JPH0681366B2

JPH0681366B2 - 饋電固定閉塞システム用制御装置

Info

Publication number: JPH0681366B2
Application number: JP13993390A
Authority: JP
Inventors: 康次大木; 正路鳥居; 弘康戸田; 伸一長谷; 健吾筋野; 市郎出野; 哲夫兎束
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH0438265A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、饋電固定閉塞システム用制御装置に係り、特
に地上の架空線路から電力の供給を受け、その電力によ
り電気車列車（以下、単に列車という）が走行するため
の駆動電力を供給する場合において、その列車が複数存
在して、列車間の衝突・追突を回避する制御装置に関す
る。

（従来の技術）従来、一般的な固定閉塞システム用制御装置は、第６図
に示すように、地上線路（通常はレール）30にレール絶
縁継ぎ目30aにより閉塞区間を設定して、その閉塞区間
に電源31より常時電流を流しておくことにより、当該閉
塞区間に進入した列車の車軸32により、レール30は電気
回路として短絡状態となる。従って、列車が閉塞区間に
進入している場合には、電圧計V33は0V表示となり、そ
の閉塞区間における列車有り（信号機は赤）、列車が閉
塞区間に進入していない場合には、電圧計V33は所定の
電圧Ｖ表示となり、その閉塞区間における列車は無の表
示（信号機は青）を行う。その有無の関係から、管理対
象とする閉塞区間への進入の許諾を、当該閉塞区間への
進入直前、あるいは、直後に、列車の運転士に許諾信号
として伝達するため、地上信号機、あるいは、キャブ信
号の現示のあり方を決定する信号保安装置は、その決定
した現示を地上信号機、あるいは、キャブ信号を通じて
知らしめ、その提示された信号を知覚した列車の運転士
に、列車の今後の運行のあり方を判断させることによ
て、当該閉塞区間の後方の閉塞区間を運行する後続列車
と、あるいは、行き違い列車相互間における運転保安を
確保し、列車間の衝突・追突を回避するようにしてい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来の制御装置では、給電とは別個に保
安用の電気系統を必要とし、施設費が嵩むと共に、それ
に伴う保守、管理が問題であった。

また、効率的輸送が必要である近年の保安制御装置にお
いては、地上に設備された信号機による信号は、ネオン
等夜間照明により眩惑されたり、支障樹木等により、明
視しにくい環境下にあるため、できれば、かかる信号は
運転室に表示されることが望ましい。このように、その
安全性に難があると共に、その輸送の効率化の阻害要因
となっていた。

本発明は、上記問題点を除去し、従来の列車への給電系
統を保安信号系統としても利用することにより、施設費
を低減し、それに伴う保守、管理を容易にし、しかも確
実な保安系統を構築することができる饋電固定閉塞シス
テム用制御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明によれば、上記目的を達成するために、車載装置
（15）と、給電制御装置（10）とを有する饋電固定閉塞
システム用制御装置であって、饋電固定閉塞システム
は、変電所（１）から饋電線（２）を介して電力制御所
（３）に送電され、電力制御所（３）から架空線路
（５）を介して電気車列車（７）に給電するものであっ
て、架空線路（５）が閉塞区間（６）に区分されてお
り、給電制御装置（10）は、電力制御所（３）に設置さ
れ、設定装置（14）と、第１の開閉器（11）と、第２の
開閉器（12）と、インピーダンス（13）とを有し、イン
ピーダンス（13）と第２の開閉器（12）は直列回路を構
成し、饋電線（２）と閉塞区間（６）を構成する各架空
線路（５）との間に接続され、この直列回路に並列に第
１の開閉器（11）が接続され、設定装置（14）により、
閉塞区間（６）を標準電圧閉塞区間（SVS）と、停電閉
塞区間（ZVS）と、低電圧閉塞区間（LVS）に設定し、車
載装置（15）は、電気車列車（７）に設置され、第３の
開閉器（26）と、第４の開閉器（27）と、電圧変成器
（23）と、第１の低電圧継電器（24）と、第２の低電圧
継電器（25）とを有し、第３の開閉器（26）と第４の開
閉器（27）とが架空線路（５）の閉塞区間（６）から給
電されて、主回路（20）と補機用回路（21）に、それぞ
れ、接続され、電圧変成器（23）が閉塞区間（６）の電
圧を検出して、標準電圧閉塞区間（SVS）では、第１の
低電圧継電器（24）と第２の低電圧継電器（25）により
第３の開閉器（26）と第４の開閉器（27）を共に閉路
し、停電閉塞区間（ZVS）では、第１の低電圧継電器（2
4）と第２の低電圧継電器（25）により第３の開閉器（2
6）と第４の開閉器（27）を共に開路し、低電圧閉塞区
間（LVS）では、第１の低電圧継電器（24）により第３
の開閉器（26）を開路し、第２の低電圧継電器（25）に
より第４の開閉器（27）を閉路するようにしたものであ
る。

