Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7833190B2 - A method for detecting electric arcs generated between railway overhead lines and railway traction equipment, and a corresponding detection device. - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7833190B2 - A method for detecting electric arcs generated between railway overhead lines and railway traction equipment, and a corresponding detection device. - Google Patents

A method for detecting electric arcs generated between railway overhead lines and railway traction equipment, and a corresponding detection device.

Info

Publication number
JP7833190B2
JP7833190B2 JP2022575476A JP2022575476A JP7833190B2 JP 7833190 B2 JP7833190 B2 JP 7833190B2 JP 2022575476 A JP2022575476 A JP 2022575476A JP 2022575476 A JP2022575476 A JP 2022575476A JP 7833190 B2 JP7833190 B2 JP 7833190B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
current
extracted
spectral portion
pantograph
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022575476A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023529434A (en
Inventor
ジョルダーノ,ドメニコ
シニョリーノ,ダヴィデ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (I N RI M)
Original Assignee
Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (I N RI M)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (I N RI M) filed Critical Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (I N RI M)
Publication of JP2023529434A publication Critical patent/JP2023529434A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7833190B2 publication Critical patent/JP7833190B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/04Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using rollers or sliding shoes in contact with trolley wire

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Description

本明細書は、直流電圧を運ぶ鉄道架線と、鉄道牽引装置によって吸収または注入された電流を集める鉄道牽引装置のパンタグラフと、の間に発生するアークを検出する方法、および対応する検出配置に関する。 This specification relates to a method for detecting an arc occurring between a railway overhead line carrying a DC voltage and a pantograph of a railway traction device that collects current absorbed or injected by the railway traction device, and to a corresponding detection arrangement.

一つ以上の実施形態は、エネルギ消費に関連するデータを収集し、それを地上データ収集システムに送信するためのアプリケーションに適用され得る。 One or more embodiments may be applied to applications for collecting energy consumption-related data and transmitting it to a ground data collection system.

電気鉄道システムの大部分において、電力は、架線(OHL)とパンタグラフとの間の摺動接点を介して、電源から牽引装置(機関車又は電気鉄道)に伝達される。パンタグラフは、電車の屋根の上に設置されたサーボ式の集電装置で、接触線に接触帯の力を加え、制御する。数mm角の接触部を介してOHLからパンタグラフのカーボンブレードに伝達される電力が大きい(最大約8MW)ため、集電装置は鉄道の電力系統で最も重要な要素の1つとなっている。 In most electric railway systems, power is transmitted from the power source to the traction device (locomotive or electric train) via sliding contacts between the overhead line (OHL) and the pantograph. The pantograph is a servo-operated current collector mounted on the roof of the train, controlling the force applied to the contact line by the contact strip. Because a large amount of power (up to approximately 8 MW) is transmitted from the OHL to the pantograph's carbon blades through a contact area of a few millimeters square, the current collector is one of the most important components of a railway power system.

機関車や電気機関車などの鉄道車両が吸収した電流を収集するパンタグラフで検出される電圧と電流の電気量を正確に分析することで、供給システムと車両の両方の機能状態に関する興味深い情報を得ることができる。パンタグラフで発生する電気的事象を検出し、確実にカタログ化する手法は、予知保全に活用することができる。このような事象の1つが、機関車が吸収・注入する電流を集めるパンタグラフが、架線(OHCL)から外れることによって発生するアーク放電現象である。摺動接点の両電極間の剥離を引き起こす原因は、軌道の凹凸、カテナリーの凹凸、高速度、気象条件(雪、氷、霜)などに要約される。アーク事象の数が多くなると、集電板の劣化が早くなり、アーク事象が増加し、電力品質の低下や事故が発生する可能性がある。 By accurately analyzing the voltage and current detected by the pantograph, which collects the current absorbed by railway vehicles such as locomotives and electric locomotives, interesting information about the functional status of both the supply system and the vehicle can be obtained. Methods for detecting and reliably cataloging electrical events occurring in the pantograph can be used for predictive maintenance. One such event is the arc discharge phenomenon that occurs when the pantograph, which collects the current absorbed and injected by the locomotive, becomes detached from the overhead line (OHCL). The causes of separation between the two electrodes of the sliding contact can be summarized as track irregularities, catenary irregularities, high speeds, and weather conditions (snow, ice, frost). An increase in the number of arc events accelerates the deterioration of the current collector plate, leading to more arc events, potentially resulting in reduced power quality and accidents.

そのため、パンタグラフと架線の状態を監視するために、アーク放電をカウントすることが望まれる。このようなツールをデータ収集システムと組み合わせて全車両に広く普及させることで、すべり接触に関わる機器の予知保全に貢献することができる。 Therefore, counting arc discharges is desirable to monitor the condition of the pantograph and overhead lines. By combining such tools with data acquisition systems and widely disseminating them to all vehicles, it is possible to contribute to predictive maintenance of equipment involved in slip contact.

特に、将来的には、全ての機関車にアークイベントを検出する装置が搭載され、アークイベントの数を地上データ収集システムに送信できるようになれば、パンタグラフとOHL間の接触品質の予測保守を実施することができる。また、将来的には、ヨーロッパ全域で運行されているすべての機関車が、エネルギ消費に関するデータを収集し、地上データ収集システムに送信することが義務付けられる予定である。この義務は、TSI(Technical Specification for Interoperability)によって課せられている。 In particular, if all locomotives are equipped with devices to detect arc events and transmit the number of arc events to a ground data collection system in the future, predictive maintenance of contact quality between the pantograph and the overhead line (OHL) will be possible. Furthermore, in the future, all locomotives operating throughout Europe will be required to collect energy consumption data and transmit it to a ground data collection system. This obligation is imposed by the Technical Specification for Interoperability (TSI).

現在のシステムでは、パンタグラフシュー(OHCLと接触する要素)の状態監視をビデオシステム登録で行っているが、それはビデオカメラの設置が必要であり、取得した画像からアークイベントを特定することが困難であった。 In the current system, the condition of the pantograph shoe (the element that contacts the OHCL) is monitored using a video system registration. However, this requires the installation of a video camera, and it is difficult to identify arc events from the acquired images.

前述の説明に基づいて、先に概説した欠点の1つまたは複数を克服する解決策の必要性が感じられる。 Based on the above explanation, there is a perceived need for solutions to overcome one or more of the shortcomings outlined earlier.

1つ以上の実施形態によれば、そのような目的は、後に続く請求項に具体的に規定される特徴を有する方法を通じて達成される。実施形態は、さらに、関連する検出配置に関する。 According to one or more embodiments, such an objective is achieved through a method having features specifically defined in subsequent claims. The embodiments further relate to relevant detection arrangements.

特許請求の範囲は、本明細書で提供される開示の技術的教示の不可欠な部分である。 The claims are an integral part of the technical teachings provided herein.

前述したように、本開示は、直流電圧を運ぶ鉄道架線と、鉄道牽引装置によって吸収または注入された電流を収集する鉄道牽引装置のパンタグラフとの間で発生するアークを検出するための方法に関する解決策を提供するもので、
前記パンタグラフは、入力ローパスフィルタを有し 、
前記入力ローパスフィルタは、所定の固有周波数で動作し、
その入力部で、
パンタグラフ、特にパンタグラフシューと基準ノードとの間の電圧と、
前記鉄道牽引装置によって吸収または注入される前記電流とを受け取り、
その出力部で、フィルタリングされた電圧を前記鉄道牽引装置に供給する、ステップを有し、
前記方法は、
前記パンタグラフと前記基準ノードとの間の前記電圧、および鉄道牽引装置によって吸収または注入された前記電流を測定し、それぞれ測定電圧および測定電流を得るステップと、
前記測定電圧から、所定の検出周波数付近に区切られたスペクトル部分を有する抽出電圧信号を抽出するステップと、
前記機関車に吸収された又は注入された前記測定電流から、前記所定の固有振動数付近に区切られたスペクトル部分を有する抽出電流信号を抽出するステップと、
区切られたスペクトル部分を有する前記抽出された電圧信号の振幅と、区切られたスペクトル部分を有する前記抽出された電流信号の振幅とを、それぞれの閾値と比較するステップと、
前記比較動作が、区切られたスペクトル部分を有する前記抽出された電圧信号の振幅と区切られたスペクトル部分を有する前記抽出された電流信号の振幅の両方がそれぞれの閾値を上回っていることを示すかどうかを確認し、確認の結果が肯定的な場合は、アークの検出を合図するステップと、を含む。
As stated above, this disclosure provides a solution for a method for detecting an arc occurring between a railway overhead line carrying a DC voltage and the pantograph of a railway traction device that collects current absorbed or injected by the railway traction device.
The aforementioned pantograph has an input low-pass filter,
The aforementioned input low-pass filter operates at a predetermined natural frequency,
At that input section,
The voltage between the pantograph, particularly the pantograph shoe and the reference node,
The current absorbed or injected by the aforementioned railway traction device is received,
The output section has a step of supplying the filtered voltage to the railway traction device,
The aforementioned method,
The steps include measuring the voltage between the pantograph and the reference node, and the current absorbed or injected by the railway traction device, and obtaining the measured voltage and measured current, respectively.
The steps include extracting an extracted voltage signal from the measured voltage, having a spectral portion divided around a predetermined detection frequency,
The steps include extracting an extracted current signal having a spectral portion delimited to the vicinity of a predetermined natural frequency from the measured current absorbed or injected into the locomotive,
A step of comparing the amplitude of the extracted voltage signal having a delimited spectral portion and the amplitude of the extracted current signal having a delimited spectral portion with their respective thresholds,
The comparison operation includes a step of checking whether the amplitude of the extracted voltage signal having a delimited spectral portion and the amplitude of the extracted current signal having a delimited spectral portion are both above their respective thresholds, and if the result of the check is positive, signaling for arc detection.

