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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023036058
(43)【公開日】2023-03-13
(54)【発明の名称】鉄道車両
(51)【国際特許分類】
B60L 3/00 20190101AFI20230306BHJP
G01R 31/12 20200101ALI20230306BHJP
G01R 31/52 20200101ALI20230306BHJP
G01R 31/56 20200101ALI20230306BHJP
G01R 27/02 20060101ALI20230306BHJP
G01R 31/58 20200101ALI20230306BHJP
【ＦＩ】
B60L3/00 C
B60L3/00 Q
G01R31/12 Z
G01R31/52
G01R31/56
G01R27/02 R
G01R31/58
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022138569
(22)【出願日】2022-08-31
(31)【優先権主張番号】P 2021141813
(32)【優先日】2021-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021141816
(32)【優先日】2021-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004617
【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】596041168
【氏名又は名称】株式会社竹中電機
(71)【出願人】
【識別番号】517161142
【氏名又は名称】株式会社ＳｏＢｒａｉｎ
(74)【代理人】
【識別番号】110000534
【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー
(72)【発明者】
【氏名】内藤 恒陽
(72)【発明者】
【氏名】新村 浩
(72)【発明者】
【氏名】下村 正樹
(72)【発明者】
【氏名】水谷 徳仁
(72)【発明者】
【氏名】松本 学
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 敦
(72)【発明者】
【氏名】榊原 健二
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 凌
(72)【発明者】
【氏名】頭本 頼数
【テーマコード（参考）】
2G014
2G015
2G028
5H125
【Ｆターム（参考）】
2G014AA03
2G014AA04
2G014AB23
2G014AB35
2G015AA25
2G015CA04
2G028BE10
2G028CG03
2G028FK07
2G028HN07
2G028LR06
2G028LR07
2G028MS02
2G028MS03
5H125AA05
5H125AC02
5H125BB00
5H125CC04
5H125CD04
5H125DD10
(57)【要約】
【課題】電気回路の絶縁抵抗の計測を容易にできる鉄道車両を提供すること。
【解決手段】パンタグラフ１７が下降して電源線１８への電力の供給が遮断された非通電時には、電磁開閉器４４ａが開き、ＶＶＶＦインバータ２０の入力側の電源線１８及び接地側電線４２が接地線４０から切り離される。この状態で、接触式監視装置７０ｇは、接地線４０と電源線１８との間に電圧を印加して、その電源線１８の絶縁抵抗を計測する。このように、鉄道車両１１０に接触式監視装置７０ｇを搭載することによって、従来の絶縁抵抗の計測方法と比べ、電源線１８の絶縁抵抗の計測を容易にできる。
【選択図】図１５
【解決手段】パンタグラフ１７が下降して電源線１８への電力の供給が遮断された非通電時には、電磁開閉器４４ａが開き、ＶＶＶＦインバータ２０の入力側の電源線１８及び接地側電線４２が接地線４０から切り離される。この状態で、接触式監視装置７０ｇは、接地線４０と電源線１８との間に電圧を印加して、その電源線１８の絶縁抵抗を計測する。このように、鉄道車両１１０に接触式監視装置７０ｇを搭載することによって、従来の絶縁抵抗の計測方法と比べ、電源線１８の絶縁抵抗の計測を容易にできる。
【選択図】図１５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力電力を変換して出力する変換装置が搭載された鉄道車両、又は、前記変換装置が搭載された別の車両へ電力を送る鉄道車両であり、レール上を走行する鉄道車両であって、
前記レールに接続される接地部と、
その接地部に前記変換装置の入力側を接続させる接地側電線と、
前記変換装置に入力される電力が供給され、前記接地側電線に前記変換装置を介して連結される電源線と、
その電源線への電力の供給の遮断に応じて開くことで前記接地側電線を前記接地部から切り離す電磁開閉器と、
その電磁開閉器が開いた状態で、前記接地部と、前記電源線および前記接地側電線の少なくとも一方との間に電圧を印加して、その少なくとも一方の絶縁抵抗を計測する電源監視装置と、
を備えていることを特徴とする鉄道車両。
前記レールに接続される接地部と、
その接地部に前記変換装置の入力側を接続させる接地側電線と、
前記変換装置に入力される電力が供給され、前記接地側電線に前記変換装置を介して連結される電源線と、
その電源線への電力の供給の遮断に応じて開くことで前記接地側電線を前記接地部から切り離す電磁開閉器と、
その電磁開閉器が開いた状態で、前記接地部と、前記電源線および前記接地側電線の少なくとも一方との間に電圧を印加して、その少なくとも一方の絶縁抵抗を計測する電源監視装置と、
を備えていることを特徴とする鉄道車両。
【請求項2】
前記変換装置の出力側に接続されるコイルと、そのコイルを囲み前記接地部の一部を構成する筐体と、を有し前記鉄道車両を走行させる電動機と、
前記電磁開閉器が開いた状態で、前記コイルと前記接地部との間に電圧を印加して前記電動機の絶縁抵抗を計測する電動機監視装置と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
前記電磁開閉器が開いた状態で、前記コイルと前記接地部との間に電圧を印加して前記電動機の絶縁抵抗を計測する電動機監視装置と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
【請求項3】
前記変換装置として、交流電力を出力する交流出力装置と、
その交流出力装置から交流電力が供給される複数本１組の交流電路と、
その交流電路に接続されて交流電力により作動する少なくとも１の交流機器と、
前記１組の交流電路が貫通する零相変流器を有し、閉じた前記電磁開閉器により前記接地側電線と前記接地部とが接続されて前記電源線に電力が供給された状態で前記零相変流器の検出値に基づき前記交流機器の絶縁抵抗を計測する交流監視装置と、
を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両。
その交流出力装置から交流電力が供給される複数本１組の交流電路と、
その交流電路に接続されて交流電力により作動する少なくとも１の交流機器と、
前記１組の交流電路が貫通する零相変流器を有し、閉じた前記電磁開閉器により前記接地側電線と前記接地部とが接続されて前記電源線に電力が供給された状態で前記零相変流器の検出値に基づき前記交流機器の絶縁抵抗を計測する交流監視装置と、
を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両。
【請求項4】
前記交流監視装置は、閉じた前記電磁開閉器により前記接地側電線と前記接地部とが接続されて前記電源線に電力が供給され、前記鉄道車両が走行している間に定期的に絶縁抵抗を計測することを特徴とする請求項３記載の鉄道車両。
【請求項5】
前記交流監視装置で計測した走行中の絶縁抵抗の計測結果を前記鉄道車両の外部へ送信する送信部を備えることを特徴とする請求項４記載の鉄道車両。
【請求項6】
前記交流電路は、
前記交流出力装置から延びる１組の幹電線と、
その幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備え、
前記交流機器は、１組の前記分岐電線ごとにそれぞれ接続されて複数設けられ、
前記交流監視装置は、
複数組の前記分岐電線よりも前記交流出力装置側の前記幹電線が貫通する前記零相変流器を有し、それら複数組の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗の合計を計測する幹監視装置を備えることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の鉄道車両。
前記交流出力装置から延びる１組の幹電線と、
その幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備え、
前記交流機器は、１組の前記分岐電線ごとにそれぞれ接続されて複数設けられ、
前記交流監視装置は、
複数組の前記分岐電線よりも前記交流出力装置側の前記幹電線が貫通する前記零相変流器を有し、それら複数組の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗の合計を計測する幹監視装置を備えることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項7】
前記交流電路は、
前記交流出力装置から延びる１組の幹電線と、
その幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備え、
前記交流機器は、１組の前記分岐電線ごとにそれぞれ接続されて複数設けられ、
前記交流監視装置は、
１組の前記分岐電線が貫通する前記零相変流器を有し、その１組の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗を計測する分岐監視装置を備えていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の鉄道車両。
前記交流出力装置から延びる１組の幹電線と、
その幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備え、