（作用）本発明によれば、上記のように、車載装置（15）と、給
電制御装置（10）とを有する饋電固定閉塞システム用制
御装置であって、その饋電固定閉塞システムは、変電所
（１）から饋電線（２）を介して電力制御所（３）に送
電され、電力制御所（３）から架空線路（５）を介して
電気車列車（７）に給電する。

その架空線路（５）が閉塞区間（６）に区分されてい
る。

給電制御装置（10）は、電力制御所（３）に設置され、
設定装置（14）と、第１の開閉器（11）と、第２の開閉
器（12）と、インピーダンス（13）とを備え、インピー
ダンス（13）と第２の開閉器（12）は直列回路を構成
し、饋電線（２）と閉塞区間（６）を構成する各架空線
路（５）との間に接続され、この直列回路に並列に第１
の開閉器（11）が接続されている。

設定装置（14）により、閉塞区間（６）を標準電圧閉塞
区間（SVS）と、停電閉塞区間（ZVS）と、低電圧閉塞区
間（LVS）に設定する。

車載装置（15）は、電気車列車（７）に設置され、第３
の開閉器（26）と、第４の開閉器（27）と、電圧変成器
（23）と、第１の低電圧継電器（24）と、第２の低電圧
継電器（25）とを有し、第３の開閉器（26）と第４の開
閉器（27）とが架空線路（５）の閉塞区間（６）から給
電されて、主回路（20）と補機用回路（21）に、それぞ
れ、接続される。

そこで、電圧変成器（23）が閉塞区間（６）の電圧を検
出して、標準電圧閉塞区間（SVS）では、第１の低電圧
継電器（24）と第２の低電圧継電器（25）により第３の
開閉器（26）と第４の開閉器（27）を共に閉路し、停電
閉塞区間（ZVS）では、第１の低電圧継電器（24）と第
２の低電圧継電器（25）により第３の開閉器（26）と第
４の開閉器（27）を共に開路し、低電圧閉塞区間（LV
S）では、第１の低電圧継電器（24）により第３の開閉
器（26）を開路し、第２の低電圧継電器（25）により第
４の開閉器（27）を閉路する。

したがって、安価な建設工事費及び保守費ですみ、特
に、新幹線が併設された並行在来複線区間の単線化、低
輸送密度線区の在来線の電化及び新幹線において、その
低減効果をもたらすことができる。

一方、ロング・レール化が可能となり、閉塞区間間のレ
ール絶縁継ぎ目箇所を低減することができ、このレール
絶縁継ぎ目から発生する騒音の低減を図ることができ
る。

本発明の閉塞区間の電圧（キャブ信号）は、一般のキャ
ブ信号と同様に、その閉塞区間に進入しないと、その閉
塞区間の運転条件が提示されない信号であり、また、電
力制御所から走行に必要な電力を集電して、運行用電力
を得る列車は、受電電圧の階層を信号単位とする信号を
発振する電力制御所からの饋電電圧キャブ信号を受信
し、その受信信号の下に走行する。

この閉塞区間の電圧（キャブ信号）は、電力制御所から
列車に伝達されることを基本とし、すなわち、架空線路
上に設定した閉塞区間の運行条件を管理し、設定する電
力制御所が、今後運行を予定している列車の当該閉塞区
間の前方の閉塞区間の運行条件を、その区間に進入した
場合に、列車の受電電圧を信号単位とするキャブ信号と
して、列車を運行することができる。

ただし、一定以上の時間電力制御所からの情報が途絶え
たと列車側で判断した場合は、列車が自ら保護装置を動
作させることにより、電力供給開始、或いは電力供給中
において強制的に電力制御所の開閉器は動作させられる
こととなり、また、この場合は、隣接電力制御所及び変
電所の閉塞区間の開閉器も連動動作することにより、そ
れら当該区間担当の全ての閉塞区間を停電させる。即
ち、停電圧閉塞区間とすることとなり、運転保安を確保
することができる。

