特許情報 > Gセクション 物理学 > G01R：2008年
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多回線絶縁監視方法とその装置
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- 【要約】
【課題】 芯線数が異なる２種類以上の信号ケーブルの監視を同時に行う。
【解決手段】多芯信号ケーブルとそのパイロット線又はシールド間に形成する回線の絶縁抵抗値を監視し、回線の絶縁抵抗値の異常発生時に警報を出力する多回線絶縁監視方法であって、最大監視回線数Ｎ×Ｍ回線、ただしＮは監視可能な最小回線数、Ｍはは、コネクタの数としたときに、Ｎ本の芯線を有するＭ本の多芯信号ケーブルから、Ｍ×Ｎ本の芯線を有する１本の多芯信号ケーブルまでの範囲内で、芯線数が異なる２種類以上の多芯信号ケーブルの回線の抵抗値の監視を可能とした。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】
多芯信号ケーブルとそのパイロット線又はシールド間に形成する回線の絶縁抵抗値を監視し、回線の絶縁抵抗値の異常発生時に警報を出力する多回線絶縁監視方法であって、
予め設定した最大監視回線の範囲内で少なくとも数回線に分割して芯線数が異なる２種類以上の多芯信号ケーブルの回線の抵抗値の監視を可能としたことを特徴とする多回線絶縁監視方法。
【請求項２】
最大監視回線数Ｎ×Ｍ回線、ただしＮは監視可能な最小回線数、Ｍはコネクタの数としたときに、Ｎ本の芯線を有するＭ本の多芯信号ケーブルから、Ｍ×Ｎ本の芯線を有する１本の多芯信号ケーブルまでの範囲内で、芯線数が異なる２種類以上の多芯信号ケーブルの回線の抵抗値の監視を可能としたことを特徴とする請求項１に記載の多回線絶縁監視方法。
【請求項３】
端子盤と、切替部と、回線入力部と、ＣＰＵと、表示部とを有し、多芯信号ケーブルとそのパイロット線又はシールド間に形成する回線の絶縁抵抗値を監視し、回線の絶縁抵抗値の異常発生時に警報を出力する多回線絶縁監視装置であって、
端子盤は、監視すべき信号ケーブルの芯線を接続する２以上の端子を１つのコネクタとして２以上のコネクタとして配列したものであり、
切替部は、各コネクタ内の端子を順に切り替えて順次ポーリングする機能と、１または２つのコネクタを組み合わせて１つのグループを構成し、１グループ内のコネクタに属する各端子を順にポーリングして各端子に入力された信号を出力する機能を有し、監視可能な最小回線数をＮ、コネクタの数をＭとしたときに、Ｎ本の芯線を有するＭ本の多芯信号ケーブルの絶縁監視から、Ｍ×Ｎ本の芯線を有する１本の多芯信号ケーブルの絶縁監視までコネクタの数Ｍの範囲内で分割して回線数が異なる少なくとも２種類以上の多芯信号ケーブルの絶縁抵抗を監視する複数のモードを設定し、選定された１つのモードの絶縁監視信号を回線入力部に出力するものであり、
回線入力部は、入力された絶縁監視信号をデジタル信号に変換してＣＰＵに出力するものであり、
ＣＰＵは、前記切替部および回線入力部を制御するとともに、回線入力部から入力された絶縁監視信号を信号処理し、信号入力の大きさをあらかじめ設定した設定値と比較し、その値が許容の範囲以下あるいは以上のときに警報を出力するものであることを特徴とする多回線絶縁監視装置。
【請求項４】
前記切替部は、（Ｎ×Ｍ／４）本の芯線を有する４本の多芯信号ケーブルの絶縁抵抗を検知する第１のモードと、（Ｎ×Ｍ／２）本の芯線を有する２本の多芯信号ケーブルの絶縁抵抗を検知する第２のモードと、Ｎ×Ｍ本の芯線を有する１本の多芯信号ケーブルの絶縁抵抗を検知する第３のモードとを有することを特徴とする請求項３に記載の多回線絶縁監視装置。