前記交流機器は、１組の前記分岐電線ごとにそれぞれ接続されて複数設けられ、
前記交流監視装置は、
１組の前記分岐電線が貫通する前記零相変流器を有し、その１組の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗を計測する分岐監視装置を備えていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項8】
前記交流電路は、
前記交流出力装置から延びる１組の幹電線と、
その幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備え、
前記交流機器は、１組の前記分岐電線ごとにそれぞれ接続されて複数設けられ、
前記鉄道車両は、
前記幹電線に接続されて交流電力を直流電力に変換する整流器と、
その整流器に接続されて直流電力により作動する直流機器と、を備え、
前記交流監視装置は、
前記整流器および複数組の前記分岐電線よりも前記交流出力装置側の前記幹電線が貫通する前記零相変流器を有し、その整流器に接続された直流機器の絶縁抵抗と、それら複数組の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗との合計を計測する幹監視装置と、
その幹監視装置の零相変流器を通る幹電線から分岐した複数組の前記分岐電線がそれぞれ貫通する複数の前記零相変流器を有し、それらの分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗をそれぞれ計測する分岐監視装置と、
を備えていることを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の鉄道車両。
前記交流出力装置から延びる１組の幹電線と、
その幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備え、
前記交流機器は、１組の前記分岐電線ごとにそれぞれ接続されて複数設けられ、
前記鉄道車両は、
前記幹電線に接続されて交流電力を直流電力に変換する整流器と、
その整流器に接続されて直流電力により作動する直流機器と、を備え、
前記交流監視装置は、
前記整流器および複数組の前記分岐電線よりも前記交流出力装置側の前記幹電線が貫通する前記零相変流器を有し、その整流器に接続された直流機器の絶縁抵抗と、それら複数組の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗との合計を計測する幹監視装置と、
その幹監視装置の零相変流器を通る幹電線から分岐した複数組の前記分岐電線がそれぞれ貫通する複数の前記零相変流器を有し、それらの分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗をそれぞれ計測する分岐監視装置と、
を備えていることを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項9】
請求項３から８のいずれかに記載の鉄道車両を交流出力装置保有車とする車両編成内において、その交流出力装置保有車から交流電力の供給を受ける鉄道車両であって、
前記交流出力装置保有車に直接または別の車両を介して連結される連結部と、
その連結部を介して前記交流出力装置保有車の前記交流電路に接続される複数本１組の自車交流電路と、
その自車交流電路に接続されて交流電力により作動する自車交流機器と、
前記１組の自車交流電路が貫通する零相変流器を有し、前記交流電路から前記自車交流電路に交流電力が供給された状態で前記零相変流器の検出値に基づき前記自車交流機器の絶縁抵抗を計測する自車交流監視装置と、
を備えていることを特徴とする鉄道車両。
前記交流出力装置保有車に直接または別の車両を介して連結される連結部と、
その連結部を介して前記交流出力装置保有車の前記交流電路に接続される複数本１組の自車交流電路と、
その自車交流電路に接続されて交流電力により作動する自車交流機器と、
前記１組の自車交流電路が貫通する零相変流器を有し、前記交流電路から前記自車交流電路に交流電力が供給された状態で前記零相変流器の検出値に基づき前記自車交流機器の絶縁抵抗を計測する自車交流監視装置と、
を備えていることを特徴とする鉄道車両。
【請求項10】
請求項１から８のいずれかに記載の鉄道車両を電磁開閉器保有車とする車両編成内において、レール上を走行する鉄道車両であって、
前記レールに接続される接地部と、
前記電磁開閉器保有車に直接または別の車両を介して連結される連結部と、
その連結部を介して前記電磁開閉器保有車の前記電源線に接続され、電力が供給される自車電源線と、
前記連結部および前記電磁開閉器保有車の前記接地側電線を介して前記接地部に接続される自車接地側電線と、
前記自車電源線への電力の供給が遮断されて前記連結部による連結が解除された状態で、前記接地部と、前記自車電源線および前記自車接地側電線の少なくとも一方との間に電圧を印加して、その少なくとも一方の絶縁抵抗を計測する自車電源監視装置と、
を備えていることを特徴とする鉄道車両。
前記レールに接続される接地部と、
前記電磁開閉器保有車に直接または別の車両を介して連結される連結部と、
その連結部を介して前記電磁開閉器保有車の前記電源線に接続され、電力が供給される自車電源線と、
前記連結部および前記電磁開閉器保有車の前記接地側電線を介して前記接地部に接続される自車接地側電線と、
前記自車電源線への電力の供給が遮断されて前記連結部による連結が解除された状態で、前記接地部と、前記自車電源線および前記自車接地側電線の少なくとも一方との間に電圧を印加して、その少なくとも一方の絶縁抵抗を計測する自車電源監視装置と、
を備えていることを特徴とする鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気回路の絶縁抵抗の計測を容易にできる鉄道車両に関するものである。
【背景技術】
【0002】
鉄道車両は、例えば架線からパンタグラフを介して供給される電力をＶＶＶＦインバータやＳＩＶ等の変換装置で変換して出力し、その出力された電力で電動機などの各種の電気機器を作動させる。従来より、パンタグラフと変換装置とを繋ぐ電源線や、変換装置と複数の電気機器とを繋ぐ出力電線などの電気回路の健全性を評価するために、例えば９０日毎の定期検査にて電気回路の絶縁抵抗を計測している。
【0003】
定期検査では、パンタグラフを下降させて架線からの鉄道車両への電力供給を遮断すると共に、複数の開閉器を手動で操作して計測対象の電気回路を接地から切り離した後、その計測対象に絶縁抵抗測定器を接続して絶縁抵抗を計測する。その計測後には、絶縁抵抗測定器を外し、計測対象を再び接地させて電力供給し、その機器が正常動作するのを確認する必要がある。この計測や確認の各種作業を鉄道車両毎に個別に行うには多くの労力と時間を要する。
【0004】
特許文献１には、鉄道車両の電気回路のうちパンタグラフから変換装置までの主回路（電源線）の一部の絶縁抵抗（漏洩電流）を、鉄道車両に搭載した試験回路で計測することが開示されている。具体的に、特許文献１では、架線から離したパンタグラフと変換装置との間を高速度遮断機で切り離すと共に、変換装置を接触器（開閉器）で接地部から切り離した状態で、高速度遮断機よりもパンタグラフ側の主回路と接地部（車体）との間に試験回路で電圧を印加することにより、その主回路の絶縁抵抗を計測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１２－２２３０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来技術では、電気回路の絶縁抵抗の計測前に、計測対象の電気回路を接地部から切り離す開閉器を開ける作業が必要であり、電気回路の絶縁抵抗の計測に時間を要すると共に、作業工程が多いという問題点がある。
【0007】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、電気回路の絶縁抵抗の計測を容易にできる鉄道車両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】
【0008】
この目的を達成するために本発明の鉄道車両は、入力電力を変換して出力する変換装置が搭載されたもの、又は、前記変換装置が搭載された別の車両へ電力を送るものであり、レール上を走行するものであって、前記レールに接続される接地部と、その接地部に前記変換装置の入力側を接続させる接地側電線と、前記変換装置に入力される電力が供給され、前記接地側電線に前記変換装置を介して連結される電源線と、その電源線への電力の供給の遮断に応じて開くことで前記接地側電線を前記接地部から切り離す電磁開閉器と、その電磁開閉器が開いた状態で、前記接地部と、前記電源線および前記接地側電線の少なくとも一方との間に電圧を印加して、その少なくとも一方の絶縁抵抗を計測する電源監視装置と、を備えている。
【0009】
なお、変換装置としては、直流電力を交流電力に変換するインバータや、交流電力を直流電力に変換するコンバータ、電圧を変圧するトランスが挙げられる。また、これらのインバータ、コンバータ、トランスを複数組み合わせたものを変換装置としても良い。
【発明の効果】
【0010】
請求項１記載の鉄道車両によれば、電源線への電力の供給が遮断された非通電時には、電磁開閉器が開き、変換装置の入力側の接地側電線が接地部から切り離されると共に、変換装置を介して接地側電線に連結される電源線も接地部から切り離される。この状態で、電源監視装置は、接地部と電源線および接地側電線の少なくとも一方との間に電圧を印加して、その電源線および接地側電線の少なくとも一方の絶縁抵抗を計測する。このように、鉄道車両に電源監視装置を搭載することによって、従来、電力供給の遮断、計測対象の接地部からの切り離し及び計測対象への計測器の接続などの各種作業を、各鉄道車両に対し個別に行っていた絶縁抵抗の計測方法と比べ、電源線および接地側電線の絶縁抵抗の計測を容易にできる。特に、電磁開閉器によって、電力供給の遮断に応じて計測対象が接地部から切り離されるので、計測対象を接地部から手動で切り離す作業を不要にでき、計測対象の絶縁抵抗の計測をより容易にできる。
【0011】