一方、運行条件の設定を司る電力制御所の運行条件の設
定方法としては、基本的には、通常の運行が正常に確保
できるように、基準電圧（信号が青に相当）を常に走行
列車に設定し、どの閉塞区間においても、基準電圧で受
電運行できるように、予め、ダイヤ設定がされたダイヤ
の下で、列車は運行されるので、電力制御所は基準電圧
で運行電力を列車に供給することを前提とする。

ただし、走行列車間の安全を確保するため、基準電圧で
列車に電力を供給している閉塞区間の後方（複数区間の
後続列車との保安を確保する場合、単線区間では行き違
いの場合は前方、続行の場合は後方）の閉塞区間に対す
る電力制御所からの供給電圧は、基準電圧より低い、す
なわち、低階層の電圧を設定（この設定閉塞区間を幾つ
設定するかは、運行の保安レベルの設定の考え方によ
る）することにより、ここに進入した列車への運行電力
は制限されることから、当該閉塞区間運転の運転士の運
転操作に係わらず、列車の正常な運行はできない。

なお、この場合の正常な運行状態とは、通常の基準電圧
領域下で、列車の走行性能から運行ダイヤが設定され、
その予め設定されたダイヤの下で運行することをいう。
また、正常でない運行状態とは、基準電圧より、低レベ
ルな電圧を受電して運行すること、すなわち、低電圧の
電力供給を受けるため、設定された運行ダイヤ上の運行
状態が確保できない状態をいう。

しかしながら、この通常の運行状態が確保できない状態
であっても、列車は惰行、勾配走行の可能性があるが、
電力制御所からの自動駆動の不能信号（前述の低電圧信
号、停電圧信号にあたる）を受けた場合は、列車は基本
的には運転士又は装置が停止措置を講ずることとなる。

以上、電力制御所は列車に対するこれら運行能力の設定
制御及び運転条件としての信号の提示、列車間の車両間
隔の確保、運転保安鎖錠・解放、電力制御所間の連動な
どの運転保安装置の機能を有することとなる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す饋電固定閉塞システムの
全体構成図、第２図はその饋電固定閉塞システム用制御
装置の部分饋電回路図、第３図はその饋電固定閉塞シス
テム用制御装置の設定列車間距離と電圧設定領域を示す
図、第４図は電力制御所における給電制御装置による電
圧設定状態を示す図、第５図は列車における車載装置の
構成図である。

これらの図において、１は変電所、２は饋電線、３は電
力制御所であり、この電力制御所３には給電制御装置10
が設けられ、この給電制御装置10は、設定装置14と、饋
電線路を直に接続可能な第１の開閉器11と、饋電線路に
インピーダンス13を接続可能な第２の開閉器12とを有し
ている。また、４は通信線であり、この通信線４が電力
制御所３間又は電力制御所３と変電所１との間に設けら
れ、両方向への通信が可能である５は架空線路（トロリ線）であり、5aはエア・セクショ
ン、６は閉塞区間、７は列車、８はパンタグラフ、９は
地上線路（レール）、l₁は閉塞区間の間隔（閉塞区間ク
リアランス）、l₂は車両間隔（列車クリアランス）、15
は車載装置である。この車載装置15は、列車内に設けら
れるモータ等が接続される主回路20、列車内に設けられ
る車内負荷等が接続される補機用回路21、保護接地器2
2、電圧変成器（ここでは、直流電圧変成器）23、第１
の低電圧継電器24、第２の低電圧継電器25、主回路20に
直列に接続される第３の開閉器26、補機用回路21に直列
に接続される第４の開閉器27、車両共通アース28等を有
している。なお、29は大地である。

次に、本発明の饋電固定閉塞システム用制御装置の一例
について説明する。

まず、変電所１から送電される直流1500Vの電圧は、饋
電線２を介して各電力制御所３に送られる。その電力制
御所３には前記した給電制御装置10が設けられ、この給
電制御装置10の設定装置14により、閉塞区間６に給電さ
れる電圧は、第２図及び第４図に示すように、第１の開
閉器11及び第２の開閉器12が閉じているSVS（Standard
Voltage Section）は、閉塞区間６の架空線路５に15
00Vが給電される。また、第１の開閉器11が開いてお
り、第２の開閉器12が閉じているLVS（Low Voltage S
ection）では、列車７の補機用回路21が加わるとインピ
ーダンス13により閉塞区間６の架空線路５は直流900V以
下の電圧となる。更に、第１の開閉器11及び第２の開閉
器12が共に開いているZVS（Zero Voltage Section）
では、閉塞区間６の架空線路５には、電圧は給電されな
い。

