平成26年度電力技術交流会トロリ線の局部摩耗の一例平成26年度電力技術交流会トロリ線摩耗接触力測定に基づくトロリ線の静高さ推定支持点支持点周期でトロリ線の局部摩耗が発生している。発生条件・在来線シンプルカテナリ区間・DC1500V ・パンタグラフ間の母線はなし・100～115km/h程度での走行・き電分岐取付箇所や曲線区間（上記はR=1000m）にて顕著に発生鉄道力学研究部（集電力学）臼田隆之 Railway Technical Research Institute 平成26年度電力技術交流会本ケースの局部摩耗の原因径間中央での偏位架線偏位パンタから見たホグ量 50m 支持点での偏位 Railway Technical Research Institute ちょう架線 600mm トロリ線 20mm 20mmのホグ架線を想定した場合の架線構造 100mm/div 100N/div カント量第1パンタ第2パンタ第3パンタ 20mmのホグ架線を走行した場合の接触力とパンタ軌跡(100km/h) 本ケースでは約20mm相当のホグに相当本研究の目的現状の検測車での測定項目（架線・パンタ系）・トロリ線摩耗・離線・トロリ線偏位・パンタグラフ高さ・電柱位置・パンタグラフ舟体加速度（硬点・衝撃）（・パンタグラフ接触力）平成26年度電力技術交流会検測接触力パンタ高さ解析各種線条の位置トロリ線の静高さ吊架線の静高さハンガ長さ・ハンガ位置架線静構造解析シミュレーション（ひずみ・張力・高さ）支持点で接触力が低下→離線アークによる摩耗トロリ線静高さがわかれば架線の改良提案が可能 Railway Technical Research Institute トロリ線の静高さは重要なパラメータの一つハンガ長さの修正架線構造の改良提案 Railway Technical Research Institute 4 トロリ線の静高さの推定法平成26年度電力技術交流会架線の動特性の抽出平成26年度電力技術交流会パンタグラフ高さ検測車で実測推定パンタグラフ接触力パンタグラフの押上量 + - 加振点間隔dx=1.0 で加振トロリ線静高さトロリ線の動きをシミュレーション検測車で実測高さ推定区間各加振点から推定点へのインパルス応答関数を事前に取得しておき、接触力を畳み込み積分すれば、パンタグラフの押上量が推定できる。 Railway Technical Research Institute Railway Technical Research Institute 5 1 平成26年度電力技術交流会推定パンタの押上量 - + 0 . 02 0. 02 0 . 01 0. 01 4 0 0. 005 50 接触力を畳込み積分 0 30 2 0 -5 0 1 0 トロリ線静高さ 0 押上量の推定位置 ( m) -1 50 力作用点の位置 ( m) Railway Technical Research Institute パンタ高さ (mm) 50 30 20 10 0 20 推定結果 10 0 シミュレーション結果（真値） -20 250 偏位北50mm 平成26年度電力技術交流会偏位南50mm 試1号試6号試11号偏位北50mm 試16号測定項目・パンタグラフ高さ・パンタグラフ接触力・トロリ線静高さ（高さ・摩耗測定器による測定）観測点の20m手前から接触力を畳込み積分 Railway Technical Research Institute 提案手法と将来的活用方法の位置づけ牽引走行（12km/h）トロリ線静高さ (mm) 架線種別：5.5tf系コンパウンド架線 50 40 30 20 10 0 20 10 0 -10 -20 250 300 距離(m) 300 平成26年度電力技術交流会 2330 2320 2310 2300 2290 100 50 0 40 30 20 10 0 トロリ線押上量推定値 (mm) 接触力 (N) 偏位中央牽引走行 12km/h 100 トロリ線静高さの推定結果（集電試験装置）試21号新幹線用パンタグラフ 10 Railway Technical Research Institute 距離(m) パンタ高さ (mm) 集電試験装置での検証試験 20 0 50 40 -10 30 150 0 50 -1 00 0 平成26年度電力技術交流会 0 200 100 トロリ線押上量 (mm) 0 10 150 0. 015 -0 . 01 50 20 パンタ接触力 (N) 0. 025 パンタ接触力 (N) 0. 03 0 . 03 トロリ線静高さ (mm) インパルス応答(mm/N) 0 . 04 40 30 0 200 検測車で実測 0. 035 0 . 05 50 40 トロリ線押上量 (mm) パンタ高さ 0. 04 50 トロリ線静高さ (mm) この点の押上量を推定する場合トロリ線静高さの推定結果パンタ高さ (mm) トロリ線の静高さの推定法 2310 推定値 2300 2290 2280 測定値 2270 50 Railway Technical 100 Research Institute 150 距離(m) まとめ平成26年度電力技術交流会本報告で提案する手法シミュレーション接触力測定に基づくトロリ線の静高さ推定手法加振器 ①特定のトロリ線位置を加振するシミュレーションを実施し、各トロリ線位置の振動を計算 ②加振位置を⊿xずつずらしながら加振し、各加振位置毎の各トロリ線位置での振動を計算計算機での処理架線の動特性情報を抽出データベース化検測車データなどパンタグラフの接触力架線の動特性に接触力を畳み込み積分パンタグラフ高さ ○ 今回検証を行った条件では、本手法によりトロリ線の静高さを約3～4mm程度の精度で推定可能です。（シミュレーションおよび集電試験装置） ○今後は架線保守への効率的な適用方法を含めて検討を進めます。パンタグラフによる各位置のトロリ線押上量を推定現在検討中の内容保全コスト ○ パンタグラフ接触力とパンタグラフ高さからトロリ線の静高さを推定する手法を紹介しました。事前に架線の動特性データベースを作成しておけば，比較的簡便な演算によりトロリ線の静高さの推定が可能です。トロリ線の静高さを推定架線構造の修正案を提示電車線保守の省力化 Railway Technical Research Institute Railway Technical Research Institute 2