請求項２記載の鉄道車両によれば、請求項１記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。電動機のコイルは、変換装置の出力側に接続され、接地側電線を介して接地部に接続される。そのため、非通電時に電磁開閉器が開き、接地側電線が接地部から切り離されると、コイルと接地部との接続が切れる。この状態で、電動機監視装置は、コイルと接地部との間に電圧を印加して、接地部の一部を構成する筐体とコイルとの間の絶縁抵抗、即ち電動機の絶縁抵抗を計測する。このように、鉄道車両に電動機監視装置を搭載することによって、従来、各鉄道車両に対し個別に行っていた絶縁抵抗の計測方法と比べ、電動機の絶縁抵抗の計測を容易にできる。特に、電磁開閉器によって、電力供給の遮断に応じて電動機のコイルが接地部から切り離されるので、コイルを接地部から手動で切り離す作業を不要にでき、電動機の絶縁抵抗の計測をより容易にできる。
【0012】
請求項３記載の鉄道車両によれば、請求項１又は２に記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。閉じた電磁開閉器により変換装置としての交流出力装置と接地部とが接地側電線を介して接続され、電源線に電力が供給される通電時には、交流出力装置から複数本１組の交流電路へ交流電力が出力される。この通電時において、１組の交流電路が貫通する零相変流器は、その貫通位置よりも交流電路の下流（交流出力装置から離れた側）に接続された交流機器で生じる漏洩電流を検出する。交流監視装置は、この通電時の零相変流器の検出値に基づき交流機器の絶縁抵抗を計測する。その結果、鉄道車両に交流監視装置を搭載することによって、実際に作動中の交流機器の絶縁抵抗を計測できると共に、電圧印加による絶縁抵抗の計測時に必要な交流機器と接地部との切り離し作業などを不要にできる。
【0013】
なお、交流監視装置が計測対象の絶縁抵抗を計測するとは、計測対象に生じる絶縁抵抗の値自体を計測する場合に限らず、漏洩電流のうち絶縁抵抗に起因した成分を計測する場合も含む。
【0014】
請求項４記載の鉄道車両によれば、請求項３記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。交流監視装置は、閉じた電磁開閉器により接地側電線と接地部とが接続されて電源線に電力が供給され、鉄道車両が走行している間に定期的に絶縁抵抗を計測する。これにより、交流監視装置は、例えば走行に伴う負荷が生じた機器の絶縁抵抗など、停車中では把握できない状態での絶縁抵抗を計測できる。
【0015】
請求項５記載の鉄道車両によれば、請求項４記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。交流監視装置で計測した走行中の計測結果が送信部によって鉄道車両の外部へ送信されるので、例えば走行中の計測結果を外部でモニタリングできる。これにより、モニタリングで異常が発見された場合に、鉄道車両のメンテナンスのタイミング等を早期に計画できる。
【0016】
請求項６記載の鉄道車両によれば、請求項３から５のいずれかに記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。交流出力装置から１組の幹電線が延び、その幹電線から分岐した複数組の分岐電線がそれぞれ複数の交流機器に接続される。交流監視装置は幹監視装置を備え、その幹監視装置の零相変流器には、複数組の分岐電線よりも交流出力装置側の幹電線が通る。これにより、幹監視装置は、それら複数組の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗の合計を計測できる。
【0017】
請求項７記載の鉄道車両によれば、請求項３から６のいずれかに記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。交流出力装置から１組の幹電線が延び、その幹電線から分岐した複数組の分岐電線がそれぞれ複数の交流機器に接続される。交流監視装置は分岐監視装置を備え、その分岐監視装置の零相変流器には、１組の分岐電線が通るので、分岐監視装置は、その１組の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗を、他の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗に影響されることなく計測できる。
【0018】
請求項８記載の鉄道車両によれば、請求項３から７のいずれかに記載の鉄道車両の奏する効果に加え、次の効果を奏する。交流出力装置から１組の幹電線が延び、その幹電線から分岐した複数組の分岐電線がそれぞれ複数の交流機器に接続される。幹電線に接続される整流器で交流電力を直流電力に変換し、その整流器に接続される直流機器が直流電力で作動する。幹電線に整流器を介して直流機器が接続されるため、直流機器で生じる漏洩電流が幹電線に流れる。
【0019】
交流監視装置は幹監視装置と分岐監視装置とを備える。幹監視装置の零相変流器には、整流器および複数組の分岐電線よりも交流出力装置側の幹電線が通るので、幹監視装置は、その整流器に接続された直流機器の絶縁抵抗と、それら複数組の分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗との合計を計測できる。また、その幹監視装置の零相変流器を通る幹電線から分岐した複数組の分岐電線がそれぞれ、分岐監視装置の複数の零相変流器を通るので、それらの分岐電線に接続された交流機器の絶縁抵抗を分岐監視装置で計測できる。これにより例えば、幹監視装置の計測結果が絶縁抵抗の劣化を示し、分岐監視装置の計測結果が絶縁抵抗の劣化を示していない場合には、分岐電線に接続された交流機器ではなく、直流機器の絶縁抵抗が劣化していると推測できる。
【0020】
請求項９記載の鉄道車両は、請求項３から８のいずれかに記載の鉄道車両を交流出力装置保有車とする車両編成内において、その交流出力装置保有車から交流電力の供給を受けるものである。この鉄道車両は、交流出力装置保有車に直接または別の車両を介して連結部により連結される。その連結部を介して交流出力装置保有者の交流電路に複数本１組の自車交流電路が接続され、交流電路から供給される交流電力によって自車交流電路に接続された自車交流機器が作動する。
【0021】
この通電時において、１組の自車交流電路が貫通する零相変流器は、その貫通位置よりも自車交流電路の下流に接続された自車交流機器で生じる漏洩電流を検出する。自車交流監視装置は、通電時の零相変流器の検出値に基づき自車交流機器の絶縁抵抗を計測する。その結果、鉄道車両に自車交流監視装置を搭載することによって、実際に作動中の自車交流機器の絶縁抵抗を計測できると共に、電圧印加による絶縁抵抗の計測時に必要な自車交流機器と接地部との切り離し作業などを不要にできる。
【0022】
請求項１０記載の鉄道車両は、請求項１から８のいずれかに記載の鉄道車両を電磁開閉器保有車とする車両編成内において、レール上を走行するものである。この鉄道車両は、電磁開閉器保有車に直接または別の車両を介して連結部により連結される。その連結部を介して電磁開閉器保有車の電源線に自車電源線が接続され、レールに接続される接地部に連結部および電磁開閉器保有車の接地側電線を介して自車接地側電線が接続される。
【0023】
自車電源線への電力の供給が遮断された非通電時に、連結部による連結が解除されると、自車電源線および自車接地側電線が接地部から切り離される。この状態で、自車電源監視装置は、接地部と自車電源線および自車接地側電線の少なくとも一方との間に電圧を印加して、その自車電源線および自車接地側電線の少なくとも一方の絶縁抵抗を計測する。これにより、自車電源監視装置は、車両編成内の他の車両の電源線および接地側電線の絶縁抵抗に影響されることなく、自車電源線および自車接地側電線の少なくとも一方の絶縁抵抗を個別に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】第１実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。
【図2】ＳＩＶよりも上流の鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。
【図3】ＳＩＶよりも下流の鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。
【図4】鉄道車両の電気的構成を示したブロック図である。
【図5】接触式監視装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図6】各計測結果メモリの内容を模式的に示した図である。
【図7】接触式監視装置のＣＰＵで実行されるメイン処理のフローチャートである。
【図8】抵抗計測処理のフローチャートである。
【図9】計測後処理のフローチャートである。
【図10】自己診断処理のフローチャートである。
【図11】鉄道車両の制御装置のＣＰＵで実行されるメイン処理のフローチャートである。
【図12】絶縁抵抗の計測結果の経時変化と今後の予測とを示すグラフである。
【図13】第２実施形態におけるＳＩＶよりも上流の鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。
【図14】第２実施形態におけるＳＩＶよりも下流の鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。
【図15】第３実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。
【図16】交流監視装置の電気的構成を示したブロック図である。
【図17】交流監視装置のＣＰＵで実行されるメイン処理のフローチャートである。
【図18】第４実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。
【図19】警告表示処理のフローチャートである。
【図20】第５実施形態における鉄道車両の電気回路を模式的に示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
【0026】
鉄道車両１０，１１はいずれも、直流型電車であって、金属製の車体１２と、その車体１２を支持してレール２上を転動する複数の車輪１３と、車体１２のレール方向（前後方向）の両端にそれぞれ設けた連結部１４と、空調機器１５や照明１６等の複数の電気機器と、を主に備えている。連結部１４は、鉄道車両１０，１１同士を機械的に連結して車両間の引張力や圧縮力を伝達する連結器と、鉄道車両１０，１１同士を電気的に連結する電気連結器と、を含む。
