JP4734092B2 - 中セクションの加圧状態測定装置及びプログラム - Google Patents
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Description
図6において、トロリ線1、2には、3相交流電源電圧を変圧器で変換してM座、T座巻線に得られるピーク値42KVで位相が90°異なる2つの単相交流電圧が給電される。M座のトロリ線1とT座のトロリ線2との間には、略1Kmの長さを有する中セクション(切替セクション)3のトロリ線が、電気的に絶縁されたエアセクション4、5を介して設けられている。トロリ線1と中セクション3との負の接続点pとの間には、切替開閉器6が接続点qを介して接続され、トロリ線2と中セクション3との接続点pとの間には、切替開閉器7が接続点qを介して接続されている。なお、上記T座、M座は、それぞれA座、B座と称される場合もある。
列車8がエアセクション5を通過し、その全長が中セクション3を抜け出すと、再び切
替開閉器6をON、切替開閉器7をOFFにして次の列車を待機する。列車8には引き続
いてT座の単相交流電圧がき電される。
本発明は、分圧抵抗器やVTを接続することなく、非接触で中セクションの加圧状態を精度良く測定できるようにすることを課題とする。
また、前記ポッケルス電界検出手段は、一対の電極間に配置され、各電極間の電位差を検出することを特徴とする。
また、前記ポッケルス電界検出手段は一対の電極間に配置され、各電極間の電位差を検出することを特徴とする。
図1は本発明の第1の実施の形態による中セクションの加圧状態測定装置のシステム構成を示すブロック図である。
図1において、10は測定対象導体で、ここでは中セクションのトロリ線である。11は測定対象導体10の加圧状態を検出するポッケルス電界センサ(以下、ポッケルスセンサという)、12は光源、13は光源12の光をポッケルスセンサ11に導入する光ファイバ、14はポッケルスセンサ11からの光信号を導出する光ファイバ、15は光ファイバ14からの光信号を電圧に変換するO/E変換器、16はO/E変換器15の出力値を補正する補正部、17は出力信号、18は全体の動作タイミング等を統括制御するCPU等を含む制御部である。ポッケルスセンサ11は、電界が光に影響を及ぼすポッケルス効果を有するBGO結晶からなるポッケルス素子と光学系からなるものである。
ポッケルスセンサ11は、中セクション導体である測定対象導体10から例えば20cm程度離隔した位置に配され、測定対象導体10の導体電位がもたらす電界を検出するが、導体表面の電界の大きさは導体の形状や湿度等の環境により大きな影響を受ける。このため図2(a)に示すように、ポッケルスセンサ11で測定された電界E0と実際の電圧V0との関係は不明確なものとなる。このため電界値から正しい電圧値を求めるには、〇/E変換器15から得られるポッケルスセンサ11の検出値を補正部16により補正する必要がある。
αE2=V2=42[Kv]
αE1=V1
∴V1=(V2/E2)・E1[Kv] ・・・・(1)
となる。
本実施の形態においては、図示のようにポッケルスセンサ11を2つの半球型の椀状をなす電極19、20の中に配置している。電極19、20は絶縁スペーサ21を介して突き合わせられ、内部において電極19の接続点22と電極20の接続点23がそれぞれ電線24、25を介してポッケルスセンサ11におけるポッケルス素子の2つの端子26,27に接続されている。電極19、20の直径は例えば100mmであり、これが電極間隔5mmを以って測定対象導体10の直下約20cmの所に配置されている。
・ポッケルスセンサ11を用いたことにより、従来のように分圧抵抗器やVTを用いることなく、中セクションの加圧状態を非接触で高い精度で測定することができる。
・切替開閉器の極間閃絡の事象等が発生した場合に、実際にどのレベルの過電圧が発生したかを正確に測定して履歴に残すことができ、事故原因の解明等の参考に供することができる。
・電界の過渡変化を10MHz以上の周波数特性で測定することができる。
