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JP7632826B2 - Rail vehicles - Google Patents
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JP7632826B2 - Rail vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、電気回路の絶縁抵抗の計測を容易にできる鉄道車両に関するものである。 The present invention relates to a railway vehicle that makes it easy to measure the insulation resistance of an electrical circuit.

鉄道車両は、例えば架線からパンタグラフを介して供給される電力をVVVFインバータやSIV等の変換装置で変換して出力し、その出力された電力で電動機などの各種の電気機器を作動させる。従来より、パンタグラフと変換装置とを繋ぐ電源線や、変換装置と複数の電気機器とを繋ぐ出力電線などの電気回路の健全性を評価するために、例えば90日毎の定期検査にて電気回路の絶縁抵抗を計測している。 For example, railway vehicles use a converter such as a VVVF inverter or SIV to convert the power supplied from an overhead line via a pantograph, and output the converted power to operate various electrical devices such as electric motors. Conventionally, the insulation resistance of electrical circuits, such as the power lines connecting the pantograph and converter, and the output wires connecting the converter and multiple electrical devices, has been measured during regular inspections, for example every 90 days, to evaluate the soundness of such electrical circuits.

定期検査では、パンタグラフを下降させて架線からの鉄道車両への電力供給を遮断すると共に、複数の開閉器を手動で操作して計測対象の電気回路を接地から切り離した後、その計測対象に絶縁抵抗測定器を接続して絶縁抵抗を計測する。その計測後には、絶縁抵抗測定器を外し、計測対象を再び接地させて電力供給し、その機器が正常動作するのを確認する必要がある。この計測や確認の各種作業を鉄道車両毎に個別に行うには多くの労力と時間を要する。 During regular inspections, the pantograph is lowered to cut off the power supply to the railway vehicle from the overhead lines, and multiple switches are manually operated to disconnect the electrical circuit to be measured from ground, after which an insulation resistance meter is connected to the measurement target and the insulation resistance is measured. After the measurement, the insulation resistance meter must be removed, the measurement target must be grounded again, power must be supplied, and the equipment must be confirmed to be operating normally. Performing these various measurement and confirmation tasks individually for each railway vehicle requires a lot of effort and time.

特許文献1には、鉄道車両の電気回路のうちパンタグラフから変換装置までの主回路(電源線)の一部の絶縁抵抗(漏洩電流)を、鉄道車両に搭載した試験回路で計測することが開示されている。具体的に、特許文献1では、架線から離したパンタグラフと変換装置との間を高速度遮断機で切り離すと共に、変換装置を接触器(開閉器)で接地部から切り離した状態で、高速度遮断機よりもパンタグラフ側の主回路と接地部(車体)との間に試験回路で電圧を印加することにより、その主回路の絶縁抵抗を計測する。 Patent Document 1 discloses that the insulation resistance (leakage current) of part of the main circuit (power line) from the pantograph to the converter, which is one of the electrical circuits of a railway vehicle, is measured using a test circuit installed on the railway vehicle. Specifically, in Patent Document 1, the pantograph, which is separated from the overhead line, is separated from the converter by a high-speed circuit breaker, and the converter is separated from the ground by a contactor (switch), and then a voltage is applied by the test circuit between the main circuit on the pantograph side of the high-speed circuit breaker and the ground (car body), thereby measuring the insulation resistance of the main circuit.

特開2012-223020号公報JP 2012-223020 A

しかしながら、特許文献1では、変換装置から出力電力が供給される出力電線を、高速度遮断機の遮断によって主回路から容易に切り離しできるため、出力電線の絶縁抵抗を計測することは考慮されていない。複数の出力電線をそれぞれ接地から切り離すための開閉器の数が多いため、従来の定期検査による出力電線の絶縁抵抗の計測では、複数の開閉器を手動で開閉する作業に特に多くの時間を要すると共に、作業工程が多いという問題点がある。 However, in Patent Document 1, the output wires through which output power is supplied from the converter can be easily disconnected from the main circuit by opening a high-speed circuit breaker, so measuring the insulation resistance of the output wires is not taken into consideration. Because there are a large number of switches for disconnecting each of the multiple output wires from the ground, conventional measurement of the insulation resistance of the output wires through periodic inspections has the problem that the work of manually opening and closing multiple switches takes a particularly long time and involves many work steps.

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、電気回路の絶縁抵抗の計測を容易にできる鉄道車両を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a railway vehicle that makes it easy to measure the insulation resistance of an electrical circuit.

この目的を達成するために本発明の鉄道車両は、レール上を走行するものであって、前記レールに接続される接地部と、電力が供給される電源線と、その電源線に接続され、前記電源線からの入力電圧を調整して出力する変換装置と、その変換装置から出力電力が供給される出力電線と、その出力電線に接続されて出力電力によって作動する電気機器と、その電気機器と前記接地部とを前記出力電線を介し開閉可能に接続し、前記電源線への電力の供給の遮断に応じて開く電磁開閉器と、その電磁開閉器が開いた状態で、前記接地部との接続が切れた前記電気機器に接続されている前記出力電線と前記接地部との間に電圧を印加して、その出力電線の絶縁抵抗を計測する監視装置と、を備えている。 To achieve this objective, the railway vehicle of the present invention runs on rails and includes a grounding part connected to the rails, a power line to which power is supplied, a converter connected to the power line and which adjusts and outputs the input voltage from the power line, an output wire to which output power is supplied from the converter, an electric device connected to the output wire and operated by the output power, an electromagnetic switch that connects the electric device to the grounding part via the output wire in an openable manner and opens when the supply of power to the power line is cut off, and a monitoring device that applies a voltage between the output wire connected to the electric device whose connection with the grounding part has been cut off and the grounding part when the electromagnetic switch is open, and measures the insulation resistance of the output wire.

なお、変換装置としては、直流電力を交流電力に変換するインバータや、交流電力を直流電力に変換するコンバータ、電圧を変圧するトランスが挙げられる。また、これらのインバータ、コンバータ、トランスを複数組み合わせたものを変換装置としても良い。 Examples of conversion devices include inverters that convert DC power to AC power, converters that convert AC power to DC power, and transformers that transform voltage. A combination of multiple inverters, converters, and transformers may also be used as a conversion device.

請求項1記載の鉄道車両によれば、電源線への電力の供給が遮断された非通電時には、電磁開閉器が開き、出力電線を介した電気機器と接地部との接続が切れる。この状態で、監視装置は、電気機器に接続されている出力電線と接地部との間に電圧を印加して、その出力電線の絶縁抵抗を計測する。このように、鉄道車両に監視装置を搭載することによって、従来、電力供給の遮断、計測対象の接地部からの切り離し及び計測対象への計測器の接続などの各種作業を、各鉄道車両に対し個別に行っていた絶縁抵抗の計測方法と比べ、出力電線の絶縁抵抗の計測を容易にできる。特に、電磁開閉器によって、電力供給の遮断に応じ計測対象が接地部から切り離されるので、計測対象を接地部から手動で切り離す作業を不要にでき、計測対象の絶縁抵抗の計測をより容易にできる。 According to the railway vehicle described in claim 1, when the power supply to the power line is cut off and the power is not being supplied, the electromagnetic switch opens, and the connection between the electrical equipment and the ground via the output wire is cut off. In this state, the monitoring device applies a voltage between the output wire connected to the electrical equipment and the ground to measure the insulation resistance of the output wire. In this way, by mounting the monitoring device on the railway vehicle, it is possible to easily measure the insulation resistance of the output wire compared to the conventional insulation resistance measurement method in which various tasks such as cutting off the power supply, disconnecting the measurement target from the ground, and connecting a measuring instrument to the measurement target were performed individually for each railway vehicle. In particular, since the measurement target is disconnected from the ground by the electromagnetic switch when the power supply is cut off, the task of manually disconnecting the measurement target from the ground is unnecessary, making it easier to measure the insulation resistance of the measurement target.

請求項2記載の鉄道車両によれば、請求項1記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。電源線への非通電時には、電源側開閉器が開き、変換装置の入力側に連結される接地側電線が接地部から切り離されると共に、その変換装置の入力側の電源線も接地部から切り離される。この状態で、監視装置は、接地部と電源線および接地側電線の少なくとも一方との間に電圧を印加して、その電源線および接地側電線の少なくとも一方の絶縁抵抗を計測する。これにより、従来の絶縁抵抗の計測方法と比べ、電源線および接地側電線の絶縁抵抗の計測を容易にできる。特に、電源側開閉器によって、電力供給の遮断に応じて計測対象が接地部から切り離されるので、計測対象を接地部から手動で切り離す作業を不要にできる。 The railway vehicle of claim 2 achieves the following effects in addition to the effects of the railway vehicle of claim 1. When the power line is not energized, the power supply side switch opens, and the ground side electric wire connected to the input side of the conversion device is disconnected from the ground, and the power line on the input side of the conversion device is also disconnected from the ground. In this state, the monitoring device applies a voltage between the ground and at least one of the power line and the ground side electric wire, and measures the insulation resistance of at least one of the power line and the ground side electric wire. This makes it easier to measure the insulation resistance of the power line and the ground side electric wire compared to conventional insulation resistance measurement methods. In particular, the power supply side switch disconnects the measurement object from the ground in response to the interruption of the power supply, making it unnecessary to manually disconnect the measurement object from the ground.

請求項3記載の鉄道車両によれば、請求項1又は2に記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。絶縁抵抗の計測対象の電線に開閉可能な第1スイッチが接続され、その第1スイッチを閉じたときに計測対象に電圧検出部が接続される。このときに電圧検出部が検出した電圧が所定値以下であれば、非通電時の計測対象の残留電圧が小さいことや、通電によって計測対象に大きな電圧が印加されていないことが分かる。即ち、計測対象の絶縁抵抗の計測に影響する電圧が小さいことが分かる。この場合に更に、電圧検出部および第1スイッチに開閉可能に接続される第2スイッチを閉じることで、計測対象の絶縁抵抗を計測する計測回路が形成される。以上の結果、既存回路の信頼性を低下させることなく、監視装置は、計測対象の絶縁抵抗の検出精度を向上できる。 According to the railway vehicle described in claim 3, in addition to the effect of the railway vehicle described in claim 1 or 2, the following effect is achieved. A first switch that can be opened and closed is connected to the electric wire whose insulation resistance is to be measured, and when the first switch is closed, the voltage detection unit is connected to the measurement object. If the voltage detected by the voltage detection unit at this time is equal to or lower than a predetermined value, it is found that the residual voltage of the measurement object when not energized is small, and that a large voltage is not applied to the measurement object when energized. In other words, it is found that the voltage that affects the measurement of the insulation resistance of the measurement object is small. In this case, by further closing a second switch that can be opened and closed and connected to the voltage detection unit and the first switch, a measurement circuit that measures the insulation resistance of the measurement object is formed. As a result of the above, the monitoring device can improve the detection accuracy of the insulation resistance of the measurement object without reducing the reliability of the existing circuit.

請求項4記載の鉄道車両によれば、請求項1又は2に記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。接地部との接続が切れた計測対象の電線に抵抗計測部を接続し、電圧印加部で接地部へ正の電圧を印加すると、その電圧に基づいて抵抗計測部は計測対象の絶縁抵抗を計測する。この抵抗計測部と計測対象との接続は、切換部によって、基準抵抗を介した抵抗計測部と接地部との接続に切り換えられる。このように切り換えた状態で、抵抗計測部は、電圧印加部で印加した電圧に基づき、絶縁抵抗の代わりに基準抵抗の抵抗値を計測する。その計測した抵抗値を、予め定められている基準抵抗の抵抗値と比較することで、監視装置の正常動作を確認できる。 The railway vehicle according to claim 4 achieves the following effect in addition to the effect achieved by the railway vehicle according to claim 1 or 2. When a resistance measurement unit is connected to the electric wire of the measurement object that has been disconnected from the ground and a positive voltage is applied to the ground by the voltage application unit, the resistance measurement unit measures the insulation resistance of the measurement object based on the voltage. The connection between the resistance measurement unit and the measurement object is switched by the switching unit to a connection between the resistance measurement unit and the ground via a reference resistor. In this switched state, the resistance measurement unit measures the resistance value of the reference resistor instead of the insulation resistance based on the voltage applied by the voltage application unit. The measured resistance value can be compared with the resistance value of a predetermined reference resistor to confirm normal operation of the monitoring device.

第1実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electric circuit of the railway vehicle in the first embodiment. SIVよりも上流の鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electrical circuit of a railway vehicle upstream of an SIV. SIVよりも下流の鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electrical circuit of a railway vehicle downstream of an SIV. 鉄道車両の電気的構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the railway vehicle. 接触式監視装置の電気的構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the contact monitoring device. 各計測結果メモリの内容を模式的に示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the contents of each measurement result memory. 接触式監視装置のCPUで実行されるメイン処理のフローチャートである。4 is a flowchart of a main process executed by a CPU of the contact-type monitoring device. 抵抗計測処理のフローチャートである。13 is a flowchart of a resistance measurement process. 計測後処理のフローチャートである。13 is a flowchart of post-measurement processing. 自己診断処理のフローチャートである。4 is a flowchart of a self-diagnosis process. 鉄道車両の制御装置のCPUで実行されるメイン処理のフローチャートである。4 is a flowchart of a main process executed by a CPU of the control device for a railway vehicle. 絶縁抵抗の計測結果の経時変化と今後の予測とを示すグラフである。1 is a graph showing changes over time in insulation resistance measurement results and predictions for the future. 第2実施形態におけるSIVよりも上流の鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electrical circuit of a railway vehicle upstream of an SIV in a second embodiment. 第2実施形態におけるSIVよりも下流の鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electrical circuit of a railway vehicle downstream of an SIV in a second embodiment. 第3実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electric circuit of a railway vehicle according to a third embodiment. 交流監視装置の電気的構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the AC monitoring device. 交流監視装置のCPUで実行されるメイン処理のフローチャートである。4 is a flowchart of a main process executed by a CPU of the AC monitoring device. 第4実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electric circuit of a railway vehicle according to a fourth embodiment. 警告表示処理のフローチャートである。13 is a flowchart of a warning display process. 第5実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electric circuit of a railway vehicle according to a fifth embodiment.

以下、好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず図1を参照して第1実施形態における鉄道車両10の概要を説明する。図1は、鉄道車両10,11の電気回路を模式的に示した回路図である。 The preferred embodiment will now be described with reference to the accompanying drawings. First, an overview of a railway vehicle 10 in a first embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a circuit diagram that shows a schematic diagram of the electrical circuits of railway vehicles 10 and 11.

鉄道車両10,11はいずれも、直流型電車であって、金属製の車体12と、その車体12を支持してレール2上を転動する複数の車輪13と、車体12のレール方向(前後方向)の両端にそれぞれ設けた連結部14と、空調機器15や照明16等の複数の電気機器と、を主に備えている。連結部14は、鉄道車両10,11同士を機械的に連結して車両間の引張力や圧縮力を伝達する連結器と、鉄道車両10,11同士を電気的に連結する電気連結器と、を含む。 Both railcars 10, 11 are DC electric trains, and mainly comprise a metal car body 12, a number of wheels 13 that support the car body 12 and roll on the rails 2, coupling parts 14 provided at both ends of the car body 12 in the rail direction (front-to-back direction), and a number of electrical devices such as air conditioning equipment 15 and lighting 16. The coupling parts 14 include couplers that mechanically couple the railcars 10, 11 to transmit tensile and compressive forces between the cars, and electrical couplers that electrically couple the railcars 10, 11.

鉄道車両10,11の連結部14同士を連結することで車両編成が構成される。鉄道車両10は、動力としての複数の電動機22を有し、電動機22で車輪13を回転させてレール2上を自走する動力車である。一方、鉄道車両11は動力を持たず鉄道車両10に付随して走行する付随車である。 A train formation is formed by connecting the coupling parts 14 of railway cars 10 and 11 together. Railway car 10 is a powered car that has multiple electric motors 22 as a power source and runs on rails 2 by rotating wheels 13 with the electric motors 22. On the other hand, railway car 11 is a trailer car that does not have a power source and runs alongside railway car 10.

レール2の上方には架線4が架け渡されている。この架線4には、接地されたレール2に対し変電所6で起電力を生じさせることにより、高電圧(本実施形態では1500V)の直流電流が流れる。鉄道車両10の車体12の上部に設けたパンタグラフ17を上昇させて架線4に接触させることで、架線4からパンタグラフ17を介して鉄道車両10の電源線18に直流電力が供給される。 An overhead line 4 is suspended above the rails 2. A high-voltage (1500 V in this embodiment) direct current flows through this overhead line 4 by generating an electromotive force at a substation 6 with respect to the grounded rails 2. When a pantograph 17 mounted on the top of the body 12 of the railcar 10 is raised and brought into contact with the overhead line 4, direct current is supplied from the overhead line 4 via the pantograph 17 to the power line 18 of the railcar 10.

この電源線18は、鉄道車両10に搭載されたVVVFインバータ20及びSIV(静止型インバータ)30にそれぞれ接続される。VVVFインバータ20及びSIV30はいずれも、電源線18から入力される直流電力を交流電力に変換・調整して出力する変換装置である。 This power line 18 is connected to a VVVF inverter 20 and a SIV (static inverter) 30 mounted on the railway vehicle 10. Both the VVVF inverter 20 and the SIV 30 are conversion devices that convert and adjust the DC power input from the power line 18 into AC power and output it.

VVVFインバータ20の出力側が電動機用電線24を介して複数の電動機22にそれぞれ接続され、VVVFインバータ20から出力される交流電力により電動機22が作動する。VVVFインバータ20は、出力する交流電力の電圧および周波数を可変制御可能に構成されている。この交流電力の電圧および周波数の制御に応じて、電動機22の回転数およびトルクが制御され、鉄道車両10の走行速度が制御される。 The output side of the VVVF inverter 20 is connected to a plurality of electric motors 22 via electric motor wires 24, and the electric motors 22 are operated by AC power output from the VVVF inverter 20. The VVVF inverter 20 is configured to be capable of variably controlling the voltage and frequency of the AC power it outputs. In response to the control of the voltage and frequency of this AC power, the rotation speed and torque of the electric motors 22 are controlled, and the running speed of the railway vehicle 10 is controlled.

SIV30は、固定電圧(本実施形態では440V)および固定周波数の交流電力を出力する。SIV30の出力側には、第1低圧交流電路32が接続される。この第1低圧交流電路32は、鉄道車両10の両端の連結部14間に引き通される。鉄道車両11の連結部14間にも第1低圧交流電路32が引き通され、鉄道車両10,11の第1低圧交流電路32同士が連結部14を介して接続される。鉄道車両10,11それぞれにおいて、第1低圧交流電路32に空調機器15が接続され、第1低圧交流電路32から供給される交流電力で空調機器15が作動する。 The SIV 30 outputs AC power of a fixed voltage (440V in this embodiment) and a fixed frequency. A first low-voltage AC circuit 32 is connected to the output side of the SIV 30. This first low-voltage AC circuit 32 is laid between the coupling parts 14 at both ends of the railway vehicle 10. The first low-voltage AC circuit 32 is also laid between the coupling parts 14 of the railway vehicle 11, and the first low-voltage AC circuits 32 of the railway vehicles 10, 11 are connected to each other via the coupling parts 14. In each of the railway vehicles 10, 11, air conditioning equipment 15 is connected to the first low-voltage AC circuit 32, and the air conditioning equipment 15 is operated by the AC power supplied from the first low-voltage AC circuit 32.

また、第1低圧交流電路32には、絶縁トランス34を介して第2低圧交流電路36が接続される。絶縁トランス34は、第1低圧交流電路32に接続される1次巻線(図示せず)と、第2低圧交流電路36に接続される2次巻線(図示せず)とを同一の鉄心に巻きつけたものであり、1次巻線と2次巻線とが絶縁されている。絶縁トランス34は、第1低圧交流電路32から入力された交流電力の電圧を、本実施形態では100Vに変圧して第2低圧交流電路36に出力する。 The first low-voltage AC circuit 32 is connected to a second low-voltage AC circuit 36 via an isolation transformer 34. The isolation transformer 34 has a primary winding (not shown) connected to the first low-voltage AC circuit 32 and a secondary winding (not shown) connected to the second low-voltage AC circuit 36 wound around the same iron core, and the primary winding and secondary winding are insulated from each other. The isolation transformer 34 transforms the voltage of the AC power input from the first low-voltage AC circuit 32 to 100 V in this embodiment and outputs it to the second low-voltage AC circuit 36.

第2低圧交流電路36は、第1低圧交流電路32と同様に、鉄道車両10,11の両端の連結部14間にそれぞれ引き通される。鉄道車両10,11の第2低圧交流電路36同士が連結部14を介して接続される。鉄道車両10,11それぞれにおいて、第2低圧交流電路36に照明16等の複数の電気機器が接続され、第2低圧交流電路36から供給される電力で複数の電気機器が作動する。 The second low-voltage AC circuit 36, like the first low-voltage AC circuit 32, is laid between the coupling parts 14 at both ends of the railway cars 10, 11. The second low-voltage AC circuits 36 of the railway cars 10, 11 are connected to each other via the coupling parts 14. In each of the railway cars 10, 11, a plurality of electrical devices such as lighting 16 are connected to the second low-voltage AC circuit 36, and the plurality of electrical devices are operated by power supplied from the second low-voltage AC circuit 36.

次に図2及び図3を参照して鉄道車両10の電気回路についてより詳しく説明する。図2は、SIV30よりも上流(パンタグラフ17側)の鉄道車両10の電気回路を模式的に示した回路図である。図3は、SIV30よりも下流(空調機器15等の電気機器側)の鉄道車両10の電気回路を模式的に示した回路図である。 Next, the electrical circuit of the railway vehicle 10 will be described in more detail with reference to Figures 2 and 3. Figure 2 is a circuit diagram that shows a schematic of the electrical circuit of the railway vehicle 10 upstream of the SIV 30 (the pantograph 17 side). Figure 3 is a circuit diagram that shows a schematic of the electrical circuit of the railway vehicle 10 downstream of the SIV 30 (the side of electrical equipment such as the air conditioning equipment 15).

図2に示すように、車体12(接地部の一部)は、車輪13を介してレール2に接続されることで接地される。また、鉄道車両10には、両端の連結部14(図1参照)間に引き通される接地線40(接地部の一部)が設けられる。この接地線40は、車体12及び車輪13を介してレール2に接続されることで接地される。 As shown in FIG. 2, the car body 12 (part of the grounding part) is connected to the rail 2 via the wheels 13, and is thereby grounded. The railway vehicle 10 is also provided with a grounding wire 40 (part of the grounding part) that runs between the coupling parts 14 (see FIG. 1) at both ends. This grounding wire 40 is connected to the rail 2 via the car body 12 and the wheels 13, and is thus grounded.

VVVFインバータ20及びSIV30の入力側には、電源線18が接続される正極端子と、接地側電線42が接続される負極端子とがそれぞれ設けられている。この接地側電線42が接地線40に接続され、パンタグラフ17が架線4に接触することで、VVVFインバータ20及びSIV30と変電所6との間に架線4及びレール2を介した閉回路が形成される。これにより、鉄道車両10が通電状態となる。 The input sides of the VVVF inverter 20 and the SIV 30 are each provided with a positive terminal to which the power line 18 is connected, and a negative terminal to which the grounding wire 42 is connected. When the grounding wire 42 is connected to the grounding wire 40 and the pantograph 17 comes into contact with the overhead line 4, a closed circuit is formed between the VVVF inverter 20 and the SIV 30 and the substation 6 via the overhead line 4 and the rails 2. This places the railway vehicle 10 in a powered state.

接地側電線42と接地線40との間には、並列に設けた2基の電磁開閉器(MS)44aと、その電磁開閉器44aの接地線40側に直列に接続される手動開閉器(S)46aとが設けられる。電磁開閉器44aは、電気信号で開閉するラッチ式の開閉器であり、パンタグラフ17の下降に応じて電路を開き、パンタグラフ17の上昇に応じて電路を閉じる。即ち、電磁開閉器44aは、鉄道車両10の通電時(走行時)に閉じている。手動開閉器46aは、手動操作に応じて電路を開閉する開閉器である。 Two electromagnetic switches (MS) 44a are provided in parallel between the grounding wire 42 and the grounding conductor 40, and a manual switch (S) 46a is provided connected in series to the grounding conductor 40 side of the electromagnetic switches 44a. The electromagnetic switches 44a are latch-type switches that open and close with an electric signal, and open the electric circuit in response to the lowering of the pantograph 17, and close the electric circuit in response to the raising of the pantograph 17. In other words, the electromagnetic switches 44a are closed when the railway vehicle 10 is energized (when it is running). The manual switch 46a is a switch that opens and closes the electric circuit in response to manual operation.

2基の電磁開閉器44aのうち少なくとも一方と、手動開閉器46aとを閉じることで、接地側電線42と接地線40とが接続される。電磁開閉器44aの両方と手動開閉器46aとのうち少なくとも一方を開くことで、接地側電線42が接地線40から切り離される。 By closing at least one of the two electromagnetic switches 44a and the manual switch 46a, the ground side electric wire 42 and the ground wire 40 are connected. By opening both of the electromagnetic switches 44a and at least one of the manual switch 46a, the ground side electric wire 42 is disconnected from the ground wire 40.

なお、後述する電磁開閉器44b~44iは、配置が異なる以外は電磁開閉器44aと同一に構成される。図2以外の各図面では、並列に設けた2基の電磁開閉器44a~44iのうち一方のみを図示し、他方の図示を省略している。以下、電磁開閉器44a~44iを区別せずに説明する場合、電磁開閉器44と称す。また、後述する手動開閉器46b~46iは、配置が異なる以外は手動開閉器46aと同一に構成される。以下、手動開閉器46a~46iを区別せずに説明する場合、手動開閉器46と称す。 Note that electromagnetic switches 44b to 44i, which will be described later, are configured identically to electromagnetic switch 44a except for their different locations. In each drawing other than FIG. 2, only one of the two electromagnetic switches 44a to 44i arranged in parallel is shown, and the other is not shown. Hereinafter, when the electromagnetic switches 44a to 44i are described without distinction, they will be referred to as electromagnetic switch 44. Also, manual switches 46b to 46i, which will be described later, are configured identically to manual switch 46a except for their different locations. Hereinafter, when the manual switches 46a to 46i are described without distinction, they will be referred to as manual switch 46.