変形実施形態において、前記測定された電圧から、所定の検出周波数の付近に区切られたスペクトル部分を有する抽出された電圧信号を抽出することは、前記所定の検出周波数の付近にアナログバターワースフィルタリングまたは特殊共振フィルタリングを実行することを含み、かつ
前記機関車によって吸収または注入された前記測定された電流から、所定の固有周波数の付近に区切られたスペクトル部分を有する抽出された電流信号を抽出することは、前記入力ローパスフィルタの前記固有周波数を中心とする、特に2次のオーダのアナログ通過帯域バターワースフィルタリングを実行することを含み、
前記比較動作は、前記抽出された電圧と前記抽出された電流をそれぞれの閾値比較器によって比較することを含む。
In a modified embodiment, extracting an extracted voltage signal having a spectral portion delimited near a predetermined detection frequency from the measured voltage includes performing analog Butterworth filtering or special resonant filtering near the predetermined detection frequency, and extracting an extracted current signal having a spectral portion delimited near a predetermined natural frequency from the measured current absorbed or injected by the locomotive includes performing analog passband Butterworth filtering, particularly of the second order, centered on the natural frequency of the input low-pass filter.
The comparison operation includes comparing the extracted voltage and the extracted current using their respective threshold comparators.

変形実施形態において、前記検出周波数は、1kHzから3kHzの範囲であり、特に前記アナログバターワースフィルタリングの帯域幅は、143Hzであることを特徴とする。 In a modified embodiment, the detection frequency is in the range of 1 kHz to 3 kHz, and in particular, the bandwidth of the analog Butterworth filtering is 143 Hz.

変形実施形態において、前記固有周波数は、15Hzから30Hzの範囲にあり、前記アナログ通過帯域バターワースフィルタリングの帯域幅は、特に、11.2Hzである。 In a modified embodiment, the natural frequency ranges from 15 Hz to 30 Hz, and the bandwidth of the analog passband Butterworth filtering is, in particular, 11.2 Hz.

変形実施形態において、前記比較動作は、抽出された電圧部分の比較の出力を遅延させることを含む。 In a modified embodiment, the comparison operation includes delaying the output of the comparison of the extracted voltage portion.

変形実施形態において、前記電圧を測定することは、
前記検出周波数に共振周波数を有するアナログフィルタによって前記測定された電圧をアナログプレフィルタリングし、アナログフィルタリングされた電圧をデジタル的に取得することを含み、
前記電流を測定することは、前記アナログフィルタされた電圧の取得と同期して、測定された電流をデジタル的に取得することを含み、
前記測定された電圧から、所定の検出周波数付近の区切られたスペクトル部分を有する抽出電圧信号を抽出することは、前記測定された電圧、特にアナログフィルタされた電圧の高速フーリエ変換を行い、前記検出周波数に対応するトーンを抽出することを含み、
前記機関車によって吸収又は注入された前記測定された電流から、所定の固有周波数の付近に区切られたスペクトル部分を有する抽出された電流信号を抽出することは、前記測定された電流の高速フーリエ変換を行い、前記固有周波数に対応するトーンを抽出することを含み、
In the modified embodiment, measuring the voltage is
This includes analog pre-filtering the measured voltage using an analog filter having a resonant frequency at the detection frequency, and digitally acquiring the analog-filtered voltage.
Measuring the current includes digitally acquiring the measured current in synchronization with acquiring the analog-filtered voltage.
Extracting an extracted voltage signal having a segmented spectral portion near a predetermined detection frequency from the measured voltage includes performing a fast Fourier transform on the measured voltage, particularly the analog-filtered voltage, and extracting a tone corresponding to the detection frequency.
Extracting an extracted current signal having spectral portions delimited around a predetermined natural frequency from the measured current absorbed or injected by the locomotive includes performing a fast Fourier transform on the measured current and extracting a tone corresponding to the natural frequency.

前記電圧のトーンと前記電流のトーンとをそれぞれの単一の閾値と比較することを、含む。 This includes comparing the voltage tone and the current tone with their respective single thresholds.

変形実施形態において、前記アナログプレフィルタリングの前記検出周波数は、1kHzから2kHzの範囲にある。 In a modified embodiment, the detection frequency of the analog pre-filtering is in the range of 1 kHz to 2 kHz.

変形実施形態において、前記測定された電圧の前記高速フーリエ変換は、4msから10msの間の範囲の分析時間で実行され、前記測定された電流の前記高速フーリエ変換は、100msから300msの間の範囲の分析時間で実行される。 In a modified embodiment, the Fast Fourier Transform of the measured voltage is performed with an analysis time in the range of 4 ms to 10 ms, and the Fast Fourier Transform of the measured current is performed with an analysis time in the range of 100 ms to 300 ms.

本開示は、直流電圧を運ぶ鉄道架線と、鉄道牽引装置によって吸収又は注入された電流を収集する鉄道牽引装置のパンタグラフとの間で発生するアークを検出するための装置に関する解決策も提供し、
前記パンタグラフは、所定の固有周波数で動作する入力ローパスフィルタを備え、
その入力部で、パンタグラフ、特にパンタグラフシューと基準ノードとの間の電圧と、鉄道牽引装置によって吸収または注入された前記電流を受信し、
その出力部で、フィルタリングされた電圧を鉄道牽引装置に供給し、
前記装置は、前記パンタグラフと前記基準ノードとの間の前記電圧、および前記鉄道牽引装置によって吸収または注入された前記電流を測定し、それぞれ測定電圧および測定電流を得るように構成されたセンサモジュールを備え、
前記装置は、上記の実施形態のいずれかによる方法のステップを実行するように構成される。
This disclosure also provides a solution relating to an apparatus for detecting arcs occurring between a railway overhead line carrying a DC voltage and the pantograph of a railway traction device that collects current absorbed or injected by the railway traction device.
The pantograph is equipped with an input low-pass filter that operates at a predetermined natural frequency.
At its input, it receives the voltage between the pantograph, particularly the pantograph shoe, and the reference node, and the current absorbed or injected by the railway traction device.
At its output, the filtered voltage is supplied to the railway traction device.
The device comprises a sensor module configured to measure the voltage between the pantograph and the reference node, and the current absorbed or injected by the railway traction device, and to obtain a measured voltage and a measured current, respectively.
The apparatus is configured to perform the steps of the method according to any of the embodiments described above.

特許請求の範囲は、実施形態を参照して本明細書に提供される技術的教示の不可欠な部分である。 The claims are an integral part of the technical teachings provided herein with reference to embodiments.

1つ以上の実施形態が、非限定的な例としてのみ、添付の図を参照しながら、説明される。 One or more embodiments are described, only as non-limiting examples, with reference to the attached figures.

図1は、アークイベントに対する回路説明を提供する概略図である。Figure 1 is a schematic diagram providing a circuit description for arc events. 図2Aは、アーク事象が存在する場合のパンタグラフにおける電圧および電流の挙動を示す時間図である。Figure 2A is a time-lapse diagram showing the voltage and current behavior in a pantograph when an arc event is present. 図2Bは、図2Aの図の拡大された時間図である。Figure 2B is an enlarged time diagram of the figure in Figure 2A. 図3は、ここで説明する方法の一般的な実施形態を表す流れ図である。Figure 3 is a flowchart illustrating a general embodiment of the method described herein. 図4は、ここで説明される方法の第1の実施形態を実施する配置の概略図である。Figure 4 is a schematic diagram of an arrangement for implementing the first embodiment of the method described herein. 図5は、図4の実施形態の電圧量のタイムダイアグラムである。Figure 5 is a time diagram of the voltage quantity in the embodiment shown in Figure 4. 図6は、図4の実施形態の電流量のタイムダイアグラムである。Figure 6 is a time diagram of the current flow in the embodiment shown in Figure 4. 図7は、図4の実施形態の電圧量及び電流量のタイムダイアグラムである。Figure 7 is a time diagram of the voltage and current quantities in the embodiment shown in Figure 4. 図8は、ここで説明する方法の第2の実施形態を実装する配置の概略図である。Figure 8 is a schematic diagram of an arrangement that implements the second embodiment of the method described herein. 図9は、図8の実施形態の電圧量のタイムダイアグラムである。Figure 9 is a time diagram of the voltage quantity in the embodiment shown in Figure 8. 図10は、図8の実施形態の電流量のタイムダイアグラムである。Figure 10 is a time diagram of the current flow in the embodiment shown in Figure 8. 図11は、図8の実施形態の電圧量および電流量のタイムダイアグラムである。Figure 11 is a time diagram of the voltage and current quantities in the embodiment shown in Figure 8.

