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JP7447740B2 - Optical fiber-containing overhead wire and heavy simple overhead wire - Google Patents
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JP7447740B2 - Optical fiber-containing overhead wire and heavy simple overhead wire - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバ入りちょう架線、ヘビーシンプル架線、及びヘビーシンプル架線の監視システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a monitoring system for an optical fiber-containing overhead line, a heavy simple overhead line, and a heavy simple overhead line.

近年、新幹線の架線(架空電車線)系は、メンテナンスフリー化、速度向上などの目的で、ヘビーコンパウンド架線からヘビーシンプル架線への移行が進められている。ヘビーシンプル架線では、ヘビーコンパウンド架線で用いられていた補助ちょう架線を用いないため、トロリ線とちょう架線に掛かる張力が高く、強度負担が大きい。そのため、安全性を確保するため、警報線としての光ファイバが溝内に収容されたトロリ線(例えば、特許文献1参照)などを用いてトロリ線の状態を常時監視することが望ましい。 In recent years, Shinkansen overhead contact lines have been transitioning from heavy compound overhead lines to heavy simple overhead lines, with the aim of making them maintenance-free and increasing speed. Heavy simple overhead wires do not use the auxiliary overhead wires used in heavy compound overhead wires, so the tension on the contact wires and the overhead wires is high, which places a heavy burden on their strength. Therefore, in order to ensure safety, it is desirable to constantly monitor the state of the contact wire using a contact wire in which an optical fiber is housed in a groove as a warning wire (for example, see Patent Document 1).

特許第2738127号公報Patent No. 2738127

しかしながら、ヘビーコンパウンド架線をヘビーシンプル架線に変更すると、トロリ線だけでなく、ちょう架線も同様に強度負担が増す。ヘビーシンプル架線のちょう架線の公称断面積は200mm(断面積が200sq)であり、ヘビーコンパウンド架線のちょう架線の公称断面積である150mmよりも大きいが、それでも架線張力の高さから強度が不足する可能性がある。そして、その場合であっても、質量の増加や施工性の低下などの理由から、ちょう架線の公称断面積を200mmよりも大きくすることは好ましくない。そのため、架線の安全性を確保するため、トロリ線と同様にちょう架線の状態を常時監視することが好ましい。 However, when the heavy compound overhead wire is changed to the heavy simple overhead wire, the strength burden increases not only on the contact wire but also on the bow overhead wire. The nominal cross-sectional area of the heavy simple overhead wire is 200 mm 2 (cross-sectional area is 200 sq), which is larger than the nominal cross-sectional area of the heavy compound overhead wire of 150 mm 2 , but the strength is still low due to the high tension of the overhead wire. There may be a shortage. Even in that case, it is not preferable to make the nominal cross-sectional area of the overhead wire larger than 200 mm 2 for reasons such as an increase in mass and a decrease in workability. Therefore, in order to ensure the safety of the overhead wire, it is preferable to constantly monitor the condition of the overhead wire, similar to the contact wire.

したがって、本発明の目的は、トロリ線とちょう架線の状態を常時監視することのできるヘビーシンプル架線の監視システム、並びにその監視システムに適用することができるヘビーシンプル架線及び光ファイバ入りちょう架線を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a heavy simple overhead wire monitoring system that can constantly monitor the status of contact wires and overhead overhead wires, and a heavy simple overhead wire and optical fiber-containing overhead overhead wire that can be applied to the monitoring system. It's about doing.

本発明は、上記課題を解決することを目的として、中空管の内部に光ファイバ検知線が収容された光ファイバ収容管と、前記光ファイバ収容管の周囲を囲むように撚り合わされた複数本の素線からなるちょう架線本体と、を備えた、光ファイバ入りちょう架線を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an optical fiber housing tube in which an optical fiber detection wire is housed inside a hollow tube, and a plurality of optical fiber detection wires twisted together so as to surround the optical fiber housing tube. To provide an optical fiber-containing overhead overhead wire, comprising: a overhead overhead wire body made of strands of wire;

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、第2の光ファイバ検知線を内部に収容する光ファイバ入りトロリ線と、前記光ファイバ入りトロリ線をハンガーを介して支持する、前記光ファイバ入りちょう架線と、を備えた、ヘビーシンプル架線を提供する。 Moreover, for the purpose of solving the above-mentioned problems, the present invention provides an optical fiber-containing contact wire that accommodates a second optical fiber detection line therein, and a contact wire that supports the optical fiber-containing contact wire via a hanger. To provide a heavy simple overhead line equipped with an optical fiber-containing overhead line.

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、第2の光ファイバ検知線を内部に収容する光ファイバ入りトロリ線と、前記光ファイバ入りトロリ線をハンガーを介して支持する、前記光ファイバ入りちょう架線とを備えたヘビーシンプル架線と、前記光ファイバ入りちょう架線に含まれる前記光ファイバ検知線及び前記光ファイバ入りトロリ線に含まれる第2の光ファイバ検知線に光学的に接続され、前記光ファイバ検知線及び前記第2の光ファイバ検知線の長手方向の温度分布を測定する光ファイバ温度分布測定装置と、を備えた、ヘビーシンプル架線の監視システムを提供する。 Moreover, for the purpose of solving the above-mentioned problems, the present invention provides an optical fiber-containing contact wire that accommodates a second optical fiber detection line therein, and a contact wire that supports the optical fiber-containing contact wire via a hanger. a heavy simple overhead line comprising an optical fiber-containing overhead contact line, and optically connected to the optical fiber detection line included in the optical fiber-containing overhead contact line and a second optical fiber detection line included in the optical fiber-contained contact wire. and an optical fiber temperature distribution measuring device that measures temperature distribution in the longitudinal direction of the optical fiber detection line and the second optical fiber detection line.

本発明によれば、トロリ線とちょう架線の状態を常時監視することのできるヘビーシンプル架線の監視システム、並びにその監視システムに適用することができるヘビーシンプル架線及び光ファイバ入りちょう架線を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a monitoring system for heavy simple overhead wires that can constantly monitor the status of contact wires and overhead overhead wires, and heavy simple overhead wires and optical fiber-containing overhead overhead wires that can be applied to the monitoring system. Can be done.

図1は、本発明の実施の形態に係るヘビーシンプル架線の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a heavy simple overhead wire according to an embodiment of the present invention. 図2(a)は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ入りちょう架線の一例の径方向の断面図である。図2(b)は、光ファイバ入りちょう架線に含まれる光ファイバ収容管の一例の径方向の断面図である。FIG. 2A is a radial cross-sectional view of an example of an optical fiber-containing overhead wire according to an embodiment of the present invention. FIG. 2(b) is a radial cross-sectional view of an example of an optical fiber accommodation tube included in the optical fiber-containing overhead wire. 図3は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ入りトロリ線の径方向の断面図である。FIG. 3 is a radial cross-sectional view of the optical fiber-containing contact wire according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態に係る架線監視システムの構成を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of an overhead wire monitoring system according to an embodiment of the present invention.

〔実施の形態〕
図1は、本発明の実施の形態に係るヘビーシンプル架線1の模式図である。ヘビーシンプル架線1は、鉄道車両に電力を供給するための光ファイバ入りトロリ線20と、ハンガー30により光ファイバ入りトロリ線20を吊り下げて支持する光ファイバ入りちょう架線10とを備える。
[Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a heavy simple overhead wire 1 according to an embodiment of the present invention. The heavy simple overhead wire 1 includes an optical fiber-containing contact wire 20 for supplying electric power to a railway vehicle, and an optical fiber-containing overhead contact wire 10 that suspends and supports the optical fiber-containing contact wire 20 by a hanger 30.

(光ファイバ入りちょう架線の構成)
図2(a)は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ入りちょう架線10の一例の径方向の断面図である。図2(b)は、光ファイバ入りちょう架線10に含まれる光ファイバ収容管12の一例の径方向の断面図である。
(Configuration of overhead cable with optical fiber)
FIG. 2A is a radial cross-sectional view of an example of the optical fiber-containing overhead wire 10 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2(b) is a radial cross-sectional view of an example of the optical fiber accommodation tube 12 included in the optical fiber-containing overhead wire 10. As shown in FIG.