従来、鉄道車両10の各部の絶縁抵抗を計測する定期検査では、まず、パンタグラフ17を下降させて架線4から離し、架線4から電源線18への電力の供給を遮断する。次いで、手動開閉器46aを手動で開いて接地線40から接地側電線42を切り離すと共に、VVVFインバータ20及びSIV30を介した接地線40と電源線18との接続を切り離す。その後、電源線18と接地線40とに接続した絶縁抵抗の計測器(図示せず)によって、接地線40や車体12等の接地部に電圧を印加したときの、電源線18に生じる漏洩電流を検出し、接地部に対する電源線18の絶縁抵抗を計測する。同様に、接地側電線42と接地線40とに接続した絶縁抵抗の計測器によって、接地側電線42の絶縁抵抗を計測する。 Conventionally, in a periodic inspection for measuring the insulation resistance of each part of a railway vehicle 10, the pantograph 17 is first lowered and separated from the overhead line 4 to cut off the supply of power from the overhead line 4 to the power line 18. Next, the manual switch 46a is manually opened to disconnect the ground side electric wire 42 from the ground line 40, and to disconnect the ground line 40 and the power line 18 via the VVVF inverter 20 and the SIV 30. After that, an insulation resistance measuring instrument (not shown) connected to the power line 18 and the ground line 40 detects the leakage current generated in the power line 18 when a voltage is applied to the ground part such as the ground line 40 or the car body 12, and measures the insulation resistance of the power line 18 to the ground part. Similarly, an insulation resistance measuring instrument connected to the ground side electric wire 42 and the ground line 40 measures the insulation resistance of the ground side electric wire 42.

これに対し、本実施形態の鉄道車両10には、接地部に対する電源線18又は接地側電線42の絶縁抵抗を所定のタイミングで自動で計測する接触式監視装置70aが搭載されている。接触式監視装置70aは、電線AVを介し接地線40に接続される端子Vと、電線Aaを介し電源線18に接続される端子aと、電線Abを介し接地側電線42に接続される端子bと、を備えている。 In contrast, the railway vehicle 10 of this embodiment is equipped with a contact-type monitoring device 70a that automatically measures the insulation resistance of the power line 18 or the ground side electric wire 42 with respect to the ground at a predetermined timing. The contact-type monitoring device 70a has a terminal V connected to the ground line 40 via the electric wire AV, a terminal a connected to the power line 18 via the electric wire Aa, and a terminal b connected to the ground side electric wire 42 via the electric wire Ab.

なお、後述する接触式監視装置70b~70gは、配置と、印加する電圧値と、端子の数とが異なる以外は接触式監視装置70aと略同一に構成される。以下、接触式監視装置70a~70gを区別せずに説明する場合、接触式監視装置70と称す。 Note that contact-type monitoring devices 70b to 70g, which will be described later, are configured substantially the same as contact-type monitoring device 70a, except for their layout, the voltage value applied, and the number of terminals. In the following description, when the contact-type monitoring devices 70a to 70g are not differentiated, they will be referred to as contact-type monitoring device 70.

接触式監視装置70による絶縁抵抗の計測タイミングは、パンタグラフ17を下降して鉄道車両10の電源線18への電力供給が遮断されたときである。なお、鉄道車両10の非通電時(架線4から鉄道車両10への電力供給の遮断時)でも、接触式監視装置70は、蓄電池82(図3参照)によって作動する。 The timing for measuring the insulation resistance by the contact type monitoring device 70 is when the pantograph 17 is lowered and the power supply to the power line 18 of the railway vehicle 10 is cut off. Note that even when the railway vehicle 10 is not energized (when the power supply from the overhead line 4 to the railway vehicle 10 is cut off), the contact type monitoring device 70 operates using the storage battery 82 (see Figure 3).

鉄道車両10への電力供給の遮断に応じて電磁開閉器44aが開き、接地線40から電源線18及び接地側電線42が切り離される。この状態で、接触式監視装置70aは、端子Vと端子aとの間に電圧を印加することにより、端子aに接続された電源線18の絶縁抵抗を計測する。同様の状態で、端子Vと端子aとの間に代えて、端子Vと端子bとの間に電圧を印加することで、端子bに接続された接地側電線42の絶縁抵抗を計測できる。 When the power supply to the railway vehicle 10 is cut off, the electromagnetic switch 44a opens, and the power line 18 and the ground side electric wire 42 are disconnected from the ground line 40. In this state, the contact type monitoring device 70a applies a voltage between terminals V and a to measure the insulation resistance of the power line 18 connected to terminal a. In a similar state, the insulation resistance of the ground side electric wire 42 connected to terminal b can be measured by applying a voltage between terminals V and b instead of between terminals V and a.

なお、接触式監視装置70aによる印加電圧は、架線4から電源線18へ供給される電力の電圧(直流1500V)以下とする。これにより、接触式監視装置70aの印加電圧に起因して、電源線18に接続されたVVVFインバータ20等が絶縁破壊されることを抑制できる。 The voltage applied by the contact type monitoring device 70a is set to be equal to or lower than the voltage of the power supplied from the overhead line 4 to the power line 18 (1500 V DC). This makes it possible to prevent insulation breakdown of the VVVF inverter 20 and other components connected to the power line 18 due to the voltage applied by the contact type monitoring device 70a.

以上のような接触式監視装置70aが鉄道車両10に搭載されているので、従来、電力供給の遮断、計測対象の接地線40(接地部)からの切り離し及び計測対象への計測器の接続などの各種作業を、各鉄道車両10に対し個別に行っていた定期検査の絶縁抵抗の計測方法と比べ、電源線18及び接地側電線42の絶縁抵抗の計測を容易にできる。 Since the contact-type monitoring device 70a described above is installed on the railway vehicle 10, it is easier to measure the insulation resistance of the power line 18 and the ground side electric wire 42 compared to the conventional method of measuring insulation resistance during regular inspections, in which various tasks such as cutting off the power supply, disconnecting the measurement target from the ground wire 40 (grounding part), and connecting a measuring instrument to the measurement target were performed individually for each railway vehicle 10.

また、パンタグラフ17の下降をトリガーとして接触式監視装置70による計測が自動で行われるので、手動で絶縁抵抗を計測する従来の計測方法と比べ、計測対象(接触式監視装置70aでは電源線18及び接地側電線42)の絶縁抵抗の計測をより容易にできる。更に、電磁開閉器44によって、パンタグラフ17の下降に応じて計測対象が接地線40から切り離されるので、計測対象を接地線40から手動で切り離す作業を不要にでき、計測対象の絶縁抵抗の計測をより容易にできる。 In addition, the lowering of the pantograph 17 triggers the automatic measurement by the contact-type monitoring device 70, making it easier to measure the insulation resistance of the object to be measured (the power line 18 and the ground wire 42 in the case of the contact-type monitoring device 70a) compared to conventional measurement methods in which insulation resistance is measured manually. Furthermore, the electromagnetic switch 44 disconnects the object to be measured from the ground wire 40 in response to the lowering of the pantograph 17, eliminating the need to manually disconnect the object to be measured from the ground wire 40 and making it easier to measure the insulation resistance of the object to be measured.

なお、電磁開閉器44に手動開閉器46が直列接続されているので、手動開閉器46を開いて行う従来通りの定期検査でも鉄道車両10の各部の絶縁抵抗を計測することができる。これにより、接触式監視装置70によって計測対象の絶縁抵抗の劣化が疑われる場合に、定期検査によって鉄道車両10の各部の絶縁抵抗を詳細に計測することができる。 In addition, since the manual switch 46 is connected in series to the electromagnetic switch 44, the insulation resistance of each part of the railway vehicle 10 can be measured by performing a conventional periodic inspection by opening the manual switch 46. This makes it possible to measure the insulation resistance of each part of the railway vehicle 10 in detail by performing a periodic inspection when the insulation resistance of the object to be measured is suspected to have deteriorated using the contact-type monitoring device 70.

また、2基の電磁開閉器44を並列に設けているので、パンタグラフ17の上昇に応じ、並列な2基の電磁開閉器44のうち一方が故障により閉じなくても、他方が閉じれば、計測対象(例えば接地側電線42)を接地線40に接続でき、鉄道車両10を正常に走行させることができる。即ち、接触式監視装置70による絶縁抵抗の計測のために電磁開閉器44を設けても、並列な2基の電磁開閉器44が同時に故障しない限り、鉄道車両10を正常に走行させることができる。 In addition, because two electromagnetic switches 44 are provided in parallel, even if one of the two parallel electromagnetic switches 44 fails to close due to a malfunction when the pantograph 17 rises, the measurement target (e.g., the grounding wire 42) can be connected to the grounding wire 40 as long as the other closes, allowing the railway vehicle 10 to run normally. In other words, even if an electromagnetic switch 44 is provided to measure insulation resistance using a contact-type monitoring device 70, the railway vehicle 10 can run normally as long as the two parallel electromagnetic switches 44 do not fail at the same time.

VVVFインバータ20は、三相交流電力を電動機用電線24へ出力する。そのため、電動機用電線24は、3本の電線24u,24v,24wが1組になって構成される。電線24u,24v,24wは、それぞれが分岐して複数の電動機22に接続される。 The VVVF inverter 20 outputs three-phase AC power to the electric motor wires 24. Therefore, the electric motor wires 24 are configured as a set of three electric wires 24u, 24v, and 24w. Each of the electric wires 24u, 24v, and 24w branches out and is connected to multiple electric motors 22.

電動機22は、三相交流電力により作動する三相誘導電動機であり、電線24u,24v,24wがそれぞれ接続されるコイル22aと、コイル22aを囲む筐体22bと、を備えている。筐体22bは、筐体接地線22cを介して接地線40に接続され、接地部の一部を構成する。 The motor 22 is a three-phase induction motor that operates on three-phase AC power and includes a coil 22a to which electric wires 24u, 24v, and 24w are respectively connected, and a housing 22b that surrounds the coil 22a. The housing 22b is connected to a ground wire 40 via a housing ground wire 22c, and constitutes part of the ground section.

鉄道車両10には、筐体22b及び車体12等の接地部に対するコイル22a及び電線24u,24v,24wの絶縁抵抗を、所定のタイミングで自動で計測する接触式監視装置70bが搭載されている。接触式監視装置70bは、電線BVを介し接地線40に接続される端子Vと、電線Baを介し電線24wに接続される端子aと、を備えている。なお、電線Baを電線24u又は電線24vに接続しても良い。 The railway vehicle 10 is equipped with a contact type monitoring device 70b that automatically measures the insulation resistance of the coil 22a and the electric wires 24u, 24v, and 24w against the grounding parts of the housing 22b and the car body 12 at a predetermined timing. The contact type monitoring device 70b has a terminal V that is connected to the grounding wire 40 via the electric wire BV, and a terminal a that is connected to the electric wire 24w via the electric wire Ba. The electric wire Ba may be connected to the electric wire 24u or the electric wire 24v.

パンタグラフ17の下降(電源線18への電力供給の遮断)に応じて電磁開閉器44aが開き、接地線40から接地側電線42が切り離されると、接地側電線42及びVVVFインバータ20を介した、電動機用電線24及びコイル22aと接地線40との接続が切れる。この状態で、接触式監視装置70bは、端子Vと端子aとの間に電圧を印加する。 When the electromagnetic switch 44a opens in response to the lowering of the pantograph 17 (cutting off the power supply to the power line 18) and the ground side electric wire 42 is disconnected from the ground line 40, the connection between the electric wire 24 for the motor and the coil 22a and the ground line 40 via the ground side electric wire 42 and the VVVF inverter 20 is cut. In this state, the contact type monitoring device 70b applies a voltage between terminal V and terminal a.

これにより、接触式監視装置70bは、端子aに接続された電線24wと、電線24wに接続されたコイル22aと、コイル22aに接続された電線24u,24vとの絶縁抵抗を計測する。その結果、鉄道車両10に接触式監視装置70bを搭載することにより、接触式監視装置70aと同様に、従来の絶縁抵抗の計測方法と比べて、電動機22及び電動機用電線24の絶縁抵抗の計測を容易にできる。 In this way, the contact-type monitoring device 70b measures the insulation resistance of the electric wire 24w connected to the terminal a, the coil 22a connected to the electric wire 24w, and the electric wires 24u and 24v connected to the coil 22a. As a result, by installing the contact-type monitoring device 70b on the railway vehicle 10, it is possible to easily measure the insulation resistance of the electric motor 22 and the electric motor wire 24, similar to the contact-type monitoring device 70a, compared to conventional methods of measuring insulation resistance.

なお、接触式監視装置70bによる印加電圧は、VVVFインバータ20の出力側の耐圧規格以下(例えば250~500V)とする。これにより、接触式監視装置70bの印加電圧に起因して、VVVFインバータ20内部が絶縁破壊されることを抑制できる。 The voltage applied by the contact-type monitoring device 70b is set to be equal to or lower than the voltage resistance standard of the output side of the VVVF inverter 20 (e.g., 250 to 500 V). This makes it possible to prevent insulation breakdown inside the VVVF inverter 20 due to the voltage applied by the contact-type monitoring device 70b.

図3に示すように、SIV30の出力側に接続される第1低圧交流電路32は、3本の電線32u,32v,32wが1組になって構成される。また、第1低圧交流電路32は、SIV30の内部を通って電磁開閉器44b及び手動開閉器46bを介し接地線40に接続される。そのため、鉄道車両10の通電時(架線4から鉄道車両10への電力供給時)には、第1低圧交流電路32が接地されている。 As shown in FIG. 3, the first low-voltage AC circuit 32 connected to the output side of the SIV 30 is composed of a set of three electric wires 32u, 32v, and 32w. The first low-voltage AC circuit 32 also passes through the inside of the SIV 30 and is connected to the ground line 40 via an electromagnetic switch 44b and a manual switch 46b. Therefore, when the railway vehicle 10 is energized (when power is supplied from the overhead line 4 to the railway vehicle 10), the first low-voltage AC circuit 32 is grounded.

SIV30は、三相交流電力を電線32u,32v,32wへ出力し、電線32u,32v,32wに接続された空調機器15を作動させる。また、絶縁トランス34の1次巻線によって、電線32u,32v,32wが互いに接続される。 The SIV 30 outputs three-phase AC power to the electric wires 32u, 32v, and 32w to operate the air conditioner 15 connected to the electric wires 32u, 32v, and 32w. In addition, the electric wires 32u, 32v, and 32w are connected to each other by the primary winding of the isolation transformer 34.

絶縁トランス34の2次巻線に接続される第2低圧交流電路36は、3本の電線36r,36n,36tが1組になって構成される。絶縁トランス34の2次巻線によって、電線36r,36n,36tが互いに接続される。電線36nは、電磁開閉器44c及び手動開閉器46cを介し接地線40に接続される。そのため、鉄道車両10の通電時には、電線36nが接地され、接地線40が電線36n(第2低圧交流電路36の一部)としても機能する。 The second low-voltage AC circuit 36 connected to the secondary winding of the isolation transformer 34 is composed of a set of three electric wires 36r, 36n, and 36t. The electric wires 36r, 36n, and 36t are connected to each other by the secondary winding of the isolation transformer 34. The electric wire 36n is connected to the ground wire 40 via the electromagnetic switch 44c and the manual switch 46c. Therefore, when the railway vehicle 10 is energized, the electric wire 36n is grounded, and the ground wire 40 also functions as the electric wire 36n (part of the second low-voltage AC circuit 36).

絶縁トランス34は、この電線36nに対する電線36rの電位差と、電線36nに対する電線36tの電位差とがそれぞれ100Vとなるように単相の交流電力をそれぞれ出力する。電線36rには照明16が接続され、電線36tには、充電器84の絶縁トランス86が接続される。なお図示しないが、電線36r,36tには、照明16や充電器84の絶縁トランス86以外にも、交流電力で作動する複数の交流機器が接続されている。 The isolation transformer 34 outputs single-phase AC power so that the potential difference between the electric wire 36r and the electric wire 36n and the potential difference between the electric wire 36t and the electric wire 36n are each 100 V. The light 16 is connected to the electric wire 36r, and the isolation transformer 86 of the charger 84 is connected to the electric wire 36t. Although not shown, in addition to the light 16 and the isolation transformer 86 of the charger 84, multiple AC devices that operate on AC power are connected to the electric wires 36r and 36t.

照明16及び絶縁トランス86を含む複数の交流機器は、電磁開閉器44d及び手動開閉器46dを介し接地線40に接続される。そのため、電磁開閉器44dが閉じる鉄道車両10の通電時には、複数の交流機器が交流電力によって作動する。 The lighting 16 and the isolation transformer 86 are connected to the ground line 40 via the electromagnetic switch 44d and the manual switch 46d. Therefore, when the railway vehicle 10 is energized and the electromagnetic switch 44d is closed, the AC devices are operated by AC power.

充電器84は、接触式監視装置70の蓄電池82を充電するための機器である。絶縁トランス86によって、充電器84及び蓄電池82が第2低圧交流電路36から絶縁されているので、接触式監視装置70の出力電圧を安定化でき接触式監視装置70の誤動作を抑制できると共に、感電に対する安全性を確保できる。 The charger 84 is a device for charging the storage battery 82 of the contact monitoring device 70. The charger 84 and storage battery 82 are insulated from the second low-voltage AC circuit 36 by the isolation transformer 86, so that the output voltage of the contact monitoring device 70 can be stabilized, malfunction of the contact monitoring device 70 can be suppressed, and safety against electric shock can be ensured.

電線36r,36tには、複数の交流機器の他に、整流器38を介してブレーキ19や制御装置60、それら以外の複数の直流機器(図示せず)が接続されている。整流器38は、第2低圧交流電路36からの交流電力を直流電力に変換して出力する機器である。 In addition to the multiple AC devices, the brake 19, the control device 60, and multiple other DC devices (not shown) are connected to the electric wires 36r and 36t via the rectifier 38. The rectifier 38 is a device that converts the AC power from the second low-voltage AC circuit 36 into DC power and outputs it.

ブレーキ19や制御装置60を含む複数の直流機器は、電磁開閉器44e及び手動開閉器46eを介し接地線40に接続される。そのため、電磁開閉器44eが閉じる鉄道車両10の通電時には、複数の直流機器が直流電力によって作動する。 The DC devices, including the brake 19 and the control device 60, are connected to the ground line 40 via the electromagnetic switch 44e and the manual switch 46e. Therefore, when the railway vehicle 10 is energized and the electromagnetic switch 44e is closed, the DC devices operate using DC power.

ブレーキ19は、走行中の鉄道車両10を減速させるための装置である。制御装置60は、鉄道車両10の加減速や、複数の電気機器(交流機器や直流機器)の動作などを制御するための装置である。 The brake 19 is a device for decelerating the railcar 10 while it is moving. The control device 60 is a device for controlling the acceleration and deceleration of the railcar 10 and the operation of multiple electrical devices (AC devices and DC devices).

例えば、制御装置60は、VVVFインバータ20に内蔵されたスイッチ回路20aの動作を制御する。スイッチ回路20aは、複数のスイッチング素子をオンオフするタイミングを切り換えることで、VVVFインバータ20から出力される電力の電圧や周波数を制御するための回路である。 For example, the control device 60 controls the operation of the switch circuit 20a built into the VVVF inverter 20. The switch circuit 20a is a circuit for controlling the voltage and frequency of the power output from the VVVF inverter 20 by switching the timing for turning on and off multiple switching elements.

制御装置60とスイッチ回路20aとは、複数の制御線201,202,203で接続されている。制御装置60には、その制御線201~203への電力供給と供給の遮断とを切り換えるリレー201a,202a,203aが設けられている。なお、図3では、図示の都合上、リレー201a~203aを制御装置60の外部に配置している。 The control device 60 and the switch circuit 20a are connected by a number of control lines 201, 202, and 203. The control device 60 is provided with relays 201a, 202a, and 203a that switch between supplying and cutting off power to the control lines 201 to 203. Note that in FIG. 3, for convenience of illustration, the relays 201a to 203a are arranged outside the control device 60.

リレー201aを閉じて、第2低圧交流電路36から制御装置60を介し制御線201に電力が供給されると、制御線201に対応する電圧や周波数の電力をVVVFインバータ20から出力するようにスイッチ回路20aが制御される。リレー202a,203aを閉じた場合も同様に、制御線202,203にそれぞれ対応する電圧や周波数の電力をVVVFインバータ20から出力するようにスイッチ回路20aが制御される。なお、鉄道車両10の非通電時には、全てのリレー201a~203aが開き、制御線201~203が第2低圧交流電路36に繋がらなくなる。 When relay 201a is closed and power is supplied from the second low-voltage AC circuit 36 to the control line 201 via the control device 60, switch circuit 20a is controlled to output power of the voltage and frequency corresponding to control line 201 from the VVVF inverter 20. Similarly, when relays 202a and 203a are closed, switch circuit 20a is controlled to output power of the voltage and frequency corresponding to control lines 202 and 203, respectively, from the VVVF inverter 20. Note that when the railway vehicle 10 is not energized, all relays 201a to 203a are opened and the control lines 201 to 203 are no longer connected to the second low-voltage AC circuit 36.

鉄道車両10には、接地線40及び車体12等の接地部に対する、第1低圧交流電路32、第2低圧交流電路36及び制御線201~203の絶縁抵抗を、所定のタイミングで自動で計測する接触式監視装置70cが搭載されている。 The railway vehicle 10 is equipped with a contact-type monitoring device 70c that automatically measures the insulation resistance of the first low-voltage AC circuit 32, the second low-voltage AC circuit 36, and the control lines 201 to 203 with respect to the grounding parts such as the grounding wire 40 and the car body 12 at a predetermined timing.

接触式監視装置70cは、電線CVを介し接地線40に接続される端子Vと、電線Caを介し電線32vに接続される端子aと、電線Cbを介し複数の交流機器(照明16及び絶縁トランス86等)と電磁開閉器44dとの間に接続される端子bと、電線Ccを介し制御線201に接続される端子cと、電線Cdを介し制御線202に接続される端子dと、電線Ceを介し制御線203に接続される端子eと、電線Cfを介し複数の直流機器(ブレーキ19及び制御装置60等)と電磁開閉器44eとの間に接続される端子fと、を備えている。なお、電線Caを電線32u又は電線32wに接続しても良い。 The contact type monitoring device 70c includes a terminal V connected to the ground wire 40 via the electric wire CV, a terminal a connected to the electric wire 32v via the electric wire Ca, a terminal b connected between a plurality of AC devices (such as the lighting 16 and the isolation transformer 86) and the electromagnetic switch 44d via the electric wire Cb, a terminal c connected to the control line 201 via the electric wire Cc, a terminal d connected to the control line 202 via the electric wire Cd, a terminal e connected to the control line 203 via the electric wire Ce, and a terminal f connected between a plurality of DC devices (such as the brake 19 and the control device 60) and the electromagnetic switch 44e via the electric wire Cf. The electric wire Ca may be connected to the electric wire 32u or the electric wire 32w.

パンタグラフ17(図2参照)の下降に応じて全ての電磁開閉器44b~44eが開くと、接地線40から第1低圧交流電路32及び第2低圧交流電路36が切り離されると共に、第1低圧交流電路32及び第2低圧交流電路36を介した複数の電気機器(空調機器15や照明16)と接地線40との接続が切れる。この状態で、接触式監視装置70cは、端子Vと端子a~fのいずれか1との間に電圧を印加する。 When all the electromagnetic switches 44b to 44e are opened in response to the lowering of the pantograph 17 (see FIG. 2), the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36 are disconnected from the ground wire 40, and the connection between the ground wire 40 and the multiple electrical devices (air conditioners 15 and lights 16) via the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36 is cut off. In this state, the contact-type monitoring device 70c applies a voltage between terminal V and any one of terminals a to f.

接触式監視装置70cは、端子Vと端子aとの間に電圧を印加した場合、端子aに接続された電線32vと、電線32vに接続された絶縁トランス34の1次巻線と、その1次巻線に接続された電線32u,32wとの絶縁抵抗を計測する。 When a voltage is applied between terminal V and terminal a, the contact type monitoring device 70c measures the insulation resistance between the electric wire 32v connected to terminal a, the primary winding of the isolation transformer 34 connected to the electric wire 32v, and the electric wires 32u and 32w connected to the primary winding.

なお、鉄道車両10の第1低圧交流電路32(電線32u,32v,32w)は、連結部14を介して鉄道車両11の第1低圧交流電路32に接続されているので、接触式監視装置70cは、端子Vと端子aとの間に電圧を印加した場合、鉄道車両10,11の両方の第1低圧交流電路32の絶縁抵抗を計測できる。 In addition, the first low-voltage AC circuit 32 (electric wires 32u, 32v, 32w) of the railway vehicle 10 is connected to the first low-voltage AC circuit 32 of the railway vehicle 11 via the connecting part 14, so that the contact-type monitoring device 70c can measure the insulation resistance of the first low-voltage AC circuits 32 of both railway vehicles 10 and 11 when a voltage is applied between terminals V and a.

また、接触式監視装置70cは、端子Vと端子bとの間に電圧を印加した場合、端子bに接続されている複数の交流機器(照明16及び絶縁トランス86等)と電磁開閉器44dとの間の電線と、その交流機器に接続された電線36r,36tと、電線36r,36tに接続された絶縁トランス34の2次巻線と、その2次巻線に接続された電線36nとの絶縁抵抗を計測する。この場合、接触式監視装置70cは、端子Vと端子aとの間に電圧を印加した場合と同様に、端子Vと端子bとの間に電圧を印加した場合には、鉄道車両10の第2低圧交流電路36(電線36r,36n,36t)だけでなく、鉄道車両11の第2低圧交流電路36の絶縁抵抗も合わせて計測できる。 When a voltage is applied between terminals V and b, the contact-type monitoring device 70c measures the insulation resistance of the wires between the electromagnetic switch 44d and the multiple AC devices (such as the lighting 16 and the isolation transformer 86) connected to terminal b, the wires 36r and 36t connected to the AC devices, the secondary winding of the isolation transformer 34 connected to the wires 36r and 36t, and the wire 36n connected to the secondary winding. In this case, the contact-type monitoring device 70c can measure the insulation resistance of not only the second low-voltage AC circuit 36 (wires 36r, 36n, 36t) of the railway vehicle 10, but also the second low-voltage AC circuit 36 of the railway vehicle 11 when a voltage is applied between terminals V and b, just as when a voltage is applied between terminals V and a.

