知を可能にしている。 In one example here, a threshold value V1d is set for the detected AC voltage V1, thereby making it possible to detect rail breakage in the first rail RL1.
例えば図4に例示するように、第1レールRL1上に破断箇所RRが生じたレール破断の発生時は、形成されていた閉回路RP1が途切れたような状態となるため、破断検知部60として測定される電圧V1の値が小さくなる。したがって、上記閾値V1dを、レール破断時の値として想定される電圧V1の値を基準に予め定めておき、当該閾値V1d以上であるか否かを判定することで、レール破断が発生しているか否かを確認できる。例えば、破断検知部60において、第1検知用交流信号DAS1について、予め定められた閾値V1d以上である場合には、レール破断が発生していないと判定し、閾値V1d未満である場合には、レール破断が発生していると判定する。
For example, as illustrated in FIG. 4, when a rail break occurs where a break point RR occurs on the first rail RL1, the formed closed circuit RP1 is interrupted. The value of the measured voltage V1 becomes smaller. Therefore, the threshold value V1d is predetermined based on the value of the voltage V1 assumed as the value at the time of rail breakage, and it is determined whether or not the threshold value V1d is equal to or higher than the threshold value V1d. You can check whether For example, if the first detection AC signal DAS1 is equal to or greater than a predetermined threshold value V1d in the
破断検知部60あるいは第1レール破断検知装置500Aは、レール破断有りの判定をした場合、その判定結果を、他装置に伝える。例えば、第1レール破断検知装置500Aは、監視装置(図示略)等へ判定結果を送る。当該監視装置は、第1レール破断検知装置500Aより送られた結果に基づき、監視を行う対象エリアに列車TRを進入させないようにする等の処理を行う。
When the
なお、第2レール破断検知装置500Bにおいても、上述した第1レール破断検知装置500Aと同様に、信号発生器50が、出力トランスOUと、コンデンサCOとを備え、破断検知部60が、カレントトランスCUで構成されていることで、第2レールRL2に印加される検知用交流信号DASである第2検知用交流信号DAS2について、カレントトランスCUにおいて第2検知用交流信号DAS2対応する値を測定可能にする。なお、ここでは、上記のようにして得られる交流電圧をV2(実効値)とする。この場合も、第1レール破断検知装置500Aと同様に、例えば交流電圧V2について閾値V2dを予め定めておき、当該閾値V2d以上であるか否かを判定することで、第2レールRL2におけるレール破断の発生の有無を判定及び判定結果に伴う各種処理ができる。例えば、図4において、レール破断の無い第2レールRL2においては、第2レールRLについて形成されている閉回路RP2が途切れることなく維持されているため、電圧V2が、閾値V2d以上の値を示すものとなる。つまり、図4における第1レールRL1と第2レールRL2とでは、異なる状況になっていることが検知できる。
In the second rail
なお、詳しい図示を省略するが、レール破断検知装置500による上記のようなレールRLの破断検知は、列車TRの走行時においても、同様に可能である。列車TRが走行している場合、既述のように、レールRLを構成する第1及び第2レールRL1,RL2には、帰線電流RCが流れる。これに起因する直流成分については、破断検知部60のコンデンサCOにより遮断される。帰線電流RCの値は大きいため、もし、その一部がレール破断検知装置500側へ流れ込んでしまうと、出力トランスOUやカレントトランスCUにおいて許容できる量を超える電流が流入して飽和しまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、上記のように、コンデンサCOにより帰線電流RCの流入を防ぐことで、かかる事態が回避され、列車TRの走行時においても、破断検知部60による破断検知ができる。
Although detailed illustration is omitted, the rail
以下、図5のブロック図を参照して、レール破断検知装置500の他の一構成例について説明する。なお、図5のブロック図は、図3に例示したブロック図に対応する図である。
Another configuration example of the rail
図3に示した一例では、第1及び第2レール破断検知装置500A,500Bをそれぞれ構成する各信号発生器50の各部と各破断検知部60(カレントトランスCU)とは、それぞれ1つの筐体内部において組み込まれた構成としている。しかしこれに限らず、図5に例示するように、信号発生器50と破断検知部60(カレントトランスCU)とを個別に配置する構成としてもよい。すなわち、図5に示す一例では、図3のようにカレントトランスCUを出力トランスOUとコンデンサCOとの間に設置せず、閉回路RP1における直列上の別の位置に配置する構成としている。なお、このような構成の場合も、コンデンサCOによる直流成分のカットによって帰線電流RCを遮断し、カレントトランスCUで測定される電圧値を第1及び第2検知用交流信号DAS1,DAS2のみに起因するものにできる。また、コンデンサCOの位置については、図示の場合に限らず、種々の態様が考えられ、例えば、破断検知部60においてカレントトランスCUの出口側(導線NW1,NW2側)に設置することができる。
In the example shown in FIG. 3, each section of each
〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
〔others〕
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the scope of the invention.
まず、上記した各閾値については、検知用交流信号DASの電流値や電圧値の範囲を基準に、発生し得るノイズ等を考慮して適宜定めることができる。 First, each of the thresholds described above can be appropriately determined based on the range of the current value and the voltage value of the detection AC signal DAS, taking into account possible noise and the like.
また、信号発生器50や破断検知部60等については、必要に足る検知用交流信号DASの印加や信号検知ができれば種々の態様とすることができ、出力トランスOUやコンデンサCO、カレントトランスCUの構成については、複数にしたり、さらに並べ方を種々の態様としたりできる。
In addition, the
また、上記では、レール破断検知装置500が、一対の第1レール破断検知装置500Aと第2レール破断検知装置500Bとを有する構成することで、一対のレールRLについて検知を行う構成としているが、既述のように、第1レール破断検知装置500Aと第2レール破断検知装置500Bとは、それぞれ単独でもレール破断検知装置として機能し得るものであり、例えば、第1レール破断検知装置500Aに相当するものを、単軌条のレールに対して設けた構成とすることも可能である。
In the above description, the rail
50…信号発生器、60…破断検知部、500…レール破断検知装置、500A…第1レール破断検知装置、500B…第2レール破断検知装置、CO…コンデンサ、CU…カレントトランス、DAS…検知用交流信号、DAS1…第1検知用交流信号、DAS2…第2検知用交流信号、IN…絶縁継ぎ目、OU…出力トランス、PW1,PW2,NW1,NW2…導線、RC…帰線電流、RE…検知回路、RL…レール、RL1…第1レール、RL2…第2レール、RP1,RP2…閉回路、RR…破断箇所、TR…列車、V1,V2…交流電圧
50
Claims (5)
前記閉回路における前記検知用交流信号から前記レールの破断を検知する破断検知部と
を備えるレール破断検知装置。 a signal generator that applies a detection AC signal to one rail to form one closed circuit ;
A rail breakage detection device comprising: a breakage detection unit that detects a breakage of the rail from the detection AC signal in the closed circuit .
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Citations (1)
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| JP2019014278A (en) | 2017-07-03 | 2019-01-31 | 株式会社京三製作所 | Track circuit monitoring apparatus |
-
2019
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