【0027】
鉄道車両１０，１１の連結部１４同士を連結することで車両編成が構成される。鉄道車両１０は、動力としての複数の電動機２２を有し、電動機２２で車輪１３を回転させてレール２上を自走する動力車である。一方、鉄道車両１１は動力を持たず鉄道車両１０に付随して走行する付随車である。
【0028】
レール２の上方には架線４が架け渡されている。この架線４には、接地されたレール２に対し変電所６で起電力を生じさせることにより、高電圧（本実施形態では１５００Ｖ）の直流電流が流れる。鉄道車両１０の車体１２の上部に設けたパンタグラフ１７を上昇させて架線４に接触させることで、架線４からパンタグラフ１７を介して鉄道車両１０の電源線１８に直流電力が供給される。
【0029】
この電源線１８は、鉄道車両１０に搭載されたＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ（静止型インバータ）３０にそれぞれ接続される。ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０はいずれも、電源線１８から入力される直流電力を交流電力に変換・調整して出力する変換装置である。
【0030】
ＶＶＶＦインバータ２０の出力側が電動機用電線２４を介して複数の電動機２２にそれぞれ接続され、ＶＶＶＦインバータ２０から出力される交流電力により電動機２２が作動する。ＶＶＶＦインバータ２０は、出力する交流電力の電圧および周波数を可変制御可能に構成されている。この交流電力の電圧および周波数の制御に応じて、電動機２２の回転数およびトルクが制御され、鉄道車両１０の走行速度が制御される。
【0031】
ＳＩＶ３０は、固定電圧（本実施形態では４４０Ｖ）および固定周波数の交流電力を出力する。ＳＩＶ３０の出力側には、第１低圧交流電路３２が接続される。この第１低圧交流電路３２は、鉄道車両１０の両端の連結部１４間に引き通される。鉄道車両１１の連結部１４間にも第１低圧交流電路３２が引き通され、鉄道車両１０，１１の第１低圧交流電路３２同士が連結部１４を介して接続される。鉄道車両１０，１１それぞれにおいて、第１低圧交流電路３２に空調機器１５が接続され、第１低圧交流電路３２から供給される交流電力で空調機器１５が作動する。
【0032】
また、第１低圧交流電路３２には、絶縁トランス３４を介して第２低圧交流電路３６が接続される。絶縁トランス３４は、第１低圧交流電路３２に接続される１次巻線（図示せず）と、第２低圧交流電路３６に接続される２次巻線（図示せず）とを同一の鉄心に巻きつけたものであり、１次巻線と２次巻線とが絶縁されている。絶縁トランス３４は、第１低圧交流電路３２から入力された交流電力の電圧を、本実施形態では１００Ｖに変圧して第２低圧交流電路３６に出力する。
【0033】
第２低圧交流電路３６は、第１低圧交流電路３２と同様に、鉄道車両１０，１１の両端の連結部１４間にそれぞれ引き通される。鉄道車両１０，１１の第２低圧交流電路３６同士が連結部１４を介して接続される。鉄道車両１０，１１それぞれにおいて、第２低圧交流電路３６に照明１６等の複数の電気機器が接続され、第２低圧交流電路３６から供給される電力で複数の電気機器が作動する。
【0034】
次に図２及び図３を参照して鉄道車両１０の電気回路についてより詳しく説明する。図２は、ＳＩＶ３０よりも上流（パンタグラフ１７側）の鉄道車両１０の電気回路を模式的に示した回路図である。図３は、ＳＩＶ３０よりも下流（空調機器１５等の電気機器側）の鉄道車両１０の電気回路を模式的に示した回路図である。
【0035】
図２に示すように、車体１２（接地部の一部）は、車輪１３を介してレール２に接続されることで接地される。また、鉄道車両１０には、両端の連結部１４（図１参照）間に引き通される接地線４０（接地部の一部）が設けられる。この接地線４０は、車体１２及び車輪１３を介してレール２に接続されることで接地される。
【0036】
ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０の入力側には、電源線１８が接続される正極端子と、接地側電線４２が接続される負極端子とがそれぞれ設けられている。この接地側電線４２が接地線４０に接続され、パンタグラフ１７が架線４に接触することで、ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０と変電所６との間に架線４及びレール２を介した閉回路が形成される。これにより、鉄道車両１０が通電状態となる。
【0037】
接地側電線４２と接地線４０との間には、並列に設けた２基の電磁開閉器（ＭＳ）４４ａと、その電磁開閉器４４ａの接地線４０側に直列に接続される手動開閉器（Ｓ）４６ａとが設けられる。電磁開閉器４４ａは、電気信号で開閉するラッチ式の開閉器であり、パンタグラフ１７の下降に応じて電路を開き、パンタグラフ１７の上昇に応じて電路を閉じる。即ち、電磁開閉器４４ａは、鉄道車両１０の通電時（走行時）に閉じている。手動開閉器４６ａは、手動操作に応じて電路を開閉する開閉器である。
【0038】
２基の電磁開閉器４４ａのうち少なくとも一方と、手動開閉器４６ａとを閉じることで、接地側電線４２と接地線４０とが接続される。電磁開閉器４４ａの両方と手動開閉器４６ａとのうち少なくとも一方を開くことで、接地側電線４２が接地線４０から切り離される。
【0039】
なお、後述する電磁開閉器４４ｂ～４４ｉは、配置が異なる以外は電磁開閉器４４ａと同一に構成される。図２以外の各図面では、並列に設けた２基の電磁開閉器４４ａ～４４ｉのうち一方のみを図示し、他方の図示を省略している。以下、電磁開閉器４４ａ～４４ｉを区別せずに説明する場合、電磁開閉器４４と称す。また、後述する手動開閉器４６ｂ～４６ｉは、配置が異なる以外は手動開閉器４６ａと同一に構成される。以下、手動開閉器４６ａ～４６ｉを区別せずに説明する場合、手動開閉器４６と称す。
【0040】
従来、鉄道車両１０の各部の絶縁抵抗を計測する定期検査では、まず、パンタグラフ１７を下降させて架線４から離し、架線４から電源線１８への電力の供給を遮断する。次いで、手動開閉器４６ａを手動で開いて接地線４０から接地側電線４２を切り離すと共に、ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０を介した接地線４０と電源線１８との接続を切り離す。その後、電源線１８と接地線４０とに接続した絶縁抵抗の計測器（図示せず）によって、接地線４０や車体１２等の接地部に電圧を印加したときの、電源線１８に生じる漏洩電流を検出し、接地部に対する電源線１８の絶縁抵抗を計測する。同様に、接地側電線４２と接地線４０とに接続した絶縁抵抗の計測器によって、接地側電線４２の絶縁抵抗を計測する。
【0041】
これに対し、本実施形態の鉄道車両１０には、接地部に対する電源線１８又は接地側電線４２の絶縁抵抗を所定のタイミングで自動で計測する接触式監視装置７０ａが搭載されている。接触式監視装置７０ａは、電線ＡＶを介し接地線４０に接続される端子Ｖと、電線Ａａを介し電源線１８に接続される端子ａと、電線Ａｂを介し接地側電線４２に接続される端子ｂと、を備えている。
【0042】
なお、後述する接触式監視装置７０ｂ～７０ｇは、配置と、印加する電圧値と、端子の数とが異なる以外は接触式監視装置７０ａと略同一に構成される。以下、接触式監視装置７０ａ～７０ｇを区別せずに説明する場合、接触式監視装置７０と称す。
【0043】
接触式監視装置７０による絶縁抵抗の計測タイミングは、パンタグラフ１７を下降して鉄道車両１０の電源線１８への電力供給が遮断されたときである。なお、鉄道車両１０の非通電時（架線４から鉄道車両１０への電力供給の遮断時）でも、接触式監視装置７０は、蓄電池８２（図３参照）によって作動する。
【0044】
鉄道車両１０への電力供給の遮断に応じて電磁開閉器４４ａが開き、接地線４０から電源線１８及び接地側電線４２が切り離される。この状態で、接触式監視装置７０ａは、端子Ｖと端子ａとの間に電圧を印加することにより、端子ａに接続された電源線１８の絶縁抵抗を計測する。同様の状態で、端子Ｖと端子ａとの間に代えて、端子Ｖと端子ｂとの間に電圧を印加することで、端子ｂに接続された接地側電線４２の絶縁抵抗を計測できる。
【0045】
なお、接触式監視装置７０ａによる印加電圧は、架線４から電源線１８へ供給される電力の電圧（直流１５００Ｖ）以下とする。これにより、接触式監視装置７０ａの印加電圧に起因して、電源線１８に接続されたＶＶＶＦインバータ２０等が絶縁破壊されることを抑制できる。
【0046】
以上のような接触式監視装置７０ａが鉄道車両１０に搭載されているので、従来、電力供給の遮断、計測対象の接地線４０（接地部）からの切り離し及び計測対象への計測器の接続などの各種作業を、各鉄道車両１０に対し個別に行っていた定期検査の絶縁抵抗の計測方法と比べ、電源線１８及び接地側電線４２の絶縁抵抗の計測を容易にできる。
【0047】
また、パンタグラフ１７の下降をトリガーとして接触式監視装置７０による計測が自動で行われるので、手動で絶縁抵抗を計測する従来の計測方法と比べ、計測対象（接触式監視装置７０ａでは電源線１８及び接地側電線４２）の絶縁抵抗の計測をより容易にできる。更に、電磁開閉器４４によって、パンタグラフ１７の下降に応じて計測対象が接地線４０から切り離されるので、計測対象を接地線４０から手動で切り離す作業を不要にでき、計測対象の絶縁抵抗の計測をより容易にできる。
【0048】
なお、電磁開閉器４４に手動開閉器４６が直列接続されているので、手動開閉器４６を開いて行う従来通りの定期検査でも鉄道車両１０の各部の絶縁抵抗を計測することができる。これにより、接触式監視装置７０によって計測対象の絶縁抵抗の劣化が疑われる場合に、定期検査によって鉄道車両１０の各部の絶縁抵抗を詳細に計測することができる。
【0049】
また、２基の電磁開閉器４４を並列に設けているので、パンタグラフ１７の上昇に応じ、並列な２基の電磁開閉器４４のうち一方が故障により閉じなくても、他方が閉じれば、計測対象（例えば接地側電線４２）を接地線４０に接続でき、鉄道車両１０を正常に走行させることができる。即ち、接触式監視装置７０による絶縁抵抗の計測のために電磁開閉器４４を設けても、並列な２基の電磁開閉器４４が同時に故障しない限り、鉄道車両１０を正常に走行させることができる。
【0050】