加えて、接触式監視装置70cは、端子Vと端子c~eのいずれかとの間に電圧を印加した場合、その電圧が印加された端子c~eに接続されている制御線201~203のいずれかの絶縁抵抗を計測する。このように、鉄道車両10の非通電時に第2低圧交流電路36に繋がっていない制御線201~203も接触式監視装置70cで計測できる。 In addition, when a voltage is applied between terminal V and any of terminals c to e, the contact-type monitoring device 70c measures the insulation resistance of any of the control lines 201 to 203 connected to the terminal c to e to which the voltage is applied. In this way, the contact-type monitoring device 70c can also measure the control lines 201 to 203 that are not connected to the second low-voltage AC circuit 36 when the railway vehicle 10 is not energized.

更に、接触式監視装置70cは、端子Vと端子fとの間に電圧を印加した場合、端子fに接続されている複数の直流機器(ブレーキ19及び制御装置60等)と電磁開閉器44eとの間の電線と、その直流機器に接続された整流器38と、整流器38に接続された電線36r,36tと、電線36r,36tに接続された絶縁トランス34の2次巻線と、その2次巻線に接続された電線36nとの絶縁抵抗を計測する。 Furthermore, when a voltage is applied between terminals V and f, the contact type monitoring device 70c measures the insulation resistance of the wires between the electromagnetic switch 44e and the multiple DC devices (brake 19, control device 60, etc.) connected to terminal f, the rectifier 38 connected to the DC devices, the wires 36r and 36t connected to the rectifier 38, the secondary winding of the isolation transformer 34 connected to the wires 36r and 36t, and the wire 36n connected to the secondary winding.

これらの結果、鉄道車両10に接触式監視装置70cを搭載することにより、接触式監視装置70a,70bと同様に、従来の絶縁抵抗の計測方法と比べて、第1低圧交流電路32及び第2低圧交流電路36の各部の絶縁抵抗の計測を容易にできる。 As a result, by installing the contact-type monitoring device 70c on the railway vehicle 10, similar to the contact-type monitoring devices 70a and 70b, it is possible to easily measure the insulation resistance of each part of the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36 compared to conventional insulation resistance measurement methods.

なお、接触式監視装置70cは、端子Vと端子aとの間に電圧を印加する場合、その電圧を、SIV30から第1低圧交流電路32へ出力される電圧(交流440V)以下とする。また、接触式監視装置70cは、端子Vと端子b~fとの間に電圧を印加する場合、絶縁トランス34から第2低圧交流電路36へ出力される電圧(交流100V)以下とする。これらの結果、接触式監視装置70cの印加電圧に起因して、第1低圧交流電路32及び第2低圧交流電路36に接続される各電気機器が絶縁破壊されることを抑制できる。 When the contact-type monitoring device 70c applies a voltage between terminals V and a, the voltage is set to be equal to or lower than the voltage (440 V AC) output from the SIV 30 to the first low-voltage AC circuit 32. When the contact-type monitoring device 70c applies a voltage between terminals V and terminals b to f, the voltage is set to be equal to or lower than the voltage (100 V AC) output from the isolation transformer 34 to the second low-voltage AC circuit 36. As a result, it is possible to prevent the electrical equipment connected to the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36 from being broken down due to the voltage applied by the contact-type monitoring device 70c.

また、接触式監視装置70cによる端子Vと端子aとの間への印加電圧も100V以下とし、電圧の誤印加を避けるために接触式監視装置70cによる印加電圧を一定にすることが好ましい。これにより、第2低圧交流電路36に第1低圧交流電路32向けの電圧を印加することを抑制でき、電圧の誤印加に起因して接触式監視装置70cによる絶縁抵抗の計測値が変動することを低減できる。 The voltage applied between terminals V and a by the contact-type monitoring device 70c is also preferably 100V or less, and the voltage applied by the contact-type monitoring device 70c is preferably constant to avoid erroneous application of voltage. This makes it possible to prevent the application of a voltage intended for the first low-voltage AC circuit 32 to the second low-voltage AC circuit 36, and reduces fluctuations in the insulation resistance measured by the contact-type monitoring device 70c due to erroneous application of voltage.

加えて、接触式監視装置70a,70b,70cは別々に設けられているので、接触式監視装置70aに繋がる電線Aa,Abと、接触式監視装置70bに繋がる電線Baと、接触式監視装置70cに繋がる電線Ca~Cfとが1か所に集中することを抑制できる。これにより、電線Aa~Cf同士の短絡を抑制できると共に、電線Aa~Cfをまとめることに起因したノイズの発生を抑制できる。 In addition, because the contact-type monitoring devices 70a, 70b, and 70c are provided separately, the electric wires Aa and Ab connected to the contact-type monitoring device 70a, the electric wire Ba connected to the contact-type monitoring device 70b, and the electric wires Ca to Cf connected to the contact-type monitoring device 70c can be prevented from concentrating in one place. This can prevent short circuits between the electric wires Aa to Cf, and can also prevent noise caused by bundling the electric wires Aa to Cf.

更に、接触式監視装置70a,70b,70cによる絶縁抵抗の計測をそれぞれ同時に行うことができるので、接触式監視装置70a,70b,70cをまとめる場合と比べ、接触式監視装置70a,70b,70cを別々に設ける方が絶縁抵抗の計測にかかる時間を短縮できる。 In addition, since the insulation resistance can be measured simultaneously using the contact-type monitoring devices 70a, 70b, and 70c, the time required to measure the insulation resistance can be reduced by providing the contact-type monitoring devices 70a, 70b, and 70c separately compared to combining the contact-type monitoring devices 70a, 70b, and 70c together.

この他、接触式監視装置70a,70b,70c毎に計測対象へ印加する電圧が異なるので、接触式監視装置70a,70b,70cをまとめる場合と比べ、それぞれの計測対象への電圧の誤印加を抑制できる。これにより、電圧の誤印加に起因して接触式監視装置70a,70b,70cによる絶縁抵抗の計測値が変動することを低減できる。 In addition, since the voltage applied to the measurement object differs for each of the contact-type monitoring devices 70a, 70b, and 70c, erroneous application of voltage to each measurement object can be suppressed compared to the case where the contact-type monitoring devices 70a, 70b, and 70c are combined. This can reduce fluctuations in the insulation resistance measurement values by the contact-type monitoring devices 70a, 70b, and 70c caused by erroneous application of voltage.

次に図4~図12を参照して、接触式監視装置70a~70cを搭載した鉄道車両10の各部の制御についてより詳しく説明する。図4は、鉄道車両10の電気的構成を示したブロック図である。図5は、接触式監視装置70の電気的構成を示したブロック図である。なお、図4では、接触式監視装置70(70a~70c)が蓄電池82から電力供給を受けていることを模式的に示している。 Next, the control of each part of the railway vehicle 10 equipped with the contact-type monitoring devices 70a to 70c will be described in more detail with reference to Figures 4 to 12. Figure 4 is a block diagram showing the electrical configuration of the railway vehicle 10. Figure 5 is a block diagram showing the electrical configuration of the contact-type monitoring device 70. Note that Figure 4 shows diagrammatically that the contact-type monitoring devices 70 (70a to 70c) receive power from a storage battery 82.

図4に示すように、鉄道車両10の制御装置60は、CPU61と、ハードディスクドライブ(HDD)62と、CPU61のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであるRAM63とを有し、これらはバスライン64を介して、入出力ポート65にそれぞれ接続されている。 As shown in FIG. 4, the control device 60 of the railway vehicle 10 has a CPU 61, a hard disk drive (HDD) 62, and a RAM 63, which is a memory for rewritably storing various work data, flags, etc. when the CPU 61 executes a program, and these are each connected to an input/output port 65 via a bus line 64.

入出力ポート65には、更に、パンタグラフ17と、電磁開閉器44(44a~44e)と、給電スイッチ66と、VVVFインバータ20と、SIV30と、空調機器15と、照明16と、ブレーキ19と、接触式監視装置70a~70cと、インターネット等を介して外部サーバ90との間で情報を送受信する無線通信装置68と、がそれぞれ接続されている。 Further connected to the input/output port 65 are the pantograph 17, the electromagnetic switches 44 (44a to 44e), the power supply switch 66, the VVVF inverter 20, the SIV 30, the air conditioning equipment 15, the lighting 16, the brakes 19, the contact type monitoring devices 70a to 70c, and a wireless communication device 68 that transmits and receives information to and from an external server 90 via the Internet, etc.

CPU61は、バスライン64により接続された各部を制御する演算装置である。HDD62は、CPU61により実行されるプログラムや各種データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、制御プログラム62aと、車両情報メモリ62bと、各計測結果メモリ62cとが設けられる。CPU61によって制御プログラム62aが実行されると、図11のメイン処理が実行される。 The CPU 61 is a calculation device that controls each part connected by the bus line 64. The HDD 62 is a rewritable non-volatile memory that stores the programs executed by the CPU 61 and various data, and is provided with a control program 62a, a vehicle information memory 62b, and each measurement result memory 62c. When the control program 62a is executed by the CPU 61, the main processing of FIG. 11 is executed.

車両情報メモリ62bは、鉄道車両10の車両番号や編成情報などの車両情報が記憶されるメモリである。各計測結果メモリ62cは、接触式監視装置70a~70cにおける絶縁抵抗の計測結果を、外部サーバ90へ送信するまで一時的に記憶するメモリである。 The vehicle information memory 62b is a memory that stores vehicle information such as the vehicle number and formation information of the railway vehicle 10. Each measurement result memory 62c is a memory that temporarily stores the insulation resistance measurement results of the contact monitoring devices 70a to 70c until they are transmitted to the external server 90.

図6を参照して各計測結果メモリ62cの内容について説明する。各計測結果メモリ62cには、接触式監視装置70a~70c毎、且つ、それらの計測対象(計測対象a~fのいずれか1、又は、基準抵抗)毎に日時メモリ及び計測結果メモリが設けられている。日時メモリ及び計測結果メモリには、鉄道車両10に搭載された接触式監視装置70a~70cによる計測日時と計測結果とがそれぞれ通し番号順に累積して記憶される。 The contents of each measurement result memory 62c will be described with reference to FIG. 6. Each measurement result memory 62c is provided with a date and time memory and a measurement result memory for each contact monitoring device 70a-70c and for each measurement object (one of measurement objects a-f, or a reference resistance). The date and time memory and the measurement result memory store the measurement dates and times and measurement results by the contact monitoring devices 70a-70c mounted on the railway vehicle 10 in sequential order.

なお、接触式監視装置70a~70cの計測中にエラーが有った場合には、その計測対象の日時メモリに、日時の代わりに「エラー」が有ったことを記憶し、対応する計測結果メモリに、計測結果の代わりにエラーの内容を示す情報を記憶する。例えば、接触式監視装置70aによる計測対象bの計測中にエラーが有った場合には、各計測結果メモリ62cのうち、接触式監視装置70aの計測対象bに対応する日時メモリに「エラー」を記憶し、計測結果メモリに「SW22」を記憶する。なお、「SW22」とは、第2スイッチSW2-2が溶着して開かなくなったことを示している。 If an error occurs during measurement by contact-type monitoring devices 70a-70c, the date and time memory for that measurement object stores "error" instead of the date and time, and the corresponding measurement result memory stores information indicating the nature of the error instead of the measurement result. For example, if an error occurs during measurement of measurement object b by contact-type monitoring device 70a, "error" is stored in the date and time memory corresponding to measurement object b of contact-type monitoring device 70a among the measurement result memories 62c, and "SW22" is stored in the measurement result memory. Note that "SW22" indicates that the second switch SW2-2 has welded and cannot be opened.

給電スイッチ66は、パンタグラフ17の昇降および電磁開閉器44の開閉を操作するためのスイッチである。給電スイッチ66をオフにするとパンタグラフ17が下降した後、接触式監視装置70により絶縁抵抗を計測できるように全ての電磁開閉器44が開く。給電スイッチ66をオンにすると全ての電磁開閉器44が閉じた後、パンタグラフ17が上昇する。このようにパンタグラフ17を架線4と接触させる前に電磁開閉器44を閉じることで、電磁開閉器44の溶着を避けることができる。なお、鉄道車両10の非通電時に電磁開閉器44などを作動させるために、蓄電池67が設けられている。 The power supply switch 66 is a switch for controlling the raising and lowering of the pantograph 17 and the opening and closing of the electromagnetic contacts 44. When the power supply switch 66 is turned off, the pantograph 17 descends, and then all the electromagnetic contacts 44 open so that the insulation resistance can be measured by the contact-type monitoring device 70. When the power supply switch 66 is turned on, all the electromagnetic contacts 44 close, and then the pantograph 17 ascends. In this way, by closing the electromagnetic contacts 44 before the pantograph 17 comes into contact with the overhead line 4, welding of the electromagnetic contacts 44 can be prevented. A storage battery 67 is provided to operate the electromagnetic contacts 44 and the like when the railway vehicle 10 is not energized.

図5に示すように、接触式監視装置70は、CPU71と、フラッシュROM72と、CPU71のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであるRAM73とを有し、これらはバスライン74を介して、入出力ポート75にそれぞれ接続されている。入出力ポート75には、更に、鉄道車両10の入出力ポート65に接続されるインターフェイス(I/F)76と、計測部77と、電圧印加部78と、切換部79と、がそれぞれ接続されている。 As shown in FIG. 5, the contact-type monitoring device 70 has a CPU 71, a flash ROM 72, and a RAM 73, which is a memory for rewritably storing various work data and flags when the CPU 71 executes a program, and these are each connected to an input/output port 75 via a bus line 74. The input/output port 75 is further connected to an interface (I/F) 76, which is connected to the input/output port 65 of the railway vehicle 10, a measurement unit 77, a voltage application unit 78, and a switching unit 79.

CPU71は、バスライン74により接続された各部を制御する演算装置である。フラッシュROM72は、CPU71により実行されるプログラムや固定値データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、接触監視プログラム72aと、固有番号メモリ72bと、接触式計測メモリ72cとが設けられる。CPU71によって接触監視プログラム72aが実行されると、図7のメイン処理が実行される。 The CPU 71 is a calculation device that controls each part connected by the bus line 74. The flash ROM 72 is a rewritable non-volatile memory that stores programs executed by the CPU 71, fixed value data, etc., and is provided with a contact monitoring program 72a, a unique number memory 72b, and a contact measurement memory 72c. When the contact monitoring program 72a is executed by the CPU 71, the main processing of FIG. 7 is executed.

固有番号メモリ72bは、接触式監視装置70の固有番号が記憶されるメモリである。この固有番号は、接触式監視装置70による絶縁抵抗の計測対象を示す情報の一部である。接触式計測メモリ72cは、接触式監視装置70による絶縁抵抗の計測結果を、鉄道車両10の非通電時の間に記憶しておくためのメモリである。 The unique number memory 72b is a memory that stores the unique number of the contact monitoring device 70. This unique number is part of the information that indicates the object of insulation resistance measurement by the contact monitoring device 70. The contact measurement memory 72c is a memory for storing the results of insulation resistance measurement by the contact monitoring device 70 while the railway vehicle 10 is not energized.

接触式計測メモリ72cは、図6を用いて説明した各計測結果メモリ62cの内容のうち、この接触式計測メモリ72c自身を持つ接触式監視装置70に対応する部分と構成が略同一である。例えば、鉄道車両10の接触式監視装置70aの接触式計測メモリ72cは、各計測結果メモリ62cのうち接触式監視装置70aに対応する部分の記憶容量を少なくしたものである。 The contact measurement memory 72c has substantially the same configuration as the portion of the contents of each measurement result memory 62c described using FIG. 6 that corresponds to the contact monitoring device 70 that owns the contact measurement memory 72c. For example, the contact measurement memory 72c of the contact monitoring device 70a of the railway vehicle 10 has a reduced storage capacity for the portion of each measurement result memory 62c that corresponds to the contact monitoring device 70a.

電圧印加部78は、端子Vから接地線40へ直流の正の電圧を印加する機器である。計測部77は、計測対象の絶縁抵抗の値を算出(計測)する機器である。具体的に例えば、計測部77としては、計測部77の内部に設けた内部抵抗と、計測対象の絶縁抵抗とで、電圧印加部78による印加電圧を分圧し、その内部抵抗にかかる電圧から絶縁抵抗の値を算出するものが挙げられる。 The voltage application unit 78 is a device that applies a positive DC voltage from terminal V to the ground wire 40. The measurement unit 77 is a device that calculates (measures) the value of the insulation resistance of the measurement object. Specifically, for example, the measurement unit 77 divides the voltage applied by the voltage application unit 78 between an internal resistance provided inside the measurement unit 77 and the insulation resistance of the measurement object, and calculates the value of the insulation resistance from the voltage applied to the internal resistance.

なお、計測部77は、絶縁抵抗の値を算出する機器に限らず、絶縁抵抗の計測対象を流れる漏洩電流の値を検出する機器としても良い。この場合、電圧印加部78で印加した電圧と、計測部77で検出した漏洩電流の値とに基づき、CPU71によって計測対象の絶縁抵抗の値が算出される。 The measurement unit 77 is not limited to a device that calculates the insulation resistance value, but may be a device that detects the value of the leakage current flowing through the insulation resistance measurement target. In this case, the CPU 71 calculates the insulation resistance value of the measurement target based on the voltage applied by the voltage application unit 78 and the value of the leakage current detected by the measurement unit 77.

切換部79は、端子a~fに接続された電線の中から1の電線を計測部77に接続し、その計測部77に接続された電線を絶縁抵抗の計測対象とするための回路である。なお、以下、端子aに接続された計測対象の電線を計測対象aとし、同様に端子b~fに接続された計測対象の電線を計測対象b~fとする。 The switching unit 79 is a circuit for connecting one of the electric wires connected to terminals a to f to the measuring unit 77, and for measuring the insulation resistance of the electric wire connected to the measuring unit 77. In the following, the electric wire to be measured that is connected to terminal a will be referred to as the measuring target a, and similarly, the electric wires to be measured that are connected to terminals b to f will be referred to as the measuring targets b to f.

端子a~fそれぞれと計測部77との間には、端子a~f側から順に第1スイッチSW1-n(n:整数)と第2スイッチSW2-nとが直列接続されている。また、第1スイッチSW1-nと第2スイッチSW2-nとの間には、電圧検出部VDnが接続されている。端子a(計測対象a)がn=1、端子bがn=2、端子cがn=3、端子dがn=4、端子eがn=5、端子fがn=6にそれぞれ対応する。 A first switch SW1-n (n: integer) and a second switch SW2-n are connected in series between each of the terminals a to f and the measurement unit 77, in that order from the terminals a to f side. In addition, a voltage detection unit VDn is connected between the first switch SW1-n and the second switch SW2-n. Terminal a (measurement object a) corresponds to n=1, terminal b to n=2, terminal c to n=3, terminal d to n=4, terminal e to n=5, and terminal f to n=6.

第1スイッチSW1-n及び第2スイッチSW2-nは、CPU71からの指示に応じて電気回路を開閉するスイッチであり、非通電時に開状態を維持する。第1スイッチSW1-nを閉じることで、対応する計測対象a~fが電圧検出部VDnに接続される。これにより、電圧検出部VDnは、計測対象a~fにかかる電圧を検出する。 The first switch SW1-n and the second switch SW2-n are switches that open and close an electric circuit in response to instructions from the CPU 71, and remain open when not energized. By closing the first switch SW1-n, the corresponding measurement objects a to f are connected to the voltage detection unit VDn. As a result, the voltage detection unit VDn detects the voltage applied to the measurement objects a to f.

第1スイッチSW1-nを閉じて、それに直列接続される第2スイッチSW2-nを閉じることで、対応する計測対象a~fが計測部77に接続される。これにより、電圧印加部78と計測部77との間に、計測対象a~fの絶縁抵抗を計測する計測回路が形成される。 By closing the first switch SW1-n and then closing the second switch SW2-n connected in series to it, the corresponding measurement objects a to f are connected to the measurement unit 77. This forms a measurement circuit between the voltage application unit 78 and the measurement unit 77 that measures the insulation resistance of the measurement objects a to f.

鉄道車両10の走行時には、全ての第1スイッチSW1-n及び第2スイッチSW2-nを開くことで、鉄道車両10の走行とは無関係な接触式監視装置70の各部を、電源線18や電動機用電線24等の走行に関係する回路から切り離すことができる。更に、直列接続された第1スイッチSW1-n及び第2スイッチSW2-nのいずれか一方が溶着してしまっても、いずれか他方が開いていれば、走行に関係する回路に接触式監視装置70の各部が接続されないようにできる。即ち、鉄道車両10の既存回路の信頼性の低下を抑制できる。 When the railway vehicle 10 is running, all of the first switches SW1-n and second switches SW2-n are opened, so that the various parts of the contact-type monitoring device 70 that are not related to the running of the railway vehicle 10 can be disconnected from circuits related to the running, such as the power supply line 18 and the electric motor wires 24. Furthermore, even if one of the first switch SW1-n and second switch SW2-n connected in series melts, as long as the other is open, the various parts of the contact-type monitoring device 70 can be prevented from being connected to circuits related to the running of the railway vehicle 10. In other words, deterioration in the reliability of the existing circuits of the railway vehicle 10 can be suppressed.

なお、既存回路とは、鉄道車両10の電気回路のうち、接触式監視装置70と、その接触式監視装置70を鉄道車両10の各部に接続するための電線Aa~CVとを除いた回路である。言い換えると、既存回路とは、接触式監視装置70を搭載する前から鉄道車両10に配置されていた機器および回路のことであり、電源線18やVVVFインバータ20、SIV30、電動機用電線24等が挙げられる。 The existing circuit refers to the electrical circuit of the railway vehicle 10 excluding the contact monitoring device 70 and the wires Aa to CV for connecting the contact monitoring device 70 to each part of the railway vehicle 10. In other words, the existing circuit refers to the equipment and circuits that were placed on the railway vehicle 10 before the contact monitoring device 70 was installed, such as the power line 18, the VVVF inverter 20, the SIV 30, and the electric motor wires 24.

また、切換部79を介して計測対象a~f同士が接続するには、直列接続された第1スイッチSW1-n及び第2スイッチSW2-nの2組以上が同時に閉じる場合に限られる。即ち、第1スイッチSW1-n及び第2スイッチSW2-nを直列接続することによって、切換部79で計測対象a~f同士を接続し難くできる。これにより、切換部79で互いに接続されることに起因した計測対象a~fの各電気機器の故障を抑制できる。 In addition, the measurement objects a-f can only be connected to each other via the switching unit 79 when two or more pairs of the first switch SW1-n and the second switch SW2-n connected in series are closed at the same time. In other words, by connecting the first switch SW1-n and the second switch SW2-n in series, it is possible to make it difficult for the measurement objects a-f to be connected to each other via the switching unit 79. This makes it possible to prevent failures of the electrical devices of the measurement objects a-f caused by being connected to each other via the switching unit 79.

加えて、切換部79には、端子Vと電圧印加部78との間から分岐した電線に接続される基準抵抗81と、その基準抵抗81と計測部77とを開閉可能に接続する第3スイッチSW3と、を備える。基準抵抗81は、基準となる予め定めた抵抗値を有する負荷である。なお、第3スイッチSW3は、端子Vと電圧印加部78との間から分岐した電線と、基準抵抗81との間に設けても良い。 In addition, the switching unit 79 includes a reference resistor 81 connected to the wire branching off from between the terminal V and the voltage application unit 78, and a third switch SW3 that opens and closes the reference resistor 81 and the measurement unit 77. The reference resistor 81 is a load having a predetermined resistance value that serves as a reference. The third switch SW3 may be provided between the wire branching off from between the terminal V and the voltage application unit 78 and the reference resistor 81.

第3スイッチSW3を閉じることで、基準抵抗81を介して電圧印加部78と計測部77とが接続される。この場合に電圧印加部78で電圧を印加すると、計測部77は、絶縁抵抗値に代えて基準抵抗81の抵抗値を算出する。この算出した抵抗値と、基準抵抗81の予め定めた抵抗値とを比較し、両者が殆ど一致していれば、接触式監視装置70が正常動作していると判断できる。また、接触式監視装置70で測定(算出)した基準抵抗81の抵抗値が、基準抵抗81の予め定めた抵抗値に近づくように、接触式監視装置70を校正することもできる。 By closing the third switch SW3, the voltage application unit 78 and the measurement unit 77 are connected via the reference resistor 81. In this case, when a voltage is applied by the voltage application unit 78, the measurement unit 77 calculates the resistance value of the reference resistor 81 instead of the insulation resistance value. This calculated resistance value is compared with the predetermined resistance value of the reference resistor 81, and if the two are almost the same, it can be determined that the contact-type monitoring device 70 is operating normally. In addition, the contact-type monitoring device 70 can be calibrated so that the resistance value of the reference resistor 81 measured (calculated) by the contact-type monitoring device 70 approaches the predetermined resistance value of the reference resistor 81.

次に図7~図10を参照して、接触式監視装置70のCPU71で実行されるメイン処理を説明する。図7は、接触式監視装置70のメイン処理のフローチャートである。図8は、メイン処理中に行われる抵抗計測処理S33のフローチャートである。図9は、抵抗計測処理S33中に行われる計測後処理S49のフローチャートである。図10は、抵抗計測処理S33中に行われる自己診断処理S53のフローチャートである。接触式監視装置70のメイン処理は、接触式監視装置70の電源が投入されると実行される。 Next, the main processing executed by the CPU 71 of the contact-type monitoring device 70 will be described with reference to Figures 7 to 10. Figure 7 is a flowchart of the main processing of the contact-type monitoring device 70. Figure 8 is a flowchart of the resistance measurement processing S33 performed during the main processing. Figure 9 is a flowchart of the post-measurement processing S49 performed during the resistance measurement processing S33. Figure 10 is a flowchart of the self-diagnosis processing S53 performed during the resistance measurement processing S33. The main processing of the contact-type monitoring device 70 is executed when the power of the contact-type monitoring device 70 is turned on.