続く説明では、本説明の実施形態の例の深い理解を提供することを目的として、1つまたは複数の具体的な詳細が例示される。実施形態は、1つ以上の特定の詳細がなくても、または他の方法、構成要素、材料などを用いて得ることができる。他の場合、実施形態の特定の側面が不明瞭にならないように、既知の構造、材料、又は動作は、詳細に図示又は説明されない。 The following description illustrates one or more specific details for the purpose of providing a deeper understanding of the embodiments described herein. Embodiments can be obtained without one or more specific details, or by using other methods, components, materials, etc. In other cases, known structures, materials, or operations are not illustrated or described in detail so as not to obscure specific aspects of the embodiments.

本明細書の枠組みにおける「一実施形態」又は「一実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の構成、構造、又は特性が、少なくとも一つの実施形態に構成されることを示すことを意図している。したがって、本明細書の1つ以上の箇所に存在し得る「一実施形態において」または「一実施形態において」などの表現は、必ずしも1つの同じ実施形態を指すものではない。 References to “one embodiment” or “one embodiment” within the framework of this specification are intended to indicate that a particular configuration, structure, or characteristic described in relation to an embodiment is configured in at least one embodiment. Therefore, expressions such as “in one embodiment” or “in one embodiment” that may appear in one or more places in this specification do not necessarily refer to the same single embodiment.

さらに、特定のコンフォメーション、構造、または特性は、1つまたは複数の実施形態において、任意の適切な方法で組み合わされることができる。 Furthermore, specific conformations, structures, or characteristics can be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

本明細書で使用される参考文献は、単に便宜的に提供されるものであり、それゆえ、保護範囲または実施形態の範囲を規定するものでない。 The references used herein are provided solely for convenience and therefore do not define the scope of protection or the scope of the embodiments.

本明細書に併記された図を通して、同様の部品または要素は、同様の参照/数字で示され、対応する説明は、簡潔さのために繰り返されない。 Through the figures accompanying this specification, similar parts or elements are indicated by the same reference/number, and corresponding descriptions are not repeated for the sake of brevity.

図面は、簡略化された形態であり、正確な縮尺でない。 The drawings are simplified and not to an accurate scale.

パンタグラフシューと架線との間の剥離が電流束の存在下で発生すると、電気アークが摺動接点の2つの電極間に発生する。電気アークの物理的な記述は複雑であるが、このような事象は、パンタグラフシューと架空送電線との間に任意のパルス電圧波形を与える任意の電圧発生器として、回路モデルで簡単に記述することができる。より詳細な説明は、G. Crottiらの出版物、「Pantograph-to-OHL Arc: Conducted Effects in DC Railway Supply System」、IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement、68巻、10号、3861-3870頁、2019年10月に記載されている。 When separation occurs between the pantograph shoe and the overhead wire in the presence of a current flux, an electric arc is generated between the two electrodes of the sliding contact. While the physical description of an electric arc is complex, such an event can be easily described in a circuit model as an arbitrary voltage generator that provides an arbitrary pulse voltage waveform between the pantograph shoe and the overhead power line. A more detailed explanation can be found in the publication by G. Crotti et al., "Pantograph-to-OHL Arc: Conducted Effects in DC Railway Supply System," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 68, No. 10, pp. 3861-3870, October 2019.

図1は、牽引装置における吸収(正)または牽引装置による電流の発生(負)の間のアーク事象の簡単な回路説明を提供する概略図であり、後者は制動段階中に発生する可能性がある。 Figure 1 is a schematic diagram providing a simple circuit description of an arc event occurring between absorption (positive) or current generation (negative) in a traction device, the latter of which can occur during the braking phase.

したがって、図1には、パンタグラフ11aによって電気供給システム13から供給される直流供給電圧Vlineを運ぶ架線12に結合された牽引装置11、例えば機関車が示されている。 Therefore, Figure 1 shows a traction device 11, such as a locomotive, coupled to an overhead wire 12 that carries a DC supply voltage V line supplied from an electrical supply system 13 by a pantograph 11a.

パンタグラフ11aはその性質上、通常は直流供給電圧Vlineを受ける架線12に接触しているが、電圧発生装置は、架線12とパンタグラフ14の間に、上述した理由の1つのためにアーク電圧Varcを有するアークAの形成を表し、Ipは架線12とパンタグラフ11aの間を流れる電流を示す。 Due to its nature, the pantograph 11a is normally in contact with the overhead wire 12 which receives a DC supply voltage V line . However, the voltage generator indicates the formation of an arc A between the overhead wire 12 and the pantograph 14, which has an arc voltage V arc for one of the reasons mentioned above, and Ip indicates the current flowing between the overhead wire 12 and the pantograph 11a.

図1においても、これは架線12とパンタグラフ11aとの結合の等価回路で表されており、入力フィルタ15がパンタグラフ14の入力段を表している。図示のように直流電源電圧Vlineは、アーク電圧Varcを表す等価電圧発生器によって入力フィルタ15の入力端子から分離された端子に結合される。したがって、入力フィルタ15の入力電圧であるパンタグラフ電圧Vpは、Vline-Varcとなり、アークがないときの直流電源電圧Vlineに相当する。フィルタ15の入力ノードにおけるパンタグラフ電流Ipは、架線12に対して吸収または注入される電流である。 In Figure 1, this is represented by an equivalent circuit of the coupling between the overhead wire 12 and the pantograph 11a, with the input filter 15 representing the input stage of the pantograph 14. As shown in the figure, the DC power supply voltage V line is coupled to a terminal separated from the input terminal of the input filter 15 by an equivalent voltage generator representing the arc voltage V arc . Therefore, the pantograph voltage V p , which is the input voltage of the input filter 15, becomes V line - V arc , which corresponds to the DC power supply voltage V line when there is no arc. The pantograph current I p at the input node of the filter 15 is the current absorbed or injected into the overhead wire 12.

図1に示すように、パンタグラフ電圧Vpは、パンタグラフ11aと基準ノード、例えば接地基準との間に形成される。通常、基準ノードは、パンタグラフ電圧VpまたはDC供給電圧Vlineに対して、ゼロ電圧またはより低い電位である。実施形態では、基準ノードは、レールによって表すことができる。 As shown in Figure 1, the pantograph voltage Vp is formed between the pantograph 11a and a reference node, for example, an earth reference. Typically, the reference node is at zero voltage or a lower potential relative to the pantograph voltage Vp or the DC supply voltage V line . In embodiments, the reference node can be represented by a rail.

入力フィルタ15は、牽引装置11、すなわち機関車のローパス入力段フィルタであり、DC機関車において一般的に存在するものである。このフィルタは、アークによって引き起こされる電気伝導効果を理解する上で重要な役割を果たす。これは、図1では、直列インダクタLifと出力コンデンサCifが並列に配置されたLCフィルタとして図式化されている。直列インダクタLifと基準ノードである出力コンデンサCifの端子には、牽引装置12の電気モータに供給するためのフィルタリングされた直流電圧Vdsfが形成される。図1に示すように、したがってまた、フィルタリングされた直流電圧Vdsfは、パンタグラフ電圧Vpとして、基準ノード、例えば接地基準に参照される。より一般的には、パンタグラフ電圧Vpが形成される入力ノードを含む入力フィルタ15の全ての電位は、前述のように接地基準であり得る、または実施形態ではレールによって表される、そのような基準ノードに言及される。レールは、必ずしもゼロ電圧でなくてもよく、Vline、Vp、Vdsfのノードに対して低い電位であればよい。 The input filter 15 is the low-pass input stage filter of the traction device 11, i.e., the locomotive, and is commonly found in DC locomotives. This filter plays an important role in understanding the electrical conduction effect caused by arcing. In Figure 1, it is diagrammed as an LC filter with a series inductor Lif and an output capacitor Cif arranged in parallel. A filtered DC voltage V dsf is formed at the terminals of the series inductor Lif and the output capacitor Cif, which is the reference node, to supply to the electric motor of the traction device 12. As shown in Figure 1, the filtered DC voltage V dsf is therefore also referred to as the pantograph voltage V p , with respect to a reference node, for example, a ground reference. More generally, all potentials in the input filter 15, including the input node on which the pantograph voltage V p is formed, are referred to as such a reference node, which may be a ground reference as described above, or represented by a rail in an embodiment. The rail does not necessarily have to be at zero voltage, but it does need to be at a low potential relative to the nodes of V line , V p , and V dsf .

図2Aは、機関車11が電流を吸収しているときに検出されたアークイベントAが存在する場合のパンタグラフにおける電圧Vpおよび電流Ipの挙動を示す時間図である。 Figure 2A is a time diagram showing the behavior of voltage Vp and current Ip in the pantograph when arc event A is detected while locomotive 11 is absorbing current.

図2Bは、図2Aの図のアークAの時間領域の拡大図であり、同じ電気量を示している。 Figure 2B is a time-domain enlarged view of arc A in Figure 2A, showing the same electric quantity.

