JPH0322816A - 電気車制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気車制御装置に係り、特に高速遮断器を含む
電気車の電源投入回路を保護するに好適な電気車制御回
路に関する。

〔従来の技術〕

従来より電気車においては、第６図に示すように電源側
である電気ＩｉＡ１に摺接するパンタグラフなどの集電
装置２と主回路部５との間には，通常時の回路投入遮断
用の主回路スイッチ（ＬＳ）３と、事故時に急激に増大
する電流を高速度で遮断するための高速度遮断器（ＨＢ
）４とが直列に挿入されている。

高速度遮断器４には電流検出装置が設けられており、主
回路電流が過大になると自動的に主接点を開き電流を遮
断できるようになっている，従来の一般的な高速度遮断
器にあっては，電流検出装置に設けられたコイル中に主
回路ｍ線を通し、この主回路電線を流れる電流によりコ
イルに発生する電磁力によりプランジャを動作させて、
機械的に主接点を開く機構になっていた。さらに主接点
と連動して動作する補助接点が設けられており、この補
助接点が動作すると当該高速度遮断器に直列に設けられ
た主回路スイッチを開略するシーケンスが組まれていた
。

最近，上記のような機械式の高速度遮断器に代って半導
体や真空バルブを用いた高速度遮断器が広く用いられる
ようになりつつあり、アークレス，超高速化等の効果を
あげている。この種の高速度遮断器としては、「鉄道に
おけるサイバネ論文誌１９８８年１１月号Ｐ．２３４〜
」に記載されたものがある． この種の高速度遮断器には従来と同様な機械式のトリッ
プ方法を採用することは原理的に不可能であり、主回路
電流をセンサにより検出し電子回路により比較検出が行
なわれた後、主回路電流を遮断する構或となっている。

第７図に上記の高速度遮断器の構或を示す．図において
、主回路電流は電流センサ６とＧＴＯサイリスタ９とを
通って流れる．常時はサイリスタ９のゲート制御部８か
ら点弧指令を与え、サイリスタ９を導通状態に保ってお
く。また電流センサ６の出力は過電流検出部７に入力さ
れ、ここで常時主回路電流の値を監視し、予め設定され
た値に対して電流値が過大となった場合は過電流検出信
号２１をゲート制御部８に出力する。この信号２１を受
けたゲート制御部８では直ちにサイリスタ９にオフゲー
ト信号２２を与え，主回路電流を遮断する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来技術によると、電流センサ６等が
正常に動作しているか否かを判断する手段については考
慮されておらず、例えば電流センサ６等が正常な出力を
出し得ない状態になっていて、これに気付かずに使用を
継続することもあった。このとき事故が発生して過電流
が流れた場合、高速度遮断器が動作せず事故を拡大させ
ることがあり得るという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、事故発
生時に確実に主回路電流を遮断することのできる電気車
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〕 上記目的を達戊するために本発明は，電源側と負荷側と
の間に主回路スイッチと高速度遮断器とが直列に接続さ
れた電気回路を有する電気車制御装置において、前記高
速度遮断器の内部回路の故障を検出する故障検出手段と
、故障検出時に主回路を開路する開路手段とを設けたも
のである。

また故障検出手段は主回路に設けられた２個の電流セン
サと、これらの電流センサが検出した主回路電流の差が
一定値以上であったときに故障と判断する判断手段とか
らなっている。

〔作用〕

上記の構成によると、高速度遮断器の動作は故障検出手
段により常時監視されており、故障が検出されると開路
手段によって主回路が開路される．従ってフエイルセイ
フな電源投入回路を構威することができる．また故障検
出手段として主回路に２個の電流センサを設け、出力差
を監視することにより、一方の電流センサが故障しても
故障検出手段の機能を果すことができる６ 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図に本発明の一実施例を示す。

図において、第７図に示す従来例と同一または回等部分
には同一符号を付して示す。主回路５０に設けられた高
速度遮断器４内には，主回路５０に巻回された２個の電
流センサ６のコイルと、その下流に接続されたＧＴＯサ
イリスタ９とが設けられている。これらの電流センサ６
には過電流検出部７が接続され、サイリスタ９はゲート
制御部８に接続されている。さらに過電流検出部７とゲ
ート制御部８とはそれぞれ故障検出部１０に接続され、
故障検出部１０には故障出力リレー１工が設けられてい
る。