【請求項５】
前記切替部は、さらに、各グループに属する端子をポーリングしない場合で、各コネクタに属する端子から任意に選ばれた特定の端子の出力を同時に出力する第４モードを有することを特徴とする請求項４に記載の多回線絶縁監視装置。
- 【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多芯信号ケーブルとそのパイロット線の絶縁抵抗値を監視し、回線の絶縁抵抗値に異常が発生したときに警報を出力する多回線絶縁監視方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁警報装置は、機器室または器具箱に常設し、鉄道信号の多芯信号ケーブルの芯線と、パイロット線又はシールド間の絶縁抵抗値の変化を監視して信号ケーブルの不良を検知する目的で使用されるものである。
【０００３】
現在使用されている絶縁警報装置としては、たとえば非特許文献１に記載された絶縁警報装置が知られている。この絶縁警報装置は、多芯信号ケーブルの各芯線と、パイロット線又はシールド間を監視回線として１〜８回線の範囲内で絶縁警報装置に設けられた端子に接続し、１回線２０秒で自動的に順次ポーリングし、監視回線抵抗が設定値より低くなったとき（絶縁低下時）、あるいは逆に高くなったとき（断線時）に、接点出力および表示灯の点灯によって、警報を発生させるものである。この装置には自動／手動切替スイッチを備え、８回線以上の信号ケーブルの監視に際しては、自動から手動に切り替えて任意の監視回線を固定して測定していた。
【０００４】
しかしながら、現場作業で絶縁警報装置に設けられた端子と多芯信号ケーブルの各芯線とを正しく対応させて手作業で接続するには、その作業に相当の熟練を必要とするだけでなく、自動／手動切替スイッチで対応するときには、８回線以上の多芯信号ケーブルを常設の絶縁警報装置によって自動的に監視することができない。
【０００５】
もっとも、上記絶縁警報装置は、８回線用として設計されたものであるが、監視回線は必ずしも８回線に限られるものではなく、必要により、監視回線をたとえば１０回線、２０回線あるいは４０回線に設計することことももちろん可能である。したがって、仮に４０回線の多芯信号ケーブルの監視が可能な絶縁警報装置を用意すれば、４０回線以下の多芯信号ケーブルの監視に対応することができる。
【０００６】
ところで、監視を必要とする信号ケーブルは必ずしも１本には限らない。同時に２本以上の信号ケーブルの回線を監視が必要となる場合がある。このような場合には、各信号ケーブルごとに１台の絶縁警報装置が専用に用いられるが、信号ケーブルの芯線の数は様々であって、仮に１０回線の多芯信号ケーブルを４本同時に監視しようとした場合に、４０回線の多芯信号ケーブルの監視が可能な絶縁警報装置を４台用いるのは、無駄であるといわざるをえない。この様な理由から必ずしも大は小をかねることにはならない。
【非特許文献１】東邦電気工業株式会社 絶縁警報装置（８回線用）SL−４０２９−４ 取扱説明書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、たとえば１０回線の多芯信号ケーブルを４本同時に監視する場合に、４０回線の多芯信号ケーブルの監視が可能な絶縁警報装置を４台用いるのは無駄であって、そのような多回線を監視可能な装置を用いる必要はないのではないかという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、予め設定した最大監視回線の範囲内で少なくとも数回線に分割して芯線数が異なる２種類以上の信号ケーブルの回線の監視を同時にできるようにした点を