電気アークAは、牽引装置11が電流を吸収している場合はパンタグラフ電圧Vpの電圧ディップを、牽引装置11が架線12に電流を注入している場合はうねりを誘発する。このような速い変動は、2次ローパスフィルタ15に振動を誘発し、パンタグラフ電流Ipに反映される。 Electric arc A induces a voltage dip in the pantograph voltage Vp when the traction device 11 is absorbing current, and an undulation when the traction device 11 is injecting current into the overhead line 12. Such rapid fluctuations induce oscillations in the secondary low-pass filter 15, which are reflected in the pantograph current Ip .

図2Aに示すような波形は、例えば、Crotti, G.; Giordano, D.; Signorino, D.; Femine, A. Delle; Gallo, D.; Landi, C.; Luiso, M.; Biancucci, A.; Donadio, L.: "Monitoring Energy and Power Quality On Board Train" に記載される。Proceedings of 2019 IEEE 10th International Workshop on Applied Measurements for Power Systems (AMPS), Aachen (Germany), September 25-27, 2019.]。 Waveforms like the one shown in Figure 2A are described, for example, in Crotti, G.; Giordano, D.; Signorino, D.; Femine, A. Delle; Gallo, D.; Landi, C.; Luiso, M.; Biancucci, A.; Donadio, L.: "Monitoring Energy and Power Quality On Board Train." [Proceedings of 2019 IEEE 10th International Workshop on Applied Measurements for Power Systems (AMPS), Aachen (Germany), September 25-27, 2019.]

ここで説明する解決策は、アークによって生じる伝導電気効果を利用するものであり、一般的には、方法の実施形態100を示す図3のフロー図に示すように、パンタグラフ11aと基準ノードとの間のパンタグラフ電圧Vpと、鉄道牽引装置11によって吸収又は注入された電流Ipとを測定して、測定された電圧Vp,outおよび測定された電流Ip,outをそれぞれ取得し(ステップ110)、
測定電圧Vp,outから、所定の検出周波数fdetの周りに区切られたスペクトル部分Vbpを有する抽出電圧信号、すなわち、例えばバンドパスフィルタリング後のような、所与の検出周波数fdetの周囲の限定された周波数範囲または帯域にわたるスペクトルを有する信号を抽出し(ステップ120)、
機関車によって吸収又は注入された前記測定電流Ip,outから、入力フィルタの所定の固有周波数fN周辺の区切られたスペクトル部分Ibpを有する抽出電流信号抽出し(ステップ130)、
区切られたスペクトル部分Vbpを有する前記抽出された電圧信号の振幅と区切られたスペクトル部分Ibpを有する前記抽出された電流信号の振幅とをそれぞれの閾値、電圧閾値thv又は電流閾値thvと比較し(ステップ140)、
前記比較演算140が、区切られたスペクトル部分Vbpを有する抽出された電圧信号の振幅と区切られたスペクトル部分Ibpを有する抽出された電流信号の振幅の両方がそれぞれの閾値thv、thvを超えていることを示すかどうかを検証し(ステップ150)、
超える場合は、アークAの検出ADが信号で通知される(ステップ160)。
The solution described here utilizes the conduction effect caused by the arc, and generally, as shown in the flowchart of Figure 3 illustrating Embodiment 100 of the method, the pantograph voltage Vp between the pantograph 11a and the reference node and the current Ip absorbed or injected by the railway traction device 11 are measured, and the measured voltage Vp,out and the measured current Ip,out are obtained, respectively (step 110).
From the measured voltage V p, ou t, an extracted voltage signal having a spectral portion V bp delimited around a predetermined detection frequency f det is extracted, i.e., a signal having a spectrum over a limited frequency range or band around a given detection frequency f det , such as after bandpass filtering (step 120).
From the measured current I p, out absorbed or injected by the locomotive, an extracted current signal having a delimited spectral portion I bp around a predetermined natural frequency f N of the input filter is extracted (step 130).
The amplitude of the extracted voltage signal having a delimited spectral portion V bp and the amplitude of the extracted current signal having a delimited spectral portion I bp are compared with their respective thresholds, the voltage threshold t hv or the current threshold t hv (step 140).
The comparison operation 140 verifies whether both the amplitude of the extracted voltage signal having a delimited spectral portion V bp and the amplitude of the extracted current signal having a delimited spectral portion I bp exceed their respective thresholds t hv and t hv (step 150).
If the threshold is exceeded, the detection AD of arc A is notified by a signal (step 160).

図4を参照すると、そこにはよりアナログ指向であるここで説明する方法の第1の実施形態を表す検出配置200が示されている。 Referring to Figure 4, a detection configuration 200 is shown, representing a first embodiment of the method described here, which is more analog-oriented.

図4に模式的に示すように、パンタグラフ11aと基準ノードとの間のパンタグラフ電圧Vpおよび鉄道牽引装置11によって吸収または注入された電流Ipを測定し、測定電圧Vp,outおよび測定電流Ip,outをそれぞれ得るステップ110は、複合電流電圧変換器11bによって実施される。好ましくは、そのような複合電流電圧変換器11bは、図4を参照して以下に示す測定チェーンの下流のフィルタ、例えばフィルタ220、230の帯域と適合する、例えば帯域幅が広いか等しい周波数範囲で動作する。変換器11bに対応するセンサモジュールは、別個の電圧センサ及び電流センサによっても具現化され得る。 As schematically shown in Figure 4, step 110, which measures the pantograph voltage Vp between the pantograph 11a and the reference node and the current Ip absorbed or injected by the railway traction device 11 to obtain the measured voltage Vp,out and the measured current Ip,out respectively, is carried out by a composite current-voltage converter 11b. Preferably, such a composite current-voltage converter 11b operates over a wide bandwidth or equal frequency range, for example, to match the bandwidth of the downstream filters in the measurement chain shown below with reference to Figure 4, e.g., filters 220, 230. The sensor module corresponding to the converter 11b may also be embodied by separate voltage and current sensors.

このような測定電圧Vp,outから、所定の検出周波数fdetの周りに区切られたスペクトル部分Vfiltを有する抽出電圧信号Vbpを抽出するステップ120は、任意の、すなわち所定の、検出周波数fdetを中心とする通過帯域2次バターワースフィルタ220によるフィルタリングにより具現化される。実施形態における検出周波数fdetの値は、1kHz~3kHzの範囲で選択することができ、帯域幅は、例えば143Hzであってもよい。これは例示的な値であり、ピークを高揚させるために十分に狭い帯域幅を有する必要性と、そのような帯域幅の狭さに伴って増加する回路のコストとのバランスをとるために選択された、帯域幅の異なる値が可能である。 Step 120, which extracts an extracted voltage signal V bp having a spectral portion Vfilt delimited around a predetermined detection frequency f det from such a measured voltage V p, out , is embodied by filtering with an arbitrary, i.e., predetermined, passband second-order Butterworth filter 220 centered on the detection frequency f det . The value of the detection frequency f det in the embodiment can be selected in the range of 1 kHz to 3 kHz, and the bandwidth may be, for example, 143 Hz. This is an exemplary value, and different bandwidth values are possible, selected to balance the need for a sufficiently narrow bandwidth to enhance the peak with the increased cost of the circuit associated with such a narrow bandwidth.

本実施形態におけるスペクトル部分Vbpが区切られた抽出電圧信号は、フィルタリングされたアナログ電圧Vfiltによって表される。 In this embodiment, the extracted voltage signal, from which the spectral portion V bp has been separated, is represented by the filtered analog voltage V filt .

機関車が吸収又は注入した前記測定電流Ip,outから、入力フィルタの所定の固有周波数fN付近の区切りスペクトル部分Ibpを有する抽出電流信号を抽出するステップ130は、機関車11の入力段のローパスフィルタ15の固有周波数fNを中心とした通過帯域2次バターワースフィルタ230によるフィルタリングによって具現化されている。固有周波数fNの値は、機関車の入力フィルタ段15の共振周波数、例えば、通過帯域2次バターワースフィルタ230を形成するLC共振回路の共振周波数に依存する。実施形態における固有振動数fNの値は、15Hz~30Hzの範囲で選択することができ、帯域幅は、例えば、11.2Hzであってもよい。フィルタ220の帯域幅の値に関する同じ考慮事項がここでも適用される。区切られたスペクトル部分Ibpを有する抽出された電流信号は、この場合、フィルタリングされた電流Ifiltによって具現化される。 Step 130, which extracts an extracted current signal having a delimited spectral portion I bp near a predetermined natural frequency f N of the input filter from the measured current I p, out absorbed or injected by the locomotive, is embodied by filtering with a passband second-order Butterworth filter 230 centered on the natural frequency f N of the low-pass filter 15 of the input stage of the locomotive 11. The value of the natural frequency f N depends on the resonant frequency of the input filter stage 15 of the locomotive, for example, the resonant frequency of the LC resonant circuit forming the passband second-order Butterworth filter 230. In this embodiment, the value of the natural frequency f N can be selected in the range of 15 Hz to 30 Hz, and the bandwidth may be, for example, 11.2 Hz. The same considerations regarding the bandwidth value of the filter 220 also apply here. The extracted current signal having a delimited spectral portion I bp is in this case embodied by the filtered current I filt .