・電極18、19を、測定対象である水平な導線31、32からの電界に対しては垂直で、かつ外乱の要因となる垂直な導線33、34、35からの電界に対しては水平となるように配置することにより、ポッケルスセンサ11の感度を最大にすることができる。
・その他の回線からの電界を擾乱として受けるが、センサ配置、電極形状等を工夫することにより十分な精度を確保できる。
図1の第1実施の形態は、本発明を中セクションの加圧状態測定装置に適用した場合であったが、本装置は電気車のき電システムのみならず、送配電線等における雷等によるサージ電圧等のように測定対象導体10に発生するサージ電圧の測定装置として応用することができる。
また、このサージ電圧測定装置は、図3の電極19、20に収納されたポッケルスセンサ11を用いることもできる。
前述した本発明による中セクションの加圧状態測定装置及びサージ電圧測定装置の動作に基づく処理を、上記各装置におけるコンピュータシステムのCPUが実行するためのプログラムは、本発明によるプロラムを構成する。
2 T座トロリ線
3 中セクション
6,7 切替開閉器
10 測定対象導体
11 ポッケルス電界センサ
12 光源
13,14 光ファイバ
15 O/E変換器
16 補正部
17 加圧状態を示す出力信号
18 制御部
19,20 電極
31〜35 導線
40 参照電圧発生部
41 参照電圧
Claims (6)
- 電気車のき電システムにおける中セクション導体からの電界を検出し光信号を出力するポッケルス電界検出手段と、
前記光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、
定常状態において前記中セクション導体に加圧される交流電圧のピーク値を参照電圧値として、前記変換された電気信号における交流波形のピーク値と、前記変換された電気信号に重畳されている過渡現象を表す波形の振幅と、前記参照電圧値とから、前記中セクション導体に発生する過渡電圧値を求める手段と
を備えたことを特徴とする中セクションの加圧状態測定装置。 - 前記ポッケルス電界検出手段は、一対の電極間に配置され、各電極間の電位差を検出することを特徴とする請求項1記載の中セクションの加圧状態測定装置。
- 電気車のき電システムにおける中セクション導体からの電界を検出し光信号を出力するポッケルス電界検出手段と、
前記中セクション導体に所定の参照電圧を印加する参照電圧発生手段と、
前記光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、
前記変換された電気信号における前記参照電圧に対応した信号値と、前記変換された電気信号に重畳されている過渡現象を表す波形の振幅と、前記参照電圧の値とから、前記中セクション導体に発生する過渡電圧値を求める手段と
を備えたことを特徴とする中セクションの加圧状態測定装置。 - 前記ポッケルス電界検出手段は一対の電極間に配置され、各電極間の電位差を検出することを特徴とする請求項3記載の中セクションの加圧状態測定装置。
- ポッケルス電界検出手段により検出された電気車のき電システムにおける中セクション導体からの電界の光信号から変換手段により変換された電気信号を読み出す手段と、
定常状態において前記中セクション導体に加圧される交流電圧のピーク値を参照電圧値として読み出す手段と、
前記参照電圧値と、前記変換された電気信号における交流波形のピーク値と、前記変換された電気信号に重畳されている過渡現象を表す波形の振幅とから、前記中セクション導体に発生する過渡電圧値を求める手段と、
の各々の処理をコンピュータに実行させるプログラム。 - 参照電圧印加手段により電気車のき電システムにおける中セクション導体に印加された所定の参照電圧を読み出す手段と、
ポッケルス電界検出手段により検出された前記中セクション導体からの電界の光信号から変換手段により変換された電気信号を読み出す手段と、
前記参照電圧の値と、前記変換された電気信号における前記参照電圧に対応した信号値と、前記変換された電気信号に重畳されている過渡現象を表す波形の振幅とから、前記中セクション導体に発生する過渡電圧値を求める手段と、
の各々の処理をコンピュータに実行させるプログラム。
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