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による多回線絶縁監視方法及びその装置によれば、たとえば監視可能な最大回線数Ｎ回線をたとえば４０回線に設定し、その範囲内で回線を２以上に分割し、たとえば１０回線を４本、２０回線を２本、４０回線を１本のように分割し、多芯信号ケーブルの監視回線の数にあわせていずれかの組を選定し、各組ごとに信号ケーブルの回線に接続することにより、１台の多回線絶縁監視装置を有効に活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明による多回線絶縁監視方法は、最大監視可能な回線として設定されたＮ本の端子をＭコネクタ（Ｍ＝２，３、・・・）に分け、そのコネクタの１〜数個を１組としていくつかのグループを作り、各端子に信号ケーブルの芯線を接続し、グループの切替によって、１〜２本以上の信号ケーブルの同時監視を実現するものである。
【実施例１】
【００１１】
以下に本発明の多回線絶縁監視方法を実施する装置の実施例を図によって説明する。図１に本発明による多回線絶縁監視装置の構成をブロック図にて示す。図１において、本発明による多回線絶縁監視装置は、端子盤１と、切替部２と、回線入力部３と、ＣＰＵ４と、電源部５とから構成されたものである。
【００１２】
端子盤１は、監視すべき多芯信号ケーブルの芯線を接続する端子を配列したものである。端子盤１は、図２に示すように本発明による多回線絶縁監視装置のケースの裏面のパネルに設置され、いくつかの端子の組を１つのコネクタとして上下数段に配列している。この実施例においては、１２個の端子を１つのコネクタとして上下４段に配列した例を示している。以下、これを上段から順にＡコネクタ、Ｂコネクタ、Ｃコネクタ、Ｄコネクタとして区別する。端子盤１には、そのほか、パイロット線あるいはシールドを接続して各芯線とパイロット線あるいはシールド間にそれぞれ独立した回線を構成する端子と、警報出力端子と、電源端子とを含む１２個の端子の組がＭコネクタとして最下段に配列されている。
【００１３】
切替部２は、各コネクタ内の端子を順に切り替えて順次ポーリングする機能と、コネクタ毎、或いは複数のコネクタを組み合わせて１グループを構成し、１グループ内のコネクタに属する各端子を順にポーリングして各端子に入力された信号を出力するものであって、監視可能な最大回線数をＮ×Ｍ回線、ただしＮは、監視可能な最小回線数、Ｍをグループの数としたときに、最大Ｍ×Ｎ本の芯線を有する１本の多芯信号ケーブルから、最大回線数Ｎ×Ｍを２以上に分割してＮ本の芯線を有するＭ本の多芯信号ケーブルの絶縁監視に使い分けるための切替モードとして第１〜第４モードを有している。
【００１４】
第１のモードは（Ｎ×Ｍ／４）本の芯線を有する４本の多芯信号ケーブルの絶縁抵抗を検知するモードであり、第２のモードは（Ｎ×Ｍ／２）本の芯線を有する２本の多芯信号ケーブルの絶縁抵抗を検知するモードであり、第３のモードは、Ｎ×Ｍ本の芯線を有する１本の多芯信号ケーブルの絶縁抵抗を検知するモードである。さらに、第４のモードは、各グループに属する端子をポーリングしない場合で、各コネクタに属する端子から任意に選ばれた特定の端子の出力を同時に出力するモードである。
【００１５】
この実施例においては、Ａコネクタに属する端子をＡ１〜Ａ１０、Ｂコネクタに属する端子をＢ１〜Ｂ１０、Ｃコネクタに属する端子をＣ１〜Ｃ１０、Ｄコネクタに属する端子をＤ１〜Ｄ１０としたときに、第１のモードは、Ａコネクタ〜Ｄコネクタのコネクタごとに別個のグループとして各端子を順にポーリングして出力を取り出すモードである。したがって、第１のモードでは、Ａコネクタ〜Ｄコネクタに属する端子の出力は、１０個ずつ４グループに分割されて取り出される。