図7に示すように、メイン処理はまず、上昇状態であったパンタグラフ17が下降したかを確認する(S31)。この確認は、パンタグラフ17が下降したときにオンになるセンサからの信号に基づいても良く、給電スイッチ66がオフ操作されたことを示す鉄道車両10の制御装置60からの信号に基づいても良い。 As shown in FIG. 7, the main process first checks whether the pantograph 17, which was in the raised state, has lowered (S31). This check may be based on a signal from a sensor that turns on when the pantograph 17 lowers, or on a signal from the control device 60 of the railway vehicle 10 indicating that the power supply switch 66 has been turned off.

なお、パンタグラフ17が下降して架線4から電源線18への電力供給が遮断された場合には、上記の通り、全ての電磁開閉器44が開き、接触式監視装置70による絶縁抵抗の計測が可能となる。なお、S31の処理の直後に、全ての電磁開閉器44が開いたかをセンサ等で確認する処理を行っても良い。 When the pantograph 17 is lowered and the power supply from the overhead line 4 to the power line 18 is cut off, all the electromagnetic switches 44 open as described above, and the insulation resistance can be measured by the contact type monitoring device 70. Immediately after the process of S31, a process may be performed to check whether all the electromagnetic switches 44 are open using a sensor or the like.

S31の処理において、パンタグラフ17が下降した場合には(S31:Yes)、鉄道車両10の電気回路の各部に残留する電力を放出させるため、パンタグラフ17の下降から所定時間が経過したかを確認する(S32)。接触式監視装置70の計測対象に電力が残留していると、接触式監視装置70に過電圧の印加がされ、接触式監視装置70が破損する懸念があるためである。また、その計測対象の絶縁抵抗の計測結果が残留電力に影響する懸念もある。なお、所定時間は、少なくとも鉄道車両10内に配置されたコンデンサ(図示せず)の残留電力の放電時間以上とする。 If the pantograph 17 is lowered in the process of S31 (S31: Yes), a check is made to see if a predetermined time has passed since the pantograph 17 was lowered (S32) in order to release the remaining power in each part of the electrical circuit of the railway vehicle 10. This is because if power remains in the measurement target of the contact monitoring device 70, an overvoltage may be applied to the contact monitoring device 70, which may damage the contact monitoring device 70. There is also a concern that the measurement results of the insulation resistance of the measurement target may affect the remaining power. The predetermined time is at least as long as the discharge time of the remaining power in a capacitor (not shown) arranged inside the railway vehicle 10.

S32の処理において、所定時間が経過していない場合には(S32:No)、絶縁抵抗の計測結果に残留電力が影響する可能性が高いので、S32の処理をループして所定時間の経過を待つ。 If the specified time has not elapsed in the process of S32 (S32: No), there is a high possibility that residual power will affect the insulation resistance measurement results, so the process of S32 is looped to wait for the specified time to elapse.

所定時間が経過した場合には(S32:Yes)、絶縁抵抗の計測結果に残留電力が影響する可能性が十分に低くなったので、計測対象の絶縁抵抗を計測する抵抗計測処理S33を実行し、S34の処理に移行する。なお、S31の処理において、パンタグラフ17が上昇している場合、又は、パンタグラフ17が既に下降していた場合には(S31:No)、S32,S33の処理をスキップしてS34の処理に移行する。 When the predetermined time has elapsed (S32: Yes), the possibility that residual power will affect the insulation resistance measurement result has become sufficiently low, so the resistance measurement process S33 is executed to measure the insulation resistance of the measurement target, and the process proceeds to S34. Note that in the process of S31, if the pantograph 17 is raised or if the pantograph 17 has already lowered (S31: No), the processes of S32 and S33 are skipped and the process proceeds to S34.

ここで図8を参照して抵抗計測処理S33を説明する。抵抗計測処理S33では、まず、計測対象aの絶縁抵抗を計測するためにn=1を設定する(S41)。次いで、計測対象の電線を電圧検出部VDnに接続するために、第1スイッチSW1-nを閉じる(S42)。S41の処理後の1回目のS42の処理では、第1スイッチSW1-1を閉じて計測対象aを電圧検出部VD1に接続する。 The resistance measurement process S33 will now be described with reference to FIG. 8. In the resistance measurement process S33, first, n=1 is set to measure the insulation resistance of the measurement object a (S41). Next, the first switch SW1-n is closed to connect the measurement object wire to the voltage detection unit VDn (S42). In the first S42 process after the process of S41, the first switch SW1-1 is closed to connect the measurement object a to the voltage detection unit VD1.

S42の処理後は、電圧検出部VDnで検出した電圧が閾値以下になったかを確認する(S43)。なお、この閾値は、計測対象の電線に電圧印加部78で印加する電圧よりも小さい値に設定する。S43の処理において、検出した電圧が閾値よりも高い場合には(S43:No)、非通電時の計測対象の残留電圧が高いので、その残留電圧が放電されるまで待つ。なお、図示しないが、一定時間待っても検出した電圧が閾値以下にならない場合には、計測対象が通電状態にあって絶縁抵抗を計測可能な状態ではないので、絶縁抵抗を計測せずに抵抗計測処理S33を終了する。 After the process of S42, it is confirmed whether the voltage detected by the voltage detection unit VDn has become equal to or lower than the threshold value (S43). Note that this threshold value is set to a value smaller than the voltage applied by the voltage application unit 78 to the electric wire to be measured. In the process of S43, if the detected voltage is higher than the threshold value (S43: No), the residual voltage of the measurement object when not energized is high, so the process waits until the residual voltage is discharged. Note that, although not shown, if the detected voltage does not become equal to or lower than the threshold value even after waiting for a certain period of time, this means that the measurement object is energized and is not in a state where the insulation resistance can be measured, so the resistance measurement process S33 is terminated without measuring the insulation resistance.

S43の処理において、検出した電圧が閾値以下になった場合には(S43:Yes)、絶縁抵抗の計測に影響する電圧が低くなったので、第2スイッチSW2-n(S41後の1回目の処理ではSW2-1)を閉じる(S44)。これにより、計測対象の絶縁抵抗を計測する計測回路が形成されたので、電圧印加部78で計測対象に電圧を印加する(S45)。 In the process of S43, if the detected voltage falls below the threshold value (S43: Yes), the voltage that affects the measurement of the insulation resistance has decreased, so the second switch SW2-n (SW2-1 in the first process after S41) is closed (S44). As a result, a measurement circuit that measures the insulation resistance of the measurement object is formed, so the voltage application unit 78 applies a voltage to the measurement object (S45).

このように、S43,S44の処理によって、計測対象に過大な電圧が印加されている場合には、第2スイッチSW2-nを閉じないことで、接触式監視装置70の計測部77等の電気回路を過大な電圧から保護できる。よって、電圧検出部VDn及び第2スイッチSW2-nにより、接触式監視装置70の耐久性を確保できると共に、計測対象の絶縁抵抗の検出精度を向上できる。更に、計測対象と計測部77との間の開閉を第1スイッチSW1-n及び第2スイッチSW2-nにより多重化して冗長性を持たせることで安全性を高めている。その結果、接触式監視装置70に必要以上の耐久性(耐電圧性)を持たせなくても良くなり、接触式監視装置70のコストの低減や小型化が期待できる。 In this way, by the processing of S43 and S44, when an excessive voltage is applied to the measurement target, the second switch SW2-n is not closed, thereby protecting the electrical circuits of the measurement unit 77 of the contact monitoring device 70 and the like from the excessive voltage. Therefore, the voltage detection unit VDn and the second switch SW2-n ensure the durability of the contact monitoring device 70 and improve the detection accuracy of the insulation resistance of the measurement target. Furthermore, the opening and closing between the measurement target and the measurement unit 77 is multiplexed by the first switch SW1-n and the second switch SW2-n to provide redundancy and increase safety. As a result, it is no longer necessary to provide the contact monitoring device 70 with durability (voltage resistance) greater than necessary, and it is expected that the cost and size of the contact monitoring device 70 can be reduced.

S45の処理後、電圧の印加から所定時間が経過したかを確認し(S46)、所定時間が経過していない場合には(S46:No)、絶縁抵抗の計測値が安定していないので、S46の処理をループする。 After processing S45, it is checked whether a predetermined time has passed since the application of voltage (S46). If the predetermined time has not passed (S46: No), the measured insulation resistance value is not stable, so processing of S46 is looped.

一方、電圧の印加から所定時間が経過した場合には(S46:Yes)、計測部77で計測対象の絶縁抵抗を計測する(S47)。次いで、その計測結果と、計測対象(S41後の1回目の処理では計測対象a)と、計測した日時とを接触式計測メモリ72cに記憶させ(S48)、計測後処理S49を実行する。 On the other hand, if a predetermined time has passed since the application of the voltage (S46: Yes), the measurement unit 77 measures the insulation resistance of the measurement object (S47). Next, the measurement result, the measurement object (measurement object a in the first process after S41), and the date and time of the measurement are stored in the contact measurement memory 72c (S48), and post-measurement process S49 is executed.

図9に示すように、計測後処理S49では、まずS44の処理で閉じた第2スイッチSW2-nを開ける(S61)。次いで、計測部77で計測対象の絶縁抵抗が未だに検出されるかを確認する(S62)。 As shown in FIG. 9, in the post-measurement process S49, first, the second switch SW2-n that was closed in the process of S44 is opened (S61). Next, it is confirmed whether the insulation resistance of the measurement target is still being detected by the measurement unit 77 (S62).

S62の処理で絶縁抵抗が検出された場合には(S62:Yes)、S61の処理で開けるように指示した第2スイッチSW2-nが溶着などによって実際には開かなかったと判断できる。この場合、第2スイッチSW2-nが開かなかったというエラー情報を接触式計測メモリ72cに記憶させて(S63)、S64の処理を実行する。 If insulation resistance is detected in the process of S62 (S62: Yes), it can be determined that the second switch SW2-n that was instructed to open in the process of S61 did not actually open due to welding or the like. In this case, error information that the second switch SW2-n did not open is stored in the contact measurement memory 72c (S63), and the process of S64 is executed.

一方、S62の処理で絶縁抵抗が検出されなかった場合には(S62:No)、S61の処理で開くように指示した第2スイッチSW2-nが問題無く開いたので、S63の処理をスキップして、S64の処理を実行する。 On the other hand, if no insulation resistance is detected in the process of S62 (S62: No), the second switch SW2-n that was instructed to open in the process of S61 was opened without any problems, so the process of S63 is skipped and the process of S64 is executed.

S64の処理では、S42の処理で閉じた第1スイッチSW1-nを開ける。S64の処理後、開けたはずの第1スイッチSW1-nが接続される電圧検出部VDnで電圧が検出されるかを確認する(S65)。S64の処理で開けるように指示した第1スイッチSW1-nが溶着などにより実際には開かなかった場合には、S65の処理で電圧が検出される(S65:Yes)。この場合、第1スイッチSW1-nが開かなかったというエラー情報を接触式計測メモリ72cに記憶させ(S66)、電圧印加部78による電圧の印加を終了し(S67)、計測後処理S49を終了する。 In the process of S64, the first switch SW1-n that was closed in the process of S42 is opened. After the process of S64, it is confirmed whether a voltage is detected by the voltage detection unit VDn to which the first switch SW1-n that should have been opened is connected (S65). If the first switch SW1-n that was instructed to be opened in the process of S64 is not actually opened due to welding or the like, a voltage is detected in the process of S65 (S65: Yes). In this case, error information that the first switch SW1-n was not opened is stored in the contact measurement memory 72c (S66), the application of voltage by the voltage application unit 78 is terminated (S67), and the post-measurement process S49 is terminated.

一方、S65の処理で電圧が検出されなかった場合には(S65:No)、S64の処理で開くように指示した第1スイッチSW1-nが問題無く開いたので、S66の処理をスキップしてS67の処理を実行し、計測後処理S49を終了する。 On the other hand, if no voltage is detected in the process of S65 (S65: No), the first switch SW1-n that was instructed to open in the process of S64 was opened without any problems, so the process of S66 is skipped and the process of S67 is executed, and the post-measurement process S49 is terminated.

このように計測後処理S49では、第1スイッチSW1-n及び第2スイッチSW2-nを段階的に開けながら、それらの正常動作を確認することができる。よって、接触式監視装置70では、第1スイッチSW1-n及び第2スイッチSW2-nの動作確認を自動化できる。 In this way, in the post-measurement process S49, the first switch SW1-n and the second switch SW2-n can be opened in stages while checking their normal operation. Therefore, the contact-type monitoring device 70 can automate the checking of the operation of the first switch SW1-n and the second switch SW2-n.

図8に戻って説明する。計測後処理S49の後、この処理でエラーが無かったかを確認する(S50)。エラーが有った場合には(S50:No)、他の計測対象の絶縁抵抗を計測せずに抵抗計測処理S33を終了する。 Returning to FIG. 8, the following explanation will be given. After the post-measurement process S49, it is checked whether there were any errors in this process (S50). If there was an error (S50: No), the resistance measurement process S33 ends without measuring the insulation resistance of other measurement targets.

ここで例えば、第1スイッチSW1-1及び第2スイッチSW2-1が両方とも溶着により開かずエラーとなっている場合に、計測対象bの絶縁抵抗の計測のために第1スイッチSW1-2及び第2スイッチSW2-2を閉じると、計測対象aと計測対象bとが接続されてしまう。この状態で電圧印加部78により電圧を印加すると、意図しない電圧によって接触式監視装置70や計測対象a,bの各電気機器が故障する可能性がある。 For example, if the first switch SW1-1 and the second switch SW2-1 are both welded together and cannot be opened, causing an error, then closing the first switch SW1-2 and the second switch SW2-2 to measure the insulation resistance of the measurement object b will result in the measurement object a and the measurement object b being connected. If a voltage is applied by the voltage application unit 78 in this state, the unintended voltage may cause damage to the contact monitoring device 70 and the electrical equipment of the measurement objects a and b.

これに対し、計測後処理S49でエラーが有った場合に(S50:No)、抵抗計測処理S33を終了することで、切換部79を介して複数の計測対象同士が接続されてしまうことを抑制できる。その結果、意図しない電圧によって接触式監視装置70や計測対象の各電気機器が故障する可能性を低減できる。 In contrast, if an error occurs in the post-measurement process S49 (S50: No), the resistance measurement process S33 is terminated, which prevents multiple measurement targets from being connected to each other via the switching unit 79. As a result, it is possible to reduce the possibility that the contact-type monitoring device 70 or each electrical device being measured will break down due to an unintended voltage.

S50の処理において、計測後処理S49でエラーが無かった場合(S50:Yes)、未計測の計測対象の絶縁抵抗を計測するためにn=n+1をする(S51)。次いで、n≧7であるかを確認し(S52)、n<7であれば(S52:No)、未計測の計測対象が残っているので、S42以下の処理を再び実行する。 In the process of S50, if there is no error in the post-measurement process S49 (S50: Yes), n = n + 1 is set to measure the insulation resistance of the measurement object that has not yet been measured (S51). Next, it is confirmed whether n ≥ 7 (S52), and if n < 7 (S52: No), since there is still a measurement object that has not yet been measured, the process from S42 onwards is executed again.

一方、n≧7であれば(S52:Yes)、全ての計測対象の絶縁抵抗の計測が完了したので、自己診断処理S53を実行して抵抗計測処理S33を終了する。なお、S52の処理では、接触式監視装置70の端子a~fが繋がっている数に応じて、上限を設定する。例えば、接触式監視装置70aのように端子a,bのみが計測対象に繋がっている場合、S52の処理では、n≧3であるかを確認する。また、接触式監視装置70bのように端子aのみが計測対象に繋がっている場合、S52の処理では、n≧2であるかを確認する。 On the other hand, if n≧7 (S52: Yes), measurement of the insulation resistance of all measurement objects has been completed, so self-diagnosis process S53 is executed and resistance measurement process S33 is terminated. In the process of S52, an upper limit is set according to the number of terminals a-f of the contact monitoring device 70 that are connected. For example, in the case of contact monitoring device 70a, where only terminals a and b are connected to the measurement object, the process of S52 checks whether n≧3. In the case of contact monitoring device 70b, where only terminal a is connected to the measurement object, the process of S52 checks whether n≧2.

図10に示すように、自己診断処理S53ではまず、第3スイッチSW3を閉じて(S71)、電圧印加部78と計測部77とを基準抵抗81を介して接続する。次いで、電圧印加部78で電圧を印加し(S72)、基準抵抗81を通る電流の値が安定するように、電圧の印加から所定時間が経過したかを確認する(S73)。電圧の印加から所定時間が経過していない場合には(S73:No)、S73の処理をループする。 As shown in FIG. 10, in the self-diagnosis process S53, first, the third switch SW3 is closed (S71) to connect the voltage application unit 78 and the measurement unit 77 via the reference resistor 81. Next, a voltage is applied by the voltage application unit 78 (S72), and it is confirmed whether a predetermined time has passed since the application of the voltage so that the value of the current passing through the reference resistor 81 becomes stable (S73). If the predetermined time has not passed since the application of the voltage (S73: No), the process of S73 is looped.

一方、電圧の印加から所定時間が経過した場合には(S73:Yes)、計測部77による計測値が安定したので、計測部77で基準抵抗81の抵抗値を計測する(S74)。次いで、この抵抗値の計測結果と、計測対象(基準抵抗81)と、計測した日時とを接触式計測メモリ72cに記憶させる(S75)。 On the other hand, if a predetermined time has passed since the application of the voltage (S73: Yes), the measurement value by the measurement unit 77 has stabilized, so the measurement unit 77 measures the resistance value of the reference resistor 81 (S74). Next, the measurement result of this resistance value, the measurement target (reference resistor 81), and the date and time of the measurement are stored in the contact measurement memory 72c (S75).

この抵抗値の計測結果を取得した外部サーバ90等において、基準抵抗81の抵抗値の計測結果と、予め定められている基準抵抗81の抵抗値とを比較し、両者の値が殆ど同一であれば、接触式監視装置70が正常動作していることを確認できる。一方、抵抗値の計測結果と、予め定められている抵抗値とが大きくずれている場合には、接触式監視装置70の正常動作が疑われるので、接触式監視装置70のメンテナンスを外部サーバ90の管理者などに通知することができる。 The external server 90 or the like that acquires the measurement result of this resistance value compares the measurement result of the resistance value of the reference resistor 81 with the resistance value of the predetermined reference resistor 81, and if the two values are almost identical, it can be confirmed that the contact-type monitoring device 70 is operating normally. On the other hand, if there is a large discrepancy between the measurement result of the resistance value and the predetermined resistance value, the normal operation of the contact-type monitoring device 70 is suspected, and the administrator of the external server 90 or the like can be notified of the need for maintenance of the contact-type monitoring device 70.

S75の処理後は、S71の処理で閉じた第3スイッチSW3を開けて(S76)、基準抵抗81を介した電圧印加部78と計測部77との接続を切り離す。この状態で、計測部77で未だに基準抵抗81の抵抗値が検出されるかを確認する(S77)。 After processing S75, the third switch SW3 that was closed in processing S71 is opened (S76), and the connection between the voltage application unit 78 and the measurement unit 77 via the reference resistor 81 is cut off. In this state, it is confirmed whether the resistance value of the reference resistor 81 is still detected by the measurement unit 77 (S77).

S76の処理で開けるように指示した第3スイッチSW3が溶着などにより実際には開かなかった場合には、S77の処理で抵抗値が検出される(S77:Yes)。この場合、第3スイッチSW3が開かなかったというエラー情報を接触式計測メモリ72cに記憶させ(S78)、電圧印加部78による電圧の印加を終了し(S79)、自己診断処理S53を終了して図8の抵抗計測処理S33を終了する。 If the third switch SW3 that was instructed to be opened in the process of S76 does not actually open due to welding or the like, the resistance value is detected in the process of S77 (S77: Yes). In this case, error information that the third switch SW3 did not open is stored in the contact measurement memory 72c (S78), the application of voltage by the voltage application unit 78 is terminated (S79), the self-diagnosis process S53 is terminated, and the resistance measurement process S33 in FIG. 8 is terminated.

一方、S77の処理で抵抗値が検出されなかった場合には(S77:No)、S76の処理で開けるように指示した第3スイッチSW3が問題無く開いたので、S78の処理をスキップしてS79の処理を実行し、自己診断処理S53を終了して図8の抵抗計測処理S33を終了する。このように、接触式監視装置70では、第1スイッチSW1-1及び第2スイッチSW2-1と同様に、第3スイッチSW3の動作確認を自動化できる。 On the other hand, if no resistance value is detected in the process of S77 (S77: No), the third switch SW3 that was instructed to be opened in the process of S76 was opened without any problems, so the process of S78 is skipped and the process of S79 is executed, the self-diagnosis process S53 is ended, and the resistance measurement process S33 in FIG. 8 is ended. In this way, in the contact-type monitoring device 70, the operation check of the third switch SW3 can be automated, just like the first switch SW1-1 and the second switch SW2-1.

図7に戻って説明する。抵抗計測処理S33の後は、鉄道車両10の制御装置60から計測結果を要求されたかを確認し(S34)、要求が有った場合には(S34:Yes)、接触式計測メモリ72cに対応付けて記憶されている未送信の計測結果(又はエラー情報)、計測対象、日時と、固有番号メモリ72bに記憶されている接触式監視装置70の固有番号と、を制御装置60へ送信する(S35)。 Returning to FIG. 7, the explanation will be given below. After the resistance measurement process S33, it is checked whether the measurement results have been requested from the control device 60 of the railway vehicle 10 (S34). If a request has been received (S34: Yes), the unsent measurement results (or error information) stored in association with the contact measurement memory 72c, the measurement target, date and time, and the unique number of the contact monitoring device 70 stored in the unique number memory 72b are transmitted to the control device 60 (S35).

次いで、その他の処理を実行し(S36)、S31以下の処理を繰り返し実行する。なお、S36の処理では、例えば、蓄電池82の充電制御や、端子a~fへの計測対象a~fの接続の有無の確認などを行う。 Then, other processes are executed (S36), and the processes from S31 onwards are executed repeatedly. Note that the process of S36 includes, for example, controlling the charging of the storage battery 82 and checking whether or not the measurement targets a to f are connected to the terminals a to f.

次に図11を参照して、鉄道車両10の制御装置60のCPU61で実行されるメイン処理を説明する。図11は、制御装置60のメイン処理のフローチャートである。制御装置60のメイン処理は、パンタグラフ17が上昇して鉄道車両10に架線4から電力が供給され、制御装置60の電源が投入されると実行される。 Next, the main processing executed by the CPU 61 of the control device 60 of the railway vehicle 10 will be described with reference to FIG. 11. FIG. 11 is a flowchart of the main processing of the control device 60. The main processing of the control device 60 is executed when the pantograph 17 rises, power is supplied to the railway vehicle 10 from the overhead line 4, and the control device 60 is powered on.

図11に示すように、メイン処理はまず、制御装置60の電源が投入されていない間に接触式監視装置70で絶縁抵抗の計測が行われているので、各々の接触式監視装置70へ計測結果を要求する(S81)。上述した通り、この要求に応じた図7のS34,S35の処理によって、接触式監視装置70から制御装置60へ未送信の計測結果などが送信される。 As shown in FIG. 11, the main process first requests each contact-type monitoring device 70 to send its measurement results (S81) because the contact-type monitoring devices 70 are measuring insulation resistance while the control device 60 is not powered on. As described above, the contact-type monitoring devices 70 send any unsent measurement results, etc. to the control device 60 by the processes of S34 and S35 in FIG. 7 in response to this request.

S81の処理後、接触式監視装置70から受信した計測結果(又はエラー情報)、計測対象、日時と、その接触式監視装置70の固有番号とを、互いに対応付けて各計測結果メモリ62cに記憶させる(S82)。各々の接触式監視装置70による計測結果を制御装置60で集約することによって、接触式監視装置70の記憶容量を少なくでき、接触式監視装置70を小型化できる。これにより、接触式監視装置70の配置場所の自由度を向上できる。更に、接触式監視装置70の記憶容量を少なくすることでコストの低減も期待できる。 After processing of S81, the measurement results (or error information), measurement target, date and time received from the contact-type monitoring device 70, and the unique number of that contact-type monitoring device 70 are stored in each measurement result memory 62c in association with each other (S82). By aggregating the measurement results from each contact-type monitoring device 70 in the control device 60, the memory capacity of the contact-type monitoring device 70 can be reduced, and the contact-type monitoring device 70 can be made smaller. This allows for greater freedom in the placement location of the contact-type monitoring device 70. Furthermore, reducing the memory capacity of the contact-type monitoring device 70 is expected to reduce costs.

S82の処理後、制御装置60から外部サーバ90への未送信の計測結果またはエラー情報が各計測結果メモリ62cに記憶されているかを確認する(S83)。未送信の計測結果またはエラー情報が記憶されている場合には(S83:Yes)、それらを外部サーバ90へ送信するために、無線通信装置68を介して鉄道車両10と外部サーバ90とが通信可能であるかを確認する(S84)。 After processing S82, it is checked whether any unsent measurement results or error information is stored in each measurement result memory 62c from the control device 60 to the external server 90 (S83). If any unsent measurement results or error information is stored (S83: Yes), it is checked whether communication between the railway vehicle 10 and the external server 90 is possible via the wireless communication device 68 in order to transmit them to the external server 90 (S84).

外部サーバ90と通信可能であれば(S84:Yes)、各計測結果メモリ62cに記憶された未送信の計測結果(又はエラー情報)、計測対象、日時、接触式監視装置70の固有番号と、車両情報メモリ62bに記憶されている鉄道車両10の車両情報と、を外部サーバ90へ送信する(S85)。 If communication with the external server 90 is possible (S84: Yes), the unsent measurement results (or error information) stored in each measurement result memory 62c, the measurement target, date and time, and the unique number of the contact monitoring device 70, as well as the vehicle information of the railway vehicle 10 stored in the vehicle information memory 62b, are transmitted to the external server 90 (S85).