区切られたスペクトル部分Vfiltを有する当該抽出された電圧信号の振幅と区切られたスペクトル部分Ifiltを有する当該抽出された電流信号の振幅とをそれぞれの閾値thv,thiで比較140を行うために、次に、それぞれのフィルタリングされた信号Vfilt,Ifiltは、特に正と負の閾値、それぞれ+thv,-thvと+thi,-thiとの間で作動して、それぞれ閾値比較器240v,240iによって処理される。フィルタリングされた信号Vfilt、Ifiltが閾値より高い場合、電圧についてはthv、電流についてはthi、それぞれの閾値比較器240v、240iの出力信号thv_out、thi_outは論理1であり、そうでなければ論理0である。閾値thv,thiの変動幅は、以下の表1にまとめられている。 To compare the amplitude of the extracted voltage signal having a delimited spectral portion V filt with the amplitude of the extracted current signal having a delimited spectral portion I filt , respectively, at thresholds t hv and t hi , the filtered signals V filt and I filt are then processed by threshold comparators 240v and 240i, respectively, operating between positive and negative thresholds, +t hv and -t hv and +t hi and -t hi , respectively. If the filtered signals V filt and I filt are higher than the thresholds, the output signals t hv_out and t hi_out of the threshold comparators 240v and 240i are logical 1 for voltage and thi for current, respectively; otherwise, they are logical 0. The range of variation of the thresholds t hv and t hi is summarized in Table 1 below.

電圧比較器240vの出力信号thv_outは、時間遅延器245の遅延ブロックにおいて遅延D、図示の例では遅延Dは5msであり、遅延出力信号thv_out_Dを供給する。遅延Dの値は、フィルタ220、230によって導入された異なる時間遅延を補償するように選択される。 The output signal t hv_out of the voltage comparator 240V is delayed in the delay block of the time delay unit 245, with delay D being 5ms in the illustrated example, and this delay provides the delayed output signal t hv_out_D . The value of delay D is selected to compensate for the different time delays introduced by filters 220 and 230.

比較器240v、240iからの出力信号thv_out_D、thi_outは、比較動作140が、区切られたスペクトル部分Vfiltを有する抽出電圧信号の振幅と区切られたスペクトル部分Vfiltを有する抽出電流信号の振幅が共にそれぞれの閾値thv、thiを上回ることを示す場合、検証150を具現するAND論理ゲート250へ送信される。 The output signals t hv_out_D and t hi_out from comparators 240v and 240i are sent to the AND logic gate 250 which implements verification 150 if the comparison operation 140 indicates that the amplitude of the extracted voltage signal with a delimited spectral portion V filt and the amplitude of the extracted current signal with a delimited spectral portion V filt both exceed their respective thresholds t hv and t hi .

AND論理ゲート250の出力信号は、出力信号thv_out,thi_outの両方が1である場合、すなわちそれぞれの閾値thv,thiを上回っている場合にのみ、1に等しいフラグADとなる。これは、検証ステップ150に対する肯定的または積極的な回答を表し、したがって、アークの検出がステップ160で信号化される。そうでなければ、フラグADは、出力信号thv_out,thi_outのいずれか一方がゼロ、すなわちそれぞれの閾値thv,thi未満であれば、アークが発生しないことを意味するゼロである。 The output signal of the AND logic gate 250 is flag AD, which is equal to 1, only if both output signals t hv_out and t hi_out are 1, i.e., they are above their respective thresholds t hv and t hi . This represents a positive or affirmative answer to verification step 150, and therefore arc detection is signaled in step 160. Otherwise, flag AD is zero, meaning no arc occurs if either output signal t hv_out or t hi_out is zero, i.e., below their respective thresholds t hv and t hi .

図5には、測定電圧Vp,out、フィルタリング電圧Vfilt、及び遅延出力信号thv_out_Dが、時間tの関数として示されている。また、遅延出力信号thv_out_Dの遅延Dも、閾値を超える以前の発振を基準にして示されている。このような遅延Dは、もちろん、アークAによって決定される次の発振にも存在する。 Figure 5 shows the measured voltage V p,out , the filtering voltage V filt , and the delayed output signal t hv_out_D as functions of time t. The delay D of the delayed output signal t hv_out_D is also shown relative to the oscillation before the threshold was exceeded. Such a delay D, of course, also exists for the next oscillation determined by arc A.

図6には、測定電流Ip,out、フィルタリング電流Ifilt及び電流出力信号thi_outが、時間tの関数として示されている。 Figure 6 shows the measured current I p,out , the filtering current I filt , and the current output signal t hi_out as functions of time t.

図7は、測定電圧Vp,outと測定電流Ip,outを時間tの関数として同じグラフに重ね合わせ、その結果のフラグADを示したものである。フラグADが1になったとき、アークが検出されたことになる。 Figure 7 shows the measured voltage V p,out and measured current I p,out t superimposed on the same graph as functions of time t, with the resulting flag AD displayed. When flag AD becomes 1, an arc is detected.

図8を参照すると、ここで説明した方法の第2の実施形態が示されており、これはよりデジタル指向である。 Referring to Figure 8, a second embodiment of the method described here is shown, which is more digitally oriented.

図8に概略的に示すように、パンタグラフ11aと基準ノードとの間のパンタグラフ電圧Vpおよび鉄道牽引装置11によって吸収または注入された電流Ipを測定し、測定電圧Vp,outおよび測定電流Ip,outをそれぞれ得るステップ110は、複合電流電圧変換器11bによって実施される。 As schematically shown in Figure 8, step 110, which involves measuring the pantograph voltage Vp between the pantograph 11a and the reference node and the current Ip absorbed or injected by the railway traction device 11, and obtaining the measured voltage Vp,out and the measured current Ip,out respectively, is performed by a composite current-voltage converter 11b.

測定電圧Vp,outに関しては、しかし、ステップ120の前に、基本的にローパスバンドフィルタであるアナログフィルタ312によるプレフィルタも行われる。この周波数応答は、低周波数でフラットであり、所定の検出周波数fdet(この実施形態では好ましくは[1÷2]kHzの範囲内)で共振しているので、速い過渡のみがフィルタを利用する。実際のアークイベントに対するフィルタ312の電圧に対するフィルタ応答は、図9に報告されており、これは、以下でよりよく説明する比較器340vの出力thv_outに加えて、アナログフィルタ312によって出力されたアナログフィルタされた電圧Vpfの検出周波数fdetにおける測定電圧Vp,out、および振幅Vpf@fdetの時間ダイアグラムを示す。したがって、実質的に電圧の測定ステップ110は、前記検出周波数に共振周波数を有するアナログフィルタ312による測定電圧のこのようなアナログ事前フィルタリングに続いて、アナログ-デジタル電圧変換モジュール314vによって前記アナログフィルタリング電圧Vpfのデジタル取得が行われ、デジタル測定電圧Vp,dが生成される。 With respect to the measured voltage V p,out , however, pre-filtering is also performed by analog filter 312, which is essentially a low-pass band filter, before step 120. Since the frequency response of this filter is flat at low frequencies and resonates at a predetermined detection frequency f det (preferably in the range of [1 ÷ 2] kHz in this embodiment), only fast transients utilize the filter. The filter response of filter 312 to voltage for an actual arc event is reported in Figure 9, which shows a time diagram of the measured voltage V p,out and amplitude V pf @ f det at the detection frequency f det , in addition to the output t hv_out of comparator 340v , which will be described better below. Thus, the voltage measurement step 110 is substantially analog pre-filtering of the measured voltage by analog filter 312 having a resonant frequency at the detection frequency, followed by digital acquisition of the analog filtered voltage V pf by analog-to-digital voltage conversion module 314v, which generates a digital measured voltage V p,d .

また、それぞれのアナログ-デジタル電流変換モジュール314iで前記電圧測定信号と同期して測定電流Ip,outを取得し、デジタル測定電流Ip,dを生成する。 Furthermore, each analog-to-digital current conversion module 314i acquires the measured current I p,out in synchronization with the voltage measurement signal and generates a digital measured current I p,d .

次に、このようなデジタル測定電圧Vp,dから、上流側特殊フィルタ312の共振周波数fdetの検出のためのFFTブロック320において高速フーリエ変換(FFT)を適用して、所定の検出周波数fdetの周りに区切りスペクトル部分Vbp(この場合、トーンVT)を有する抽出電圧信号を抽出するステップに供される。 Next, the digitally measured voltages V p,d are subjected to a step in which a Fast Fourier Transform (FFT) is applied in an FFT block 320 for detecting the resonant frequency f det of the upstream special filter 312 to extract an extracted voltage signal having a segmented spectral portion V bp (in this case, tone VT) around a predetermined detection frequency f det .

同様に、デジタル測定された電流Ip,dは、図11に示すように、機関車11の入力段のローパスフィルタ15の固有周波数fNを検出するためのFFTブロック330においてFFTが施され、抽出部分として、電流トーンITtが抽出される。 Similarly, the digitally measured currents I p,d are subjected to an FFT in the FFT block 330 to detect the natural frequency f N of the low-pass filter 15 in the input stage of the locomotive 11, as shown in Figure 11, and the current tone IT t is extracted as the extracted portion.