以上のように、閉塞区間６にそれぞれの電圧が設定され
る。この設定された電圧は、電力制御所３から閉塞区間
６の架空線路５、列車７のパンタグラフ８、電圧変成器
23を介して、その電圧が検出されて、運転士又は装置に
キャブ信号として現示される。

また、低電圧キャブ信号は、パンタグラフ８を介して、
列車７に供給される電圧を、列車７は電圧変成器23によ
って、その電圧を検出し、電力制御所３の車載装置15の
第１の開閉器11が解放、第２の開閉器12が閉路されてい
ると、進入した列車は自らの車内負荷程度で900V以下に
なるようなインピーダンス13が饋電回路上に挿入されて
いることから、その閉塞区間６の架空線路５に給電され
る電圧は900V以下となり、運転士又は装置は低電圧キャ
ブ信号を受信することになると共に、その電圧を電圧変
成器23を介して検出する第１の低電圧継電器24は、予め
設定された900Vで作動することとなり、この作動により
連動する第３の開閉器26が動作して、主回路20のモータ
への電力の供給が断たれることから、モータの駆動は不
可能になる。この場合、予め700Vと動作設定された第２
の低電圧継電器25は動作しないため補機用回路21の車内
負荷の電源は確保される。

更に、電力制御所３から給電される閉塞区間６の架空線
路５の電圧が700V以下となると、第２の低電圧継電器25
は作動し、それに連動する第４の開閉器27は開路して、
補機用回路21の車内負荷への電力の供給も断たれ、ま
た、非常ブレーキ（図示なし）が作動することになる。

ここでは、列車７間の運転保安を確実にする方法とし
て、給電制御装置10の設定装置14により、１つのZVSと
２つのLVSとからなる車両間隔を設定した場合の例で説
明する。ただし、このZVSとLVSの配置とその組合わせ方
法は、１つの系統としての線区の状況に応じて自由に設
定されることは言うまでもない。

列車が滞泊する車両基地等から本線に出庫する列車は、
本線を運行できるように、閉塞条件が整った場合に出庫
でき、そして、出庫し、本線に入線して、SVSとなって
いる閉塞区間である本線からの集電の開始を行うと、そ
の集電開始に伴う電力消費に対応した電力の供給が開始
され、その閉塞区間上に列車の存在を検出する電力制御
所は、その当該閉塞区間をSVSのまま維持しつつ、直ち
に、給電制御装置は設定装置により、車両基地側の後続
の閉塞区間を直近の閉塞区間から順次、SVSの状態からZ
VS、LVS、LVSと状態設定替えを行う。

即ち、第４図に示すように、電力制御所3aでは第１の開
閉器11及び第２の開閉器12を共に閉じて、SVS閉塞区間
とし、その後続の電力制御所3bでは第１の開閉器11及び
第２の開閉器12を共に開いてZVS閉塞区間とし、次い
で、後続の電力制御所3cでは第１の開閉器11を開き、第
２の開閉器12を閉じて、LVS閉塞区間とし、更に、後続
の電力制御所3dでは第１の開閉器11を開き、第２の開閉
器12を閉じて、LVS閉塞区間とする。

そして、電力の供給状態、回生状態から、その閉塞区間
の列車の存否を知る電力制御所３では、その存否の移動
関係から列車７の移動を知り、その列車７の移動に伴
い、通信線４を通して、その列車７の移動情報を後続の
電力制御所３に伝送して、上記した、SVS、LVS、ZVSの
電圧領域は、順次、設定されることとなる。また、通信
線４によって変電所１（又は図示しないが指令所が設定
さ、変電所間の給電制御を行う）は、列車７の移動の状
態をモニタすることも可能であり、事故時には、列車に
対する指令を行うことができる。また、自己の変電所が
故障の場合は、他の変電所からの送電を行うように通信
することもできる。

そこで、SVS、ZVS、LVS状態を構成する開閉器の動作状
態、列車の電力受電状況及び運転状態を表１に示す。

このように予め設定した間隔である１つのZVSと２つのL
VSクリアランスを必ず確保するように、電力制御所の設
定装置で、開閉器を動作させることにより、列車間の車
両間隔が確保され、運転保安の確保が可能となる。

なお、上記実施例においては、饋電回路には直流電力が
供給されるものとして説明したが、交流電力を供給する
ようにしてもよい。その場合には、直流電圧変成器に代
えて、変成器（交流）を用いることは言うまでもない。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。