光ファイバ入りちょう架線10は、中空管121の内部(中空部)123に光ファイバ検知線122が収容された光ファイバ収容管12と、光ファイバ収容管12の周囲を囲むように撚り合わされた複数本の素線111からなるちょう架線本体11とを備える。 The optical fiber-containing overhead wire 10 is twisted to surround the optical fiber housing tube 12 and the optical fiber housing tube 12 in which the optical fiber detection wire 122 is housed in the inside (hollow part) 123 of the hollow tube 121. The overhead wire main body 11 is comprised of a plurality of wires 111.

光ファイバ入りちょう架線10は、その内部に含まれる光ファイバ検知線122の温度を測定することによって、その状態を常時監視することができる。このため、ちょう架線本体11と光ファイバ収容管12の公称断面積を従来のヘビーシンプル架線のちょう架線と同じ200mmとしても、ちょう架線の伸びや損傷による事故などを未然に防ぎやすくなる。ここで、ちょう架線本体11と光ファイバ収容管12の公称断面積は、素線111の径方向の断面積に素線111の本数を乗じて、そこに中空管121の径方向の断面積を加えたもの(計算断面積)の近似値であり、例えば、計算断面積が192~209mmの場合に公称断面積が200mmとなる。 The state of the optical fiber-containing overhead wire 10 can be constantly monitored by measuring the temperature of the optical fiber detection wire 122 included therein. Therefore, even if the nominal cross-sectional area of the butterfly overhead wire body 11 and the optical fiber accommodation tube 12 is 200 mm 2 , which is the same as that of the butterfly overhead wire of the conventional heavy simple overhead wire, accidents caused by elongation or damage to the butterfly overhead wire can be easily prevented. Here, the nominal cross-sectional area of the overhead wire body 11 and the optical fiber housing tube 12 is calculated by multiplying the radial cross-sectional area of the strands 111 by the number of strands 111, and then adding the radial cross-sectional area of the hollow tube 121 to the radial cross-sectional area of the hollow tube 121. (calculated cross-sectional area). For example, when the calculated cross-sectional area is 192 to 209 mm 2 , the nominal cross-sectional area is 200 mm 2 .

ちょう架線本体11を構成する素線111は、通常、図2(a)の例に示されるように、同心撚りで多層に撚り合わされる。この場合、ちょう架線10は、中心の1本の光ファイバ収容管12と、その光ファイバ収容管12の周囲に複数本の素線111を同心円状に撚り合わせてなる多層構造のちょう架線本体11を有する。素線111の撚り方向は、右撚り、左撚りのいずれでもよい。また、ちょう架線本体11は、右撚りの層と左撚りの層とを交互に多段配置させた異方向撚りで構成されていることが好ましい。 The strands 111 constituting the overhead wire body 11 are usually concentrically twisted in multiple layers, as shown in the example of FIG. 2(a). In this case, the butterfly overhead wire 10 has a multilayer structure consisting of one optical fiber housing tube 12 at the center and a plurality of wires 111 concentrically twisted around the optical fiber housing tube 12. has. The direction in which the wires 111 are twisted may be either right-handed or left-handed. Moreover, it is preferable that the overhead wire main body 11 is constructed by twisting in different directions, in which layers of right-handed twist and layers of left-handed twist are alternately arranged in multiple stages.

ちょう架線本体11を構成する素線111は、例えば、銅や銅合金からなり、“JIS C 3101 電気用硬銅線”の規格を満たす引張強さ(素線強度)などの特性を有する。例えば、直径が2.6mmのときは引張強さが434MPa以上、直径が2.7mmのときは引張強さが433MPa以上、直径が2.8mmのときは引張強さが432MPa以上、直径が3.2mmのときは引張強さが427MPa以上、直径が3.5mmのときは引張強さが424MPa以上、直径が3.7mmのときは引張強さが422MPa以上、である。 The wire 111 constituting the overhead wire main body 11 is made of copper or a copper alloy, for example, and has properties such as tensile strength (wire strength) that satisfies the standard of "JIS C 3101 Hard Copper Wire for Electrical Use." For example, when the diameter is 2.6 mm, the tensile strength is 434 MPa or more, when the diameter is 2.7 mm, the tensile strength is 433 MPa or more, when the diameter is 2.8 mm, the tensile strength is 432 MPa or more, and when the diameter is 3 When the diameter is .2 mm, the tensile strength is 427 MPa or more, when the diameter is 3.5 mm, the tensile strength is 424 MPa or more, and when the diameter is 3.7 mm, the tensile strength is 422 MPa or more.

また、ちょう架線本体11を構成する素線111の本数は、ちょう架線本体11と光ファイバ収容管12の公称断面積が200mmになるように、素線111と中空管121の径方向の断面積に応じて設定される。例えば、素線111の直径が3.2~3.7mm、中空管121の外径と厚さがそれぞれ3.2~3.7mmと1.0~1.1mmの場合は、図2(a)の例に示されるように、18本の素線111を用いる(素線111と中空管121の合計本数を19本とする)ことにより、ちょう架線本体11と光ファイバ収容管12の公称断面積が200mmになる。 In addition, the number of strands 111 constituting the overhead wire body 11 is determined in the radial direction of the strands 111 and the hollow tube 121 so that the nominal cross-sectional area of the overhead wire body 11 and the optical fiber accommodation tube 12 is 200 mm2 . Set according to the cross-sectional area. For example, if the diameter of the wire 111 is 3.2 to 3.7 mm, and the outer diameter and thickness of the hollow tube 121 are 3.2 to 3.7 mm and 1.0 to 1.1 mm, respectively, As shown in the example a), by using 18 strands 111 (the total number of strands 111 and hollow tubes 121 is 19), the connection between the overhead wire body 11 and the optical fiber accommodation tube 12 is reduced. The nominal cross-sectional area will be 200 mm2 .

また、例えば、素線111の直径が2.6mm以上2.8mm以下、中空管121の外径が2.6mm以上2.8mm以下の場合は、36本の素線111を用いる(素線111と中空管121の合計本数を37本とする)ことにより、ちょう架線本体11と光ファイバ収容管12の公称断面積が200mmになる。 Further, for example, when the diameter of the strands 111 is 2.6 mm or more and 2.8 mm or less, and the outer diameter of the hollow tube 121 is 2.6 mm or more and 2.8 mm or less, 36 strands 111 are used. 111 and hollow tubes 121 is 37), the nominal cross-sectional area of the overhead wire main body 11 and the optical fiber accommodation tube 12 becomes 200 mm 2 .

素線111は、所定の径の荒引線を引抜加工で伸線することにより形成されるため、直径が小さいほど強度が向上する。例えば、素線111の直径を3.7mmから2.6mmに変更することにより、強度を約3%以上向上させることができる。このため、直径が3.2~3.7mm(引張強さが422MPa以上)の素線111を18本用いる場合よりも、直径が2.6~2.8mm(引張強さが432MPa以上)の素線111を36本用いる場合の方が、ちょう架線本体11の引張荷重(引張試験において試料が耐えうる最大の荷重)が大きくなる。 The wire 111 is formed by drawing a roughly drawn wire of a predetermined diameter by drawing, so the smaller the diameter, the higher the strength. For example, by changing the diameter of the wire 111 from 3.7 mm to 2.6 mm, the strength can be improved by about 3% or more. Therefore, compared to using 18 strands 111 with a diameter of 3.2 to 3.7 mm (tensile strength of 422 MPa or more), wires with a diameter of 2.6 to 2.8 mm (tensile strength of 432 MPa or more) When 36 strands 111 are used, the tensile load of the overhead wire body 11 (the maximum load that the sample can withstand in the tensile test) is larger.

以下の表1に、光ファイバ入りちょう架線10の構成と特性の例(例1~3)を示す。表1に示される光ファイバ入りちょう架線10の構成及び特性は、いずれも“JIS C 3105 硬銅より線”の規格を満たす。表1における「素線径」は素線111及び光ファイバ収容管12の直径であり、「素線数」は素線111の本数に光ファイバ収容管12の本数である1を加えた数であり、「引張荷重」、「外径」、「電気抵抗」、「質量」はそれぞれ光ファイバ入りちょう架線10の引張荷重、外径、電気抵抗、質量である。 Table 1 below shows examples (Examples 1 to 3) of the configuration and characteristics of the optical fiber-containing overhead wire 10. The configuration and characteristics of the optical fiber-containing overhead wire 10 shown in Table 1 all meet the standard of "JIS C 3105 hard copper stranded wire". The "wire diameter" in Table 1 is the diameter of the wire 111 and the optical fiber housing tube 12, and the "number of wires" is the number of wires 111 plus 1, which is the number of optical fiber housing tubes 12. "Tensile load," "outer diameter," "electrical resistance," and "mass" are the tensile load, outer diameter, electrical resistance, and mass of the optical fiber-containing overhead wire 10, respectively.