ＶＶＶＦインバータ２０は、三相交流電力を電動機用電線２４へ出力する。そのため、電動機用電線２４は、３本の電線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが１組になって構成される。電線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗは、それぞれが分岐して複数の電動機２２に接続される。
【0051】
電動機２２は、三相交流電力により作動する三相誘導電動機であり、電線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗがそれぞれ接続されるコイル２２ａと、コイル２２ａを囲む筐体２２ｂと、を備えている。筐体２２ｂは、筐体接地線２２ｃを介して接地線４０に接続され、接地部の一部を構成する。
【0052】
鉄道車両１０には、筐体２２ｂ及び車体１２等の接地部に対するコイル２２ａ及び電線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗの絶縁抵抗を、所定のタイミングで自動で計測する接触式監視装置７０ｂが搭載されている。接触式監視装置７０ｂは、電線ＢＶを介し接地線４０に接続される端子Ｖと、電線Ｂａを介し電線２４ｗに接続される端子ａと、を備えている。なお、電線Ｂａを電線２４ｕ又は電線２４ｖに接続しても良い。
【0053】
パンタグラフ１７の下降（電源線１８への電力供給の遮断）に応じて電磁開閉器４４ａが開き、接地線４０から接地側電線４２が切り離されると、接地側電線４２及びＶＶＶＦインバータ２０を介した、電動機用電線２４及びコイル２２ａと接地線４０との接続が切れる。この状態で、接触式監視装置７０ｂは、端子Ｖと端子ａとの間に電圧を印加する。
【0054】
これにより、接触式監視装置７０ｂは、端子ａに接続された電線２４ｗと、電線２４ｗに接続されたコイル２２ａと、コイル２２ａに接続された電線２４ｕ，２４ｖとの絶縁抵抗を計測する。その結果、鉄道車両１０に接触式監視装置７０ｂを搭載することにより、接触式監視装置７０ａと同様に、従来の絶縁抵抗の計測方法と比べて、電動機２２及び電動機用電線２４の絶縁抵抗の計測を容易にできる。
【0055】
なお、接触式監視装置７０ｂによる印加電圧は、ＶＶＶＦインバータ２０の出力側の耐圧規格以下（例えば２５０～５００Ｖ）とする。これにより、接触式監視装置７０ｂの印加電圧に起因して、ＶＶＶＦインバータ２０内部が絶縁破壊されることを抑制できる。
【0056】
図３に示すように、ＳＩＶ３０の出力側に接続される第１低圧交流電路３２は、３本の電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗが１組になって構成される。また、第１低圧交流電路３２は、ＳＩＶ３０の内部を通って電磁開閉器４４ｂ及び手動開閉器４６ｂを介し接地線４０に接続される。そのため、鉄道車両１０の通電時（架線４から鉄道車両１０への電力供給時）には、第１低圧交流電路３２が接地されている。
【0057】
ＳＩＶ３０は、三相交流電力を電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗへ出力し、電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗに接続された空調機器１５を作動させる。また、絶縁トランス３４の１次巻線によって、電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗが互いに接続される。
【0058】
絶縁トランス３４の２次巻線に接続される第２低圧交流電路３６は、３本の電線３６ｒ，３６ｎ，３６ｔが１組になって構成される。絶縁トランス３４の２次巻線によって、電線３６ｒ，３６ｎ，３６ｔが互いに接続される。電線３６ｎは、電磁開閉器４４ｃ及び手動開閉器４６ｃを介し接地線４０に接続される。そのため、鉄道車両１０の通電時には、電線３６ｎが接地され、接地線４０が電線３６ｎ（第２低圧交流電路３６の一部）としても機能する。
【0059】
絶縁トランス３４は、この電線３６ｎに対する電線３６ｒの電位差と、電線３６ｎに対する電線３６ｔの電位差とがそれぞれ１００Ｖとなるように単相の交流電力をそれぞれ出力する。電線３６ｒには照明１６が接続され、電線３６ｔには、充電器８４の絶縁トランス８６が接続される。なお図示しないが、電線３６ｒ，３６ｔには、照明１６や充電器８４の絶縁トランス８６以外にも、交流電力で作動する複数の交流機器が接続されている。
【0060】
照明１６及び絶縁トランス８６を含む複数の交流機器は、電磁開閉器４４ｄ及び手動開閉器４６ｄを介し接地線４０に接続される。そのため、電磁開閉器４４ｄが閉じる鉄道車両１０の通電時には、複数の交流機器が交流電力によって作動する。
【0061】
充電器８４は、接触式監視装置７０の蓄電池８２を充電するための機器である。絶縁トランス８６によって、充電器８４及び蓄電池８２が第２低圧交流電路３６から絶縁されているので、接触式監視装置７０の出力電圧を安定化でき接触式監視装置７０の誤動作を抑制できると共に、感電に対する安全性を確保できる。
【0062】
電線３６ｒ，３６ｔには、複数の交流機器の他に、整流器３８を介してブレーキ１９や制御装置６０、それら以外の複数の直流機器（図示せず）が接続されている。整流器３８は、第２低圧交流電路３６からの交流電力を直流電力に変換して出力する機器である。
【0063】
ブレーキ１９や制御装置６０を含む複数の直流機器は、電磁開閉器４４ｅ及び手動開閉器４６ｅを介し接地線４０に接続される。そのため、電磁開閉器４４ｅが閉じる鉄道車両１０の通電時には、複数の直流機器が直流電力によって作動する。
【0064】
ブレーキ１９は、走行中の鉄道車両１０を減速させるための装置である。制御装置６０は、鉄道車両１０の加減速や、複数の電気機器（交流機器や直流機器）の動作などを制御するための装置である。
【0065】
例えば、制御装置６０は、ＶＶＶＦインバータ２０に内蔵されたスイッチ回路２０ａの動作を制御する。スイッチ回路２０ａは、複数のスイッチング素子をオンオフするタイミングを切り換えることで、ＶＶＶＦインバータ２０から出力される電力の電圧や周波数を制御するための回路である。
【0066】
制御装置６０とスイッチ回路２０ａとは、複数の制御線２０１，２０２，２０３で接続されている。制御装置６０には、その制御線２０１～２０３への電力供給と供給の遮断とを切り換えるリレー２０１ａ，２０２ａ，２０３ａが設けられている。なお、図３では、図示の都合上、リレー２０１ａ～２０３ａを制御装置６０の外部に配置している。
【0067】
リレー２０１ａを閉じて、第２低圧交流電路３６から制御装置６０を介し制御線２０１に電力が供給されると、制御線２０１に対応する電圧や周波数の電力をＶＶＶＦインバータ２０から出力するようにスイッチ回路２０ａが制御される。リレー２０２ａ，２０３ａを閉じた場合も同様に、制御線２０２，２０３にそれぞれ対応する電圧や周波数の電力をＶＶＶＦインバータ２０から出力するようにスイッチ回路２０ａが制御される。なお、鉄道車両１０の非通電時には、全てのリレー２０１ａ～２０３ａが開き、制御線２０１～２０３が第２低圧交流電路３６に繋がらなくなる。
【0068】
鉄道車両１０には、接地線４０及び車体１２等の接地部に対する、第１低圧交流電路３２、第２低圧交流電路３６及び制御線２０１～２０３の絶縁抵抗を、所定のタイミングで自動で計測する接触式監視装置７０ｃが搭載されている。
【0069】
接触式監視装置７０ｃは、電線ＣＶを介し接地線４０に接続される端子Ｖと、電線Ｃａを介し電線３２ｖに接続される端子ａと、電線Ｃｂを介し複数の交流機器（照明１６及び絶縁トランス８６等）と電磁開閉器４４ｄとの間に接続される端子ｂと、電線Ｃｃを介し制御線２０１に接続される端子ｃと、電線Ｃｄを介し制御線２０２に接続される端子ｄと、電線Ｃｅを介し制御線２０３に接続される端子ｅと、電線Ｃｆを介し複数の直流機器（ブレーキ１９及び制御装置６０等）と電磁開閉器４４ｅとの間に接続される端子ｆと、を備えている。なお、電線Ｃａを電線３２ｕ又は電線３２ｗに接続しても良い。
【0070】
パンタグラフ１７（図２参照）の下降に応じて全ての電磁開閉器４４ｂ～４４ｅが開くと、接地線４０から第１低圧交流電路３２及び第２低圧交流電路３６が切り離されると共に、第１低圧交流電路３２及び第２低圧交流電路３６を介した複数の電気機器（空調機器１５や照明１６）と接地線４０との接続が切れる。この状態で、接触式監視装置７０ｃは、端子Ｖと端子ａ～ｆのいずれか１との間に電圧を印加する。
【0071】
接触式監視装置７０ｃは、端子Ｖと端子ａとの間に電圧を印加した場合、端子ａに接続された電線３２ｖと、電線３２ｖに接続された絶縁トランス３４の１次巻線と、その１次巻線に接続された電線３２ｕ，３２ｗとの絶縁抵抗を計測する。
【0072】
なお、鉄道車両１０の第１低圧交流電路３２（電線３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ）は、連結部１４を介して鉄道車両１１の第１低圧交流電路３２に接続されているので、接触式監視装置７０ｃは、端子Ｖと端子ａとの間に電圧を印加した場合、鉄道車両１０，１１の両方の第１低圧交流電路３２の絶縁抵抗を計測できる。
【0073】
また、接触式監視装置７０ｃは、端子Ｖと端子ｂとの間に電圧を印加した場合、端子ｂに接続されている複数の交流機器（照明１６及び絶縁トランス８６等）と電磁開閉器４４ｄとの間の電線と、その交流機器に接続された電線３６ｒ，３６ｔと、電線３６ｒ，３６ｔに接続された絶縁トランス３４の２次巻線と、その２次巻線に接続された電線３６ｎとの絶縁抵抗を計測する。この場合、接触式監視装置７０ｃは、端子Ｖと端子ａとの間に電圧を印加した場合と同様に、端子Ｖと端子ｂとの間に電圧を印加した場合には、鉄道車両１０の第２低圧交流電路３６（電線３６ｒ，３６ｎ，３６ｔ）だけでなく、鉄道車両１１の第２低圧交流電路３６の絶縁抵抗も合わせて計測できる。
【0074】
加えて、接触式監視装置７０ｃは、端子Ｖと端子ｃ～ｅのいずれかとの間に電圧を印加した場合、その電圧が印加された端子ｃ～ｅに接続されている制御線２０１～２０３のいずれかの絶縁抵抗を計測する。このように、鉄道車両１０の非通電時に第２低圧交流電路３６に繋がっていない制御線２０１～２０３も接触式監視装置７０ｃで計測できる。
【0075】