次いで、その他の処理を実行し(S86)、S81以下の処理を繰り返し実行する。なお、S86の処理としては、鉄道車両10を走行させるための各種処理が挙げられる。 Next, other processing is executed (S86), and the processing from S81 onwards is executed repeatedly. The processing of S86 includes various processing for running the railway vehicle 10.

また、S83の処理で未送信の計測結果またはエラー情報が無い場合(S83:No)、又は、S84の処理で外部サーバ90との通信が不可能である場合(S84:No)には、S85の処理をスキップしてS86の処理を実行する。 If there are no unsent measurement results or error information in the process of S83 (S83: No), or if communication with the external server 90 is not possible in the process of S84 (S84: No), the process of S85 is skipped and the process of S86 is executed.

外部サーバ90は、鉄道車両10から受信した計測結果に基づき、絶縁抵抗の劣化の疑いを判定する。例えば、外部サーバ90では、図12に示すように、鉄道車両10の接触式監視装置70aの計測対象aに関し、過去の絶縁抵抗の計測結果を縦軸に、日時を横軸にしたグラフを生成し表示する。図12のグラフでは、過去の計測結果(実測値)の経時変化を実線で示し、その実測値を最小二乗法で近似した直線の延長線による今後の計測結果(予測値)の経時変化を二点鎖線で示している。また、図12のグラフには、絶縁抵抗の劣化が疑われる閾値を破線で示している。 The external server 90 judges whether there is a suspicion of insulation resistance degradation based on the measurement results received from the railway vehicle 10. For example, as shown in FIG. 12, the external server 90 generates and displays a graph with the past insulation resistance measurement results on the vertical axis and the date and time on the horizontal axis for measurement target a of the contact monitoring device 70a of the railway vehicle 10. In the graph of FIG. 12, the solid line indicates the change over time of the past measurement results (actual values), and the two-dot chain line indicates the change over time of future measurement results (predicted values) that are an extension of a straight line that approximates the actual measurement values using the least squares method. The graph of FIG. 12 also indicates the threshold value at which insulation resistance degradation is suspected with a dashed line.

過去の計測結果が閾値を下回っている場合には、絶縁抵抗の劣化が疑われることを外部サーバ90の管理者へ通知する。なお、鉄道車両10において絶縁抵抗を計測する際、計測時の温度や湿度も取得し、それらの情報を絶縁抵抗の劣化の判断に利用しても良い。 If the past measurement results are below the threshold, the administrator of the external server 90 is notified that degradation of the insulation resistance is suspected. When measuring the insulation resistance in the railway vehicle 10, the temperature and humidity at the time of measurement may also be obtained, and this information may be used to determine whether the insulation resistance has deteriorated.

今後の計測結果(予測値)の経時変化と閾値とから、今後の計測結果が閾値以下となる日時が予測され、その日時が図12のグラフに表示されている。よって、外部サーバ90の管理者は、今後の計測結果が閾値以下となる日時を目安に鉄道車両10のメンテナンス等のスケジュールを計画することができると共に、交換が必要な機器や部品の発注などを計画することができる。 The date and time when the future measurement results will be below the threshold value is predicted based on the time-dependent change in the future measurement results (predicted values) and the threshold value, and the date and time is displayed in the graph of FIG. 12. Therefore, the administrator of the external server 90 can plan schedules for maintenance of the railway vehicle 10 based on the date and time when the future measurement results will be below the threshold value, and can also plan ordering of equipment and parts that require replacement.

次に図13及び図14を参照して第2実施形態について説明する。第1実施形態では、パンタグラフ17から電源線18へ電力が供給され、VVVFインバータ20及びSIV30が1台の鉄道車両10に搭載されている場合について説明した。これに対し、第2実施形態では、鉄道車両100a,100b,100cが連結された車両編成において、鉄道車両100aに搭載した発電機や蓄電池などからなる電源102から電源線18a~18cへ電力が供給され、VVVFインバータ20が鉄道車両100cに搭載され、SIV30が鉄道車両100bに搭載される場合について説明する。なお、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。 Next, the second embodiment will be described with reference to Figures 13 and 14. In the first embodiment, the case where power is supplied from the pantograph 17 to the power line 18, and the VVVF inverter 20 and the SIV 30 are mounted on one railway vehicle 10 is described. In contrast, in the second embodiment, a case where, in a train formation in which railway vehicles 100a, 100b, and 100c are coupled, power is supplied from a power source 102 consisting of a generator, a storage battery, etc. mounted on railway vehicle 100a to power lines 18a to 18c, the VVVF inverter 20 is mounted on railway vehicle 100c, and the SIV 30 is mounted on railway vehicle 100b is described. Note that the same reference numerals are used for the same parts as in the first embodiment, and the following description will be omitted.

図13は、第2実施形態におけるSIV30よりも上流の鉄道車両100a,100b,100cの電気回路を模式的に示した回路図である。図14は、第2実施形態におけるSIV30よりも下流の鉄道車両100bの電気回路を模式的に示した回路図である。 Figure 13 is a circuit diagram showing the electrical circuits of railway vehicles 100a, 100b, and 100c upstream of SIV 30 in the second embodiment. Figure 14 is a circuit diagram showing the electrical circuit of railway vehicle 100b downstream of SIV 30 in the second embodiment.

図13に示すように、鉄道車両100a~100cは、車体12と車輪13と連結部14と複数の電気機器とを主に備えている。鉄道車両100a~100cは、連結部14同士を連結して車両編成を構成している。鉄道車両100aの電源線18aと、鉄道車両100bの電源線18bと、鉄道車両100cの電源線18cとがそれぞれ連結部14を介して接続される。 As shown in FIG. 13, railcars 100a to 100c mainly comprise a car body 12, wheels 13, coupling parts 14, and multiple electrical devices. Railcars 100a to 100c are configured as a train by coupling parts 14 together. Power line 18a of railcar 100a, power line 18b of railcar 100b, and power line 18c of railcar 100c are each connected via coupling parts 14.

同様に、鉄道車両100aの接地側電線42aと、鉄道車両100bの接地側電線42bと、鉄道車両100cの接地側電線42cとがそれぞれ連結部14を介して接続される。また、鉄道車両100aの接地線40aと、鉄道車両100bの接地線40bと、鉄道車両100cの接地線40cとがそれぞれ連結部14を介して接続される。更に、各車両につき接地側電線42a~42cと接地線40a~40cとは、電磁開閉器44aと、その電磁開閉器44aの接地線40a~40c側に直列に接続される手動開閉器46aとを介して接続されている。 Similarly, the ground side electric wire 42a of the railway vehicle 100a, the ground side electric wire 42b of the railway vehicle 100b, and the ground side electric wire 42c of the railway vehicle 100c are each connected via the coupling portion 14. Also, the ground wire 40a of the railway vehicle 100a, the ground wire 40b of the railway vehicle 100b, and the ground wire 40c of the railway vehicle 100c are each connected via the coupling portion 14. Furthermore, the ground side electric wires 42a-42c and the ground wires 40a-40c of each vehicle are connected via an electromagnetic switch 44a and a manual switch 46a that is connected in series to the ground wires 40a-40c side of the electromagnetic switch 44a.

鉄道車両100aには、鉄道車両100a~100cを走行させるための電源102が搭載されている。電源102は、発電機(燃料電池を含む)や蓄電池からなり、直流電力を供給する。この電源102の正極が電源開閉器104を介して電源線18aに接続される。電源102の負極が接地側電線42aに接続される。 The railcar 100a is equipped with a power source 102 for running the railcars 100a to 100c. The power source 102 is made up of a generator (including a fuel cell) and a storage battery, and supplies DC power. The positive terminal of the power source 102 is connected to the power line 18a via a power switch 104. The negative terminal of the power source 102 is connected to the ground side electric wire 42a.

電源開閉器104を閉じることで、電源102から電源線18a~18cへ電力が供給される。電源開閉器104を開くことで、電源102から電源線18a~18cへの電力供給が遮断される。 By closing the power switch 104, power is supplied from the power source 102 to the power lines 18a to 18c. By opening the power switch 104, the power supply from the power source 102 to the power lines 18a to 18c is cut off.

鉄道車両100bには、SIV30が搭載されている。このSIV30の入力側の正極端子が電源線18bに接続され、負極端子が接地側電線42bに接続されている。鉄道車両100cには、VVVFインバータ20が搭載されている。このVVVFインバータ20の入力側の正極端子が電源線18cに接続され、負極端子が接地側電線42cに接続されている。 The railway vehicle 100b is equipped with an SIV 30. The positive terminal of the input side of this SIV 30 is connected to the power supply line 18b, and the negative terminal is connected to the ground side electric wire 42b. The railway vehicle 100c is equipped with a VVVF inverter 20. The positive terminal of the input side of this VVVF inverter 20 is connected to the power supply line 18c, and the negative terminal is connected to the ground side electric wire 42c.

また、鉄道車両100aには、接触式監視装置70aが搭載されている。この接触式監視装置70aは、端子Vが電線AVを介して接地線40aに接続され、端子aが電線Aaを介して電源線18aに接続され、端子bが電線Abを介して接地側電線42aに接続されている。 The railway vehicle 100a is also equipped with a contact-type monitoring device 70a. The contact-type monitoring device 70a has a terminal V connected to the ground wire 40a via an electric wire AV, a terminal a connected to the power supply wire 18a via an electric wire Aa, and a terminal b connected to the ground side electric wire 42a via an electric wire Ab.

鉄道車両100a,100b,100cが連結されている状態であれば、第1実施形態と同様に、電源開閉器104を開けて電源線18a~18cへの電力供給が遮断されると、電磁開閉器44aが開き、接地線40a~40cから電源線18a~18c及び接地側電線42a~42cが切り離される。この状態で、接触式監視装置70aは、端子Vと端子a又は端子bとの間に電圧を印加することによって、印加された端子aに接続されている電源線18a~18cの絶縁抵抗の合計、又は、印加された端子bに接続されている接地側電線42a~42cの絶縁抵抗の合計を計測できる。 When the railway cars 100a, 100b, and 100c are connected, as in the first embodiment, when the power switch 104 is opened to cut off the power supply to the power lines 18a to 18c, the electromagnetic switch 44a opens and the power lines 18a to 18c and the ground side electric wires 42a to 42c are disconnected from the ground lines 40a to 40c. In this state, the contact type monitoring device 70a can apply a voltage between terminal V and terminal a or terminal b to measure the total insulation resistance of the power lines 18a to 18c connected to the applied terminal a, or the total insulation resistance of the ground side electric wires 42a to 42c connected to the applied terminal b.

鉄道車両100aと、鉄道車両100b,100cとの連結が解除されている状態であれば、鉄道車両100aの非通電時に、接触式監視装置70aは、端子Vと端子a又は端子bとの間に電圧を印加することによって、端子aに接続された電源線18a、又は、端子bに接続された接地側電線42aの絶縁抵抗を、他の鉄道車両100b,100cの電源線18a又は接地側電線42aの絶縁抵抗に影響させることなく個別に計測できる。 When railway vehicle 100a is disconnected from railway vehicles 100b and 100c, contact monitoring device 70a can apply a voltage between terminal V and terminal a or terminal b when railway vehicle 100a is not energized, thereby individually measuring the insulation resistance of power line 18a connected to terminal a or ground side wire 42a connected to terminal b without affecting the insulation resistance of power line 18a or ground side wire 42a of the other railway vehicles 100b and 100c.

鉄道車両100bには、接触式監視装置70dが搭載されている。この接触式監視装置70dは、端子Vが電線DVを介して接地線40bに接続され、端子aが電線Daを介して電源線18bに接続され、端子bが電線Dbを介して接地側電線42bに接続されている。 The railway vehicle 100b is equipped with a contact-type monitoring device 70d. The contact-type monitoring device 70d has a terminal V connected to the ground wire 40b via an electric wire DV, a terminal a connected to the power supply wire 18b via an electric wire Da, and a terminal b connected to the ground side electric wire 42b via an electric wire Db.

鉄道車両100bと、鉄道車両100a,100cとの連結が解除されている状態であれば、電源線18aから電源線18bへの電力の供給が遮断されると共に、接地側電線42a及び接地線40aを介した接地側電線42bと接地線40bとの接続が切り離される。更に、電力供給の遮断に応じて、接地側電線42bと接地線40bとの間の電磁開閉器44aが開く。この状態で、接触式監視装置70dは、端子Vと端子a又は端子bとの間に電圧を印加することにより、印加された端子aに接続されている電源線18b、又は、印加された端子bに接続されている接地側電線42bの絶縁抵抗を、他の鉄道車両100a,100cとは別に計測できる。 When the railway vehicle 100b is disconnected from the railway vehicles 100a and 100c, the power supply from the power line 18a to the power line 18b is cut off, and the connection between the ground side electric wire 42b and the ground line 40b via the ground side electric wire 42a and the ground line 40a is cut off. Furthermore, in response to the cutoff of the power supply, the electromagnetic switch 44a between the ground side electric wire 42b and the ground line 40b opens. In this state, the contact type monitoring device 70d can apply a voltage between the terminal V and the terminal a or the terminal b to measure the insulation resistance of the power line 18b connected to the applied terminal a, or the ground side electric wire 42b connected to the applied terminal b, separately from the other railway vehicles 100a and 100c.

鉄道車両100cには、接触式監視装置70eが搭載されている。この接触式監視装置70eは、端子Vが電線EVを介して接地線40cに接続され、端子aが電線Eaを介して電源線18cに接続され、端子bが電線Ebを介して接地側電線42cに接続されている。 The railway vehicle 100c is equipped with a contact-type monitoring device 70e. The contact-type monitoring device 70e has a terminal V connected to the ground wire 40c via an electric wire EV, a terminal a connected to the power supply wire 18c via an electric wire Ea, and a terminal b connected to the ground side electric wire 42c via an electric wire Eb.

鉄道車両100cと、鉄道車両100a,100bとの連結が解除されている状態であれば、電源線18a,18bから電源線18cへの電力の供給が遮断されると共に、接地側電線42a,42b及び接地線40a,40bを介した接地側電線42cと接地線40cとの接続が切り離される。更に、電力供給の遮断に応じて、接地側電線42cと接地線40cとの間の電磁開閉器44aが開く。この状態で、接触式監視装置70eは、端子Vと端子a又は端子bとの間に電圧を印加することにより、印加された端子aに接続されている電源線18c、又は、印加された端子bに接続されている接地側電線42cの絶縁抵抗を、他の鉄道車両100a,100cとは別に計測できる。 When the railway vehicle 100c is disconnected from the railway vehicles 100a and 100b, the power supply from the power lines 18a and 18b to the power line 18c is cut off, and the connection between the ground side electric wire 42c and the ground line 40c via the ground side electric wires 42a and 42b and the ground lines 40a and 40b is cut off. Furthermore, in response to the cutoff of the power supply, the electromagnetic switch 44a between the ground side electric wire 42c and the ground line 40c opens. In this state, the contact type monitoring device 70e can apply a voltage between the terminal V and the terminal a or the terminal b to measure the insulation resistance of the power line 18c connected to the applied terminal a or the ground side electric wire 42c connected to the applied terminal b separately from the other railway vehicles 100a and 100c.

以上のように、鉄道車両100a~100cそれぞれに接触式監視装置70a,70d,70eを搭載し、通電時(走行時)には連結部14を介して繋がっている電線同士を非通電時に切り離すことで、電源線18a~18cの絶縁抵抗や、接地側電線42a~42cの絶縁抵抗を鉄道車両100a~100c毎に個別に計測できる。 As described above, by mounting contact-type monitoring devices 70a, 70d, and 70e on each of the railway cars 100a to 100c, and disconnecting the electric wires that are connected via the coupling part 14 when current is applied (when the car is running) when current is not applied, the insulation resistance of the power lines 18a to 18c and the insulation resistance of the ground side electric wires 42a to 42c can be measured individually for each of the railway cars 100a to 100c.

図14を用いて、鉄道車両100bの第1低圧交流電路32及び第2低圧交流電路36の構成について説明する。なお、鉄道車両100a,100cの第1低圧交流電路32及び第2低圧交流電路36は、鉄道車両100bと略同一に構成されているので、その説明を一部省略する。 The configuration of the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36 of the railway vehicle 100b will be described using FIG. 14. Note that the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36 of the railway vehicles 100a and 100c are configured substantially the same as those of the railway vehicle 100b, and therefore some of the description will be omitted.

鉄道車両100a~100cの通電時、鉄道車両100bの第1低圧交流電路32には、SIV30から交流電力が供給され、鉄道車両100bの第2低圧交流電路36には、絶縁トランス34から交流電力が供給される。一方、鉄道車両100a,100cの第1低圧交流電路32には、鉄道車両100bの第1低圧交流電路32から交流電力が供給され、鉄道車両100a,100cの第2低圧交流電路36には、鉄道車両100bの第2低圧交流電路36から交流電力が供給される。 When the railway vehicles 100a to 100c are energized, the first low-voltage AC circuit 32 of the railway vehicle 100b is supplied with AC power from the SIV 30, and the second low-voltage AC circuit 36 of the railway vehicle 100b is supplied with AC power from the isolation transformer 34. On the other hand, the first low-voltage AC circuit 32 of the railway vehicles 100a and 100c is supplied with AC power from the first low-voltage AC circuit 32 of the railway vehicle 100b, and the second low-voltage AC circuit 36 of the railway vehicles 100a and 100c is supplied with AC power from the second low-voltage AC circuit 36 of the railway vehicle 100b.

鉄道車両100bにおいて、交流機器である充電器84の絶縁トランス86は、電磁開閉器44f及び手動開閉器46fを介し接地線40bに接続される。交流機器である照明16は、電磁開閉器44g及び手動開閉器46gを介し接地線40bに接続される。なお、図示しないが、充電器84及び照明16以外の複数の交流機器も個別に電磁開閉器44及び手動開閉器46を介し接地線40bに接続される。 In the railway vehicle 100b, the isolation transformer 86 of the charger 84, which is an AC device, is connected to the ground wire 40b via the electromagnetic switch 44f and the manual switch 46f. The lighting 16, which is an AC device, is connected to the ground wire 40b via the electromagnetic switch 44g and the manual switch 46g. Although not shown, multiple AC devices other than the charger 84 and the lighting 16 are also individually connected to the ground wire 40b via the electromagnetic switch 44 and the manual switch 46.

また、直流機器である制御装置60は、電磁開閉器44h及び手動開閉器46hを介し接地線40bに接続される。直流機器であるブレーキ19は、電磁開閉器44i及び手動開閉器46iを介し接地線40bに接続される。なお、図示しないが、制御装置60及びブレーキ19以外の複数の直流機器も個別に電磁開閉器44及び手動開閉器46を介し接地線40bに接続させる。 The control device 60, which is a DC device, is connected to the ground line 40b via the electromagnetic switch 44h and the manual switch 46h. The brake 19, which is a DC device, is connected to the ground line 40b via the electromagnetic switch 44i and the manual switch 46i. Although not shown, multiple DC devices other than the control device 60 and the brake 19 are also individually connected to the ground line 40b via the electromagnetic switch 44 and the manual switch 46.

鉄道車両100bには、接触式監視装置70fが搭載されている。接触式監視装置70fは、端子Vが電線FVを介して接地線40bに接続され、端子aが電線Faを介し第1低圧交流電路32の電線32vに接続され、端子bが電線Fbを介し絶縁トランス86と電磁開閉器44fとの間に接続され、端子cが電線Fcを介し照明16と電磁開閉器44gとの間に接続され、端子dが電線Fdを介し制御装置60と電磁開閉器44hとの間に接続され、端子eが電線Feを介しブレーキ19と電磁開閉器44iとの間に接続される。なお、その他の交流機器や直流機器と電磁開閉器44との間にも個別に接触式監視装置70fの端子を接続する。 The railway vehicle 100b is equipped with a contact-type monitoring device 70f. The contact-type monitoring device 70f has a terminal V connected to the ground wire 40b via an electric wire FV, a terminal a connected to the electric wire 32v of the first low-voltage AC circuit 32 via an electric wire Fa, a terminal b connected between the isolation transformer 86 and the electromagnetic switch 44f via an electric wire Fb, a terminal c connected between the lighting 16 and the electromagnetic switch 44g via an electric wire Fc, a terminal d connected between the control device 60 and the electromagnetic switch 44h via an electric wire Fd, and a terminal e connected between the brake 19 and the electromagnetic switch 44i via an electric wire Fe. The terminals of the contact-type monitoring device 70f are also individually connected between other AC devices and DC devices and the electromagnetic switch 44.

鉄道車両10の非通電時に全ての電磁開閉器44b,44c,44f~44iが開いた状態で、接触式監視装置70fは、端子Vと端子a~eのいずれか1との間に電圧を印加し、その端子a~eが接続されている部分の絶縁抵抗を計測する。 When the railway vehicle 10 is de-energized and all electromagnetic switches 44b, 44c, 44f-44i are open, the contact-type monitoring device 70f applies a voltage between terminal V and one of terminals a-e and measures the insulation resistance of the part where terminals a-e are connected.

第1実施形態では、接触式監視装置70cによって、複数の交流機器の絶縁抵抗の合計を計測し、複数の直流機器の絶縁抵抗の合計を計測する場合を説明した。これに対し、第2実施形態では、複数の交流機器および直流機器が個別に電磁開閉器44を介して接地線40bに接続され、接触式監視装置70fの端子b~eに複数の交流機器および直流機器がそれぞれ個別に接続されている。よって、接触式監視装置70fは、複数の交流機器および直流機器の絶縁抵抗を個別に計測できる。これにより、接触式監視装置70fの計測結果から、いずれの交流機器または直流機器の絶縁抵抗が劣化しているかを容易に判断できる。 In the first embodiment, the contact monitoring device 70c is used to measure the total insulation resistance of multiple AC devices and the total insulation resistance of multiple DC devices. In contrast, in the second embodiment, multiple AC devices and DC devices are individually connected to the ground wire 40b via the electromagnetic switch 44, and multiple AC devices and DC devices are individually connected to terminals b to e of the contact monitoring device 70f. Therefore, the contact monitoring device 70f can individually measure the insulation resistance of multiple AC devices and DC devices. This makes it easy to determine which AC devices or DC devices have deteriorated insulation resistance from the measurement results of the contact monitoring device 70f.

また、接触式監視装置70fは、端子Vと端子aとの間に電圧を印加した場合、端子aに接続された鉄道車両100bの第1低圧交流電路32の絶縁抵抗を計測する。このとき、鉄道車両100bの第1低圧交流電路32と鉄道車両100a,100cの第1低圧交流電路32とが連結されている場合には、鉄道車両100a~100cの第1低圧交流電路32の絶縁抵抗の合計を接触式監視装置70fで計測できる。 When a voltage is applied between terminal V and terminal a, contact-type monitoring device 70f measures the insulation resistance of the first low-voltage AC circuit 32 of railway vehicle 100b connected to terminal a. At this time, when the first low-voltage AC circuit 32 of railway vehicle 100b is connected to the first low-voltage AC circuits 32 of railway vehicles 100a and 100c, the total insulation resistance of the first low-voltage AC circuits 32 of railway vehicles 100a to 100c can be measured by contact-type monitoring device 70f.

一方、鉄道車両100bの第1低圧交流電路32と鉄道車両100a,100cの第1低圧交流電路32との連結が解除されている場合には、鉄道車両100a,100cの第1低圧交流電路32とは別に、鉄道車両100bの第1低圧交流電路32の絶縁抵抗を計測できる。 On the other hand, when the first low-voltage AC circuit 32 of the railway vehicle 100b is disconnected from the first low-voltage AC circuit 32 of the railway vehicles 100a and 100c, the insulation resistance of the first low-voltage AC circuit 32 of the railway vehicle 100b can be measured separately from the first low-voltage AC circuit 32 of the railway vehicles 100a and 100c.

なお、鉄道車両100a~100cの接触式監視装置70による絶縁抵抗の計測結果は、鉄道車両100a~100cが非通電状態から通電状態になった後、図11のS81,82の処理によって、鉄道車両100bの各計測結果メモリ62cにまとめて記憶する。複数の接触式監視装置70からそれぞれ外部サーバ90へ計測結果を送信する場合と比べ、鉄道車両100bから外部サーバ90へ接触式監視装置70の計測結果をスムーズに送信することができる。 The insulation resistance measurement results by the contact-type monitoring devices 70 of the railway cars 100a to 100c are stored together in each measurement result memory 62c of the railway car 100b by the processing of S81 and 82 in FIG. 11 after the railway cars 100a to 100c change from a non-energized state to an energized state. Compared to a case in which the measurement results are transmitted from each of the multiple contact-type monitoring devices 70 to the external server 90, the measurement results of the contact-type monitoring devices 70 can be transmitted from the railway car 100b to the external server 90 more smoothly.

次に図15から図17を参照して第3実施形態について説明する。第1,2実施形態では、第1低圧交流電路32及び第2低圧交流電路36の各部の絶縁抵抗を接触式監視装置70で計測する場合について説明した。これに対し、第3実施形態では、第1低圧交流電路32及び第2低圧交流電路36の各部の絶縁抵抗を交流監視装置120で計測する場合について説明する。なお、第1,2実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。 Next, a third embodiment will be described with reference to Figures 15 to 17. In the first and second embodiments, the insulation resistance of each part of the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36 is measured by a contact-type monitoring device 70. In contrast, in the third embodiment, the insulation resistance of each part of the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36 is measured by an AC monitoring device 120. Note that the same parts as in the first and second embodiments are given the same reference numerals and the following description will be omitted.

図15は第3実施形態における鉄道車両110の電気回路を模式的に示した回路図である。鉄道車両110は、車体12と車輪13と連結部14(図1参照)と複数の電気機器(空調機器15や照明16等)と接触式監視装置70gとを主に備えている。 Figure 15 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electrical circuit of a railway vehicle 110 in the third embodiment. The railway vehicle 110 mainly comprises a car body 12, wheels 13, a coupling portion 14 (see Figure 1), a number of electrical devices (such as air conditioning equipment 15 and lighting 16), and a contact-type monitoring device 70g.