Figure 0007447740000001
Figure 0007447740000001

ファイバ収容管12の中空管121は、例えば、銅や銅合金からなる。また、中空管121の内部123に収容される光ファイバ検知線122としては、例えば、通常のシングルモードの光ファイバを用いることができる。光ファイバ検知線122の直径は、例えば、0.9~1.1mmである。 The hollow tube 121 of the fiber accommodation tube 12 is made of copper or a copper alloy, for example. Moreover, as the optical fiber detection line 122 accommodated in the interior 123 of the hollow tube 121, for example, a normal single mode optical fiber can be used. The diameter of the optical fiber detection line 122 is, for example, 0.9 to 1.1 mm.

光ファイバ収容管12における光ファイバ検知線122の充填率は、50%以上、70%以下であることが好ましい。ここで、光ファイバ収容管12における光ファイバ検知線122の充填率は、中空管121の内部123の径方向の断面積に対する光ファイバ検知線122の径方向の断面積の比の値に等しい。 The filling rate of the optical fiber detection lines 122 in the optical fiber accommodation tube 12 is preferably 50% or more and 70% or less. Here, the filling rate of the optical fiber detection line 122 in the optical fiber accommodation tube 12 is equal to the ratio of the radial cross-sectional area of the optical fiber detection line 122 to the radial cross-sectional area of the inside 123 of the hollow tube 121. .

光ファイバ検知線122の充填率を70%以下とすることにより、光ファイバ収容管12の局部曲げが生じた箇所での光ファイバ検知線122の曲がり度合いを抑え、光ファイバ検知線122の伝送損失を抑えることができる。 By setting the filling rate of the optical fiber detection line 122 to 70% or less, the degree of bending of the optical fiber detection line 122 at the location where the optical fiber housing tube 12 is locally bent is suppressed, and the transmission loss of the optical fiber detection line 122 is reduced. can be suppressed.

また、光ファイバ検知線122の充填率を50%以上とすることにより、列車振動により中空管121の内部123を光ファイバ検知線122が移動することを抑制できる。なお、光ファイバ検知線122の充填率が50%に満たない場合は、中空管121の内部123にジェリーなどの充填剤を充填することにより、列車振動により中空管121の内部123を光ファイバ検知線122が移動することを抑制できる。 Further, by setting the filling rate of the optical fiber detection wire 122 to 50% or more, it is possible to suppress the optical fiber detection wire 122 from moving inside the hollow tube 121 due to train vibration. Note that if the filling rate of the optical fiber detection wire 122 is less than 50%, filling the inside 123 of the hollow tube 121 with a filler such as jelly will prevent the inside 123 of the hollow tube 121 from being exposed to light due to train vibration. Movement of the fiber detection line 122 can be suppressed.

中空管121の厚さは、中空管121の周囲に素線111を撚り合わせる際の撚り荷重に耐えられる強度を有するように設定される。例えば、ちょう架線本体11が18本の素線111からなり、素線111が、3.2~3.7mmの直径を有する場合、中空管121が1.0mm以上の厚さを有する銅管又は銅合金管であれば、中空管121が周囲に素線111を撚り合わせる際の撚り荷重に耐えられる。 The thickness of the hollow tube 121 is set so that it has a strength that can withstand the twisting load when the wires 111 are twisted around the hollow tube 121. For example, when the overhead wire main body 11 is made up of 18 strands of wire 111 and the strands 111 have a diameter of 3.2 to 3.7 mm, the hollow tube 121 is a copper tube with a thickness of 1.0 mm or more. Or, if it is a copper alloy tube, the hollow tube 121 can withstand the twisting load when the wires 111 are twisted around the hollow tube 121.

中空管121の外径は、中空管121を撚線の中心線とするため、素線111の直径と等しいことが好ましい。 The outer diameter of the hollow tube 121 is preferably equal to the diameter of the strand 111 in order to make the hollow tube 121 the center line of the stranded wire.

以下の表2に、光ファイバ収容管12の構成と特性の3つの例(例1~3)と光ファイバ検知線122の伝送損失が大きい例である比較例を示す。表2における「外径」、「内径」、「厚さ」はそれぞれ中空管121の外径、内径、厚さであり、「光ファイバ径」は光ファイバ検知線122の直径であり、「充填率」は光ファイバ検知線122の充填率であり、「ジェリー」は中空管121の内部123に充填される充填剤としてのジェリーの有無であり、「伝送損失」は素線111が直径3.7mmの18本の銅線である場合の光ファイバ検知線122の伝送損失である。 Table 2 below shows three examples (Examples 1 to 3) of the configuration and characteristics of the optical fiber housing tube 12 and a comparative example in which the transmission loss of the optical fiber detection line 122 is large. "Outer diameter", "inner diameter", and "thickness" in Table 2 are the outer diameter, inner diameter, and thickness of the hollow tube 121, respectively, "optical fiber diameter" is the diameter of the optical fiber detection wire 122, and " ``Filling rate'' is the filling rate of the optical fiber detection wire 122, ``Jerry'' is the presence or absence of jelly as a filler filled in the inside 123 of the hollow tube 121, and ``transmission loss'' is the filling rate of the optical fiber detection wire 122. This is the transmission loss of the optical fiber detection line 122 when it is 18 copper wires of 3.7 mm.

Figure 0007447740000002
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表2の例1~3においては、中空管121の厚さが1.0mm以上であり、光ファイバ検知線122の充填率が70%以下であるために、光ファイバ検知線122の伝送損失が0.5dB/km以下と低く抑えられている。一方で、比較例においては、中空管121の厚さが1.0mmに満たないために光ファイバ検知線122の伝送損失が大きくなっている。 In Examples 1 to 3 of Table 2, the thickness of the hollow tube 121 is 1.0 mm or more and the filling rate of the optical fiber detection line 122 is 70% or less, so the transmission loss of the optical fiber detection line 122 is is kept low at 0.5 dB/km or less. On the other hand, in the comparative example, since the thickness of the hollow tube 121 is less than 1.0 mm, the transmission loss of the optical fiber detection line 122 is large.

(光ファイバ入りトロリ線の構成)
図3は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ入りトロリ線20の径方向の断面図である。光ファイバ入りトロリ線20は、トロリ線本体21と、トロリ線本体21の内部に長手方向に沿って設けられた孔214に収容された光ファイバ検知線22を有する。光ファイバ入りトロリ線20は、その内部に含まれる光ファイバ検知線22の温度を測定することによって、その状態を常時監視することができる。
(Configuration of optical fiber-containing contact wire)
FIG. 3 is a radial cross-sectional view of the optical fiber-containing contact wire 20 according to the embodiment of the present invention. The optical fiber-containing contact wire 20 includes a contact wire main body 21 and an optical fiber detection wire 22 accommodated in a hole 214 provided inside the contact wire main body 21 along the longitudinal direction. The state of the optical fiber-containing contact wire 20 can be constantly monitored by measuring the temperature of the optical fiber detection wire 22 included therein.

トロリ線本体21は、例えば、JRS(日本国有鉄道規格)、JISE2101、EN50149に規定されたみぞ付硬銅トロリ線に該当する異形丸形のトロリ線であり、上部の小弧面211、下部の大弧面212、両側部の小弧面211と大弧面212の間のV字状のイヤー溝213とを有する。トロリ線本体21は、銅合金、例えば、Cu-Sn-In系合金又はCu-Sn系合金を主成分とする。トロリ線本体21の公称断面積は、例えば、150mm、又は170mmである。 The contact wire main body 21 is, for example, an irregular round contact wire that corresponds to the grooved hard copper contact wire specified in JRS (Japanese National Railway Standards), JISE2101, and EN50149, and has a small arc surface 211 on the upper part and a small arc surface 211 on the lower part. It has a large arc surface 212 and a V-shaped ear groove 213 between the small arc surfaces 211 and the large arc surfaces 212 on both sides. The main component of the contact wire main body 21 is a copper alloy, for example, a Cu-Sn-In alloy or a Cu-Sn alloy. The nominal cross-sectional area of the contact wire main body 21 is, for example, 150 mm 2 or 170 mm 2 .