更に、接触式監視装置７０ｃは、端子Ｖと端子ｆとの間に電圧を印加した場合、端子ｆに接続されている複数の直流機器（ブレーキ１９及び制御装置６０等）と電磁開閉器４４ｅとの間の電線と、その直流機器に接続された整流器３８と、整流器３８に接続された電線３６ｒ，３６ｔと、電線３６ｒ，３６ｔに接続された絶縁トランス３４の２次巻線と、その２次巻線に接続された電線３６ｎとの絶縁抵抗を計測する。
【0076】
これらの結果、鉄道車両１０に接触式監視装置７０ｃを搭載することにより、接触式監視装置７０ａ，７０ｂと同様に、従来の絶縁抵抗の計測方法と比べて、第１低圧交流電路３２及び第２低圧交流電路３６の各部の絶縁抵抗の計測を容易にできる。
【0077】
なお、接触式監視装置７０ｃは、端子Ｖと端子ａとの間に電圧を印加する場合、その電圧を、ＳＩＶ３０から第１低圧交流電路３２へ出力される電圧（交流４４０Ｖ）以下とする。また、接触式監視装置７０ｃは、端子Ｖと端子ｂ～ｆとの間に電圧を印加する場合、絶縁トランス３４から第２低圧交流電路３６へ出力される電圧（交流１００Ｖ）以下とする。これらの結果、接触式監視装置７０ｃの印加電圧に起因して、第１低圧交流電路３２及び第２低圧交流電路３６に接続される各電気機器が絶縁破壊されることを抑制できる。
【0078】
また、接触式監視装置７０ｃによる端子Ｖと端子ａとの間への印加電圧も１００Ｖ以下とし、電圧の誤印加を避けるために接触式監視装置７０ｃによる印加電圧を一定にすることが好ましい。これにより、第２低圧交流電路３６に第１低圧交流電路３２向けの電圧を印加することを抑制でき、電圧の誤印加に起因して接触式監視装置７０ｃによる絶縁抵抗の計測値が変動することを低減できる。
【0079】
加えて、接触式監視装置７０ａ，７０ｂ，７０ｃは別々に設けられているので、接触式監視装置７０ａに繋がる電線Ａａ，Ａｂと、接触式監視装置７０ｂに繋がる電線Ｂａと、接触式監視装置７０ｃに繋がる電線Ｃａ～Ｃｆとが１か所に集中することを抑制できる。これにより、電線Ａａ～Ｃｆ同士の短絡を抑制できると共に、電線Ａａ～Ｃｆをまとめることに起因したノイズの発生を抑制できる。
【0080】
更に、接触式監視装置７０ａ，７０ｂ，７０ｃによる絶縁抵抗の計測をそれぞれ同時に行うことができるので、接触式監視装置７０ａ，７０ｂ，７０ｃをまとめる場合と比べ、接触式監視装置７０ａ，７０ｂ，７０ｃを別々に設ける方が絶縁抵抗の計測にかかる時間を短縮できる。
【0081】
この他、接触式監視装置７０ａ，７０ｂ，７０ｃ毎に計測対象へ印加する電圧が異なるので、接触式監視装置７０ａ，７０ｂ，７０ｃをまとめる場合と比べ、それぞれの計測対象への電圧の誤印加を抑制できる。これにより、電圧の誤印加に起因して接触式監視装置７０ａ，７０ｂ，７０ｃによる絶縁抵抗の計測値が変動することを低減できる。
【0082】
次に図４～図１２を参照して、接触式監視装置７０ａ～７０ｃを搭載した鉄道車両１０の各部の制御についてより詳しく説明する。図４は、鉄道車両１０の電気的構成を示したブロック図である。図５は、接触式監視装置７０の電気的構成を示したブロック図である。なお、図４では、接触式監視装置７０（７０ａ～７０ｃ）が蓄電池８２から電力供給を受けていることを模式的に示している。
【0083】
図４に示すように、鉄道車両１０の制御装置６０は、ＣＰＵ６１と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）６２と、ＣＰＵ６１のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであるＲＡＭ６３とを有し、これらはバスライン６４を介して、入出力ポート６５にそれぞれ接続されている。
【0084】
入出力ポート６５には、更に、パンタグラフ１７と、電磁開閉器４４（４４ａ～４４ｅ）と、給電スイッチ６６と、ＶＶＶＦインバータ２０と、ＳＩＶ３０と、空調機器１５と、照明１６と、ブレーキ１９と、接触式監視装置７０ａ～７０ｃと、インターネット等を介して外部サーバ９０との間で情報を送受信する無線通信装置６８と、がそれぞれ接続されている。
【0085】
ＣＰＵ６１は、バスライン６４により接続された各部を制御する演算装置である。ＨＤＤ６２は、ＣＰＵ６１により実行されるプログラムや各種データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、制御プログラム６２ａと、車両情報メモリ６２ｂと、各計測結果メモリ６２ｃとが設けられる。ＣＰＵ６１によって制御プログラム６２ａが実行されると、図１１のメイン処理が実行される。
【0086】
車両情報メモリ６２ｂは、鉄道車両１０の車両番号や編成情報などの車両情報が記憶されるメモリである。各計測結果メモリ６２ｃは、接触式監視装置７０ａ～７０ｃにおける絶縁抵抗の計測結果を、外部サーバ９０へ送信するまで一時的に記憶するメモリである。
【0087】
図６を参照して各計測結果メモリ６２ｃの内容について説明する。各計測結果メモリ６２ｃには、接触式監視装置７０ａ～７０ｃ毎、且つ、それらの計測対象（計測対象ａ～ｆのいずれか１、又は、基準抵抗）毎に日時メモリ及び計測結果メモリが設けられている。日時メモリ及び計測結果メモリには、鉄道車両１０に搭載された接触式監視装置７０ａ～７０ｃによる計測日時と計測結果とがそれぞれ通し番号順に累積して記憶される。
【0088】
なお、接触式監視装置７０ａ～７０ｃの計測中にエラーが有った場合には、その計測対象の日時メモリに、日時の代わりに「エラー」が有ったことを記憶し、対応する計測結果メモリに、計測結果の代わりにエラーの内容を示す情報を記憶する。例えば、接触式監視装置７０ａによる計測対象ｂの計測中にエラーが有った場合には、各計測結果メモリ６２ｃのうち、接触式監視装置７０ａの計測対象ｂに対応する日時メモリに「エラー」を記憶し、計測結果メモリに「ＳＷ２２」を記憶する。なお、「ＳＷ２２」とは、第２スイッチＳＷ２－２が溶着して開かなくなったことを示している。
【0089】
給電スイッチ６６は、パンタグラフ１７の昇降および電磁開閉器４４の開閉を操作するためのスイッチである。給電スイッチ６６をオフにするとパンタグラフ１７が下降した後、接触式監視装置７０により絶縁抵抗を計測できるように全ての電磁開閉器４４が開く。給電スイッチ６６をオンにすると全ての電磁開閉器４４が閉じた後、パンタグラフ１７が上昇する。このようにパンタグラフ１７を架線４と接触させる前に電磁開閉器４４を閉じることで、電磁開閉器４４の溶着を避けることができる。なお、鉄道車両１０の非通電時に電磁開閉器４４などを作動させるために、蓄電池６７が設けられている。
【0090】
図５に示すように、接触式監視装置７０は、ＣＰＵ７１と、フラッシュＲＯＭ７２と、ＣＰＵ７１のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであるＲＡＭ７３とを有し、これらはバスライン７４を介して、入出力ポート７５にそれぞれ接続されている。入出力ポート７５には、更に、鉄道車両１０の入出力ポート６５に接続されるインターフェイス（Ｉ／Ｆ）７６と、計測部７７と、電圧印加部７８と、切換部７９と、がそれぞれ接続されている。
【0091】
ＣＰＵ７１は、バスライン７４により接続された各部を制御する演算装置である。フラッシュＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１により実行されるプログラムや固定値データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、接触監視プログラム７２ａと、固有番号メモリ７２ｂと、接触式計測メモリ７２ｃとが設けられる。ＣＰＵ７１によって接触監視プログラム７２ａが実行されると、図７のメイン処理が実行される。
【0092】
固有番号メモリ７２ｂは、接触式監視装置７０の固有番号が記憶されるメモリである。この固有番号は、接触式監視装置７０による絶縁抵抗の計測対象を示す情報の一部である。接触式計測メモリ７２ｃは、接触式監視装置７０による絶縁抵抗の計測結果を、鉄道車両１０の非通電時の間に記憶しておくためのメモリである。
【0093】
接触式計測メモリ７２ｃは、図６を用いて説明した各計測結果メモリ６２ｃの内容のうち、この接触式計測メモリ７２ｃ自身を持つ接触式監視装置７０に対応する部分と構成が略同一である。例えば、鉄道車両１０の接触式監視装置７０ａの接触式計測メモリ７２ｃは、各計測結果メモリ６２ｃのうち接触式監視装置７０ａに対応する部分の記憶容量を少なくしたものである。
【0094】
電圧印加部７８は、端子Ｖから接地線４０へ直流の正の電圧を印加する機器である。計測部７７は、計測対象の絶縁抵抗の値を算出（計測）する機器である。具体的に例えば、計測部７７としては、計測部７７の内部に設けた内部抵抗と、計測対象の絶縁抵抗とで、電圧印加部７８による印加電圧を分圧し、その内部抵抗にかかる電圧から絶縁抵抗の値を算出するものが挙げられる。
【0095】
なお、計測部７７は、絶縁抵抗の値を算出する機器に限らず、絶縁抵抗の計測対象を流れる漏洩電流の値を検出する機器としても良い。この場合、電圧印加部７８で印加した電圧と、計測部７７で検出した漏洩電流の値とに基づき、ＣＰＵ７１によって計測対象の絶縁抵抗の値が算出される。
【0096】
切換部７９は、端子ａ～ｆに接続された電線の中から１の電線を計測部７７に接続し、その計測部７７に接続された電線を絶縁抵抗の計測対象とするための回路である。なお、以下、端子ａに接続された計測対象の電線を計測対象ａとし、同様に端子ｂ～ｆに接続された計測対象の電線を計測対象ｂ～ｆとする。
【0097】
端子ａ～ｆそれぞれと計測部７７との間には、端子ａ～ｆ側から順に第１スイッチＳＷ１－ｎ（ｎ：整数）と第２スイッチＳＷ２－ｎとが直列接続されている。また、第１スイッチＳＷ１－ｎと第２スイッチＳＷ２－ｎとの間には、電圧検出部ＶＤｎが接続されている。端子ａ（計測対象ａ）がｎ＝１、端子ｂがｎ＝２、端子ｃがｎ＝３、端子ｄがｎ＝４、端子ｅがｎ＝５、端子ｆがｎ＝６にそれぞれ対応する。
【0098】
第１スイッチＳＷ１－ｎ及び第２スイッチＳＷ２－ｎは、ＣＰＵ７１からの指示に応じて電気回路を開閉するスイッチであり、非通電時に開状態を維持する。第１スイッチＳＷ１－ｎを閉じることで、対応する計測対象ａ～ｆが電圧検出部ＶＤｎに接続される。これにより、電圧検出部ＶＤｎは、計測対象ａ～ｆにかかる電圧を検出する。
【0099】
第１スイッチＳＷ１－ｎを閉じて、それに直列接続される第２スイッチＳＷ２－ｎを閉じることで、対応する計測対象ａ～ｆが計測部７７に接続される。これにより、電圧印加部７８と計測部７７との間に、計測対象ａ～ｆの絶縁抵抗を計測する計測回路が形成される。