【００１６】
第２のモードは、Ａコネクタ〜Ｄコネクタのうちの２コネクタを合体させて１グループとし、各グループに属する端子を順にポーリングして出力を取り出すモードである。したがって、第２のモードによって、Ａコネクタ〜Ｄコネクタに属する端子の出力は、ＡコネクタとＢコネクタおよびＣコネクタとＤコネクタとの各２組に属する端子の出力は、２０個ずつ２グループに分割されて取り出される。
【００１７】
第３のモードは、第２のモードによってグループ化された各２コネクタを合体させて１グループとし、グループ内の端子を順にポーリングして出力を取り出すモードである。したがって、第３のモードによって、Ａコネクタ〜Ｄコネクタに属する全端子４０個の出力は、１グループに属するものとして順次出力される。
【００１８】
第４のモードによれば、各コネクタに属する端子から任意に選ばれた特定の端子（たとえばＡ１と、Ｂ１と、Ｃ１と、Ｄ１）の出力を同時に出力される。
【００１９】
第１〜第４モードの出力は、回線入力部３に入力され、デジタル信号に変換されてＣＰＵ４に出力される。ＣＰＵ４は、電源部５の電力で駆動されて前記切替部２および回線入力部３を制御するとともに、回線入力部３から入力された出力信号を信号処理し、信号入力の大きさをしきい値として予め設定された値と比較し、その値が許容の範囲以下あるいは以上のときに警報信号を出力する。なお、本発明による多回線絶縁監視装置の裏面のパネルには、前記モードの切替スイッチ６が設けられ、切替スイッチ６を手動で操作して、第１〜第４のモードに任意に切り替えることができる。
【００２０】
以下に多芯信号ケーブルの絶縁監視の要領を説明する。
図４は、最大１０本の芯線Ａ１〜Ａ１０を有する第１の多芯信号ケーブルＡと、最大１０本の芯線Ｂ１〜Ｂ１０を有する第２の多芯信号ケーブルＢと、最大１０本の芯線Ｃ１〜Ｃ１０を有する第３の多芯信号ケーブルＣと、最大１０本の芯線Ｄ１〜Ｄ１０を有する第４の多芯信号ケーブルＤとの絶縁抵抗を監視する例である。
【００２１】
したがって、この例では、第１の多芯信号ケーブルＡの１０本の芯線Ａ１〜Ａ１０を多回線絶縁監視装置の端子盤１に設けたＡコネクタに属する端子Ａ１〜Ａ１０に順に接続し、第２の多芯信号ケーブルの芯線Ｂ１〜Ｂ１０をＢコネクタに属する端子Ｂ１〜Ｂ１０に順に接続し、以下同じ要領で、第３の多芯信号ケーブルの芯線Ｃ１〜Ｃ１０をＣコネクタの端子、第４の多芯信号ケーブルの芯線Ｄ１〜Ｄ１０をＤコネクタの端子に個別に接続し、さらに各信号ケーブルのパイロット線あるいはシールドＥ１〜Ｅ４を前記同様にＭコネクタの端子に接続して各芯線とパイロット線あるいはシールドＥ１間にそれぞれ独立した回線を構成し、切替部２を第１モードで動作させる。
【００２２】
これによって、第１〜第４の多芯信号ケーブルの各芯線Ａ１〜Ａ１０が接続された各コネクタＡ〜Ｄの端子が個別に順にポーリングされ、第１〜第４の多芯信号ケーブルＡ〜Ｄのそれぞれの回線の抵抗値がコネクタごとに個別に測定される。
【００２３】
図５は、最大２０本の芯線Ａ１〜Ａ２０を有する第１の多芯信号ケーブルＡと、最大２０本の芯線Ｂ１〜Ｂ２０を有する第２の多芯信号ケーブルＢとの絶縁抵抗を監視する例である。この例では、第１の多芯信号ケーブルＡの２０本の芯線Ａ１〜Ａ２０を芯線Ａ１〜Ａ１０と、芯線Ａ１１〜Ａ２０に分割し、芯線Ａ１〜Ａ１０をＡコネクタの端子Ａ１〜Ａ１０に、芯線Ａ１１〜Ａ２０をＢコネクタの端子Ｂ１〜１０に接続し、第２の多芯信号ケーブルＢの２０本の芯線Ｂ１〜Ｂ２０を芯線Ｂ１〜Ｂ１０と、芯線Ｂ１１〜Ｂ２０とに分割し、芯線Ｂ１〜Ｂ１０をＣコネクタの端子Ｃ１〜Ｃ１０の端子に接続し、芯線Ｂ１１〜Ｂ２０をＤコネクタの端子Ｄ１〜Ｄ１０の端子に接続する。