そして、トーンVT,ITは、それぞれの閾値比較器340v,340iにおいて、それぞれの閾値thv,thiと比較される。トーンVT、ITの振幅が閾値より高い場合、電圧信号についてはthv、電流信号についてはthi、それぞれの比較器340v、340iの出力信号thv_out、thi_outは1それ以外は0である。 図10は、電流比較器340i出力thi_outとともに15Hzでの測定電流とトーンITの時間関数として示している。 The tone signals VT and IT are then compared to their respective thresholds t hv and t hi in the respective threshold comparators 340v and 340i. If the amplitude of tone signals VT and IT is higher than the threshold, t hv is 1 for the voltage signal and t hi is 1 for the current signal. The output signals t hv_out and t hi_out of the respective comparators 340v and 340i are 1, otherwise they are 0. Figure 10 shows the time function of the measured current and tone signal IT at 15 Hz, along with the output t hi_out of the current comparator 340i.

またこの場合、比較器340v、340iからの出力信号thv_out、thi_outは、比較演算140が、抽出された電圧スペクトル部分、この場合電圧トーンVT、および抽出された電流スペクトル部分、この場合電流トーンITの両方の振幅がそれぞれの閾値thv、thiを上回っていることを示していれば検証150を具体的に示すAND論理ゲート250に送信される。 In this case, the output signals t hv_out and t hi_out from comparators 340v and 340i are sent to an AND logic gate 250 that specifically indicates verification 150 if the comparison operation 140 shows that the amplitudes of both the extracted voltage spectrum portion, in this case voltage tone VT, and the extracted current spectrum portion, in this case current tone IT, are above their respective thresholds t hv and t hi .

AND論理ゲート250の出力信号は、出力信号thv_out,thi_outの両方が1、すなわちそれぞれの閾値thv,thiを上回っている場合にのみ、1に等しいフラグADとなる。これは、検証ステップ150に対する肯定的または積極的な答えを表し、したがって、アークの検出がステップ160で信号化される。そうでなければ、フラグADは、出力信号thv_out,thi_outのいずれか一方がゼロであれば、すなわちそれぞれの閾値thv,thi以下であれば、図11の図に示すように、時間tの関数として同じグラフに重ね合わせた測定電圧Vp,outと測定電流Ip,out、およびその結果のフラグADを示して、アークは発生しないことを意味するゼロである。フラグADが1になったとき、アークが検出されたことになる。 The output signal of the AND logic gate 250 is flag AD, which is equal to 1, only if both output signals t hv_out and t hi_out are 1, i.e., above their respective thresholds t hv and t hi . This represents a positive or affirmative answer to verification step 150, and therefore, arc detection is signaled in step 160. Otherwise, flag AD is zero, meaning no arc occurs, as shown in Figure 11, where the measured voltage V p ,out and measured current I p,out are superimposed on the same graph as a function of time t, and the resulting flag AD is zero. When flag AD becomes 1, an arc is detected.

このデジタル・アプローチでは、ブロック340v、340iでFFT変換が計算される選択時間間隔が、研究されたトーンの検出に関連する場合があります。動作条件は通常、定常状態から非常に離れているので、定常状態の良好な近似を有するために、FFT演算のための時間間隔は、可能な限り小さく選択されるべきである。これに加えて、良好なスペクトル分解能も必要であり、したがって、トーンを検出するための十分な解析時間が必要である。このため、上流側の特殊フィルタの共振周波数の検出は、解析時間が[4~10]ms、機関車入力段のローパスフィルタの固有周波数の検出は、[100~300]msの範囲が好ましいとされる。 In this digital approach, the selected time interval for calculating the FFT transform in blocks 340v and 340i may be relevant to the detection of the studied tone. Since the operating conditions are usually far from a steady state, the time interval for the FFT calculation should be selected as small as possible to achieve a good approximation of the steady state. In addition, good spectral resolution is required, and therefore, sufficient analysis time is necessary to detect the tone. For this reason, an analysis time of [4–10] ms is preferred for detecting the resonant frequency of the upstream special filter, and [100–300] ms is preferred for detecting the natural frequency of the locomotive input stage low-pass filter.

フィルタリングされた電圧・電流信号に適用される閾値の選択は、電気アーク検出装置が動作する鉄道システムの種類に明らかに関連している。その値は、以下の表 2 にまとめられている。 The selection of thresholds applied to filtered voltage and current signals is clearly related to the type of railway system in which the electric arc detection device operates. These values are summarized in Table 2 below.

このソリューションでは、すでに設置されている電圧・電流変換器以外に、機関車の屋根に他の装置を設置することなく、パンタグラフと架空連絡線の両方の状態を監視するためにアーク事象をカウントすることが可能である。 This solution allows for counting arc events to monitor the status of both the pantograph and the overhead connecting wires, without requiring any additional equipment to be installed on the locomotive roof beyond the already installed voltage/current converter.

これにより、データ収集システムに関連するすべての機関車に本ソリューションを実装する手配を広く普及させることができ、その結果、滑走接触に関連するデバイスの予測保守、特にパンタグラフとOHL間の接触の質の予測保守に貴重な貢献をもたらすことができる。 This will enable widespread implementation of this solution in all locomotives involved in data collection systems, resulting in a valuable contribution to predictive maintenance of devices related to sliding contact, particularly the predictive maintenance of the quality of contact between the pantograph and the OHL.

また、ここで説明するソリューションでは、エネルギ消費に関するデータを収集し、相互運用性技術仕様TSIで定められているような地上のデータ収集システムに送信することができる。エネルギ課金のために配置された機関車と地上との通信システムは、各機関車のアークイベントの収集のために使用することができる。このようなバグデータを管理する適切なアルゴリズムは、パンタグラフやOHCLに問題が発生する可能性を把握するために使用することができる。実際、ある区間を走行するすべての機関車が異常な数のアークイベントを検出した場合、その問題はOHCLに起因している可能性が最も高い。逆に、ある機関車がいくつかの区間で異常な数のイベントを記録した場合、その問題はパンタグラフに関連していることを意味する。 Furthermore, the solution described here can collect energy consumption data and transmit it to a ground data collection system, such as those defined in the Interoperability Technical Specification (TSI). A communication system between the locomotive and the ground, positioned for energy billing, can be used to collect arc events from each locomotive. A suitable algorithm for managing such bug data can be used to identify potential problems with the pantograph or overhead contact loop (OHCL). In fact, if all locomotives running on a certain section detect an unusually high number of arc events, the problem is most likely due to the OHCL. Conversely, if a locomotive records an unusually high number of events on several sections, it suggests the problem is related to the pantograph.

本明細書に添付された図を通して例示された様々な個々の実施オプションは、必ずしも図に例示された同じ組み合わせで採用されることを意図していないことが他に理解されよう。したがって、1つまたは複数の実施形態は、添付の図に例示された組み合わせに関して、これらの(さもなければ必須ではない)オプションを個別に、および/または異なる組み合わせで採用することができる。 It will be understood that the various individual implementation options illustrated through the figures attached to this specification are not necessarily intended to be adopted in the same combinations illustrated in the figures. Therefore, one or more embodiments may employ these (or otherwise optional) options individually and/or in different combinations with respect to the combinations illustrated in the attached figures.

基礎となる原理を損なうことなく、詳細および実施形態は、保護の範囲を逸脱することなく、例としてのみ記載されてきたことに関して、著しくも変化してもよい。保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。 Without impairing the underlying principles, details and embodiments may change significantly with respect to those described only as examples, without departing from the scope of protection. The scope of protection is defined by the appended claims.

Claims (10)