【0100】
鉄道車両１０の走行時には、全ての第１スイッチＳＷ１－ｎ及び第２スイッチＳＷ２－ｎを開くことで、鉄道車両１０の走行とは無関係な接触式監視装置７０の各部を、電源線１８や電動機用電線２４等の走行に関係する回路から切り離すことができる。更に、直列接続された第１スイッチＳＷ１－ｎ及び第２スイッチＳＷ２－ｎのいずれか一方が溶着してしまっても、いずれか他方が開いていれば、走行に関係する回路に接触式監視装置７０の各部が接続されないようにできる。即ち、鉄道車両１０の既存回路の信頼性の低下を抑制できる。
【0101】
なお、既存回路とは、鉄道車両１０の電気回路のうち、接触式監視装置７０と、その接触式監視装置７０を鉄道車両１０の各部に接続するための電線Ａａ～ＣＶとを除いた回路である。言い換えると、既存回路とは、接触式監視装置７０を搭載する前から鉄道車両１０に配置されていた機器および回路のことであり、電源線１８やＶＶＶＦインバータ２０、ＳＩＶ３０、電動機用電線２４等が挙げられる。
【0102】
また、切換部７９を介して計測対象ａ～ｆ同士が接続するには、直列接続された第１スイッチＳＷ１－ｎ及び第２スイッチＳＷ２－ｎの２組以上が同時に閉じる場合に限られる。即ち、第１スイッチＳＷ１－ｎ及び第２スイッチＳＷ２－ｎを直列接続することによって、切換部７９で計測対象ａ～ｆ同士を接続し難くできる。これにより、切換部７９で互いに接続されることに起因した計測対象ａ～ｆの各電気機器の故障を抑制できる。
【0103】
加えて、切換部７９には、端子Ｖと電圧印加部７８との間から分岐した電線に接続される基準抵抗８１と、その基準抵抗８１と計測部７７とを開閉可能に接続する第３スイッチＳＷ３と、を備える。基準抵抗８１は、基準となる予め定めた抵抗値を有する負荷である。なお、第３スイッチＳＷ３は、端子Ｖと電圧印加部７８との間から分岐した電線と、基準抵抗８１との間に設けても良い。
【0104】
第３スイッチＳＷ３を閉じることで、基準抵抗８１を介して電圧印加部７８と計測部７７とが接続される。この場合に電圧印加部７８で電圧を印加すると、計測部７７は、絶縁抵抗値に代えて基準抵抗８１の抵抗値を算出する。この算出した抵抗値と、基準抵抗８１の予め定めた抵抗値とを比較し、両者が殆ど一致していれば、接触式監視装置７０が正常動作していると判断できる。また、接触式監視装置７０で測定（算出）した基準抵抗８１の抵抗値が、基準抵抗８１の予め定めた抵抗値に近づくように、接触式監視装置７０を校正することもできる。
【0105】
次に図７～図１０を参照して、接触式監視装置７０のＣＰＵ７１で実行されるメイン処理を説明する。図７は、接触式監視装置７０のメイン処理のフローチャートである。図８は、メイン処理中に行われる抵抗計測処理Ｓ３３のフローチャートである。図９は、抵抗計測処理Ｓ３３中に行われる計測後処理Ｓ４９のフローチャートである。図１０は、抵抗計測処理Ｓ３３中に行われる自己診断処理Ｓ５３のフローチャートである。接触式監視装置７０のメイン処理は、接触式監視装置７０の電源が投入されると実行される。
【0106】
図７に示すように、メイン処理はまず、上昇状態であったパンタグラフ１７が下降したかを確認する（Ｓ３１）。この確認は、パンタグラフ１７が下降したときにオンになるセンサからの信号に基づいても良く、給電スイッチ６６がオフ操作されたことを示す鉄道車両１０の制御装置６０からの信号に基づいても良い。
【0107】
なお、パンタグラフ１７が下降して架線４から電源線１８への電力供給が遮断された場合には、上記の通り、全ての電磁開閉器４４が開き、接触式監視装置７０による絶縁抵抗の計測が可能となる。なお、Ｓ３１の処理の直後に、全ての電磁開閉器４４が開いたかをセンサ等で確認する処理を行っても良い。
【0108】
Ｓ３１の処理において、パンタグラフ１７が下降した場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、鉄道車両１０の電気回路の各部に残留する電力を放出させるため、パンタグラフ１７の下降から所定時間が経過したかを確認する（Ｓ３２）。接触式監視装置７０の計測対象に電力が残留していると、接触式監視装置７０に過電圧の印加がされ、接触式監視装置７０が破損する懸念があるためである。また、その計測対象の絶縁抵抗の計測結果が残留電力に影響する懸念もある。なお、所定時間は、少なくとも鉄道車両１０内に配置されたコンデンサ（図示せず）の残留電力の放電時間以上とする。
【0109】
Ｓ３２の処理において、所定時間が経過していない場合には（Ｓ３２：Ｎｏ）、絶縁抵抗の計測結果に残留電力が影響する可能性が高いので、Ｓ３２の処理をループして所定時間の経過を待つ。
【0110】
所定時間が経過した場合には（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、絶縁抵抗の計測結果に残留電力が影響する可能性が十分に低くなったので、計測対象の絶縁抵抗を計測する抵抗計測処理Ｓ３３を実行し、Ｓ３４の処理に移行する。なお、Ｓ３１の処理において、パンタグラフ１７が上昇している場合、又は、パンタグラフ１７が既に下降していた場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、Ｓ３２，Ｓ３３の処理をスキップしてＳ３４の処理に移行する。
【0111】
ここで図８を参照して抵抗計測処理Ｓ３３を説明する。抵抗計測処理Ｓ３３では、まず、計測対象ａの絶縁抵抗を計測するためにｎ＝１を設定する（Ｓ４１）。次いで、計測対象の電線を電圧検出部ＶＤｎに接続するために、第１スイッチＳＷ１－ｎを閉じる（Ｓ４２）。Ｓ４１の処理後の１回目のＳ４２の処理では、第１スイッチＳＷ１－１を閉じて計測対象ａを電圧検出部ＶＤ１に接続する。
【0112】
Ｓ４２の処理後は、電圧検出部ＶＤｎで検出した電圧が閾値以下になったかを確認する（Ｓ４３）。なお、この閾値は、計測対象の電線に電圧印加部７８で印加する電圧よりも小さい値に設定する。Ｓ４３の処理において、検出した電圧が閾値よりも高い場合には（Ｓ４３：Ｎｏ）、非通電時の計測対象の残留電圧が高いので、その残留電圧が放電されるまで待つ。なお、図示しないが、一定時間待っても検出した電圧が閾値以下にならない場合には、計測対象が通電状態にあって絶縁抵抗を計測可能な状態ではないので、絶縁抵抗を計測せずに抵抗計測処理Ｓ３３を終了する。
【0113】
Ｓ４３の処理において、検出した電圧が閾値以下になった場合には（Ｓ４３：Ｙｅｓ）、絶縁抵抗の計測に影響する電圧が低くなったので、第２スイッチＳＷ２－ｎ（Ｓ４１後の１回目の処理ではＳＷ２－１）を閉じる（Ｓ４４）。これにより、計測対象の絶縁抵抗を計測する計測回路が形成されたので、電圧印加部７８で計測対象に電圧を印加する（Ｓ４５）。
【0114】
このように、Ｓ４３，Ｓ４４の処理によって、計測対象に過大な電圧が印加されている場合には、第２スイッチＳＷ２－ｎを閉じないことで、接触式監視装置７０の計測部７７等の電気回路を過大な電圧から保護できる。よって、電圧検出部ＶＤｎ及び第２スイッチＳＷ２－ｎにより、接触式監視装置７０の耐久性を確保できると共に、計測対象の絶縁抵抗の検出精度を向上できる。更に、計測対象と計測部７７との間の開閉を第１スイッチＳＷ１－ｎ及び第２スイッチＳＷ２－ｎにより多重化して冗長性を持たせることで安全性を高めている。その結果、接触式監視装置７０に必要以上の耐久性（耐電圧性）を持たせなくても良くなり、接触式監視装置７０のコストの低減や小型化が期待できる。
【0115】
Ｓ４５の処理後、電圧の印加から所定時間が経過したかを確認し（Ｓ４６）、所定時間が経過していない場合には（Ｓ４６：Ｎｏ）、絶縁抵抗の計測値が安定していないので、Ｓ４６の処理をループする。
【0116】
一方、電圧の印加から所定時間が経過した場合には（Ｓ４６：Ｙｅｓ）、計測部７７で計測対象の絶縁抵抗を計測する（Ｓ４７）。次いで、その計測結果と、計測対象（Ｓ４１後の１回目の処理では計測対象ａ）と、計測した日時とを接触式計測メモリ７２ｃに記憶させ（Ｓ４８）、計測後処理Ｓ４９を実行する。
【0117】
図９に示すように、計測後処理Ｓ４９では、まずＳ４４の処理で閉じた第２スイッチＳＷ２－ｎを開ける（Ｓ６１）。次いで、計測部７７で計測対象の絶縁抵抗が未だに検出されるかを確認する（Ｓ６２）。
【0118】
Ｓ６２の処理で絶縁抵抗が検出された場合には（Ｓ６２：Ｙｅｓ）、Ｓ６１の処理で開けるように指示した第２スイッチＳＷ２－ｎが溶着などによって実際には開かなかったと判断できる。この場合、第２スイッチＳＷ２－ｎが開かなかったというエラー情報を接触式計測メモリ７２ｃに記憶させて（Ｓ６３）、Ｓ６４の処理を実行する。
【0119】
一方、Ｓ６２の処理で絶縁抵抗が検出されなかった場合には（Ｓ６２：Ｎｏ）、Ｓ６１の処理で開くように指示した第２スイッチＳＷ２－ｎが問題無く開いたので、Ｓ６３の処理をスキップして、Ｓ６４の処理を実行する。
【0120】
Ｓ６４の処理では、Ｓ４２の処理で閉じた第１スイッチＳＷ１－ｎを開ける。Ｓ６４の処理後、開けたはずの第１スイッチＳＷ１－ｎが接続される電圧検出部ＶＤｎで電圧が検出されるかを確認する（Ｓ６５）。Ｓ６４の処理で開けるように指示した第１スイッチＳＷ１－ｎが溶着などにより実際には開かなかった場合には、Ｓ６５の処理で電圧が検出される（Ｓ６５：Ｙｅｓ）。この場合、第１スイッチＳＷ１－ｎが開かなかったというエラー情報を接触式計測メモリ７２ｃに記憶させ（Ｓ６６）、電圧印加部７８による電圧の印加を終了し（Ｓ６７）、計測後処理Ｓ４９を終了する。
【0121】
一方、Ｓ６５の処理で電圧が検出されなかった場合には（Ｓ６５：Ｎｏ）、Ｓ６４の処理で開くように指示した第１スイッチＳＷ１－ｎが問題無く開いたので、Ｓ６６の処理をスキップしてＳ６７の処理を実行し、計測後処理Ｓ４９を終了する。
【0122】
このように計測後処理Ｓ４９では、第１スイッチＳＷ１－ｎ及び第２スイッチＳＷ２－ｎを段階的に開けながら、それらの正常動作を確認することができる。よって、接触式監視装置７０では、第１スイッチＳＷ１－ｎ及び第２スイッチＳＷ２－ｎの動作確認を自動化できる。
【0123】
図８に戻って説明する。計測後処理Ｓ４９の後、この処理でエラーが無かったかを確認する（Ｓ５０）。エラーが有った場合には（Ｓ５０：Ｎｏ）、他の計測対象の絶縁抵抗を計測せずに抵抗計測処理Ｓ３３を終了する。
【0124】