孔214は、トロリ線本体21の上下方向の中間点よりも下側(大弧面212側)に設けられていることが好ましい。これは、パンタグラフと接触するトロリ線本体21の底部の温度変化を検知し易くして、トロリ線本体21の底部の氷や霜の付着を予測し易くするためである。 The hole 214 is preferably provided below the vertical midpoint of the contact wire main body 21 (on the large arc surface 212 side). This is to make it easier to detect the temperature change at the bottom of the trolley wire main body 21 that comes into contact with the pantograph, and to make it easier to predict the adhesion of ice or frost on the bottom of the trolley wire main body 21.

図3に示される例では、2つの孔214がトロリ線本体21に含まれている。この場合、2つの孔214に収容される光ファイバ検知線22は、光ファイバ入りトロリ線20の光ファイバ温度分布測定装置40と反対側の端部で光接続され、光学的に連続した1本の光ファイバとなって折り返されて、光ファイバ入りトロリ線20を往復して貫通する。 In the example shown in FIG. 3, two holes 214 are included in the trolley wire body 21. In this case, the optical fiber detection wires 22 accommodated in the two holes 214 are optically connected at the end of the optical fiber-containing contact wire 20 opposite to the optical fiber temperature distribution measuring device 40, and are one optically continuous wire. The optical fiber is folded back and passes through the optical fiber-containing contact wire 20 in a reciprocating manner.

光ファイバ検知線22が孔214を1つだけ有する、すなわち、光ファイバ検知線22が光ファイバ入りトロリ線20を一方向にだけ貫通する構成であっても、光ファイバ検知線22の温度を測定して光ファイバ入りトロリ線20の状態を監視することは可能であるが、往復して貫通する構成には、次のような利点がある。まず、光ファイバ入りトロリ線20上の各位置において、温度の測定値が2つ得られるため、温度測定の精度を向上させることができる。また、トロリ線本体21の摩耗などにより光ファイバ検知線22の一部が断線した場合でも、温度測定を続行することができるため、光ファイバ検知線22の修復や交換までの間に温度が測定できない時間帯が生じることがない。 Even if the optical fiber detection line 22 has only one hole 214, that is, the optical fiber detection line 22 penetrates the optical fiber-containing contact wire 20 in only one direction, the temperature of the optical fiber detection line 22 can be measured. Although it is possible to monitor the state of the optical fiber-containing contact wire 20 by using the contact wire 20, the configuration in which the contact wire 20 penetrates the optical fiber back and forth has the following advantages. First, since two temperature measurements are obtained at each position on the optical fiber-containing contact wire 20, the accuracy of temperature measurement can be improved. In addition, even if a part of the optical fiber detection wire 22 is broken due to wear of the contact wire main body 21, temperature measurement can be continued, so the temperature can be measured until the optical fiber detection wire 22 is repaired or replaced. There will never be a time when you cannot do it.

(架線監視システムの構成)
図4は、本発明の実施の形態に係る架線監視システム100の構成を示す模式図である。架線監視システム100は、ヘビーシンプル架線1の光ファイバ入りちょう架線10及び光ファイバ入りトロリ線20の状態を監視するシステムであり、光ファイバ検知線122を内部に収容する光ファイバ入りちょう架線10と、光ファイバ検知線22を内部に収容する光ファイバ入りトロリ線20と、光ファイバ検知線122及び光ファイバ検知線22に光学的に接続され、光ファイバ検知線122及び光ファイバ検知線22の長手方向の温度分布を測定する光ファイバ温度分布測定装置と、を備える。なお、図4では、ヘビーシンプル架線1の光ファイバ検知線122と光ファイバ検知線22以外の構成の図示を省略している。
(Configuration of overhead wire monitoring system)
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of an overhead wire monitoring system 100 according to an embodiment of the present invention. The overhead line monitoring system 100 is a system for monitoring the status of the optical fiber-containing overhead contact line 10 and the optical fiber-containing contact wire 20 of the heavy simple overhead line 1, and includes the optical fiber-containing overhead contact line 10 and the optical fiber-containing contact line 10 that house an optical fiber detection line 122 inside. , an optical fiber-containing contact wire 20 that accommodates the optical fiber detection line 22 therein, and a contact wire 20 that is optically connected to the optical fiber detection line 122 and the optical fiber detection line 22, and that is optically connected to the optical fiber detection line 122 and the optical fiber detection line 22; and an optical fiber temperature distribution measurement device that measures temperature distribution in a direction. In addition, in FIG. 4, illustration of the structure other than the optical fiber detection line 122 and the optical fiber detection line 22 of the heavy simple overhead wire 1 is omitted.

架線監視システム100において、光ファイバ入りちょう架線10に含まれる光ファイバ検知線122は、その端部において、光貫通がいし52と光スイッチ51とを介して光ファイバ温度分布測定装置40に光学的に接続される。また、光ファイバ入りトロリ線20に含まれる光ファイバ検知線22は、その端部において、光貫通がいし53と光スイッチ51とを介して光ファイバ温度分布測定装置40に光学的に接続される。 In the overhead line monitoring system 100, the optical fiber detection line 122 included in the optical fiber-containing overhead overhead line 10 is optically connected to the optical fiber temperature distribution measuring device 40 via the optical penetration insulator 52 and the optical switch 51 at its end. Connected. Further, the optical fiber detection line 22 included in the optical fiber-containing contact wire 20 is optically connected to the optical fiber temperature distribution measuring device 40 via the optical penetration insulator 53 and the optical switch 51 at its end.

架線監視システム100の光ファイバ温度分布測定装置40及び光スイッチ51は、例えば、変電所内に設置される。 The optical fiber temperature distribution measuring device 40 and the optical switch 51 of the overhead line monitoring system 100 are installed within a substation, for example.

一般に、架線には、低温期においてトロリ線への着氷霜によりトロリ線やパンタグラフが損傷したり、高温期やダイヤ乱れ時においてトロリ線やちょう架線の温度が上昇して伸びが生じ、張力調整装置により調整しきれないほどトロリ線やちょう架線の張力が低下して列車の運行に支障をきたしたりといった問題が生じ得る。架線監視システム100を用いてトロリ線とちょう架線の温度を測定することにより、トロリ線への着氷霜や、トロリ線やちょう架線の張力の低下などの予兆を検知し、対応することができる。 In general, contact wires and pantographs are damaged by frost buildup on contact wires during low-temperature periods, and the temperature of contact wires and overhead wires increases during high-temperature periods or when timetables are disrupted, causing elongation and tension adjustment. Problems may arise, such as the tension in contact wires and overhead wires decreasing to an extent that cannot be fully adjusted by the device, causing problems in train operation. By measuring the temperature of the contact wire and the overhead wire using the overhead wire monitoring system 100, it is possible to detect and respond to signs such as frost buildup on the contact wire or a decrease in the tension of the contact wire or the overhead wire. .

また、光ファイバ検知線122、22と光ファイバ温度分布測定装置40による温度測定は、光を利用して実施されるため、電気的な影響を受けず、列車の走行中などのき電時間帯であっても実施することができる。このため、光ファイバ入りちょう架線10及び光ファイバ入りトロリ線20の状態を常時監視することができる。 In addition, since temperature measurement by the optical fiber detection lines 122, 22 and the optical fiber temperature distribution measurement device 40 is performed using light, it is not affected by electricity and is not affected by electricity during feeding hours such as when trains are running. It can be implemented even if Therefore, the states of the optical fiber-containing overhead wire 10 and the optical fiber-containing contact wire 20 can be constantly monitored.