接触式監視装置70gは、端子Vが電線GVを介して接地線40に接続され、端子aが電線Gaを介し電動機用電線24に接続され、端子bが電線Gbを介し電源線18に接続され、端子cが電線Gcを介し接地側電線42に接続される。パンタグラフ17の下降に応じて電磁開閉器44aが開いた状態で、接触式監視装置70gは、端子Vと端子a~cのいずれか1との間に電圧を印加することにより、印加された端子a~cに接続されている部分の絶縁抵抗を計測できる。 The contact type monitoring device 70g has terminal V connected to the ground wire 40 via wire GV, terminal a connected to the motor wire 24 via wire Ga, terminal b connected to the power supply wire 18 via wire Gb, and terminal c connected to the ground side wire 42 via wire Gc. With the electromagnetic switch 44a open in response to the lowering of the pantograph 17, the contact type monitoring device 70g can apply a voltage between terminal V and any one of terminals a to c to measure the insulation resistance of the part connected to the applied terminal a to c.

即ち、接触式監視装置70gは、第1実施形態における接触式監視装置70aと接触式監視装置70bとを1つにまとめたものである。これにより、鉄道車両110に搭載する接触式監視装置70の数を低減できる。 In other words, the contact-type monitoring device 70g combines the contact-type monitoring device 70a and the contact-type monitoring device 70b in the first embodiment into one. This allows the number of contact-type monitoring devices 70 mounted on the railway vehicle 110 to be reduced.

第1実施形態では説明を省略したが、第1低圧交流電路32は、SIV30の出力側から延びて車両前後の連結部14間に引き通される3本1組の幹電線32u1,32v1,32w1と、その幹電線32u1,32v1,32w1からそれぞれ分岐する分岐電線32u2,32v2,32w2と、を備えている。図示しないが、第1低圧交流電路32は、SIV30の内部を通って電磁開閉器44b及び手動開閉器46bを介し接地線40に接続される。分岐電線32u2,32v2,32w2は、空調機器15等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。 Although not described in the first embodiment, the first low-voltage AC circuit 32 includes a set of three main electric wires 32u1, 32v1, and 32w1 that extend from the output side of the SIV 30 and are routed between the front and rear coupling parts 14 of the vehicle, and branch electric wires 32u2, 32v2, and 32w2 that branch off from the main electric wires 32u1, 32v1, and 32w1, respectively. Although not shown, the first low-voltage AC circuit 32 passes through the inside of the SIV 30 and is connected to the ground wire 40 via the electromagnetic switch 44b and the manual switch 46b. A plurality of sets of the branch electric wires 32u2, 32v2, and 32w2 are provided so as to be connected to a plurality of AC devices such as the air conditioning device 15, respectively.

同様に、第2低圧交流電路36は、絶縁トランス34から延びて車両前後の連結部14間に引き通される幹電線36r1,36t1と、その幹電線36r1,36t1からそれぞれ分岐する分岐電線36r2,36t2と、を備えている。また、絶縁トランス34から接地線40に接続される幹電線36n1が延びているため、接地線40が幹電線36n1の一部としても機能し、接地線40から分岐電線36n2が分岐する。 Similarly, the second low-voltage AC circuit 36 includes main wires 36r1, 36t1 that extend from the isolation transformer 34 and are routed between the front and rear coupling parts 14 of the vehicle, and branch wires 36r2, 36t2 that branch off from the main wires 36r1, 36t1, respectively. In addition, because the main wire 36n1 that is connected to the ground wire 40 extends from the isolation transformer 34, the ground wire 40 also functions as part of the main wire 36n1, and the branch wire 36n2 branches off from the ground wire 40.

分岐電線36r2と分岐電線36n2とで1組の単相2線の電路を構成し、分岐電線36t2と分岐電線36n2とで1組の単相2線の電路を構成する。これらの電路は、照明16等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。 The branch electric wire 36r2 and the branch electric wire 36n2 form one set of single-phase two-wire electric circuits, and the branch electric wire 36t2 and the branch electric wire 36n2 form one set of single-phase two-wire electric circuits. A plurality of sets of these electric circuits are provided so that each can be connected to a plurality of AC devices such as the lighting 16.

鉄道車両110には、鉄道車両110の通電時において第1低圧交流電路32及びそれに接続された電気機器(例えば空調機器15)の絶縁抵抗を自動で定期的に計測する交流監視装置120aと、通電時において第2低圧交流電路36及びそれに接続された電気機器(例えば照明16やブレーキ19)の絶縁抵抗を自動で定期的に計測する交流監視装置120bと、が搭載されている。 The railway vehicle 110 is equipped with an AC monitoring device 120a that automatically and periodically measures the insulation resistance of the first low-voltage AC circuit 32 and electrical equipment connected thereto (e.g., air conditioning equipment 15) when the railway vehicle 110 is energized, and an AC monitoring device 120b that automatically and periodically measures the insulation resistance of the second low-voltage AC circuit 36 and electrical equipment connected thereto (e.g., lighting 16 and brakes 19) when energized.

交流監視装置120aは、1組の第1低圧交流電路32(幹電線32u1,32v1,32w1)が貫通する零相変流器127aと、第1低圧交流電路32の幹電線32u1,32w1間に発生している電圧を検出する基準検出部128aと、を備える。同様に、交流監視装置120bは、1組の第2低圧交流電路36(幹電線36r1,36n1,36t1)が貫通する零相変流器127bと、第2低圧交流電路36の幹電線36r1,36t1間に発生している電圧を検出する基準検出部128bと、を備える。交流監視装置120a,120bを作動させる電力は、第1低圧交流電路32や第2低圧交流電路36から図示しない電線を介して供給されても良いし、第1低圧交流電路32や第2低圧交流電路36以外の電線から供給されても良い。 The AC monitoring device 120a includes a zero-phase current transformer 127a through which a set of first low-voltage AC circuits 32 (main lines 32u1, 32v1, 32w1) passes, and a reference detection unit 128a that detects the voltage generated between the main lines 32u1, 32w1 of the first low-voltage AC circuit 32. Similarly, the AC monitoring device 120b includes a zero-phase current transformer 127b through which a set of second low-voltage AC circuits 36 (main lines 36r1, 36n1, 36t1) passes, and a reference detection unit 128b that detects the voltage generated between the main lines 36r1, 36t1 of the second low-voltage AC circuit 36. The power to operate the AC monitoring devices 120a and 120b may be supplied from the first low-voltage AC circuit 32 or the second low-voltage AC circuit 36 via wires (not shown), or may be supplied from wires other than the first low-voltage AC circuit 32 or the second low-voltage AC circuit 36.

なお、交流監視装置120aと、交流監視装置120bと、後述する交流監視装置120c~120hとは、配置(接続位置)が異なる点以外は略同一に構成される。以下、交流監視装置120a~120hを区別せずに説明する場合、交流監視装置120と称す。同様に、交流監視装置120a~120hがそれぞれ有する零相変流器127a及び基準検出部128aを区別せずに説明する場合、それぞれ零相変流器127及び基準検出部128と称す。 Note that AC monitoring device 120a, AC monitoring device 120b, and AC monitoring devices 120c to 120h described below are configured substantially identically except for their different layouts (connection positions). Hereinafter, when the AC monitoring devices 120a to 120h are described without distinction, they will be referred to as AC monitoring device 120. Similarly, when the zero-phase current transformer 127a and reference detection unit 128a possessed by each of AC monitoring devices 120a to 120h are described without distinction, they will be referred to as zero-phase current transformer 127 and reference detection unit 128, respectively.

零相変流器127は、計測対象となる1組の交流電路が貫通する環状の変流器であり、鉄道車両110の通電時にその1組の交流電路を流れる漏洩電流を検出する。より具体的に、1組の交流電路が貫通する零相変流器127は、その貫通位置よりも交流電路の下流(第1低圧交流電路32ではSIV30から離れた側、第2低圧交流電路36では絶縁トランス34から離れた側)の電線と、その電線に接続された各電気機器とで生じる漏洩電流を検出する。 The zero-phase current transformer 127 is a ring-shaped current transformer through which a set of AC current circuits to be measured passes, and detects leakage current flowing through the set of AC current circuits when the railway vehicle 110 is energized. More specifically, the zero-phase current transformer 127 through which the set of AC current circuits passes detects leakage current generated in the electric wire downstream of the AC current circuit from the passing position (the side farther from the SIV 30 in the first low-voltage AC current circuit 32, and the side farther from the isolation transformer 34 in the second low-voltage AC current circuit 36) and each electrical device connected to the electric wire.

零相変流器127により検出する漏洩電流には、対地静電容量に起因する漏洩電流Igcと、絶縁抵抗に直接関与している対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流Igrと、が含まれている。なお、漏洩電流Igcは、計測対象の電線の長さに応じて容量が増大するだけでなく、電気機器に使用されているインバータやノイズフィルター等に起因する高調波歪み電流によっても容量が増大する。 The leakage current detected by the zero-phase current transformer 127 includes the leakage current Igc caused by the capacitance to the ground, and the leakage current Igr caused by the insulation resistance to the ground, which is directly related to the insulation resistance. The leakage current Igc not only increases in capacity according to the length of the electric wire being measured, but also increases in capacity due to harmonic distortion currents caused by inverters, noise filters, etc. used in electrical equipment.

基準検出部128は、計測対象となる1組の交流電路の電圧を検出する電圧プローブである。計測対象が三相3線式の場合、例えばSIV30の内部で幹電線32v1及び分岐電線32v2が巻線を介さずに接地されている場合、基準検出部128は、接地されていないU相(幹電線32u1又は分岐電線32u2)とW相(幹電線32w1又は分岐電線32w2)との間の電圧のクロスポイントを検出する。計測対象が三相4線式の場合、例えばSIV30の内部で幹電線32u1,32v1,32w1が巻線および中性線を介して接地されている場合、基準検出部128は、接地線(中性線)以外の相間から電圧のクロスポイントを検出する。計測対象が単相2線式の場合、基準検出部128は、N相(幹電線36n1又は分岐電線36n2)とL相(幹電線36r1,36t1、分岐電線36r2,36t2のいずれか1)との間の電圧のクロスポイントを検出する。 The reference detection unit 128 is a voltage probe that detects the voltage of a set of AC circuits to be measured. When the measurement target is a three-phase three-wire system, for example, when the main wire 32v1 and the branch wire 32v2 are grounded inside the SIV30 without a winding, the reference detection unit 128 detects the voltage cross point between the ungrounded U phase (main wire 32u1 or branch wire 32u2) and the W phase (main wire 32w1 or branch wire 32w2). When the measurement target is a three-phase four-wire system, for example, when the main wires 32u1, 32v1, and 32w1 are grounded inside the SIV30 via a winding and a neutral wire, the reference detection unit 128 detects the voltage cross point between the phases other than the ground wire (neutral wire). When the measurement target is a single-phase two-wire system, the reference detection unit 128 detects the cross point of the voltage between the N phase (main electric wire 36n1 or branch electric wire 36n2) and the L phase (main electric wire 36r1, 36t1, or one of the branch electric wires 36r2, 36t2).

交流監視装置120は、零相変流器127の検出結果と、基準検出部128の検出結果とから、計測対象の漏洩電流Igrを算出し、その漏洩電流Igrから計測対象の絶縁抵抗の値を算出する。漏洩電流Igr及び絶縁抵抗の算出には、既知の方法を用いればよく、例えば特許第4945727号公報に開示されている方法を用いればよい。 The AC monitoring device 120 calculates the leakage current Igr of the measurement object from the detection results of the zero-phase current transformer 127 and the reference detection unit 128, and calculates the insulation resistance value of the measurement object from the leakage current Igr. The leakage current Igr and insulation resistance can be calculated using a known method, such as the method disclosed in Japanese Patent No. 4945727.

なお、交流監視装置120は、計測対象の絶縁抵抗の値を計測結果として算出(計測)せずに、計測対象の絶縁抵抗に起因する漏洩電流Igrを計測結果として算出しても良い。本明細書において、交流監視装置120が計測対象の絶縁抵抗を計測するとは、絶縁抵抗の値自体を算出する場合も、漏洩電流Igrを算出する場合も含むこととする。 The AC monitoring device 120 may calculate the leakage current Igr caused by the insulation resistance of the measurement object as the measurement result, without calculating (measuring) the value of the insulation resistance of the measurement object as the measurement result. In this specification, when the AC monitoring device 120 measures the insulation resistance of the measurement object, this includes the case where the AC monitoring device 120 calculates the insulation resistance value itself and the case where the leakage current Igr is calculated.

以上説明した通り交流監視装置120は、鉄道車両110の通電時の零相変流器127の検出値に基づき、その零相変流器127を貫通する位置よりも下流の交流電路および電気機器の絶縁抵抗を計測する。その結果、鉄道車両110に交流監視装置120を搭載することによって、実際に作動中の電気機器の絶縁抵抗を計測できると共に、電圧印加による絶縁抵抗を計測する接触式監視装置70では必要な電気機器と接地線40(接地部)との切り離し作業などを不要にできる。 As described above, the AC monitoring device 120 measures the insulation resistance of the AC circuit and electrical equipment downstream of the position where it passes through the zero-phase current transformer 127, based on the detection value of the zero-phase current transformer 127 when the railway vehicle 110 is energized. As a result, by mounting the AC monitoring device 120 on the railway vehicle 110, it is possible to measure the insulation resistance of electrical equipment that is actually in operation, and it is also possible to eliminate the need for disconnecting the electrical equipment from the ground wire 40 (ground portion), which is necessary with the contact-type monitoring device 70, which measures insulation resistance by applying a voltage.

更に、交流監視装置120は、鉄道車両110が走行している間に定期的に絶縁抵抗を計測する。これにより、交流監視装置120は、例えば走行に伴う負荷が生じた電気機器の絶縁抵抗など、停車中では把握できない状態での電気機器の絶縁抵抗を計測できる。 Furthermore, the AC monitoring device 120 periodically measures the insulation resistance while the railcar 110 is running. This allows the AC monitoring device 120 to measure the insulation resistance of electrical equipment in a state that cannot be grasped while the train is stopped, such as the insulation resistance of electrical equipment that is subjected to a load associated with running.

また、交流監視装置120a,120bの零相変流器127a,127bにはいずれも、分岐電線32u2~36t2ではなく、幹電線32u1~36t1が通るので、交流監視装置120a,120bはそれぞれ、その零相変流器127a,127bよりも下流側の複数の分岐電線32u2~36t2に接続された交流機器の絶縁抵抗の合計を計測できる。 In addition, since the trunk electric wires 32u1 to 36t1 pass through the zero-phase current transformers 127a and 127b of the AC monitoring devices 120a and 120b, rather than the branch electric wires 32u2 to 36t2, the AC monitoring devices 120a and 120b can measure the total insulation resistance of the AC devices connected to the multiple branch electric wires 32u2 to 36t2 downstream of the zero-phase current transformers 127a and 127b.

特に、零相変流器127aには、全ての分岐電線32u2~32w2よりも上流側の幹電線32u1~32w1が通るので、交流監視装置120aは第1低圧交流電路32に接続された全ての交流機器の絶縁抵抗の合計を計測できる。また、零相変流器127bには、全ての分岐電線36r2~36t2よりも上流側の幹電線36r1~36t1が通るので、交流監視装置120bは第2低圧交流電路36に接続された全ての交流機器の絶縁抵抗の合計を計測できる。 In particular, because the main electric wires 32u1 to 32w1 that are upstream of all the branch electric wires 32u2 to 32w2 pass through the zero-phase-sequence current transformer 127a, the AC monitoring device 120a can measure the total insulation resistance of all the AC devices connected to the first low-voltage AC circuit 32. In addition, because the main electric wires 36r1 to 36t1 that are upstream of all the branch electric wires 36r2 to 36t2 pass through the zero-phase-sequence current transformer 127b, the AC monitoring device 120b can measure the total insulation resistance of all the AC devices connected to the second low-voltage AC circuit 36.

更に、零相変流器127bよりも下流側の幹電線36r1,36t1に整流器38を介してブレーキ19等の直流機器が接続されているので、直流機器の漏洩電流を零相変流器127bで検出でき、交流監視装置120bは、その直流機器の絶縁抵抗と、零相変流器127bよりも下流側の交流機器の絶縁抵抗との合計を計測できる。 Furthermore, DC devices such as brake 19 are connected via rectifier 38 to main wires 36r1, 36t1 downstream of zero-phase current transformer 127b, so leakage current from the DC devices can be detected by zero-phase current transformer 127b, and AC monitoring device 120b can measure the sum of the insulation resistance of the DC devices and the insulation resistance of the AC devices downstream of zero-phase current transformer 127b.

次に図16及び図17を参照して、交流監視装置120の制御について説明する。図16は、交流監視装置120の電気的構成を示したブロック図である。図17は交流監視装置120のCPU121で実行されるメイン処理のフローチャートである。 Next, the control of the AC monitoring device 120 will be described with reference to Figures 16 and 17. Figure 16 is a block diagram showing the electrical configuration of the AC monitoring device 120. Figure 17 is a flowchart of the main processing executed by the CPU 121 of the AC monitoring device 120.

交流監視装置120は、CPU121と、フラッシュROM122と、CPU121のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであるRAM123とを有し、これらはバスライン124を介して、入出力ポート125にそれぞれ接続されている。入出力ポート125には、更に、鉄道車両110の入出力ポート65に接続されるインターフェイス(I/F)126と、上述した零相変流器127と、上述した基準検出部128と、がそれぞれ接続されている。 The AC monitoring device 120 has a CPU 121, a flash ROM 122, and a RAM 123, which is a memory for rewritably storing various work data and flags when the CPU 121 executes a program, and these are each connected to an input/output port 125 via a bus line 124. The input/output port 125 is further connected to an interface (I/F) 126 connected to the input/output port 65 of the railway vehicle 110, the zero-phase current transformer 127 described above, and the reference detection unit 128 described above.

CPU121は、バスライン124により接続された各部を制御する演算装置である。フラッシュROM122は、CPU121により実行されるプログラムや固定値データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、交流監視プログラム122aと、固有番号メモリ122bと、交流計測メモリ122cとが設けられる。CPU121によって交流監視プログラム122aが実行されると、図17のメイン処理が実行される。 The CPU 121 is a calculation device that controls each part connected by the bus line 124. The flash ROM 122 is a rewritable non-volatile memory that stores programs executed by the CPU 121, fixed value data, etc., and is provided with an AC monitoring program 122a, a unique number memory 122b, and an AC measurement memory 122c. When the AC monitoring program 122a is executed by the CPU 121, the main processing of FIG. 17 is executed.

固有番号メモリ122bは、交流監視装置120の固有番号が記憶されるメモリである。この固有番号は、交流監視装置120による絶縁抵抗の計測対象を示す。交流計測メモリ122cは、交流監視装置120による絶縁抵抗の計測結果を一時的に記憶しておくためのメモリであり、第1実施形態における接触式計測メモリ72c(図6参照)と略同一に構成される。 The unique number memory 122b is a memory that stores the unique number of the AC monitoring device 120. This unique number indicates the object of insulation resistance measurement by the AC monitoring device 120. The AC measurement memory 122c is a memory for temporarily storing the measurement results of insulation resistance by the AC monitoring device 120, and is configured substantially the same as the contact measurement memory 72c (see FIG. 6) in the first embodiment.

図17を参照して、交流監視装置120のCPU121で実行されるメイン処理を説明する。交流監視装置120のメイン処理は、交流監視装置120の電源が投入されると実行される。 The main processing executed by the CPU 121 of the AC monitoring device 120 will be described with reference to FIG. 17. The main processing of the AC monitoring device 120 is executed when the AC monitoring device 120 is powered on.

交流監視装置120のメイン処理は、まず、計測対象の絶縁抵抗を計測する定期的な計測タイミングが到来したかを確認する(S111)。なお、定期的な計測タイミングとしては、例えば1時間毎が例示されるが、その計測タイミングを適宜変更しても良い。 The main process of the AC monitoring device 120 first checks whether the regular measurement timing for measuring the insulation resistance of the measurement target has arrived (S111). Note that, for example, the regular measurement timing is every hour, but the measurement timing may be changed as appropriate.

S111の処理において、定期的な計測タイミングが到来した場合には(S111:Yes)、鉄道車両110が通電時であるかを確認するために、パンタグラフ17が上昇状態にあるかを確認すると共に(S112)、全ての電磁開閉器44が閉じているかを確認する(S113)。 In the process of S111, if the regular measurement timing arrives (S111: Yes), to check whether the railway vehicle 110 is energized, it is checked whether the pantograph 17 is in the raised state (S112), and whether all the electromagnetic switches 44 are closed (S113).

パンタグラフ17が上昇状態にあると共に、全ての電磁開閉器44が閉じている場合には(S112:Yes且つS113:Yes)、鉄道車両110は通電時であって、交流監視装置120による計測対象の絶縁抵抗の計測が可能な状態にあるので、交流監視装置120により計測対象の絶縁抵抗を計測する(S114)。 When the pantograph 17 is in the raised state and all the electromagnetic switches 44 are closed (S112: Yes and S113: Yes), the railway vehicle 110 is energized and the insulation resistance of the measurement target can be measured by the AC monitoring device 120, so the insulation resistance of the measurement target is measured by the AC monitoring device 120 (S114).

なお、本実施形態では、交流監視装置120の電源は、パンタグラフ17が上昇して全ての電磁開閉器44が閉じている鉄道車両110の通電時にのみ投入され、鉄道車両110の非通電時には投入されない。そのため、交流監視装置120のメイン処理が実行されている間は、パンタグラフ17が上昇状態にあると共に、全ての電磁開閉器44が閉じているので(S112:Yes且つS113:Yes)、S112,S113の処理を省略しても良い。 In this embodiment, the AC monitoring device 120 is powered only when the railway vehicle 110 is energized with the pantograph 17 raised and all electromagnetic switches 44 closed, and is not powered when the railway vehicle 110 is not energized. Therefore, while the main processing of the AC monitoring device 120 is being executed, the pantograph 17 is in the raised state and all electromagnetic switches 44 are closed (S112: Yes and S113: Yes), so the processing of S112 and S113 may be omitted.

S114の処理後は、交流監視装置120による絶縁抵抗の計測結果と、計測した日時とを対応付けて交流計測メモリ122cに記憶させ(S115)、S116の処理を実行する。 After processing S114, the insulation resistance measurement results obtained by the AC monitoring device 120 are associated with the date and time of measurement and stored in the AC measurement memory 122c (S115), and processing S116 is then executed.

なお、S111の処理において、定期的な計測タイミングが到来していない場合には(S111:No)、絶縁抵抗を計測するためのS112~S115の処理をスキップし、S116の処理を実行する。また、S112の処理でパンタグラフ17が下降状態にある場合(S112:No)、又は、S113の処理で電磁開閉器44が開いている場合には(S113:No)、鉄道車両110は非通電時であって、交流監視装置120による計測対象の絶縁抵抗の計測が不可能な状態にあるので、S114,S115の処理をスキップし、S116の処理を実行する。 Note that in the process of S111, if the regular measurement timing has not arrived (S111: No), the processes of S112 to S115 for measuring the insulation resistance are skipped, and the process of S116 is executed. Also, if the pantograph 17 is in the lowered state in the process of S112 (S112: No), or if the electromagnetic switch 44 is open in the process of S113 (S113: No), the railway vehicle 110 is not energized and the AC monitoring device 120 is not able to measure the insulation resistance of the measurement target, so the processes of S114 and S115 are skipped, and the process of S116 is executed.

S116の処理では、鉄道車両110の制御装置60から計測結果を要求されたかを確認する。なお、この制御装置60から交流監視装置120への計測結果の要求は、図11のS81の処理で実行される。 In the process of S116, it is confirmed whether the measurement results have been requested from the control device 60 of the railway vehicle 110. Note that the request for the measurement results from this control device 60 to the AC monitoring device 120 is executed in the process of S81 in FIG. 11.

S116の処理において、計測結果を要求された場合には(S116:Yes)、交流計測メモリ122cに対応付けて記憶されている未送信の計測結果、日時と、固有番号メモリ122bに記憶されている交流監視装置120の固有番号と、を制御装置60へ送信し(S117)、S111以下の処理を繰り返す。一方、S116の処理において、計測結果を要求されていない場合には(S116:No)、S117の処理をスキップして、S111以下の処理を繰り返す。 If the measurement results are requested in the process of S116 (S116: Yes), the unsent measurement results and date and time stored in association with the AC measurement memory 122c, and the unique number of the AC monitoring device 120 stored in the unique number memory 122b are transmitted to the control device 60 (S117), and the processes from S111 onwards are repeated. On the other hand, if the measurement results are not requested in the process of S116 (S116: No), the process of S117 is skipped and the processes from S111 onwards are repeated.

S117の処理で送信した計測結果、日時、交流監視装置120の固有番号は、制御装置60による図11のS82の処理で、互いに対応付けて各計測結果メモリ62cに記憶され、図11のS85の処理で外部サーバ90へ送信される。これらのデータを受信した外部サーバ90では、そのデータに基づき交流監視装置120による計測対象の絶縁抵抗の劣化を判断し、劣化が疑われる場合に管理者に通知する。 The measurement results, date and time, and the unique number of the AC monitoring device 120 sent in the process of S117 are stored in each measurement result memory 62c in correspondence with each other in the process of S82 in FIG. 11 by the control device 60, and are sent to the external server 90 in the process of S85 in FIG. 11. The external server 90 receives this data and uses it to determine the deterioration of the insulation resistance of the object measured by the AC monitoring device 120, and notifies the administrator if deterioration is suspected.

以上のように、交流監視装置120による絶縁抵抗の計測結果が、鉄道車両110の外部の外部サーバ90へ送信されるので、鉄道車両110の走行中における交流監視装置120の測定結果を外部サーバ90でモニタリングできる。これにより、モニタリングで異常(交流監視装置120の測定対象の絶縁抵抗の劣化)が発見された場合に、鉄道車両110のメンテナンスのタイミング等を早期に計画できる。 As described above, the insulation resistance measurement results by the AC monitoring device 120 are transmitted to the external server 90 outside the railcar 110, so that the measurement results of the AC monitoring device 120 while the railcar 110 is running can be monitored by the external server 90. This allows early planning of the timing of maintenance of the railcar 110 if an abnormality (deterioration of the insulation resistance of the object being measured by the AC monitoring device 120) is discovered during monitoring.