【００２４】
さらにパイロット線あるいはシールドＥ１、Ｅ２を前記同様にＭコネクタの端子に接続して各芯線とパイロット線あるいはシールドＥ１、Ｅ２間にそれぞれ独立した回線を構成させ、切替部２は第２モードで動作させる。
【００２５】
これによって、第１の多芯信号ケーブルＡの各芯線Ａ１〜２０が接続された各Ａコネクタ、Ｂコネクタの端子がＡコネクタ、Ｂコネクタの順にポーリングされ、同じ要領で第２の多芯信号ケーブルＢの各芯線Ｂ１〜２０が接続されたＣコネクタ、Ｄコネクタの順にポーリングされて第１の多芯信号ケーブルＡ及びＢの回線の抵抗値が測定される。
【００２６】
図６は、最大４０本の芯線Ａ１〜４０を有する１本の多芯信号ケーブルＡの回線の絶縁抵抗を監視する例である。この例では、多芯信号ケーブルＡの４０本の芯線Ａ１〜４０を芯線Ａ１〜Ａ１０、Ａ１１〜Ａ２０、Ａ２１〜Ａ３０、Ａ３１〜Ａ４０に４分割し、芯線Ａ１〜１０の芯線を多回線絶縁監視装置の切替部２に設けたＡコネクタに属する端子Ａ１〜Ａ１０に、芯線Ａ１０〜Ａ２０をＢコネクタに属する端子Ｂ１〜Ｂ１０に接続し、以下この要領で、芯線Ａ２１〜３０をＣコネクタの各端子、芯線Ａ３１〜Ａ４０をＤコネクタの端子に個別に接続し、さらにパイロット線あるいはシールドＥ１をＭコネクタの端子に接続して各芯線とパイロット線あるいはシールドＥ１間にそれぞれ独立した回線を構成し、切替部は第３モードで動作させる。
【００２７】
これによって、各信号ケーブルの芯線Ａ１〜４０が接続された各Ａ〜Ｄコネクタの端子がＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄコネクタの順にポーリングされ、各芯線Ａ１〜Ａ４０の回線の抵抗値が測定される。図７は、切替部を通さないで第１〜第４の多芯信号ケーブルのうち、選択された特定の芯線の抵抗値を監視する例である。この例を、図３で説明すれば、例えば、それぞれ最大１０本の芯線を有する第１〜第４の４本の多芯信号ケーブルＡ〜Ｄにおける特定の芯線、図示の例では、芯線Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１のみの回線の信号が直接回線入力部３に入力される場合に相当する。これによって、第１〜第４の多芯信号ケーブルから選定された特定の芯線の回線の抵抗値が個別に監視されることになる。同様に最大４０本の芯線を有する１本の多芯信号ケーブルＡが接続されているときには、芯線Ａ１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１の回線が監視されることになる。
【００２８】
以上、いずれの例においても、測定された芯線の回線の抵抗値は、ＣＰＵ４に記憶されているしきい値で設定値と比較され、その値が許容の範囲を超えたときには、警報接点を通じて警報が出力される。本発明による多回線絶縁監視装置のケースの正面パネルには、図８に示すように表示部７、警報ランプ８、リセットボタン９、ストップ／スタートボタン１０、ポーリングスイッチ１１、監視回線設定スイッチ１２、コネクタ設定スイッチ１３、設定／確認スイッチ１４、しきい値を決定する桁ごとの抵抗値設定スイッチ１５などが設けられている。
【００２９】
表示部７は、上下２段からなり、ＣＰＵの指令を受けてその上段に現在監視中の回線およびコネクタ番号、下段にその抵抗値を表示する。警報ランプ８は、回線の抵抗値が設定値の許容範囲を超えたときにＣＰＵの指令をうけて警報を点滅によって表示するものである。リセットボタン９は、警報発生後の復帰操作用ボタンであり、長押しで表示がコネクタＡの先頭の端子（Ａ１）の監視に復帰するように設定されている。ストップ／スタートボタン１０は、監視の停止／開始用のトグルスイッチであり、その機能は以下のとおりである。