光ファイバ温度分布測定装置40は、光ファイバ検知線122、22にパルス光を送り、光ファイバ検知線122、22内で生じる後方散乱光を利用して光ファイバ検知線122、22の温度分布を測定する。光スイッチ51により光ファイバ温度分布測定装置40の接続先を光ファイバ検知線122と光ファイバ検知線22の間で切り替えることにより、1台の光ファイバ温度分布測定装置40で光ファイバ検知線122と光ファイバ検知線22の両方の温度分布を測定することができる。光ファイバ温度分布測定装置40の構成及び動作の具体例については後述する。 The optical fiber temperature distribution measurement device 40 sends pulsed light to the optical fiber detection lines 122, 22, and measures the temperature distribution of the optical fiber detection lines 122, 22 using backscattered light generated within the optical fiber detection lines 122, 22. Measure. By switching the connection destination of the optical fiber temperature distribution measurement device 40 between the optical fiber detection line 122 and the optical fiber detection line 22 using the optical switch 51, one optical fiber temperature distribution measurement device 40 can connect the optical fiber detection line 122 and the optical fiber detection line 22. Both temperature distributions of the optical fiber sensing line 22 can be measured. A specific example of the configuration and operation of the optical fiber temperature distribution measuring device 40 will be described later.

光ファイバ温度分布測定装置40と光スイッチ51は、光ファイバ54を介して光学的に接続されている。また、光スイッチ51と光貫通がいし52は、光ファイバ55を介して光学的に接続され、光スイッチ51と光貫通がいし53は、光ファイバ56を介して光学的に接続されている。 The optical fiber temperature distribution measuring device 40 and the optical switch 51 are optically connected via an optical fiber 54. Further, the optical switch 51 and the optical insulator 52 are optically connected through an optical fiber 55, and the optical switch 51 and the optical through insulator 53 are optically connected through an optical fiber 56.

光貫通がいし52は、架線された光ファイバ入りちょう架線10のちょう架線本体11や中空管121などから、光ファイバ検知線122を、電気的に切り離した状態で地上に引き下ろし、光スイッチ51から延びる光ファイバ55に接続するための器具である。また、光貫通がいし53は、架線された光ファイバ入りトロリ線20のトロリ線本体21などから、光ファイバ検知線22を、電気的に切り離した状態で地上に引き下ろし、光スイッチ51から延びる光ファイバ56に接続するための器具である。 The optical penetration insulator 52 pulls the optical fiber detection line 122 down to the ground in a state where it is electrically disconnected from the overhead wire body 11 of the optical fiber-containing overhead wire 10, the hollow tube 121, etc., and connects it to the ground from the optical switch 51. This is a device for connecting to the extending optical fiber 55. In addition, the optical penetration insulator 53 pulls down the optical fiber detection wire 22 from the contact wire main body 21 of the overhead optical fiber-containing contact wire 20 to the ground in a state where it is electrically disconnected, and connects the optical fiber extending from the optical switch 51 to the ground. This is a device for connecting to 56.

図3に示されるように、2つの孔214がトロリ線本体21に含まれ、光ファイバ検知線22が光ファイバ入りトロリ線20を往復して貫通する場合には、図4に示されるように、光ファイバ検知線22の往路側と復路側の両方の端部が光スイッチ51に光学的に接続されていることが好ましい。これによって、光ファイバ検知線22の一部が断線した場合に、光ファイバ温度分布測定装置40から発せられるパルス光を光ファイバ検知線22の往路側と復路側の断線していない方から進入させるように光スイッチ51を切り換えることにより、光ファイバ入りトロリ線20の全体の温度測定を続行することができる。 As shown in FIG. 3, when two holes 214 are included in the contact wire main body 21 and the optical fiber detection wire 22 passes through the optical fiber-containing contact wire 20 in a reciprocating manner, as shown in FIG. It is preferable that both ends of the optical fiber detection line 22 on the forward and return sides are optically connected to the optical switch 51. With this, when a part of the optical fiber detection line 22 is broken, the pulsed light emitted from the optical fiber temperature distribution measuring device 40 is allowed to enter from the outbound side and the return side of the optical fiber detection line 22 that are not broken. By switching the optical switch 51 in this manner, it is possible to continue measuring the temperature of the entire optical fiber-containing contact wire 20.

架線監視システム100は、異なる複数のヘビーシンプル架線1、例えば、異なる線路に用いられる複数のヘビーシンプル架線1の温度を測定することもできる。この場合、各々のヘビーシンプル架線1に含まれる光ファイバ検知線122、22が、それぞれ光スイッチ51に光学的に接続される。そして、光スイッチ51により、光ファイバ温度分布測定装置40と接続される複数の光ファイバ検知線122、22を切り替えることにより、温度測定対象とするヘビーシンプル架線1を切り替えることができる。 The overhead line monitoring system 100 can also measure the temperature of a plurality of different heavy simple overhead lines 1, for example, a plurality of heavy simple overhead lines 1 used for different lines. In this case, the optical fiber detection lines 122 and 22 included in each heavy simple overhead line 1 are optically connected to the optical switch 51, respectively. By switching the plurality of optical fiber detection lines 122 and 22 connected to the optical fiber temperature distribution measuring device 40 using the optical switch 51, the heavy simple overhead line 1 to be subjected to temperature measurement can be switched.

また、図4には、光ファイバ温度分布測定装置40の基本構成と動作の一例がブロック図で示されている。光ファイバ温度分布測定装置40において、光源41が光分波器42の入射端に接続され、光分波器42の入出射端には光ファイバ54が接続され、光分波器42の一方の出射端には光電変換器(以下O/E変換器という)43aが接続され、光分波器42の他方の出射端にはO/E変換器43bが接続されている。 Further, FIG. 4 shows a block diagram of an example of the basic configuration and operation of the optical fiber temperature distribution measuring device 40. In the optical fiber temperature distribution measuring device 40, a light source 41 is connected to the input end of the optical demultiplexer 42, an optical fiber 54 is connected to the input and output ends of the optical demultiplexer 42, and one of the optical demultiplexers 42 A photoelectric converter (hereinafter referred to as an O/E converter) 43a is connected to the output end, and an O/E converter 43b is connected to the other output end of the optical demultiplexer 42.

O/E変換器43aの出力端子にはアンプ44a及びA/D変換器45aを介して演算制御部46が接続され、O/E変換器43bの出力端子にはアンプ44b及びA/D変換器45bを介して演算制御部46が接続されている。また、演算制御部46は、パルス発生部47を介して光源41に接続されている。 An arithmetic control section 46 is connected to the output terminal of the O/E converter 43a via an amplifier 44a and an A/D converter 45a, and an amplifier 44b and an A/D converter are connected to the output terminal of the O/E converter 43b. An arithmetic control section 46 is connected via 45b. Further, the calculation control section 46 is connected to the light source 41 via a pulse generation section 47.

光源41としては、例えば、レーザダイオードが用いられ、パルス発生部47を介して入力される演算制御部46からのタイミング信号に対応したパルス光を出射する。光分波器42は、その入射端から光源41から出射されたパルス光を取り込み、その入出射端から光スイッチ51及び光貫通がいし52、53を介して光ファイバ検知線122、22にパルス光を出射する。また、光分波器42は、光ファイバ検知線122、22内を伝播するパルス光の後方ラマン散乱光をその入出射端から取り込み、ストークス光とアンチストークス光に波長分離する。 As the light source 41, for example, a laser diode is used, and it emits pulsed light corresponding to a timing signal from the calculation control section 46 inputted via the pulse generation section 47. The optical demultiplexer 42 takes in the pulsed light emitted from the light source 41 from its input end, and transmits the pulsed light from its input/output end to the optical fiber detection lines 122 and 22 via the optical switch 51 and the optical insulators 52 and 53. is emitted. Further, the optical demultiplexer 42 takes in the backward Raman scattered light of the pulsed light propagating within the optical fiber detection lines 122 and 22 from its input and output ends, and wavelength-separates it into Stokes light and anti-Stokes light.

O/E変換器43a、43bとしては、例えば、フォトダイオードが用いられ、O/E変換器43aには光分波器42の一方の出射端から出射されたストークス光が入射し、O/E変換器43bには光分波器42の他方の出射端から出射されたアンチストークス光が入射し、それぞれ入射光に対応する電気信号を出力する。 For example, photodiodes are used as the O/E converters 43a and 43b, and the Stokes light emitted from one output end of the optical demultiplexer 42 enters the O/E converter 43a, and the O/E The anti-Stokes light emitted from the other output end of the optical demultiplexer 42 enters the converter 43b, and outputs electrical signals corresponding to the respective incident lights.