次に図18及び図19を参照して第4実施形態について説明する。第3実施形態では、1台の鉄道車両110に交流監視装置120が搭載されている場合について説明した。これに対し、第4実施形態では、鉄道車両130a,130b,130cが連結された車両編成において、それぞれの鉄道車両130a,130b,130cの各部に交流監視装置120が搭載される場合について説明する。なお、第1~3実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。 Next, the fourth embodiment will be described with reference to Figures 18 and 19. In the third embodiment, a case where an AC monitoring device 120 is mounted on one railway car 110 is described. In contrast, in the fourth embodiment, a case where an AC monitoring device 120 is mounted on each part of each of railway cars 130a, 130b, and 130c in a train configuration in which railway cars 130a, 130b, and 130c are coupled together is described. Note that parts that are the same as those in the first to third embodiments are given the same reference numerals and the following description will be omitted.

図18は、第4実施形態における鉄道車両130a,130b,130cの電気回路を模式的に示した回路図である。なお、図18では、SIV30よりも下流の鉄道車両130a,130b,130cの電気回路を模式的に示している。SIV30よりも上流の鉄道車両130a,130b,130cの電気回路は、図13に示す第2実施形態における鉄道車両100a,100b,100cの電気回路と同一に構成される。 Figure 18 is a circuit diagram showing the electrical circuits of rail vehicles 130a, 130b, and 130c in the fourth embodiment. Note that Figure 18 shows the electrical circuits of rail vehicles 130a, 130b, and 130c downstream of SIV 30. The electrical circuits of rail vehicles 130a, 130b, and 130c upstream of SIV 30 are configured in the same manner as the electrical circuits of rail vehicles 100a, 100b, and 100c in the second embodiment shown in Figure 13.

図18に示すように、鉄道車両130a~130cは、車体12と車輪13と連結部14と複数の電気機器(照明16やブレーキ19等)とを主に備えている。鉄道車両130a~130cは、連結部14同士を連結して車両編成を構成している。 As shown in FIG. 18, railcars 130a to 130c mainly comprise a car body 12, wheels 13, couplings 14, and multiple electrical devices (such as lights 16 and brakes 19). Railcars 130a to 130c are configured into a train configuration by coupling their couplings 14 together.

鉄道車両130bの第1低圧交流電路32は、鉄道車両130bに搭載されたSIV30から延びて鉄道車両130bの車両前後の連結部14間に引き通される3本1組の幹電線32u1b,32v1b,32w1bと、その幹電線32u1b,32v1b,32w1bからそれぞれ分岐する分岐電線32u2b,32v2b,32w2bと、を備えている。図示しないが、第1低圧交流電路32は、SIV30の内部を通って電磁開閉器44b及び手動開閉器46bを介し接地線40に接続される。分岐電線32u2b,32v2b,32w2bは、空調機器15等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。 The first low-voltage AC circuit 32 of the railway vehicle 130b includes a set of three main electric wires 32u1b, 32v1b, and 32w1b that extend from the SIV 30 mounted on the railway vehicle 130b and are laid between the front and rear coupling parts 14 of the railway vehicle 130b, and branch electric wires 32u2b, 32v2b, and 32w2b that branch off from the main electric wires 32u1b, 32v1b, and 32w1b, respectively. Although not shown, the first low-voltage AC circuit 32 passes through the inside of the SIV 30 and is connected to the ground line 40 via the electromagnetic switch 44b and the manual switch 46b. A plurality of sets of the branch electric wires 32u2b, 32v2b, and 32w2b are provided so that they are respectively connected to a plurality of AC devices such as air conditioning equipment 15.

鉄道車両130aには、連結部14を介して幹電線32u1b,32v1b,32w1bにそれぞれ接続される幹電線32u1a,32v1a,32w1aと、その幹電線32u1a,32v1a,32w1aからそれぞれ分岐する分岐電線32u2a,32v2a,32w2aと、を備えている。分岐電線32u2a,32v2a,32w2aは、空調機器15等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。 The railway vehicle 130a is equipped with main electric wires 32u1a, 32v1a, and 32w1a that are connected to main electric wires 32u1b, 32v1b, and 32w1b, respectively, via coupling parts 14, and branch electric wires 32u2a, 32v2a, and 32w2a that branch off from the main electric wires 32u1a, 32v1a, and 32w1a, respectively. A plurality of sets of the branch electric wires 32u2a, 32v2a, and 32w2a are provided so that they are each connected to a plurality of AC devices such as air conditioning equipment 15.

鉄道車両130cには、連結部14を介して幹電線32u1b,32v1b,32w1bにそれぞれ接続される幹電線32u1c,32v1c,32w1cと、その幹電線32u1c,32v1c,32w1cからそれぞれ分岐する分岐電線32u2c,32v2c,32w2cと、を備えている。分岐電線32u2c,32v2c,32w2cは、空調機器15等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。 The railway vehicle 130c is provided with main electric wires 32u1c, 32v1c, and 32w1c that are connected to main electric wires 32u1b, 32v1b, and 32w1b, respectively, via coupling parts 14, and branch electric wires 32u2c, 32v2c, and 32w2c that branch off from the main electric wires 32u1c, 32v1c, and 32w1c, respectively. A plurality of sets of the branch electric wires 32u2c, 32v2c, and 32w2c are provided so that they are each connected to a plurality of AC devices such as air conditioning equipment 15.

鉄道車両130a~130cには、1組の分岐電線32u2a~32w2c毎に交流監視装置120c,120d,120eがそれぞれ搭載される。交流監視装置120cの零相変流器127cに1組の分岐電線32u2a~32w2aが通り、交流監視装置120cの基準検出部128cが幹電線32u1a,32w1aに接続される。 Rail cars 130a-130c are equipped with AC monitoring devices 120c, 120d, and 120e, one for each set of branch electric wires 32u2a-32w2c. A set of branch electric wires 32u2a-32w2a passes through a zero-phase current transformer 127c of AC monitoring device 120c, and a reference detection unit 128c of AC monitoring device 120c is connected to main electric wires 32u1a and 32w1a.

交流監視装置120dの零相変流器127dに1組の分岐電線32u2b~32w2bが通り、交流監視装置120dの基準検出部128dが幹電線32u1b,32w1bに接続される。交流監視装置120eの零相変流器127eに1組の分岐電線32u2c~32w2cが通り、交流監視装置120eの基準検出部128eが幹電線32u1c,32w1cに接続される。 A set of branch wires 32u2b-32w2b pass through the zero-phase current transformer 127d of the AC monitoring device 120d, and the reference detection unit 128d of the AC monitoring device 120d is connected to the main wires 32u1b and 32w1b. A set of branch wires 32u2c-32w2c pass through the zero-phase current transformer 127e of the AC monitoring device 120e, and the reference detection unit 128e of the AC monitoring device 120e is connected to the main wires 32u1c and 32w1c.

よって、交流監視装置120c~120eはそれぞれ、1組の分岐電線32u2a~32w2cが接続された交流機器(空調機器15等)の絶縁抵抗を、他の分岐電線32u2a~32w2cに接続された交流機器の絶縁抵抗に影響されることなく計測できる。 Therefore, each of the AC monitoring devices 120c to 120e can measure the insulation resistance of an AC device (such as air conditioning device 15) to which one set of branch electric wires 32u2a to 32w2c is connected, without being affected by the insulation resistance of AC devices connected to other branch electric wires 32u2a to 32w2c.

鉄道車両130bの第2低圧交流電路36は、鉄道車両130bに搭載された絶縁トランス34から延びて鉄道車両130bの車両前後の連結部14間に引き通される幹電線36r1b,36t1bと、その幹電線36r1b,36t1bからそれぞれ分岐する分岐電線36r2b(図示せず),36t2bと、を備えている。また、絶縁トランス34から接地線40bに接続される幹電線36n1bが延びているため、接地線40bが幹電線36n1bの一部としても機能し、接地線40bから分岐電線36n2bが分岐する。 The second low-voltage AC circuit 36 of the railcar 130b includes main wires 36r1b, 36t1b extending from an isolation transformer 34 mounted on the railcar 130b and laid between the front and rear couplings 14 of the railcar 130b, and branch wires 36r2b (not shown) and 36t2b branching off from the main wires 36r1b, 36t1b, respectively. In addition, because a main wire 36n1b connected to a ground wire 40b extends from the isolation transformer 34, the ground wire 40b also functions as part of the main wire 36n1b, and a branch wire 36n2b branches off from the ground wire 40b.

鉄道車両130aには、連結部14を介して幹電線36r1b,36t1bにそれぞれ接続される幹電線36r1a,36t1aと、その幹電線36r1a,36t1aからそれぞれ分岐する分岐電線36r2a(図示せず),36t2aと、を備えている。また、接地線40bに接続される接地線40aが幹電線の一部として機能し、その接地線40aから分岐電線36n2aが分岐する。 The railway vehicle 130a is equipped with main electric wires 36r1a, 36t1a that are connected to main electric wires 36r1b, 36t1b, respectively, via the coupling portion 14, and branch electric wires 36r2a (not shown), 36t2a that branch off from the main electric wires 36r1a, 36t1a, respectively. In addition, the ground wire 40a that is connected to the ground wire 40b functions as part of the main electric wire, and the branch electric wire 36n2a branches off from the ground wire 40a.

鉄道車両130cには、連結部14を介して幹電線36r1b,36t1bにそれぞれ接続される幹電線36r1c,36t1cと、その幹電線36r1c,36t1cからそれぞれ分岐する分岐電線36r2c,36t2c(図示せず)と、を備えている。また、接地線40bに接続される接地線40cが幹電線の一部として機能し、その接地線40cから分岐電線36n2cが分岐する。 The railway vehicle 130c is equipped with main electric wires 36r1c, 36t1c that are connected to main electric wires 36r1b, 36t1b, respectively, via the coupling portion 14, and branch electric wires 36r2c, 36t2c (not shown) that branch off from the main electric wires 36r1c, 36t1c, respectively. In addition, the ground wire 40c that is connected to the ground wire 40b functions as part of the main electric wire, and the branch electric wire 36n2c branches off from the ground wire 40c.

幹電線36r1a,36t1aと、幹電線36r1b,36t1bと、幹電線36r1c,36t1cとにそれぞれ整流器38が接続され、それら整流器38と幹電線36n1a,36n1b,36n1cとの間にブレーキ19等の直流機器がそれぞれ接続される。 Rectifiers 38 are connected to the main electric lines 36r1a, 36t1a, 36r1b, 36t1b, and 36r1c, 36t1c, respectively, and DC devices such as brakes 19 are connected between the rectifiers 38 and the main electric lines 36n1a, 36n1b, 36n1c, respectively.

分岐電線36r2a,36n2aで1組の単相2線の電路を構成し、同様に、分岐電線36t2a,36n2aで、分岐電線36r2b,36n2bで、分岐電線36t2b,36n2bで、分岐電線36r2c,36n2cで、分岐電線36t2c,36n2cで、それぞれ1組の単相2線の電路を構成する。これらの分岐電線36r2a~36t2cによる1組の電路は、照明16等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。 Branch electric wires 36r2a and 36n2a form a set of single-phase two-wire electric circuits, and similarly, branch electric wires 36t2a and 36n2a, branch electric wires 36r2b and 36n2b, branch electric wires 36t2b and 36n2b, branch electric wires 36r2c and 36n2c, and branch electric wires 36t2c and 36n2c each form a set of single-phase two-wire electric circuits. A plurality of sets of electric circuits made of branch electric wires 36r2a to 36t2c are provided so that each set of electric circuits is connected to a plurality of AC devices such as lighting 16.

鉄道車両130bには交流監視装置120bが搭載される。交流監視装置120bの零相変流器127bには、最上流(全ての分岐電線36r2b~36t2bよりも上流)の幹電線36r1b~36t1bが貫通する。これにより、交流監視装置120bは、幹電線36r1a~36t1a,36r1c~36t1cや分岐電線36r2a~36t2c、整流器38を介して、幹電線36r1b~36t1bに接続される複数の電気機器(照明16等の交流機器や、ブレーキ19等の直流機器)の絶縁抵抗の合計を計測できる。 The railway vehicle 130b is equipped with an AC monitoring device 120b. The main electric wires 36r1b-36t1b at the most upstream (upstream of all branch electric wires 36r2b-36t2b) pass through the zero-phase current transformer 127b of the AC monitoring device 120b. This allows the AC monitoring device 120b to measure the total insulation resistance of multiple electrical devices (AC devices such as lighting 16 and DC devices such as brakes 19) connected to the main electric wires 36r1b-36t1b via the main electric wires 36r1a-36t1a, 36r1c-36t1c, branch electric wires 36r2a-36t2c, and rectifier 38.

鉄道車両130a~130cには、分岐電線36r2a~36t2cによる1組の電路毎に交流監視装置120f,120g,120hがそれぞれ搭載される。交流監視装置120fの零相変流器127fに、分岐電線36r2a~36t2aによる1組の電路が通り、交流監視装置120fの基準検出部128fが幹電線36t1a及び接地線40aに接続される。 Railway cars 130a-130c are equipped with AC monitoring devices 120f, 120g, and 120h for each set of electric paths made up of branch electric wires 36r2a-36t2c. A set of electric paths made up of branch electric wires 36r2a-36t2a passes through a zero-phase current transformer 127f of AC monitoring device 120f, and a reference detection unit 128f of AC monitoring device 120f is connected to main electric wire 36t1a and ground wire 40a.

交流監視装置120gの零相変流器127gに、分岐電線36r2b~36t2bによる1組の電路が通り、交流監視装置120gの基準検出部128gが幹電線36t1b及び接地線40bに接続される。交流監視装置120hの零相変流器127hに、分岐電線36r2c~36t2cによる1組の電路が通り、交流監視装置120hの基準検出部128hが幹電線36r1c及び接地線40cに接続される。 A set of electric paths consisting of branch electric wires 36r2b-36t2b passes through the zero-phase current transformer 127g of the AC monitoring device 120g, and the reference detection unit 128g of the AC monitoring device 120g is connected to the main electric wire 36t1b and the ground wire 40b. A set of electric paths consisting of branch electric wires 36r2c-36t2c passes through the zero-phase current transformer 127h of the AC monitoring device 120h, and the reference detection unit 128h of the AC monitoring device 120h is connected to the main electric wire 36r1c and the ground wire 40c.

これらの結果、交流監視装置120f~120hはそれぞれ、分岐電線36r2a~36t2cによる1組の電路に接続された交流機器(照明16)の絶縁抵抗を、他の分岐電線36r2a~36t2cに接続された交流機器の絶縁抵抗に影響されることなく計測できる。 As a result, each of the AC monitoring devices 120f to 120h can measure the insulation resistance of an AC device (lighting 16) connected to one electrical circuit of the branch electric wires 36r2a to 36t2c without being affected by the insulation resistance of AC devices connected to the other branch electric wires 36r2a to 36t2c.

更に、交流監視装置120f,120g,120hによる計測結果と、交流監視装置120bによる計測結果とを比較することで、ブレーキ19等の直流機器の絶縁抵抗の劣化を判断できる。これを図19を参照して説明する。図19は、外部サーバ90で実行される警告表示処理のフローチャートである。 Furthermore, by comparing the measurement results by the AC monitoring devices 120f, 120g, and 120h with the measurement results by the AC monitoring device 120b, it is possible to determine the deterioration of the insulation resistance of DC devices such as the brake 19. This will be explained with reference to FIG. 19. FIG. 19 is a flowchart of the warning display process executed by the external server 90.

図19に示すように、警告表示処理では、まず、第2低圧交流電路36の幹電線36r1a~36t1cにおける交流監視装置120bの計測結果が閾値以下となったかを確認する(S121)。 As shown in FIG. 19, the warning display process first checks whether the measurement results of the AC monitoring device 120b for the main electric wires 36r1a to 36t1c of the second low-voltage AC circuit 36 are below the threshold value (S121).

交流監視装置120bの計測結果が閾値以下となった場合には(S121:Yes)、鉄道車両130a~130cの第2低圧交流電路36に接続される複数の交流機器および直流機器の少なくとも1の絶縁抵抗の劣化が疑われる。そこで、この場合、いずれの機器の絶縁抵抗が劣化しているかを判断(推測)するために、第2低圧交流電路36の分岐電線36r2a~36t2cにおける交流監視装置120f~120gの計測結果のいずれかが閾値以下となったかを確認する(S122)。 If the measurement result of the AC monitoring device 120b falls below the threshold value (S121: Yes), degradation of the insulation resistance of at least one of the multiple AC and DC devices connected to the second low-voltage AC circuit 36 of the railway cars 130a to 130c is suspected. In this case, therefore, in order to determine (estimate) which device's insulation resistance has deteriorated, it is confirmed whether any of the measurement results of the AC monitoring devices 120f to 120g on the branch electric wires 36r2a to 36t2c of the second low-voltage AC circuit 36 has fallen below the threshold value (S122).

交流監視装置120f~120gの計測結果のいずれかが閾値以下となった場合には(S122:Yes)、交流監視装置120bの計測結果が閾値以下となった原因が、交流監視装置120f~120gの計測対象(分岐電線36r2a~36t2cによる1組の電路が接続された交流機器)の絶縁抵抗の劣化であると推測できる。 If any of the measurement results of AC monitoring devices 120f-120g falls below the threshold (S122: Yes), it can be inferred that the reason why the measurement result of AC monitoring device 120b falls below the threshold is due to deterioration of the insulation resistance of the measurement target of AC monitoring device 120f-120g (AC device connected to a set of electric circuits formed by branch electric wires 36r2a-36t2c).

よって、この場合には、計測結果が閾値以下となった交流監視装置120f~120gの計測対象の交流機器に関して警告表示を行い(S123)、警告表示処理を終了する。なお、この警告表示では、外部サーバ90の表示装置に、絶縁抵抗の劣化が疑われる計測対象を表示して、その劣化の疑いを外部サーバ90の管理者へ通知する。 Therefore, in this case, a warning is displayed for the AC equipment that is the measurement target of the AC monitoring devices 120f to 120g whose measurement results are below the threshold (S123), and the warning display process ends. In this warning display, the measurement target suspected of having deteriorated insulation resistance is displayed on the display device of the external server 90, and the administrator of the external server 90 is notified of the suspected deterioration.

一方、S122の処理で、交流監視装置120f~120gの計測結果のいずれも閾値以下とならなかった場合には(S122:No)、交流監視装置120bの計測結果が閾値以下となった原因が、交流監視装置120f~120gの計測対象の交流機器ではなく、直流機器の絶縁抵抗の劣化であると推測できる。よって、この場合には、直流機器に関して警告表示を行い(S124)、警告表示処理を終了する。 On the other hand, if none of the measurement results of AC monitoring devices 120f-120g are below the threshold in the process of S122 (S122: No), it can be inferred that the reason why the measurement result of AC monitoring device 120b is below the threshold is not due to the AC device being measured by AC monitoring devices 120f-120g, but due to deterioration of the insulation resistance of the DC device. Therefore, in this case, a warning is displayed regarding the DC device (S124), and the warning display process ends.

またS121の処理で、交流監視装置120bの計測結果が閾値以下とならなかった場合には(S121:No)、具体的に例えば、交流監視装置120cの計測結果や、接触式監視装置70dの計測結果が閾値以下となっただけの場合には、その閾値以下となった交流監視装置120cや接触式監視装置70dの計測対象に関して警告表示を行い(S125)、警告表示処理を終了する。 In addition, if the measurement result of AC monitoring device 120b is not below the threshold value in the processing of S121 (S121: No), specifically, for example, if the measurement result of AC monitoring device 120c or the measurement result of contact-type monitoring device 70d is only below the threshold value, a warning is displayed for the measurement target of AC monitoring device 120c or contact-type monitoring device 70d that is below the threshold value (S125), and the warning display processing ends.

次に図20を参照して第5実施形態について説明する。第1~4実施形態では、直流型電車である鉄道車両10,100a~100c,110,130a~130cに接触式監視装置70及び交流監視装置120が搭載される場合について説明した。これに対し、第5実施形態では、交流型電車である鉄道車両150に接触式監視装置70及び交流監視装置120が搭載される場合について説明する。なお、第1~4実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。 Next, the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 20. In the first to fourth embodiments, a contact-type monitoring device 70 and an AC monitoring device 120 are mounted on railway cars 10, 100a to 100c, 110, and 130a to 130c, which are DC electric trains. In contrast, the fifth embodiment will be described with a contact-type monitoring device 70 and an AC monitoring device 120 mounted on railway car 150, which is an AC electric train. Note that the same parts as those in the first to fourth embodiments are given the same reference numerals and the following description will be omitted.

図20は第5実施形態における鉄道車両150の電気回路を模式的に示した回路図である。鉄道車両150は、交流型電車であって、車体12と車輪13と連結部14と複数の電気機器(空調機器15や照明16等)とを主に備えている。 Figure 20 is a circuit diagram showing a schematic diagram of an electrical circuit of a railway vehicle 150 in the fifth embodiment. The railway vehicle 150 is an AC electric train, and mainly comprises a car body 12, wheels 13, a coupling portion 14, and a number of electrical devices (such as air conditioning equipment 15 and lighting 16).

レール2の上方に架け渡される架線140には、接地されたレール2に対し変電所141で起電力を生じさせることで、高電圧(本実施形態では25000V)の単相交流電流が流れる。パンタグラフ17を上昇させて架線140に接触させることで、架線140からパンタグラフ17を介して鉄道車両150の電源線18に交流電力が供給される。 A high-voltage (25,000 V in this embodiment) single-phase AC current flows through the overhead wire 140 that is suspended above the rail 2 by generating an electromotive force at the substation 141 with respect to the grounded rail 2. By raising the pantograph 17 and bringing it into contact with the overhead wire 140, AC power is supplied from the overhead wire 140 via the pantograph 17 to the power line 18 of the railway vehicle 150.

電源線18と接地側電線42とは、主変圧器151の1次巻線で連結される。主変圧器151は、入力された電圧を変圧して出力すると共に入力側と出力側とを絶縁する絶縁トランスであって、入力側の1次巻線に対して出力側に2次巻線と3次巻線とが設けられている。 The power line 18 and the ground side electric wire 42 are connected by the primary winding of the main transformer 151. The main transformer 151 is an isolation transformer that transforms and outputs the input voltage and insulates the input side from the output side, and has a secondary winding and a tertiary winding on the output side relative to the primary winding on the input side.

主変圧器151の2次巻線には、主変圧器151から出力された交流電力を直流電力へ変換するAC/DCコンバータ152が接続される。このAC/DCコンバータ152の出力側にはVVVFインバータ20が接続される。VVVFインバータ20から電動機用電線24を介して電動機22へ交流電力が供給される。 An AC/DC converter 152 that converts the AC power output from the main transformer 151 into DC power is connected to the secondary winding of the main transformer 151. The output side of this AC/DC converter 152 is connected to the VVVF inverter 20. AC power is supplied from the VVVF inverter 20 to the motor 22 via the motor wire 24.

主変圧器151の3次巻線には、単相2線式の第1低圧交流電路154が接続される。第1低圧交流電路154には、第1~4実施形態の第1低圧交流電路32と同様に、固定電圧(例えば440V)及び固定周波数の単相交流電力が主変圧器151から供給される。 A single-phase, two-wire first low-voltage AC circuit 154 is connected to the tertiary winding of the main transformer 151. Similar to the first low-voltage AC circuit 32 of the first to fourth embodiments, the first low-voltage AC circuit 154 is supplied with single-phase AC power of a fixed voltage (e.g., 440 V) and a fixed frequency from the main transformer 151.

第1低圧交流電路154は、主変圧器151から延びて鉄道車両150の両端の連結部14間に引き通される2本1組の幹電線154L1,154N1と、その幹電線154L1,154N1からそれぞれ分岐する分岐電線154L2,154N2と、を備えている。図示しないが、幹電線154N1は接地線40に接続されている。分岐電線154L2,154N2は、空調機器15等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。 The first low-voltage AC circuit 154 includes a pair of main electric wires 154L1, 154N1 extending from the main transformer 151 and running between the coupling parts 14 at both ends of the railway vehicle 150, and branch electric wires 154L2, 154N2 branching off from the main electric wires 154L1, 154N1, respectively. Although not shown, the main electric wire 154N1 is connected to the grounding wire 40. Multiple sets of the branch electric wires 154L2, 154N2 are provided so that they are respectively connected to multiple AC devices such as air conditioning equipment 15.

第1低圧交流電路154の幹電線154L1,154N1には、絶縁トランス155の1次巻線が接続されている。絶縁トランス155の2次巻線には、単相2線式の第2低圧交流電路156が接続される。絶縁トランス155は、第1低圧交流電路154から入力された交流電力の電圧を、本実施形態では100Vに変圧して第2低圧交流電路156に出力すると共に、第1低圧交流電路154と第2低圧交流電路156とを絶縁する。 The primary winding of an isolation transformer 155 is connected to the main wires 154L1 and 154N1 of the first low-voltage AC circuit 154. A single-phase two-wire second low-voltage AC circuit 156 is connected to the secondary winding of the isolation transformer 155. The isolation transformer 155 transforms the voltage of the AC power input from the first low-voltage AC circuit 154 to 100V in this embodiment and outputs it to the second low-voltage AC circuit 156, while insulating the first low-voltage AC circuit 154 from the second low-voltage AC circuit 156.

第2低圧交流電路156は、絶縁トランス155から延びて鉄道車両150の両端の連結部14間に引き通される幹電線156L1と、その幹電線156L1から分岐する分岐電線156L2と、を備えている。また、絶縁トランス155から接地線40に接続される幹電線156N1が延びているため、接地線40が幹電線156N1の一部としても機能し、接地線40から分岐電線156N2が分岐する。 The second low-voltage AC circuit 156 includes a main electric line 156L1 that extends from the isolation transformer 155 and is routed between the coupling parts 14 at both ends of the railcar 150, and a branch electric line 156L2 that branches off from the main electric line 156L1. In addition, because a main electric line 156N1 that is connected to a ground line 40 extends from the isolation transformer 155, the ground line 40 also functions as part of the main electric line 156N1, and a branch electric line 156N2 branches off from the ground line 40.