列車が走行する場合、閉塞区間の架空線路を通じて列車
のキャブ信号を提供することにより、架空線路を電力の
供給のみならず、列車の運転保安用としても利用するこ
とができ、架空線路を有効に活用した饋電閉塞方式を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す饋電固定閉塞システムの
全体構成図、第２図はその饋電固定閉塞システム用制御
装置の部分饋電回路図、第３図はその饋電固定閉塞シス
テム用制御装置の設定列車間距離と電圧設定領域を示す
図、第４図は電力制御所における給電制御装置による電
圧設定状態を示す図、第５図は列車における車載装置の
構成図、第６図は従来の列車の運転保安装置の構成図で
ある。１……変電所、２……饋電線、3,3a〜3d……電力制御
所、４……通信線、５……架空線路（トロリ線）、5a…
…エア・セクション、６……閉塞区間、７……電気車列
車（列車）、８……パンタグラフ、９……地上線路（レ
ール）、10……給電制御装置、11……第１の開閉器、12
……第２の開閉器、13……インピーダンス、14……設定
装置、15……車載装置、20……主回路、21……補機用回
路、22……保護接地器、23……電圧変成器、24……第１
の低電圧継電器、25……第２の低電圧継電器、26……第
３の開閉器、27……第４の開閉器、28……車両共通アー
ス、29……大地。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷伸一東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者筋野健吾東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者出野市郎東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者兎束哲夫東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車載装置（15）と、給電制御装置（10）と
を有する饋電固定閉塞システム用制御装置であって、饋電固定閉塞システムは、変電所（１）から饋電線
（２）を介して電力制御所（３）に送電され、電力制御
所（３）から架空線路（５）を介して電気車列車（７）
に給電するものであって、架空線路（５）が閉塞区間
（６）に区分されており、給電制御装置（10）は、電力制御所（３）に設置され、
設定装置（14）と、第１の開閉器（11）と、第２の開閉
器（12）と、インピーダンス（13）とを有し、インピー
ダンス（13）と第２の開閉器（12）は直列回路を構成
し、饋電線（２）と閉塞区間（６）を構成する各架空線
路（５）との間に接続され、この直列回路に並列に第１
の開閉器（11）が接続され、設定装置（14）により、閉
塞区間（６）を標準電圧閉塞区間（SVS）と、停電閉塞
区間（ZVS）と、低電圧閉塞区間（LVS）に設定し、車載装置（15）は、電気車列車（７）に設置され、第３
の開閉器（26）と、第４の開閉器（27）と、電圧変成器
（23）と、第１の低電圧継電器（24）と、第２の低電圧
継電器（25）とを有し、第３の開閉器（26）と第４の開
閉器（27）とが架空線路（５）の閉塞区間（６）から給
電されて、主回路（20）と補機用回路（21）に、それぞ
れ、接続され、電圧変成器（23）が閉塞区間（６）の電
圧を検出して、標準電圧閉塞区間（SVS）では、第１の
低電圧継電器（24）と第２の低電圧継電器（25）により
第３の開閉器（26）と第４の開閉器（27）を共に閉路
し、停電閉塞区間（ZVS）では、第１の低電圧継電器（2
4）と第２の低電圧継電器（25）により第３の開閉器（2
6）と第４の開閉器（27）を共に開路し、低電圧閉塞区
間（LVS）では、第１の低電圧継電器（24）により第３
の開閉器（26）を開路し、第２の低電圧継電器（25）に
より第４の開閉器（27）を閉路する饋電固定閉塞システム用制御装置。
【請求項２】饋電固定閉塞システムは、通信線（４）を
有し、この通信線（４）が電力制御所（３）間又は電力
制御所（３）と変電所（１）との間に設けられ、両方向
への通信が可能である請求項１記載の饋電固定閉塞システム用制御装置。
【請求項３】給電制御装置（10）は、設定装置（14）
が、標準電圧閉塞区間（SVS）、低電圧閉塞区間（ZV
S）、停電閉塞区間（LVS）の３つの閉塞区間を組合せる
ことにより、電気車列車（７）間の車両間隔を設定する請求項１記載の饋電固定閉塞システム用制御装置。
【請求項４】車載装置（15）は、保護接地器（22）を有
し、この保護接地器（22）が、自身の集電による電力を
一定時間得ない場合には、自動的に保護接地を行う請求項１記載の饋電固定閉塞システム用制御装置。