次に本実施例の作用を説明する。主回路電流は電流セン
サ６により検出され、過電流検出部７に入力される。ま
たサイリスタ９へのゲート信号はゲート制御部８から出
力される。一方，故障検出部１０には過電流検出部７と
ゲート制御部８から各種状態監視信号が入力され，ここ
で高速度遮断器４内の異常を検出した場合は出力リレー
１１を動作させる．出力リレー１１は常時励磁形とじて
おき，制御用電源がダウンしても異常側が出力できるよ
うになっている。出力リレーエ１は運転者にその旨表示
するとともに、高速度遮断器４と直列に接続されている
第６図に示す主回路スイッチ３を開く． 第２図に主回路スイッチ３の制御シーケンスを示す。常
時は故障出力リレー１工は励時されており、接点１ａは
閉じている．主回路スイッチオン指令が発せられると、
信号線４１．４２を介して主回路スイッチ３の電磁弁３
ａは無条件で励磁され、電源が投入される。万一、高速
度遮断器４内で異常が発生し、故障検出部１０がその異
常を検出すると、故障出力リレー１１が開き主回路スイ
ッチ３の電磁弁３ａは無加圧となり主回路スイッヂ３は
開く。

第３図に故障検出部１０を中心とした詳細なブロック図
を示す．電流センサ６が検出した信号は信号増幅器１２
で増幅されて過電流検出部１５に入力し，この過電流検
出部１５により予め設定されたレベルと比較され、電流
値が過大であった場合にはゲート信号発生部１６へ信号
を出力する。

電流センサ６及び信号増幅器１２は故障に備えて２個ず
つ設けられている。この場合一方が故障して出力が出な
い状態となっていても顕在化せず、２重にした意味が薄
れるため両者の出力差を監視する信号差検出部１４が設
けられている．また第３図に示した範囲で用いる各部回
路の電源電圧を監視する電源電圧監視部１３も設けられ
ている。

そして電源電圧監視部１３及び信号差検出部工４により
異常が検出された場合には、この検出信号は増幅器１７
で増幅され故障出力リレー１１。に出力され，この出力
リレーを動作させて主回路スイッチ３を開く． 本実施例によれば、高速度遮断器４の各部の故障に対し
，安定確実にこれを検出し出力することができる． 第４図に本発明の他の実施例を示す。本実施例では故障
検出時の他の、過電流検出時にも故障出力リレー１１を
動作させるシーケンスとしている．本実施例によれば、
サイリスタ９のゲート信号発生部１６や、サイリスタ９
自体に異常があり，高速度遮断器４が電流を遮断できな
い事態が発生しても、同時に主回路スイッチ３を開くこ
とになるので、事故の拡大を最小限に抑えることができ
ろ。

第５図に本発明のさらに他の実施例を示す．本実施例は
主回路の電源遮断手段として真空バルブ３１を用いたも
のである．過電流検出手段及び故障検出手段としては前
述した実施例と同様であるが９、検出後の電流遮断方法
が異なっている。

遮断指令信号がゲート信号発生部１６に入力すると、真
空バルブ３１の駆動装置３６に指令を与え、真空バルブ
３１の接点を開く。さらにサイリスタ３３に点弧信号を
与えることにより、予め転流コンデンサ３５に与えられ
た電荷を転流リアクトル３４，真空バルブ３１を含む一
巡回路を通して流す。これにより主電流は転流回路に転
流し、真空バルブ３１を流れる電流はゼロとなり真空バ
ルブは遮断される．そして主電流のエネルギは非線形抵
抗３２により消費される。

本実施例によっても前述した各実施例と同様な効果を得
ることができる． 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば，高速度遮断器の動
作を常時監視することにより故障を検出することができ
、従来故障に気付かずに使用を継続し、過電流事故時に
遮断不能となり事故が拡大する可能性を排除し、高速度
遮断器を含むフエイルセイフな電源投入回路を構或する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による高速度遮断器を示すブ
ロック図、第２図は同じく主回路スイッチの操作回路図
、第３図は同じく高速度遮断器内部に詳細ブロック図、
第４図及び第５図はそれぞれ本発明の他の実施例による
高速度遮断器内部の詳細ブロック図、第６図は電気車の
電源投入用の主回路スイッチの基本回路図、第７図は半
導体を用いた従来の高速度遮断器を示すブロック図であ
る。 ３・・・主回路スイッチ、４・・・高速度遮断器、５・
・・主回路部、 ６・・・電流センサ、 １０・・・故障検出部， １ １ ・・故障出力リレー （開路手段） １４・・・信号 来１図 Ｌ 鳥２．日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電源側と負荷側との間に主回路スイッチと高速度遮
   断器とが直列に接続された電気回路を有する電気車制御
   装置において、前記高速度遮断器の内部回路の故障を検
   出する故障検出手段と、故障検出時に主回路を開路する
   開路手段とを設けたことを特徴とする電気車制御装置。 ２、故障検出手段は主回路に設けられは２個の電流セン
   サと、これらの電流センサが検出した主回路電流の差が
   一定値以上であつたときに故障と判断する判断手段とか
   らなることを特徴とする請求項１記載の電気車制御装置
   。