分岐電線156L2,156N2は、照明16等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。幹電線156L1に整流器38が接続され、その整流器38と接地線40(幹電線156N1)との間にブレーキ19等の直流機器がそれぞれ接続される。 Multiple sets of branch electric wires 156L2, 156N2 are provided so that each can be connected to a plurality of AC devices such as lights 16. A rectifier 38 is connected to the main electric wire 156L1, and DC devices such as brakes 19 are connected between the rectifier 38 and the ground wire 40 (main electric wire 156N1).

このような鉄道車両150には、各部の絶縁抵抗を計測するための接触式監視装置70a及び交流監視装置120a,120b,120iが搭載されている。 Such a railway vehicle 150 is equipped with a contact-type monitoring device 70a and AC monitoring devices 120a, 120b, and 120i for measuring the insulation resistance of each part.

接触式監視装置70aは、端子Vが電線AVを介して接地線40に接続され、端子aが電線Aaを介して電源線18に接続される。鉄道車両150の非通電時に(パンタグラフ17を下降させて電磁開閉器44aを開けた状態で)、端子Vと端子aとの間に電圧を印加することにより、互いに接続されている電源線18と、主変圧器151の1次巻線と、接地側電線42との絶縁抵抗の合計を計測できる。 The contact type monitoring device 70a has terminal V connected to the ground wire 40 via wire AV, and terminal a connected to the power line 18 via wire Aa. When the railway vehicle 150 is not energized (with the pantograph 17 lowered and the electromagnetic switch 44a open), a voltage is applied between terminal V and terminal a, making it possible to measure the total insulation resistance of the power line 18, the primary winding of the main transformer 151, and the ground side wire 42, which are all connected to each other.

交流監視装置120a,120bは、1組の幹電線154L1,154N1又は1組の幹電線156L1,156N1の最上流が貫通する零相変流器127a,127bと、それら1組の幹電線154L1~156N1間の電圧を検出する基準検出部128a,128bと、を備えている。零相変流器127aの検出値と、基準検出部128aの検出値とに基づき、交流監視装置120aは、第1低圧交流電路154及びそれに接続された複数の電流機器の絶縁抵抗の合計を計測する。零相変流器127bの検出値と、基準検出部128bの検出値とに基づき、交流監視装置120bは、第2低圧交流電路156及びそれに接続された複数の電流機器の絶縁抵抗の合計を計測する。 The AC monitoring devices 120a and 120b are equipped with zero-phase current transformers 127a and 127b through which the most upstream of a set of trunk electric wires 154L1 and 154N1 or a set of trunk electric wires 156L1 and 156N1 passes, and reference detection units 128a and 128b that detect the voltage between the set of trunk electric wires 154L1 to 156N1. Based on the detection value of the zero-phase current transformer 127a and the detection value of the reference detection unit 128a, the AC monitoring device 120a measures the total insulation resistance of the first low-voltage AC circuit 154 and the multiple current devices connected thereto. Based on the detection value of the zero-phase current transformer 127b and the detection value of the reference detection unit 128b, the AC monitoring device 120b measures the total insulation resistance of the second low-voltage AC circuit 156 and the multiple current devices connected thereto.

交流監視装置120iは、電動機用電線24の3本1組の電線24u,24v,24wが貫通する零相変流器127iと、非接地の電線24u,24w間の電圧を検出する基準検出部128iと、を備えている。零相変流器127iの検出値と、基準検出部128iの検出値とに基づき、交流監視装置120iは、電動機用電線24及び電動機22の絶縁抵抗を計測できる。 The AC monitoring device 120i includes a zero-phase current transformer 127i through which the set of three electric wires 24u, 24v, and 24w of the electric motor wires 24 passes, and a reference detection unit 128i that detects the voltage between the non-grounded electric wires 24u and 24w. Based on the detection value of the zero-phase current transformer 127i and the detection value of the reference detection unit 128i, the AC monitoring device 120i can measure the insulation resistance of the electric motor wires 24 and the electric motor 22.

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推測できるものである。例えば、架線4の電圧やSIV30からの出力電圧の数値や、互いに連結される鉄道車両10,11,100a~100c,110,130a~130c,150の数などを適宜変更しても良い。また、鉄道車両10,11,100a~100c,110,130a~130c,150の各部の詳細な電気回路を適宜変更しても良い。 The present invention has been described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it can be easily assumed that various improvements and modifications are possible within the scope of the present invention. For example, the voltage of the overhead line 4, the value of the output voltage from the SIV 30, and the number of railway cars 10, 11, 100a-100c, 110, 130a-130c, and 150 connected to each other may be changed as appropriate. In addition, the detailed electrical circuits of each part of the railway cars 10, 11, 100a-100c, 110, 130a-130c, and 150 may be changed as appropriate.

上記実施形態では、鉄道車両10,11,100a~100c,110,130a~130c,150がレール2上を走行する場合について説明したが、これに限られない。例えば、レールに吊り下げられる鉄道車両に本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the railcars 10, 11, 100a-100c, 110, 130a-130c, and 150 run on rails 2, but this is not limited to the above. For example, the present invention may be applied to railcars suspended from rails.

上記実施形態では、架線4,140(パンタグラフ17)又は電源102から電源線18へ電力を供給する場合について説明したが、これに限られない。例えば、架線4,140から電源線18への供給と、電源102から電源線18への供給とを切り換え可能にしても良い。 In the above embodiment, a case where power is supplied from the overhead line 4, 140 (pantograph 17) or the power source 102 to the power line 18 has been described, but this is not limited to the above. For example, it may be possible to switch between the supply from the overhead line 4, 140 to the power line 18 and the supply from the power source 102 to the power line 18.

上記実施形態では、電源線18から入力された電圧を変換して出力する変換装置として、VVVFインバータ20と、SIV30と、SIV30及び絶縁トランス34の組み合わせと、主変圧器151と、主変圧器151、AC/DCコンバータ152及びVVVFインバータ20の組み合わせと、主変圧器151及び絶縁トランス155の組み合わせと、を例示したが、これに限られない。例えば、電源線18からの直流電力を分圧により降圧して出力する装置を変換装置としても良い。 In the above embodiment, the following conversion devices that convert and output the voltage input from the power line 18 are exemplified: the VVVF inverter 20, the SIV 30, the combination of the SIV 30 and the isolation transformer 34, the main transformer 151, the combination of the main transformer 151, the AC/DC converter 152 and the VVVF inverter 20, and the combination of the main transformer 151 and the isolation transformer 155. However, the conversion device is not limited to this. For example, a device that reduces the DC power from the power line 18 by voltage division and outputs it may be used as the conversion device.

上記実施形態では、1の交流電路(電動機用電線24、第1低圧交流電路32又は第2低圧交流電路36)の計測対象に、接触式監視装置70又は交流監視装置120のいずれか一方を設ける場合について説明したが、これに限られない。1の交流電路の計測対象に、接触式監視装置70及び交流監視装置120の両方を設けても良い。 In the above embodiment, a case has been described in which either the contact-type monitoring device 70 or the AC monitoring device 120 is provided for the measurement target of one AC circuit (motor wire 24, first low-voltage AC circuit 32, or second low-voltage AC circuit 36), but this is not limited to this. Both the contact-type monitoring device 70 and the AC monitoring device 120 may be provided for the measurement target of one AC circuit.

上記実施形態では、蓄電池67によって電磁開閉器44を開閉する場合について説明したが、これに限られない。例えば、接触式監視装置70の蓄電池82によって電磁開閉器44を開閉しても良い。この場合、図7の接触式監視装置70のCPU71のメイン処理において、パンタグラフ17が下降した場合(S31:Yes)、CPU71から全ての電磁開閉器44を開けるように信号を送った後、S32,S33の処理に移行し、そのS33の処理後に、CPU71から全ての電磁開閉器44を閉じるように信号を送っても良い。 In the above embodiment, the electromagnetic contacts 44 are opened and closed by the storage battery 67, but this is not limiting. For example, the electromagnetic contacts 44 may be opened and closed by the storage battery 82 of the contact monitoring device 70. In this case, in the main processing of the CPU 71 of the contact monitoring device 70 in FIG. 7, if the pantograph 17 is lowered (S31: Yes), the CPU 71 may send a signal to open all the electromagnetic contacts 44, and then proceed to processing of S32 and S33. After processing of S33, the CPU 71 may send a signal to close all the electromagnetic contacts 44.

また、電磁開閉器44は、電気信号で開閉するラッチ式の開閉器である場合について説明したが、電磁開閉器44への通電時に電磁石によって開いた状態を維持し、電磁開閉器44への非通電時にばねによって閉じた状態を維持するようにしても良い。この場合、電磁開閉器44への電力の供給回路が故障しても、鉄道車両10,11,100a~100c,110,130a~130c,150の走行時(通電時)に電磁開閉器44が閉じた状態を維持でき、車両を正常に走行させることができる。 In addition, while the electromagnetic contactor 44 has been described as a latch-type contactor that opens and closes with an electrical signal, it may be possible for the electromagnetic contactor 44 to be maintained in an open state by an electromagnet when current is applied to the electromagnetic contactor 44, and to be maintained in a closed state by a spring when current is not applied to the electromagnetic contactor 44. In this case, even if the power supply circuit to the electromagnetic contactor 44 fails, the electromagnetic contactor 44 can be maintained in a closed state when the railway cars 10, 11, 100a-100c, 110, 130a-130c, 150 are running (when current is applied), and the cars can run normally.

上記実施形態では、全ての電磁開閉器44を並列に2基配置する場合を説明したが、1基でも良く、3基以上を並列に配置しても良い。また、電磁開閉器44が設けられる回路に応じ、複数基を並列配置する部分と、1基のみ配置する部分とを組み合わせても良い。 In the above embodiment, a case has been described in which all electromagnetic switches 44 are arranged in parallel in pairs, but one switch or three or more switches may be arranged in parallel. Also, depending on the circuit in which the electromagnetic switches 44 are provided, a combination of a portion in which multiple switches are arranged in parallel and a portion in which only one switch is arranged may be used.

上記実施形態では、接触式監視装置70cによって、鉄道車両10の非通電時に第2低圧交流電路36や電源線18、第1低圧交流電路32等に繋がっていない制御線201~203を計測する場合について説明した。これらの制御線201~203は、鉄道車両10の通電時において、いずれか1本が選択的に制御装置60を介して第2低圧交流電路36に繋がるだけなので、交流監視装置120による第2低圧交流電路36では制御線201~203の絶縁抵抗を計測し難い。これに対し、接触式監視装置70では、制御線201~203の絶縁抵抗を容易に計測できる。また、制御線201~203以外にも、鉄道車両10の非通電時に第2低圧交流電路36や電源線18、第1低圧交流電路32等に繋がっていない種々の制御線の絶縁抵抗を、接触式監視装置70で計測しても良い。 In the above embodiment, the contact-type monitoring device 70c is used to measure the control lines 201-203 that are not connected to the second low-voltage AC circuit 36, the power line 18, the first low-voltage AC circuit 32, etc., when the railcar 10 is not energized. When the railcar 10 is energized, only one of the control lines 201-203 is selectively connected to the second low-voltage AC circuit 36 via the control device 60, so it is difficult to measure the insulation resistance of the control lines 201-203 using the second low-voltage AC circuit 36 by the AC monitoring device 120. In contrast, the contact-type monitoring device 70 can easily measure the insulation resistance of the control lines 201-203. In addition to the control lines 201-203, the contact-type monitoring device 70 may also measure the insulation resistance of various control lines that are not connected to the second low-voltage AC circuit 36, the power line 18, the first low-voltage AC circuit 32, etc., when the railcar 10 is not energized.

上記実施形態では、基準抵抗81の抵抗値を接触式監視装置70で計測することにより、接触式監視装置70の正常動作を確認する場合について説明した。この正常動作の確認以外で第3スイッチSW3を閉じ、基準抵抗81を介して計測部77や切換部79の各部を接地線40に接続しても良い。この場合、接触式監視装置70内に寄生する残留電圧や静電容量を、基準抵抗81を利用して放電することができる。 In the above embodiment, the contact-type monitoring device 70 is used to measure the resistance value of the reference resistor 81, thereby confirming that the contact-type monitoring device 70 is operating normally. For purposes other than this confirmation of normal operation, the third switch SW3 may be closed, and the measurement unit 77 and the switching unit 79 may be connected to the ground line 40 via the reference resistor 81. In this case, residual voltage and capacitance parasitic within the contact-type monitoring device 70 may be discharged using the reference resistor 81.

上記実施形態では、接触式監視装置70c,70fによって第1低圧交流電路32及び第2低圧交流電路36の各部の絶縁抵抗を計測する場合について説明したが、これに限られない。例えば、第1低圧交流電路32の絶縁抵抗を計測する接触式監視装置70と、第2低圧交流電路36の各部の絶縁抵抗を計測する接触式監視装置70とを別々に設けても良い。この場合、第1低圧交流電路32と第2低圧交流電路36とは電圧が異なるため、それぞれ専用の接触式監視装置70を設置することによって、各電路の絶縁抵抗の計測を高精度にできる。更に、第2低圧交流電路36に第1低圧交流電路32向けの電圧を印加することを抑制できる。 In the above embodiment, the contact-type monitoring devices 70c and 70f are used to measure the insulation resistance of each part of the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36, but this is not limiting. For example, a contact-type monitoring device 70 that measures the insulation resistance of the first low-voltage AC circuit 32 and a contact-type monitoring device 70 that measures the insulation resistance of each part of the second low-voltage AC circuit 36 may be provided separately. In this case, since the first low-voltage AC circuit 32 and the second low-voltage AC circuit 36 have different voltages, the insulation resistance of each circuit can be measured with high accuracy by installing a dedicated contact-type monitoring device 70 for each. Furthermore, the application of a voltage intended for the first low-voltage AC circuit 32 to the second low-voltage AC circuit 36 can be suppressed.

また、接触式監視装置70による計測時の印加電圧は、鉄道車両10,100a~100c,110,130a~130c,150の通電時に計測対象の各電路を流れる電圧以下に設定されているので、過大な電圧を印加する従来の絶縁抵抗試験が禁止された電気機器を各電路に接続したまま、接触式監視装置70による計測が可能である。 In addition, the voltage applied during measurement by the contact-type monitoring device 70 is set to be lower than the voltage that flows through each electrical circuit being measured when current is applied to the railway cars 10, 100a-100c, 110, 130a-130c, and 150, so measurements can be made using the contact-type monitoring device 70 while electrical equipment that is prohibited from being subjected to conventional insulation resistance tests that apply excessive voltages is still connected to each electrical circuit.

また、端子Vと端子a~fとの間に印加する電圧の値などに関係無く、1又は複数の計測対象毎に接触式監視装置70を設けても良い。また、接触式監視装置70の端子a~fの数を増やして、1台の鉄道車両10,100a~100c,110,130a~130c,150の各部の絶縁抵抗を1台の接触式監視装置70で計測しても良い。 In addition, a contact-type monitoring device 70 may be provided for one or more measurement objects, regardless of the value of the voltage applied between terminal V and terminals a-f. In addition, the number of terminals a-f of the contact-type monitoring device 70 may be increased to measure the insulation resistance of each part of one railway vehicle 10, 100a-100c, 110, 130a-130c, 150 with one contact-type monitoring device 70.

上記実施形態では、交流監視装置120は、零相変流器127の検出結果と、基準検出部128の検出結果とから計測対象の絶縁抵抗を算出する場合について説明したが、これに限られない。例えば、基準検出部128を省略しても良い。但し、零相変流器127の検出結果と、基準検出部128の検出結果とから計測対象の絶縁抵抗を算出することで、交流監視装置120による絶縁抵抗の計測結果の検出精度を向上できる。 In the above embodiment, the AC monitoring device 120 calculates the insulation resistance of the measurement object from the detection result of the zero-phase current transformer 127 and the detection result of the reference detection unit 128, but this is not limited to the above. For example, the reference detection unit 128 may be omitted. However, by calculating the insulation resistance of the measurement object from the detection result of the zero-phase current transformer 127 and the detection result of the reference detection unit 128, the detection accuracy of the insulation resistance measurement result by the AC monitoring device 120 can be improved.

上記実施形態では、ブレーキ19や制御装置60が整流器38を介して第2低圧交流電路36,156に接続される場合について説明したが、これに限られない。例えば、第2低圧交流電路36,156や第1低圧交流電路32,154とは異なる電線を介して、バッテリにブレーキ19及び制御装置60を接続しても良い。これにより、架線4,140からの電力供給が遮断された場合でも、ブレーキ19及び制御装置60を作動させることができる。 In the above embodiment, the brake 19 and the control device 60 are connected to the second low-voltage AC circuit 36, 156 via the rectifier 38, but this is not limited to the above. For example, the brake 19 and the control device 60 may be connected to the battery via a wire different from the second low-voltage AC circuit 36, 156 and the first low-voltage AC circuit 32, 154. This allows the brake 19 and the control device 60 to operate even if the power supply from the overhead line 4, 140 is cut off.

上記実施形態では、第1低圧交流電路32,154に空調機器15が接続される場合を例示したが、これに限られない。第1低圧交流電路32,154に接続される交流機器としては、空調機器15以外に、電動空気圧縮機や換気装置、各種の冷却用送風機が挙げられる。 In the above embodiment, the case where the air conditioner 15 is connected to the first low-voltage AC circuit 32, 154 is illustrated, but this is not limited to the above. In addition to the air conditioner 15, AC equipment that may be connected to the first low-voltage AC circuit 32, 154 may include an electric air compressor, a ventilation device, and various cooling fans.

2 レール
10,100a~100c,110,130a~130c,150 鉄道車両
12 車体(接地部の一部)
15 空調機器(電気機器)
16 照明(電気機器)
18,18a~18c 電源線
19 ブレーキ(電気機器)
20 VVVFインバータ(変換装置、又は、変換装置の一部)
22 電動機(電気機器)
22b 筐体(接地部の一部)
24 電動機用電線(出力電線)
30 SIV(変換装置、又は、変換装置の一部)
32,154 第1低圧交流電路(出力電線)
34,155 絶縁トランス(変換装置の一部)
36,156 第2低圧交流電路(出力電線)
40,40a~40c 接地線(接地部の一部)
42,42a~42c 接地側電線
44,44b~44i 電磁開閉器
44a 電磁開閉器(電源側開閉器)
60 制御装置(電気機器)
70,70a~70g 接触式監視装置(監視装置)
77 計測部(抵抗計測部)
78 電圧印加部
79 切換部
VDn(n=1~6) 電圧検出部
SW1-n(n=1~6) 第1スイッチ
SW2-n(n=1~6) 第2スイッチ
81 基準抵抗
86 絶縁トランス(電気機器)
151 主変圧器(変換装置、又は、変換装置の一部)
152 AC/DCコンバータ(変換装置の一部)
2 Rail 10, 100a to 100c, 110, 130a to 130c, 150 Railway vehicle 12 Car body (part of the ground contact portion)
15. Air conditioning equipment (electrical equipment)
16 Lighting (electrical equipment)
18, 18a to 18c Power line 19 Brake (electrical equipment)
20 VVVF inverter (conversion device or part of conversion device)
22 Electric motors (electrical equipment)
22b Housing (part of the grounding part)
24 Electric motor wire (output wire)
30 SIV (conversion device or part of a conversion device)
32,154 First low voltage AC circuit (output wire)
34,155 Isolation transformer (part of the conversion device)
36,156 Second low voltage AC circuit (output wire)
40, 40a to 40c: Ground wire (part of the grounding portion)
42, 42a to 42c Ground side wire 44, 44b to 44i Electromagnetic switch 44a Electromagnetic switch (power supply side switch)
60 Control device (electrical equipment)
70,70a~70g Contact type monitoring device (monitoring device)
77 Measurement unit (resistance measurement unit)
78 Voltage application section 79 Switching section VDn (n=1 to 6) Voltage detection section SW1-n (n=1 to 6) First switch SW2-n (n=1 to 6) Second switch 81 Reference resistor 86 Isolation transformer (electrical device)
151 Main transformer (converter or part of converter)
152 AC/DC converter (part of the conversion device)

Claims (4)

レール上を走行する鉄道車両であって、
前記レールに接続される接地部と、
電力が供給される電源線と、
その電源線に接続され、前記電源線からの入力電圧を調整して出力する変換装置と、
その変換装置から出力電力が供給される出力電線と、
その出力電線に接続されて出力電力によって作動する電気機器と、
その電気機器と前記接地部とを前記出力電線を介し開閉可能に接続し、前記電源線への電力の供給の遮断に応じて開く電磁開閉器と、
その電磁開閉器が開いた状態で、前記接地部との接続が切れた前記電気機器に接続されている前記出力電線と前記接地部との間に電圧を印加して、その出力電線の絶縁抵抗を計測する監視装置と、
を備えていることを特徴とする鉄道車両。
A railway vehicle that runs on rails,
A ground portion connected to the rail;
A power line through which power is supplied;
A conversion device connected to the power supply line and regulating an input voltage from the power supply line and outputting the adjusted voltage;
an output wire through which output power is supplied from the converter;
an electric device connected to the output wire and operated by the output power;
an electromagnetic switch that connects the electrical device and the grounding portion via the output electric wire in an openable manner and opens in response to interruption of the supply of power to the power supply line;
a monitoring device that applies a voltage between the output wire connected to the electrical device whose connection with the ground part has been cut off and the ground part while the electromagnetic switch is in an open state, and measures the insulation resistance of the output wire;
A railway vehicle comprising:
前記変換装置の入力側と前記接地部とを連結する接地側電線と、
前記電源線への電力の供給の遮断に応じて開くことで前記接地側電線を前記接地部から切り離す電源側開閉器と、を備え、
前記監視装置は、前記電源側開閉器が開いた状態で、前記接地部と、前記電源線および前記接地側電線の少なくとも一方との間に電圧を印加して、その少なくとも一方の絶縁抵抗を計測することを特徴とする請求項1記載の鉄道車両。
A ground side electric wire connecting the input side of the conversion device and the ground part;
a power supply side switch that opens in response to interruption of the supply of power to the power line to thereby separate the ground side electric wire from the ground portion,
2. The railway vehicle according to claim 1, wherein the monitoring device applies a voltage between the grounding portion and at least one of the power supply line and the grounding side electric wire while the power supply side switch is open, and measures the insulation resistance of at least one of them.
前記監視装置は、
絶縁抵抗の計測対象の電線に開閉可能に接続される第1スイッチと、
閉じた第1スイッチを介し前記計測対象に接続されてその計測対象にかかる電圧を検出する電圧検出部と、
その電圧検出部および前記第1スイッチに開閉可能に接続され、前記電圧検出部で検出した電圧が所定値以下である場合に閉じる第2スイッチと、を備え、
互いに接続された第1スイッチ及び第2スイッチが閉じることで、その第1スイッチに接続された計測対象の絶縁抵抗を計測する計測回路が形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の鉄道車両。
The monitoring device includes:
a first switch that is openably connected to an electric wire whose insulation resistance is to be measured;
a voltage detection unit connected to the measurement object via the closed first switch to detect a voltage applied to the measurement object;
a second switch connected to the voltage detection unit and the first switch in an openable/closable manner and configured to close when the voltage detected by the voltage detection unit is equal to or lower than a predetermined value;
3. The railway vehicle according to claim 1, wherein a measurement circuit is formed that measures the insulation resistance of an object to be measured that is connected to the first switch by closing a first switch and a second switch that are connected to each other.
前記監視装置は、
前記接地部へ正の電圧を印加する電圧印加部と、
前記接地部との接続が切れた計測対象の電線に接続され、前記電圧印加部で印加した電圧に基づき前記計測対象の絶縁抵抗を計測する抵抗計測部と、
その抵抗計測部と前記接地部との間に配置され、予め定めた抵抗値を有する基準抵抗と、
前記抵抗計測部と前記計測対象との接続を、前記基準抵抗を介した前記抵抗計測部と前記接地部との接続に切り換える切換部と、を備え、
前記抵抗計測部は、前記切換部により前記基準抵抗を介した前記抵抗計測部と前記接地部との接続に切り換えられた状態で、前記電圧印加部で印加した電圧に基づき、絶縁抵抗の代わりに前記基準抵抗の抵抗値を計測することを特徴とする請求項1又は2に記載の鉄道車両。
The monitoring device includes:
A voltage application unit that applies a positive voltage to the ground unit;
a resistance measurement unit that is connected to the electric wire to be measured that has been disconnected from the grounding unit and that measures the insulation resistance of the measurement target based on the voltage applied by the voltage application unit;
a reference resistor having a predetermined resistance value, the reference resistor being disposed between the resistance measurement unit and the ground unit;
a switching unit that switches a connection between the resistance measurement unit and the measurement target to a connection between the resistance measurement unit and the ground unit via the reference resistor,
3. The railway vehicle according to claim 1, wherein the resistance measurement unit measures a resistance value of the reference resistor instead of an insulation resistance based on a voltage applied by the voltage application unit when the resistance measurement unit is switched by the switching unit to connect the resistance measurement unit to the ground unit via the reference resistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012223020A (en) 2011-04-12 2012-11-12 Toshiba Corp Electric vehicle system
JP2020190477A (en) 2019-05-22 2020-11-26 株式会社日立製作所 Body potential measurement system and body potential measurement method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07333279A (en) * 1994-06-14 1995-12-22 Meidensha Corp Leakage test equipment
JP3403847B2 (en) * 1995-03-09 2003-05-06 財団法人鉄道総合技術研究所 Method and apparatus for measuring insulation resistance
JP2003048465A (en) * 2001-08-08 2003-02-18 Mitsubishi Electric Corp Leakage current detector for railway feeder circuits
JP4297333B2 (en) * 2003-06-27 2009-07-15 大同信号株式会社 Railway line insulation resistance measuring method and apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012223020A (en) 2011-04-12 2012-11-12 Toshiba Corp Electric vehicle system
JP2020190477A (en) 2019-05-22 2020-11-26 株式会社日立製作所 Body potential measurement system and body potential measurement method

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