【００３０】
【表１】
【００３１】
ポーリングスイッチ１１は、各回線における監視時間を設定するスイッチである。設定時間は、たとえば５秒、１０秒、２０秒のように複数の設定時間から選択できるほか、特定のコネクタのみの設定ができるようになっている。監視回線設定スイッチ１２は、監視回線番号の選択スイッチである。
【００３２】
本発明において、選択されたモードの如何にかかわらず、各コネクタにおける回線番号を任意に選択できる。コネクタ設定スイッチ１３は、Ａ〜Ｄのコネクタを任意に選択するスイッチである。さらに、設定／確認スイッチ１４は、警報点スイッチとして、現在表示中のコネクタの警報点の確認、警報点である閾値を設定するスイッチであり、警報点は、監視停止中に、長押し（２秒以上）することにすることによって任意に設定される。抵抗値は、桁別の抵抗値設定スイッチ１５を扱って任意の値に設定できる。以上、各スイッチやボタンの機能および設定条件はＣＰＵに組み込まれている。
【００３３】
以上実施例によれば、１台の装置を使い分けて４０本の芯線を有する１本の多芯信号ケーブルの絶縁監視、２０本の芯線を有する２本の多芯信号ケーブルの絶縁監視、さらに１０本の芯線を有する４本の多芯信号ケーブルの絶縁監視に使い分けることができるが、本発明は実施例に示した３種類の多芯信号ケーブルの絶縁監視に限らず、たとえば、３０本の芯線を有する１本の多芯信号ケーブルと、１０本の芯線を有する２本の多芯信号ケーブルの絶縁監視に使い分けるなど、最大回線数Ｎ×Ｍ回線の範囲内で種々の態様に分割して信号ケーブルの絶縁監視を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明装置は、機器室または器具箱に常設し、一台の装置で１ないし複数本の多芯信号ケーブルの芯線の絶縁抵抗値を常時監視し、芯線とパイロット線間の絶縁低下、あるいは断線時の異常発生を検知することができる。
- 【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による多回線絶縁監視装置の１実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明による多回線絶縁監視装置の裏面パネルに設けられた端子の配列を示す図である。
【図３】切替部の機能の説明図である。
【図４】第１のモードの設定例を示す図である。
【図５】第２のモードの設定例を示す図である。
【図６】第３のモードの設定例を示す図である。
【図７】第４のモードの設定例を示す図である。
【図８】本発明による多回線絶縁監視装置の正面パネルに設けられた表示部およびスイッチ類の配列を示す図である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
- 【公開番号】特開２００８−１９０９９７（Ｐ２００８−１９０９９７Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【発明の名称】多回線絶縁監視方法とその装置
- 【出願番号】特願２００７−２５５６８（Ｐ２００７−２５５６８）
【出願日】平成１９年２月５日（２００７．２．５）
【出願人】
【識別番号】０００２２１６１６
【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社
【識別番号】０００１４４３４８
【氏名又は名称】株式会社三工社
- 【代理人】
【識別番号】１０００７５３０６
【弁理士】
【氏名又は名称】菅野 中
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