直流電圧(Vline)を運ぶ鉄道架線(12)と、鉄道牽引装置(11)によって吸収または注入される電流(Ip)を収集する前記鉄道牽引装置(11)のパンタグラフ(11a)との間で発生するアーク(A、Varc)を検出する方法であって、
前記パンタグラフ(11a)は入力ローパスフィルタを有し、
前記入力ローパスフィルタは、
所定の固有振動数(fN)で動作し、
前記入力ローパスフィルタの入力部で、前記パンタグラフ(11a)パンタグラフシューと基準ノードとの間の電圧(Vp)と、前記鉄道牽引装置(11)により吸収または注入される前記電流(Ip)と受け取り、そして
前記入力ローパスフィルタの入力部で、フィルタリングされた電圧(Vdsf)を鉄道牽引装置(11)に供給し、
前記方法はさらに、
前記パンタグラフシューと前記基準ノードとの間の前記電圧(Vp)と、前記鉄道牽引装置(11)によって吸収または注入された前記電流(Ip)とを測定し、測定電圧(Vp,out)と測定電流(Ip,out)をそれぞれ取得するステップ(110)と、
前記測定された電圧(Vp,out)から、所定の検出周波数(fdet)の周りに区切られたスペクトル部分を有する抽出電圧信号(Vbp;Vfilt;VT)を抽出するステップ(120;220;320)と、
前記鉄道牽引装置によって吸収又は注入された前記測定電流(Ip,out)から、与えられた固有周波数(fN)の周りに区切られたスペクトル部分を有する抽出電流信号(Ibp;Ifilt;IT)を抽出するステップ(130;230;330)と、
区切られたスペクトル部分を有する前記抽出された電圧信号(Vbp;Vfilt;VT)の振幅と区切られたスペクトル部分を有する前記抽出された電流信号(Ibp;Ifilt;IT)の振幅とをそれぞれの閾値(thv、thi)と比較するステップ(140;240v、240i;340v、340i)と、
前記比較するステップ(140)が、前記区切られたスペクトル部分を有する前記抽出された電圧信号(Vbp;Vfilt;VT)の振幅と前記区切られたスペクトル部分を有する前記抽出された電流信号(Ibp;Ifilt;IT)の振幅の両方が、それぞれの閾値(thv、thi)以上であると示すか否かを検証し(ステップ150;250)、検証結果が肯定的な場合は、アーク(A)を検出した信号を発するステップ(160)を有する、方法。
A method for detecting an arc (A, V arc) occurring between a railway overhead line (12) carrying a DC voltage (V line ) and a pantograph (11a) of a railway traction device (11) that collects a current (I p ) absorbed or injected by the railway traction device (11),
The pantograph (11a) has an input low-pass filter,
The aforementioned input low-pass filter is
It operates at a predetermined natural frequency (f N ),
At the input section of the input low-pass filter, the voltage ( Vp ) between the pantograph shoe of the pantograph (11a) and the reference node and the current ( Ip ) absorbed or injected by the railway traction device (11) are received, and
At the input section of the aforementioned low-pass filter, the filtered voltage (V dsf ) is supplied to the railway traction device (11).
The above method further,
Step (110) of measuring the voltage ( Vp ) between the pantograph shoe and the reference node and the current (Ip) absorbed or injected by the railway traction device (11), and obtaining the measured voltage ( Vp, out ) and the measured current ( Ip, out ), respectively.
Steps (120; 220; 320) include extracting an extracted voltage signal (V bp ; V filt ; VT) having a spectral portion delimited around a predetermined detection frequency (f det ) from the measured voltage (Vp, out),
Steps (130; 230; 330) include extracting an extracted current signal (I bp ; I filt; IT) having a spectral portion delimited around a given natural frequency (f N ) from the measured current (I p, out ) absorbed or injected by the railway traction device,
A step (140; 240v, 240i; 340v, 340i) of comparing the amplitude of the extracted voltage signal (V bp ; V filt ; VT) having a delimited spectral portion with the amplitude of the extracted current signal (I bp ; I filt ; IT) having a delimited spectral portion with their respective thresholds ( thv , thi ),
A method comprising the steps of verifying whether the comparison step (140) indicates that both the amplitude of the extracted voltage signal (V bp ; V filt ; VT) having the delimited spectral portion and the amplitude of the extracted current signal (I bp ; I filt ; IT) having the delimited spectral portion are greater than or equal to their respective thresholds (th hv , th hi ) (steps 150; 250), and if the verification result is positive, emitting a signal indicating the detection of an arc (A) (step 160).
請求項1に記載の方法であって、
前記測定された電圧(Vp,out)から、所定の検出周波数(fdet)の周りに区切られたスペクトル部分を有する抽出電圧信号(Vbp;Vfilt;VT)を抽出するステップ(120;220;320)が、前記所定の検出周波数(fdet)の周りにアナログバターワースフィルタリングまたは共振フィルタリングを実行するステップ(220)を含み、
前記鉄道牽引装置によって吸収又は注入された前記測定電流(Ip,out)から、前記所与の固有周波数(fN)の周りに区切られたスペクトル部分を有する抽出電流信号(Ibp;Ifilt;IT)を抽出するステップ(130;230;330)が、前記入力ローパスフィルタ(15)の前記固有周波数(fN)を中心としたアナログパスバンドバターワースフィルタリングを行うステップ(320)を含み、
前記比較するステップ(140;240v、240i;340v、340i)が、前記抽出された電圧(Vfilt)及び前記抽出された電流(Ifilt)をそれぞれの閾値比較器によって比較するステップ(240v、240i)を含む、方法。
The method according to claim 1,
Steps (120; 220; 320) of extracting an extracted voltage signal (V bp ; V filt ; VT) having a spectral portion delimited around a predetermined detection frequency (f det ) from the measured voltage (V p, out ) include steps (220) of performing analog Butterworth filtering or resonant filtering around the predetermined detection frequency (f det ),
Steps (130; 230; 330) of extracting an extracted current signal (I bp ; I filt ; IT) having a spectral portion delimited around a given natural frequency (f N ) from the measured current (Ip, out) absorbed or injected by the railway traction device include a step (320) of performing analog passband Butterworth filtering centered on the natural frequency (f N ) of the input low-pass filter (15),
A method wherein the comparison step (140; 240V, 240I; 340V, 340I) includes a step (240V, 240I) of comparing the extracted voltage (V filt ) and the extracted current (I filt ) using their respective threshold comparators.
請求項2に記載の方法であって、
前記所定の検出周波数(fdet)は1kHzから3KHzの範囲であり、前記アナログバターワースフィルタリング(220)の帯域幅は143Hzである、方法。
The method according to claim 2,
The predetermined detection frequency (f det ) is in the range of 1 kHz to 3 kHz, and the bandwidth of the analog Butterworth filtering (220) is 143 Hz, in a method.
請求項2に記載の方法であって、
前記固有周波数(fN)は、15Hzから30HzKHzの範囲であり、
前記アナログバンドパスバターワースフィルタリングの帯域幅は11.2Hzである、方法。
The method according to claim 2,
The aforementioned natural frequency (f N ) is in the range of 15 Hz to 30 Hz kHz.
The bandwidth of the aforementioned analog bandpass Butterworth filtering is 11.2 Hz , according to the method.
請求項2に記載の方法であって、
前記比較するステップ(140)は、前記抽出された電圧部分の比較の出力を遅延させること(245)を含む、方法。
The method according to claim 2,
The method comprising the comparison step (140) including delaying the output of the comparison of the extracted voltage portions (245).
請求項1に記載の方法であって、
前記電圧を測定するステップ(110)は、前記所定の検出周波数(fdet)において共振周波数を有するアナログフィルタによって前記測定された電圧(Vp,out)をアナログ前フィルタリング(312)してアナログフィルタリング電圧(Vpf)を得た後、前記アナログフィルタリング電圧(Vpf)をデジタル的に取得すること(314v)を含み、
前記電流を測定するステップ(110)は、前記アナログフィルタされた電圧(Vpf)の取得と同期して、前記測定された電流(Ip,out)をデジタル的に取得すること(314i)を含み、
前記測定された電圧(Vp,out)から、前記所定の検出周波数(fdet)の周りに区切られたスペクトル部分を有する抽出された電圧信号(Vbp;Vfilt;VT)を抽出するステップ(120;220;320)は、前記アナログフィルタリング電圧(Vpf)の高速フーリエ変換(320)を行い、前記所定の検出周波数(fdet)に対応する電圧スペクトル部分(VT)を抽出することであって、前記電圧スペクトル部分(VT)は、前記所定の検出周波数(f det )付近の区切られたスペクトル部分を有する抽出電圧信号に対応する、ことを含み、
前記鉄道牽引装置によって吸収または注入された前記測定された電流(Ip,out)から、前記所定の固有周波数(fN)の周りに区切られたスペクトル部分を有する抽出された前記電流信号(Ibp;Ifilt;IT)を抽出するステップ(130;230;330)は、前記測定された電流(Ip,out)の高速フーリエ変換を行い、前記固有周波数(fN)に相当する電流スペクトル部分(IT)を抽出すること(330)ことであって、前記電流スペクトル部分(IT)は、前記固有周波数(f N )付近の区切られたスペクトル部分を有する抽出電流信号に対応する、ことを含み、
前記方法はさらに、前記抽出電圧スペクトル部分(VT)及び前記抽出電流スペクトル部分(IT)をそれぞれの単一の閾値(thv、thi)と比較すること(340v、340i)を含む、方法。
The method according to claim 1,
The step of measuring the voltage (110) includes pre-filtering the measured voltage (V p, out ) with an analog filter having a resonant frequency at a predetermined detection frequency (f det ) to obtain an analog filtered voltage (V pf ), and then digitally acquiring the analog filtered voltage (V pf ) (314v).
The step of measuring the current (110) includes digitally acquiring the measured current (I p, out ) in synchronization with the acquisition of the analog filtered voltage (V pf ) (314i),
Steps (120; 220; 320) of extracting an extracted voltage signal (V bp ; V filt ; VT) having a spectral portion delimited around a predetermined detection frequency (f det ) from the measured voltage (V p, out ) include performing a fast Fourier transform (320) of the analog filtering voltage (V pf ) to extract a voltage spectral portion (VT) corresponding to the predetermined detection frequency (f det ) , wherein the voltage spectral portion (VT) corresponds to an extracted voltage signal having a delimited spectral portion near the predetermined detection frequency (f det ).
Steps (130; 230; 330) of extracting an extracted current signal (I bp; I filt ; IT) having a spectral portion delimited around a predetermined natural frequency (f N ) from the measured current (I p , out ) absorbed or injected by the railway traction device include performing a fast Fourier transform of the measured current (I p, out) and extracting a current spectral portion (IT) corresponding to the natural frequency (f N ) (330), wherein the current spectral portion (IT) corresponds to the extracted current signal having a delimited spectral portion near the natural frequency (f N ),
The method further comprises comparing the extracted voltage spectral portion (VT) and the extracted current spectral portion (IT) with their respective single thresholds (t hv , t hi ) (340v, 340i).
前記アナログプレフィルタリングの前記所定の検出周波数(fdet)は、1kHZから2kHzの範囲であることを特徴とする請求項6に記載の方法。 The method according to 6, characterized in that the predetermined detection frequency (f det ) of the analog pre-filtering is in the range of 1 kHz to 2 kHz. 前記測定された電圧の前記高速フーリエ変換(314v)は、4msから10msの間の範囲の分析時間で行われ、
前記測定された電流の前記高速フーリエ変換(324i)は、100msから300msの間の範囲の分析時間で行われる、請求項6に記載の方法。
The Fast Fourier Transform (314V) of the measured voltage is performed with an analysis time in the range of 4ms to 10ms.
The method according to claim 6, wherein the fast Fourier transform (324i) of the measured current is performed with an analysis time in the range of 100 ms to 300 ms.
前記アナログパスバンドバターワースフィルタリングが、2次のアナログパスバンドバターワースフィルタリングである、請求項2に記載の方法。The method according to claim 2, wherein the analog passband Butterworth filtering is a second-order analog passband Butterworth filtering. 直流電圧(VDC voltage (V lineline )を運ぶ鉄道架線(12)と、鉄道牽引装置(11)によって吸収または注入された電流(IA railway overhead line (12) carrying ) and a railway traction device (11) that absorbs or injects current (I pp )を収集する前記鉄道牽引装置(11)のパンタグラフ(11a)との間に発生するアーク(A、VArcs (A, V) generated between the pantograph (11a) of the railway traction device (11) and the rail traction device (11) that collect the air. arcarc )を検出する構造(200、300)であって、A structure (200, 300) that detects ),
前記パンタグラフ(11a)は、所定の固有周波数(fThe pantograph (11a) has a predetermined natural frequency (f NN )で動作する入力ローパスフィルタを含み、Includes an input low-pass filter that operates in )
前記入力ローパスフィルタは、前記入力ローパスフィルタの入力部において、前記パンタグラフ(11a)のパンタグラフシューと基準ノードとの間の電圧(VThe input low-pass filter has a voltage (V) between the pantograph shoe of the pantograph (11a) and the reference node at the input of the input low-pass filter. pp )と、前記鉄道牽引装置(11)によって吸収または注入される前記電流(I) and the current (I) absorbed or injected by the railway traction device (11). pp )とを受け取り、前記入力ローパスフィルタの出力部において、前記鉄道牽引装置(11)にフィルタリングされた電圧(V) receives the and at the output section of the input low-pass filter, the filtered voltage (V) is sent to the railway traction device (11). dsfdsf )を供給し、) to supply,
前記構造(200、300)はさらに、前記パンタグラフシューと前記基準ノードとの間の前記電圧(VThe aforementioned structure (200, 300) further comprises the voltage (V) between the pantograph shoe and the reference node. pp )および前記鉄道牽引装置(11)によって吸収または注入された前記電流(I) and the current (I) absorbed or injected by the railway traction device (11) pp )を測定(110)し、測定された前記電圧(Vp,out)および前記電流(Ip,out)をそれぞれ得るように構成されたセンサーモジュール(11b)を備え、The sensor module (11b) is configured to measure (110) the voltage (Vp, out) and the current (Ip, out), respectively,
前記構造(200、300)は、請求項1~9のいずれかに記載の方法のステップを実行するように構成された、構造。The structure (200, 300) is configured to perform a step of the method according to any one of claims 1 to 9.
JP2022575476A 2020-06-08 2021-06-07 A method for detecting electric arcs generated between railway overhead lines and railway traction equipment, and a corresponding detection device. Active JP7833190B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102020000013615 2020-06-08
IT102020000013615A IT202000013615A1 (en) 2020-06-08 2020-06-08 PROCEDURE FOR DETECTING AN ELECTRIC ARC WHICH OCCURS BETWEEN A RAILWAY CONTACT LINE AND A RAILWAY TRACTION UNIT AND CORRESPONDING DETECTION ARRANGEMENT
PCT/IB2021/054974 WO2021250542A1 (en) 2020-06-08 2021-06-07 Method for detecting an electric arc occurring between a railway overhead contact line and a railway traction unit and corresponding detection arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023529434A JP2023529434A (en) 2023-07-10
JP7833190B2 true JP7833190B2 (en) 2026-03-19