アンプ44aとアンプ44bは、それぞれO/E変換器43aとO/E変換器43bから出力された電気信号を増幅する。A/D変換器45aとA/D変換器45bは、それぞれアンプ44aとアンプ44bから出力された信号をディジタル信号に変換する。 Amplifier 44a and amplifier 44b amplify the electrical signals output from O/E converter 43a and O/E converter 43b, respectively. A/D converter 45a and A/D converter 45b convert the signals output from amplifier 44a and amplifier 44b, respectively, into digital signals.

演算制御部46は、A/D変換器45a、45bから出力されたディジタル信号に基づいて後方散乱光の2成分、すなわち、ストークス光とアンチストークス光の強度比から温度を演算し、その時系列に基づいて光ファイバ検知線122、22の長さ方向に沿った温度分布を表示手段(図示せず)に表示する。なお、演算制御部46にはあらかじめ、強度比と温度の関係がテーブルや式の形で記憶されている。また、地理上の位置ごとの光ファイバ検知線122、22の温度を取得するため、光ファイバ検知線122、22上の位置と地理上の位置との関係がテーブルや式の形で演算制御部46に記憶されていてもよい。また、演算制御部46は、光源41にタイミング信号を送り、光源41から出射される光パルスのタイミングを制御する。 The calculation control unit 46 calculates the temperature from the intensity ratio of the two components of the backscattered light, that is, the Stokes light and the anti-Stokes light, based on the digital signals output from the A/D converters 45a and 45b, and calculates the temperature in time series. Based on this, the temperature distribution along the length direction of the optical fiber detection lines 122, 22 is displayed on a display means (not shown). Note that the relationship between the intensity ratio and temperature is stored in advance in the arithmetic control unit 46 in the form of a table or an equation. In addition, in order to obtain the temperature of the optical fiber detection lines 122, 22 for each geographical position, the relationship between the positions on the optical fiber detection lines 122, 22 and the geographical position is stored in the calculation and control unit in the form of a table or formula. 46 may be stored. Further, the calculation control unit 46 sends a timing signal to the light source 41 to control the timing of the light pulses emitted from the light source 41.

次に、温度分布測定の原理を説明する。ストークス光およびアンチストークス光の信号強度を光源41における発光タイミングを基準にした時間の関数として表すと、光ファイバ検知線122、22中の光速が既知であるので、光源41を基準にして光ファイバ検知線122、22に沿った距離の関数に置き換えることができる。すなわち、光ファイバ検知線122、22の位置と発生したストークス光及びアンチストークス光の強度の関係を得ることができる。一方、アンチストークス光強度Iとストークス光強度Iはいずれも光ファイバ検知線122、22の温度に依存し、さらに、両光の強度比I/Iも光ファイバ検知線122、22の温度に依存する。したがって、光ファイバ検知線122、22の位置と強度比I/Iの関係から、光ファイバ検知線122、22の温度分布を知ることができる。 Next, the principle of temperature distribution measurement will be explained. Expressing the signal intensity of Stokes light and anti-Stokes light as a function of time with reference to the light emission timing in light source 41, since the speed of light in optical fiber detection lines 122 and 22 is known, It can be replaced by a function of the distance along the sensing lines 122, 22. That is, the relationship between the positions of the optical fiber detection lines 122 and 22 and the intensity of the generated Stokes light and anti-Stokes light can be obtained. On the other hand, both the anti-Stokes light intensity I 1 and the Stokes light intensity I 2 depend on the temperature of the optical fiber detection lines 122 and 22, and furthermore, the intensity ratio I 1 /I 2 of both lights also depends on the temperature of the optical fiber detection lines 122 and 22. depends on the temperature. Therefore, the temperature distribution of the optical fiber detection lines 122, 22 can be known from the relationship between the positions of the optical fiber detection lines 122, 22 and the intensity ratio I 1 /I 2 .

(架線監視システムの動作例)
以下に、架線監視システム100の動作例について説明する。第1の例では、架線監視システム100が光ファイバ入りちょう架線10に収容された光ファイバ検知線122と光ファイバ入りトロリ線20に収容された光ファイバ検知線22の温度分布の監視を続ける中で、光ファイバ検知線122と光ファイバ検知線22の少なくとも一方の任意の点における温度が90℃以上(以下、第1の条件と呼ぶ)となった場合に、ヘビーシンプル架線1が高温状態にあると判定する。
(Example of operation of overhead wire monitoring system)
An example of the operation of the overhead line monitoring system 100 will be described below. In the first example, while the overhead wire monitoring system 100 continues to monitor the temperature distribution of the optical fiber detection wire 122 accommodated in the optical fiber-containing overhead contact wire 10 and the optical fiber detection wire 22 accommodated in the optical fiber-containing contact wire 20, When the temperature at any point of at least one of the optical fiber detection line 122 and the optical fiber detection line 22 becomes 90°C or higher (hereinafter referred to as the first condition), the heavy simple overhead line 1 becomes in a high temperature state. It is determined that there is.

上記の第1の条件を満たすのは、典型的には、気温が高く、かつ列車が過密状態にあり、そのためにヘビーシンプル架線1が高温状態にある場合である。このため、第1の条件が満たされたことにより、ヘビーシンプル架線1が高温状態にあると架線監視システム100が判定した場合には、その判定に基づき、列車の間引き運転を行うなどの対策を実施することができる。 The above first condition is typically satisfied when the temperature is high and the trains are overcrowded, so that the heavy simple overhead wire 1 is at a high temperature. Therefore, when the overhead line monitoring system 100 determines that the heavy simple overhead line 1 is in a high temperature state due to the first condition being met, based on that determination, measures such as thinning out trains are taken. It can be implemented.

第2の例では、架線監視システム100が光ファイバ入りちょう架線10に収容された光ファイバ検知線122と光ファイバ入りトロリ線20に収容された光ファイバ検知線22の温度分布の監視を続ける中で、光ファイバ検知線122と光ファイバ検知線22の両方の任意の点における温度が0℃以下(以下、第2の条件と呼ぶ)となった場合に、ヘビーシンプル架線1が低温状態にあると判定する。 In the second example, while the overhead wire monitoring system 100 continues to monitor the temperature distribution of the optical fiber detection wire 122 accommodated in the optical fiber-containing overhead contact wire 10 and the optical fiber detection wire 22 accommodated in the optical fiber-containing contact wire 20, If the temperature at any point of both the optical fiber detection line 122 and the optical fiber detection line 22 is 0°C or lower (hereinafter referred to as the second condition), the heavy simple overhead line 1 is in a low temperature state. It is determined that

上記の第2の条件を満たすのは、典型的には、気温が低い、湿度が高い、風速が低い、などの条件下で光ファイバ入りちょう架線10や光ファイバ入りトロリ線20に霜が付着し、そのためにヘビーシンプル架線1が低温状態にある場合である。このため、第2の条件が満たされたことにより、ヘビーシンプル架線1が低温状態にあると架線監視システム100が判定した場合には、その判定に基づき、霜取り車を運行させるなどの対策を実施することができる。 The above second condition is typically satisfied when frost builds up on the optical fiber-containing overhead wire 10 or the optical fiber-containing contact wire 20 under conditions such as low temperature, high humidity, and low wind speed. However, for this reason, the heavy simple overhead line 1 is in a low temperature state. Therefore, if the second condition is met and the overhead line monitoring system 100 determines that the heavy simple overhead line 1 is in a low temperature state, based on that determination, measures such as operating a defrosting truck are implemented. can do.

第3の例では、架線監視システム100が光ファイバ入りちょう架線10に収容された光ファイバ検知線122と光ファイバ入りトロリ線20に収容された光ファイバ検知線22の温度分布の監視を続ける中で、光ファイバ検知線122と光ファイバ検知線22の両方の任意の点における温度が連続して3分間以上100℃以上(以下、第3の条件と呼ぶ)となった場合に、ヘビーシンプル架線1が局部加熱状態にあると判定する。 In the third example, while the overhead wire monitoring system 100 continues to monitor the temperature distribution of the optical fiber detection wire 122 accommodated in the optical fiber-containing overhead contact wire 10 and the optical fiber detection wire 22 accommodated in the optical fiber-containing contact wire 20, If the temperature at any point of both the optical fiber detection line 122 and the optical fiber detection line 22 is 100°C or higher for 3 consecutive minutes or more (hereinafter referred to as the third condition), the heavy simple overhead line 1 is determined to be in a local heating state.

上記の第3の条件を満たすのは、例えば、故障などによって列車がエアセクションで停車することにより、2つの架線がパンタグラフで短絡し、そのためにヘビーシンプル架線1が局部加熱状態にある場合である。このため、第3の条件が満たされたことにより、ヘビーシンプル架線1が局部加熱状態にあると架線監視システム100が判定した場合には、その判定に基づき、ヘビーシンプル架線1への通電を遮断するなどの対策を実施することができる。 The above third condition is satisfied, for example, when the train stops at the air section due to a breakdown, and the two overhead wires are short-circuited at the pantograph, resulting in heavy simple overhead wire 1 being locally heated. . Therefore, if the third condition is satisfied and the overhead line monitoring system 100 determines that the heavy simple overhead line 1 is in a locally heated state, the power to the heavy simple overhead line 1 is cut off based on that determination. Measures such as

上記第1~3の条件が満たされた場合などにおける、架線監視システム100によるヘビーシンプル架線1の状態の判定は、具体的には、例えば、光ファイバ温度分布測定装置40に接続された架線状態判定装置60が、光ファイバ温度分布測定装置40により取得された光ファイバ検知線122、22の温度分布のデータに基づいて行う。架線状態判定装置60には、例えば、PC(Personal Computer)を用いることができ、例えば、図4に示されるように、光ファイバ温度分布測定装置40の演算制御部46から光ファイバ検知線122、22の温度分布のデータを受信して判定を行う。また、この判定の結果は、例えば、架線状態判定装置60に含まれるモニターなどの表示手段に表示される。 Specifically, the determination of the state of the heavy simple overhead line 1 by the overhead line monitoring system 100 when the above first to third conditions are satisfied includes, for example, the status of the overhead line connected to the optical fiber temperature distribution measuring device 40. The determination device 60 performs this determination based on data on the temperature distribution of the optical fiber detection lines 122 and 22 acquired by the optical fiber temperature distribution measuring device 40. For example, a PC (Personal Computer) can be used as the overhead line state determination device 60. For example, as shown in FIG. 4, the optical fiber detection line 122, 22 temperature distribution data is received and the determination is made. Further, the result of this determination is displayed on a display means such as a monitor included in the overhead wire state determining device 60, for example.

(実施の形態の効果)
上記実施の形態によれば、光ファイバ入りちょう架線10と光ファイバ入りトロリ線20に含まれる光ファイバ検知線122、22の温度を測定することにより、光ファイバ入りちょう架線10と光ファイバ入りトロリ線20の状態を常時監視することができる。これにより、トロリ線への着氷霜やトロリ線やちょう架線の張力の低下などの予兆を精度よく検知することができ、トロリ線の状態のみを監視するよりも、架線に生じる問題をより確実に回避することができる。そのため、本発明の実施の形態に係る光ファイバ入りちょう架線、ヘビーシンプル架線、及びヘビーシンプル架線の監視システムは、例えば、新幹線のヘビーシンプル架線に好適に用いることができる。
(Effects of embodiment)
According to the embodiment described above, by measuring the temperature of the optical fiber detection wires 122 and 22 included in the optical fiber-containing overhead wire 10 and the optical fiber-containing trolley wire 20, The state of line 20 can be constantly monitored. This makes it possible to accurately detect signs of frost buildup on contact wires and decreases in tension on contact wires and overhead wires, making it possible to detect problems with overhead wires more accurately than by monitoring only the condition of contact wires. can be avoided. Therefore, the optical fiber-containing overhead wire, the heavy simple overhead wire, and the heavy simple overhead wire monitoring system according to the embodiments of the present invention can be suitably used for, for example, the heavy simple overhead wire of the Shinkansen.

(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
(Summary of embodiments)
Next, technical ideas understood from the embodiments described above will be described using reference numerals and the like in the embodiments. However, each reference numeral in the following description does not limit the constituent elements in the claims to those specifically shown in the embodiments.

[1]中空管(121)の内部(123)に光ファイバ検知線(122)が収容された光ファイバ収容管(12)と、光ファイバ収容管(12)の周囲を囲むように撚り合わされた複数本の素線(111)からなるちょう架線本体(11)と、を備えた、光ファイバ入りちょう架線(10)。 [1] An optical fiber housing tube (12) in which an optical fiber detection line (122) is housed inside (123) of a hollow tube (121), and an optical fiber housing tube (12) that is twisted to surround the optical fiber housing tube (12). An optical fiber-containing butterfly wire (10) includes a butterfly wire main body (11) consisting of a plurality of strands (111).

[2]ちょう架線本体(11)が18本の素線(111)からなり、素線(111)が、3.2~3.7mmの直径を有する銅線又は銅合金線であり、中空管(121)が、1mm以上の厚さを有する銅管又は銅合金管であり、光ファイバ収容管(12)とちょう架線本体(11)の公称断面積が200mmである、上記[1]に記載の光ファイバ入りちょう架線(10)。 [2] The overhead wire body (11) consists of 18 strands (111), and the strands (111) are copper wires or copper alloy wires having a diameter of 3.2 to 3.7 mm, and are hollow. [1] above, wherein the tube (121) is a copper tube or copper alloy tube having a thickness of 1 mm or more, and the nominal cross-sectional area of the optical fiber accommodation tube (12) and the overhead wire body (11) is 200 mm2 . The optical fiber-containing overhead wire (10) described in .

[3]ちょう架線本体(11)が36本の素線(111)からなり、素線(111)が、2.6~2.8mmの直径と432MPa以上の引張強さを有し、光ファイバ収容管(12)とちょう架線本体(11)の公称断面積が200mmである、上記[1]に記載の光ファイバ入りちょう架線(10)。 [3] The overhead wire main body (11) is composed of 36 strands (111), and the strands (111) have a diameter of 2.6 to 2.8 mm and a tensile strength of 432 MPa or more, and are optical fibers. The optical fiber-containing overhead wire (10) according to [1] above, wherein the storage tube (12) and the overhead overhead wire body (11) have a nominal cross-sectional area of 200 mm 2 .

[4]光ファイバ収容管(12)における光ファイバ検知線(122)の充填率が50%以上、70%以下である、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の光ファイバ入りちょう架線(10)。 [4] The optical fiber according to any one of [1] to [3] above, wherein the filling rate of the optical fiber detection line (122) in the optical fiber accommodation tube (12) is 50% or more and 70% or less. Incoming overhead wire (10).

[5]光ファイバ収容管(12)における光ファイバ検知線(122)の充填率が50未満であり、中空管(121)の内部(123)に充填剤が充填された、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の光ファイバ入りちょう架線(10)。 [5] [1] above, wherein the filling factor of the optical fiber detection line (122) in the optical fiber accommodation tube (12) is less than 50, and the inside (123) of the hollow tube (121) is filled with a filler. The optical fiber-containing overhead wire (10) according to any one of [3] to [3].

[6]第2の光ファイバ検知線(22)を内部に収容する光ファイバ入りトロリ線(20)と、光ファイバ入りトロリ線(20)をハンガー(30)を介して支持する、上記[1]~[5]のいずれか1項に記載の光ファイバ入りちょう架線(10)と、を備えた、ヘビーシンプル架線(1)。 [6] The optical fiber-containing contact wire (20) that accommodates the second optical fiber detection line (22) therein, and the optical fiber-containing contact wire (20) supported via a hanger (30), [1] A heavy simple overhead wire (1) comprising the optical fiber-containing overhead wire (10) according to any one of [5].