Family

ID=72266679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022575476A Active JP7833190B2 (en) 2020-06-08 2021-06-07 A method for detecting electric arcs generated between railway overhead lines and railway traction equipment, and a corresponding detection device.

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4161794A1 (en)
JP (1) JP7833190B2 (en)
CN (1) CN116323295A (en)
IT (1) IT202000013615A1 (en)
WO (1) WO2021250542A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157787A (en) 2006-12-25 2008-07-10 Railway Technical Res Inst Pantograph voltage drop type separation line measuring device
WO2009133608A1 (en) 2008-04-30 2009-11-05 三菱電機株式会社 Electric railway system
WO2020008575A1 (en) 2018-07-04 2020-01-09 三菱電機株式会社 Control device for railway vehicles and disconnection determination method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0755007B2 (en) * 1984-12-24 1995-06-07 株式会社東芝 Electric vehicle control device
JP2741125B2 (en) * 1991-12-06 1998-04-15 株式会社高岳製作所 Pantograph arc detection method
KR101457367B1 (en) * 2013-03-12 2014-11-03 한국철도기술연구원 System for calculating ratio of contact loss using current wave form analysis of pantograph
EP3165398B1 (en) * 2015-11-09 2023-07-26 ALSTOM Transport Technologies Method and system for monitoring a pantograph of a railway vehicle and railway vehicle
CN109598054A (en) * 2018-11-29 2019-04-09 台州智必安科技有限责任公司 The block of bow collector of electric locomotive and electric arc rapid detection method that can be realized in development board
CN110244206A (en) * 2019-07-29 2019-09-17 西南交通大学 A pantograph-catenary arc online monitoring system based on multi-sensors

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157787A (en) 2006-12-25 2008-07-10 Railway Technical Res Inst Pantograph voltage drop type separation line measuring device
WO2009133608A1 (en) 2008-04-30 2009-11-05 三菱電機株式会社 Electric railway system
WO2020008575A1 (en) 2018-07-04 2020-01-09 三菱電機株式会社 Control device for railway vehicles and disconnection determination method

Also Published As

Publication number Publication date
IT202000013615A1 (en) 2021-12-08
WO2021250542A1 (en) 2021-12-16
CN116323295A (en) 2023-06-23
EP4161794A1 (en) 2023-04-12
JP2023529434A (en) 2023-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10048303B2 (en) Method and system for monitoring a pantograph of a railway vehicle and railway vehicle
CN113776591A (en) Data recording and fault analyzing device and method for locomotive auxiliary control unit
EP3653465B1 (en) Method and system for health assessment of a track circuit and/or of a track section
KR102148618B1 (en) Device and system for diagnosing power cable, and method for diagnosing power calbe using the same
CN102307748A (en) Method for the prevention detection, and the diagnosis of the origin, of contact faults between an electricity supply line and a conducting member movable along said line
CN209055845U (en) A high-speed EMU running fault monitoring and diagnosis system
Delle Femine et al. Discussion on DC and AC power quality assessment in railway traction supply systems
EP2174149B1 (en) A method and an apparatus for monitoring an activity of partial electrical discharges in an electrical apparatus powered with direct voltage
JP7833190B2 (en) A method for detecting electric arcs generated between railway overhead lines and railway traction equipment, and a corresponding detection device.
Mariscotti Discussion of power quality metrics suitable for DC power distribution and smart grids
CN109061361B (en) ZPW-2000 compensating electric capacity open-circuit fault method for early warning
CN107521511B (en) A kind of method and system of wheel derailment alarm
JP3945302B2 (en) Multiple pantograph abnormality detection device
JP3893331B2 (en) Protection device for feeder circuit
CN110687401B (en) Railway contact network fault detection system and method
CN115805971B (en) A method for online monitoring of train wheel polygonal faults
CN108827665A (en) Wheel flat fault detection method based on empirical mode decomposition and multi-scale entropy
JP4916870B2 (en) Voltage drop type pantograph contact force evaluation device
CN207488431U (en) A kind of pantograph and catenary fault monitoring device
Mariscotti et al. Electrical characteristics of pantograph arcs in DC railways: Infrastructure influence
JP2836974B2 (en) Pantograph disconnection measurement method and its processing circuit
CN118393403A (en) Rail vehicle bow net contact abnormality identification method and system
CN111319517B (en) Method for detecting position of train pantograph in virtual in-phase power supply system
Mochizuka et al. New measuring method of contact loss of pantograph in AC electric railroads
JP2003274501A (en) DC break arc measurement method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20251022

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20260203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20260302

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7833190

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150