[7]第2の光ファイバ検知線(22)を内部に収容する光ファイバ入りトロリ線(20)と、光ファイバ入りトロリ線(20)をハンガー(30)を介して支持する、上記[1]~[5]のいずれか1項に記載の光ファイバ入りちょう架線(10)とを備えたヘビーシンプル架線(1)と、光ファイバ入りちょう架線(10)に含まれる光ファイバ検知線(122)及び光ファイバ入りトロリ線(20)に含まれる第2の光ファイバ検知線(22)に光学的に接続され、光ファイバ検知線(122)及び第2の光ファイバ検知線(22)の長手方向の温度分布を測定する光ファイバ温度分布測定装置(40)と、を備えた、ヘビーシンプル架線の監視システム(100)。 [7] The optical fiber-containing contact wire (20) that accommodates the second optical fiber detection line (22) therein, and the optical fiber-containing contact wire (20) supported via a hanger (30), [1] A heavy simple overhead wire (1) comprising the optical fiber-containing overhead wire (10) according to any one of [5], and an optical fiber detection wire (122) included in the optical fiber-containing overhead wire (10). ) and the second optical fiber detection line (22) included in the optical fiber-containing contact wire (20), and the longitudinal length of the optical fiber detection line (122) and the second optical fiber detection line (22) A heavy simple overhead line monitoring system (100), comprising an optical fiber temperature distribution measuring device (40) that measures directional temperature distribution.

[8]光ファイバ検知線(122)と第2の光ファイバ検知線(22)の少なくとも一方の任意の点における温度が90℃以上となった場合に、ヘビーシンプル架線(1)が高温状態にあると判定する、上記[7]に記載のヘビーシンプル架線の監視システム(100)。 [8] When the temperature at any point of at least one of the optical fiber detection line (122) and the second optical fiber detection line (22) reaches 90°C or more, the heavy simple overhead wire (1) becomes in a high temperature state. The heavy simple overhead line monitoring system (100) according to [7] above, which determines that there is a heavy simple overhead line.

[9]光ファイバ検知線(122)と第2の光ファイバ検知線(22)の両方の任意の点における温度が0℃以下となった場合に、ヘビーシンプル架線(1)が低温状態にあると判定する、上記[7]又は[8]に記載のヘビーシンプル架線の監視システム(100)。 [9] If the temperature at any point of both the optical fiber detection line (122) and the second optical fiber detection line (22) is 0°C or less, the heavy simple overhead wire (1) is in a low temperature state. The heavy simple overhead line monitoring system (100) according to [7] or [8] above, which determines that.

[10]光ファイバ検知線(122)と第2の光ファイバ検知線(22)の両方の任意の点における温度が連続して3分間以上100℃以上となった場合に、ヘビーシンプル架線(1)が局部加熱状態にあると判定する、上記[7]~[9]のいずれか1項に記載のヘビーシンプル架線の監視システム(100)。 [10] If the temperature at any point of both the optical fiber detection line (122) and the second optical fiber detection line (22) is 100°C or higher for 3 consecutive minutes or more, the heavy simple overhead line (1 ) is in a state of local heating, the heavy simple overhead line monitoring system (100) according to any one of [7] to [9] above.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

また、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Furthermore, the embodiments described above do not limit the claimed invention. Furthermore, it should be noted that not all combinations of features described in the embodiments are essential for solving the problems of the invention.

1 ヘビーシンプル架線
10 光ファイバ入りちょう架線
11 ちょう架線本体
111 素線
12 光ファイバ収容管
121 中空管
122 光ファイバ検知線
123 内部
20 光ファイバ入りトロリ線
21 トロリ線本体
22 光ファイバ検知線
30 ハンガー
40 光ファイバ温度分布測定装置
60 架線状態判定装置
100 架線監視システム
1 Heavy simple overhead wire 10 Overhead overhead wire with optical fiber 11 Overhead overhead wire body 111 Element wire 12 Optical fiber accommodation tube 121 Hollow tube 122 Optical fiber detection wire 123 Inside 20 Contact wire with optical fiber 21 Contact wire body 22 Optical fiber detection wire 30 Hanger 40 Optical fiber temperature distribution measuring device 60 Overhead line status determination device 100 Overhead line monitoring system

Claims (4)

中空管の内部に光ファイバ検知線が収容された光ファイバ収容管と、
前記光ファイバ収容管の周囲を囲むように撚り合わされた複数本の素線からなるちょう架線本体を備え、
前記ちょう架線本体が18本の前記素線からなり、
前記素線が、3.2~3.7mmの直径を有する銅線又は銅合金線であり、
前記中空管が、1.0mm以上の厚さを有する銅管又は銅合金管であり、
前記光ファイバ収容管と前記ちょう架線本体の公称断面積が200mm
である、
光ファイバ入りちょう架線。
an optical fiber housing tube in which an optical fiber detection line is housed inside the hollow tube;
comprising a overhead wire body consisting of a plurality of wires twisted together so as to surround the optical fiber accommodation tube;
The overhead wire body consists of 18 of the strands,
The wire is a copper wire or copper alloy wire having a diameter of 3.2 to 3.7 mm,
The hollow tube is a copper tube or copper alloy tube having a thickness of 1.0 mm or more,
The nominal cross-sectional area of the optical fiber accommodation tube and the overhead wire body is 200 mm 2
is,
Overhead line with optical fiber.
前記光ファイバ収容管における前記光ファイバ検知線の充填率が50%以上、70%以下である、
請求項1に記載の光ファイバ入りちょう架線。
The filling rate of the optical fiber detection wire in the optical fiber accommodation tube is 50% or more and 70% or less,
The optical fiber-containing overhead wire according to claim 1.
前記光ファイバ収容管における前記光ファイバ検知線の充填率が50%未満であり、
前記中空管の内部に充填剤が充填された、
請求項1に記載の光ファイバ入りちょう架線。
The filling rate of the optical fiber detection wire in the optical fiber accommodation tube is less than 50%,
The inside of the hollow tube is filled with a filler,
The optical fiber-containing overhead wire according to claim 1.
第2の光ファイバ検知線を内部に収容する光ファイバ入りトロリ線と、an optical fiber-containing contact wire that accommodates a second optical fiber detection line therein;
前記光ファイバ入りトロリ線をハンガーを介して支持する、請求項1に記載の前記光ファイバ入りちょう架線と、The optical fiber-containing overhead wire according to claim 1, which supports the optical fiber-containing contact wire via a hanger;
を備えた、ヘビーシンプル架線。A heavy simple overhead line with
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116238393A (en) * 2023-03-01 2023-06-09 中国铁建电气化局集团有限公司 Intelligent stranded wire networking system and method for electrified railway

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004039386A (en) 2002-07-02 2004-02-05 Central Japan Railway Co Trolley wire with optical fiber
JP2012242124A (en) 2011-05-16 2012-12-10 Yokogawa Electric Corp Optical fiber temperature distribution measuring apparatus
JP2016141348A (en) 2015-02-04 2016-08-08 日立金属株式会社 Contact wire
WO2017199427A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 三菱電機株式会社 Equipment monitoring device, wireless sensor, and collecting station
JP2018118543A (en) 2017-01-23 2018-08-02 日立金属株式会社 Suspended overhead wire, manufacturing method thereof, and overhead wire

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2771625B2 (en) * 1989-09-11 1998-07-02 株式会社フジクラ Fault Detection Method for Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire and Overhead Transmission Line
JP2738127B2 (en) * 1990-04-23 1998-04-08 日立電線株式会社 Overlay method of optical fiber composite trolley wire
JP2004037358A (en) * 2002-07-05 2004-02-05 Tohoku Electric Power Co Inc Submerged spot detection method and device for optical fiber cable
JP2006292566A (en) * 2005-04-12 2006-10-26 Central Res Inst Of Electric Power Ind Technique and system for observing air temperature distribution
JP5454072B2 (en) * 2009-10-19 2014-03-26 富士通株式会社 Optical fiber cable, wind speed sensor and wind speed measurement system
CN111430064B (en) * 2020-04-03 2023-02-28 远东电缆有限公司 Single-phase alternating current intelligent monitoring cable for railway and production process thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004039386A (en) 2002-07-02 2004-02-05 Central Japan Railway Co Trolley wire with optical fiber
JP2012242124A (en) 2011-05-16 2012-12-10 Yokogawa Electric Corp Optical fiber temperature distribution measuring apparatus
JP2016141348A (en) 2015-02-04 2016-08-08 日立金属株式会社 Contact wire
WO2017199427A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 三菱電機株式会社 Equipment monitoring device, wireless sensor, and collecting station
JP2018118543A (en) 2017-01-23 2018-08-02 日立金属株式会社 Suspended overhead wire, manufacturing method thereof, and overhead wire

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