ここで例えば、第１スイッチＳＷ１－１及び第２スイッチＳＷ２－１が両方とも溶着により開かずエラーとなっている場合に、計測対象ｂの絶縁抵抗の計測のために第１スイッチＳＷ１－２及び第２スイッチＳＷ２－２を閉じると、計測対象ａと計測対象ｂとが接続されてしまう。この状態で電圧印加部７８により電圧を印加すると、意図しない電圧によって接触式監視装置７０や計測対象ａ，ｂの各電気機器が故障する可能性がある。
【0125】
これに対し、計測後処理Ｓ４９でエラーが有った場合に（Ｓ５０：Ｎｏ）、抵抗計測処理Ｓ３３を終了することで、切換部７９を介して複数の計測対象同士が接続されてしまうことを抑制できる。その結果、意図しない電圧によって接触式監視装置７０や計測対象の各電気機器が故障する可能性を低減できる。
【0126】
Ｓ５０の処理において、計測後処理Ｓ４９でエラーが無かった場合（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、未計測の計測対象の絶縁抵抗を計測するためにｎ＝ｎ＋１をする（Ｓ５１）。次いで、ｎ≧７であるかを確認し（Ｓ５２）、ｎ＜７であれば（Ｓ５２：Ｎｏ）、未計測の計測対象が残っているので、Ｓ４２以下の処理を再び実行する。
【0127】
一方、ｎ≧７であれば（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、全ての計測対象の絶縁抵抗の計測が完了したので、自己診断処理Ｓ５３を実行して抵抗計測処理Ｓ３３を終了する。なお、Ｓ５２の処理では、接触式監視装置７０の端子ａ～ｆが繋がっている数に応じて、上限を設定する。例えば、接触式監視装置７０ａのように端子ａ，ｂのみが計測対象に繋がっている場合、Ｓ５２の処理では、ｎ≧３であるかを確認する。また、接触式監視装置７０ｂのように端子ａのみが計測対象に繋がっている場合、Ｓ５２の処理では、ｎ≧２であるかを確認する。
【0128】
図１０に示すように、自己診断処理Ｓ５３ではまず、第３スイッチＳＷ３を閉じて（Ｓ７１）、電圧印加部７８と計測部７７とを基準抵抗８１を介して接続する。次いで、電圧印加部７８で電圧を印加し（Ｓ７２）、基準抵抗８１を通る電流の値が安定するように、電圧の印加から所定時間が経過したかを確認する（Ｓ７３）。電圧の印加から所定時間が経過していない場合には（Ｓ７３：Ｎｏ）、Ｓ７３の処理をループする。
【0129】
一方、電圧の印加から所定時間が経過した場合には（Ｓ７３：Ｙｅｓ）、計測部７７による計測値が安定したので、計測部７７で基準抵抗８１の抵抗値を計測する（Ｓ７４）。次いで、この抵抗値の計測結果と、計測対象（基準抵抗８１）と、計測した日時とを接触式計測メモリ７２ｃに記憶させる（Ｓ７５）。
【0130】
この抵抗値の計測結果を取得した外部サーバ９０等において、基準抵抗８１の抵抗値の計測結果と、予め定められている基準抵抗８１の抵抗値とを比較し、両者の値が殆ど同一であれば、接触式監視装置７０が正常動作していることを確認できる。一方、抵抗値の計測結果と、予め定められている抵抗値とが大きくずれている場合には、接触式監視装置７０の正常動作が疑われるので、接触式監視装置７０のメンテナンスを外部サーバ９０の管理者などに通知することができる。
【0131】
Ｓ７５の処理後は、Ｓ７１の処理で閉じた第３スイッチＳＷ３を開けて（Ｓ７６）、基準抵抗８１を介した電圧印加部７８と計測部７７との接続を切り離す。この状態で、計測部７７で未だに基準抵抗８１の抵抗値が検出されるかを確認する（Ｓ７７）。
【0132】
Ｓ７６の処理で開けるように指示した第３スイッチＳＷ３が溶着などにより実際には開かなかった場合には、Ｓ７７の処理で抵抗値が検出される（Ｓ７７：Ｙｅｓ）。この場合、第３スイッチＳＷ３が開かなかったというエラー情報を接触式計測メモリ７２ｃに記憶させ（Ｓ７８）、電圧印加部７８による電圧の印加を終了し（Ｓ７９）、自己診断処理Ｓ５３を終了して図８の抵抗計測処理Ｓ３３を終了する。
【0133】
一方、Ｓ７７の処理で抵抗値が検出されなかった場合には（Ｓ７７：Ｎｏ）、Ｓ７６の処理で開けるように指示した第３スイッチＳＷ３が問題無く開いたので、Ｓ７８の処理をスキップしてＳ７９の処理を実行し、自己診断処理Ｓ５３を終了して図８の抵抗計測処理Ｓ３３を終了する。このように、接触式監視装置７０では、第１スイッチＳＷ１－１及び第２スイッチＳＷ２－１と同様に、第３スイッチＳＷ３の動作確認を自動化できる。
【0134】
図７に戻って説明する。抵抗計測処理Ｓ３３の後は、鉄道車両１０の制御装置６０から計測結果を要求されたかを確認し（Ｓ３４）、要求が有った場合には（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、接触式計測メモリ７２ｃに対応付けて記憶されている未送信の計測結果（又はエラー情報）、計測対象、日時と、固有番号メモリ７２ｂに記憶されている接触式監視装置７０の固有番号と、を制御装置６０へ送信する（Ｓ３５）。
【0135】
次いで、その他の処理を実行し（Ｓ３６）、Ｓ３１以下の処理を繰り返し実行する。なお、Ｓ３６の処理では、例えば、蓄電池８２の充電制御や、端子ａ～ｆへの計測対象ａ～ｆの接続の有無の確認などを行う。
【0136】
次に図１１を参照して、鉄道車両１０の制御装置６０のＣＰＵ６１で実行されるメイン処理を説明する。図１１は、制御装置６０のメイン処理のフローチャートである。制御装置６０のメイン処理は、パンタグラフ１７が上昇して鉄道車両１０に架線４から電力が供給され、制御装置６０の電源が投入されると実行される。
【0137】
図１１に示すように、メイン処理はまず、制御装置６０の電源が投入されていない間に接触式監視装置７０で絶縁抵抗の計測が行われているので、各々の接触式監視装置７０へ計測結果を要求する（Ｓ８１）。上述した通り、この要求に応じた図７のＳ３４，Ｓ３５の処理によって、接触式監視装置７０から制御装置６０へ未送信の計測結果などが送信される。
【0138】
Ｓ８１の処理後、接触式監視装置７０から受信した計測結果（又はエラー情報）、計測対象、日時と、その接触式監視装置７０の固有番号とを、互いに対応付けて各計測結果メモリ６２ｃに記憶させる（Ｓ８２）。各々の接触式監視装置７０による計測結果を制御装置６０で集約することによって、接触式監視装置７０の記憶容量を少なくでき、接触式監視装置７０を小型化できる。これにより、接触式監視装置７０の配置場所の自由度を向上できる。更に、接触式監視装置７０の記憶容量を少なくすることでコストの低減も期待できる。
【0139】
Ｓ８２の処理後、制御装置６０から外部サーバ９０への未送信の計測結果またはエラー情報が各計測結果メモリ６２ｃに記憶されているかを確認する（Ｓ８３）。未送信の計測結果またはエラー情報が記憶されている場合には（Ｓ８３：Ｙｅｓ）、それらを外部サーバ９０へ送信するために、無線通信装置６８を介して鉄道車両１０と外部サーバ９０とが通信可能であるかを確認する（Ｓ８４）。
【0140】
外部サーバ９０と通信可能であれば（Ｓ８４：Ｙｅｓ）、各計測結果メモリ６２ｃに記憶された未送信の計測結果（又はエラー情報）、計測対象、日時、接触式監視装置７０の固有番号と、車両情報メモリ６２ｂに記憶されている鉄道車両１０の車両情報と、を外部サーバ９０へ送信する（Ｓ８５）。
【0141】
次いで、その他の処理を実行し（Ｓ８６）、Ｓ８１以下の処理を繰り返し実行する。なお、Ｓ８６の処理としては、鉄道車両１０を走行させるための各種処理が挙げられる。
【0142】
また、Ｓ８３の処理で未送信の計測結果またはエラー情報が無い場合（Ｓ８３：Ｎｏ）、又は、Ｓ８４の処理で外部サーバ９０との通信が不可能である場合（Ｓ８４：Ｎｏ）には、Ｓ８５の処理をスキップしてＳ８６の処理を実行する。
【0143】
外部サーバ９０は、鉄道車両１０から受信した計測結果に基づき、絶縁抵抗の劣化の疑いを判定する。例えば、外部サーバ９０では、図１２に示すように、鉄道車両１０の接触式監視装置７０ａの計測対象ａに関し、過去の絶縁抵抗の計測結果を縦軸に、日時を横軸にしたグラフを生成し表示する。図１２のグラフでは、過去の計測結果（実測値）の経時変化を実線で示し、その実測値を最小二乗法で近似した直線の延長線による今後の計測結果（予測値）の経時変化を二点鎖線で示している。また、図１２のグラフには、絶縁抵抗の劣化が疑われる閾値を破線で示している。
【0144】
過去の計測結果が閾値を下回っている場合には、絶縁抵抗の劣化が疑われることを外部サーバ９０の管理者へ通知する。なお、鉄道車両１０において絶縁抵抗を計測する際、計測時の温度や湿度も取得し、それらの情報を絶縁抵抗の劣化の判断に利用しても良い。
【0145】
今後の計測結果（予測値）の経時変化と閾値とから、今後の計測結果が閾値以下となる日時が予測され、その日時が図１２のグラフに表示されている。よって、外部サーバ９０の管理者は、今後の計測結果が閾値以下となる日時を目安に鉄道車両１０のメンテナンス等のスケジュールを計画することができると共に、交換が必要な機器や部品の発注などを計画することができる。
【0146】
次に図１３及び図１４を参照して第２実施形態について説明する。第１実施形態では、パンタグラフ１７から電源線１８へ電力が供給され、ＶＶＶＦインバータ２０及びＳＩＶ３０が１台の鉄道車両１０に搭載されている場合について説明した。これに対し、第２実施形態では、鉄道車両１００ａ，１００ｂ，１００ｃが連結された車両編成において、鉄道車両１００ａに搭載した発電機や蓄電池などからなる電源１０２から電源線１８ａ～１８ｃへ電力が供給され、ＶＶＶＦインバータ２０が鉄道車両１００ｃに搭載され、ＳＩＶ３０が鉄道車両１００ｂに搭載される場合について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【0147】
図１３は、第２実施形態におけるＳＩＶ３０よりも上流の鉄道車両１００ａ，１００ｂ，１００ｃの電気回路を模式的に示した回路図である。図１４は、第２実施形態におけるＳＩＶ３０よりも下流の鉄道車両１００ｂの電気回路を模式的に示した回路図である。
【0148】
図１３に示すように、鉄道車両１００ａ～１００ｃは、車体１２と車輪１３と連結部１４と複数の電気機器とを主に備えている。鉄道車両１００ａ～１００ｃは、連結部１４同士を連結して車両編成を構成している。鉄道車両１００ａの電源線１８ａと、鉄道車両１００ｂの電源線１８ｂと、鉄道車両１００ｃの電源線１８ｃとがそれぞれ連結部１４を介して接続される。
【0149】
同様に、鉄道車両１００ａの接地側電線４２ａと、鉄道車両１００ｂの接地側電線４２ｂと、鉄道車両１００ｃの接地側電線４２ｃとがそれぞれ連結部１４を介して接続される。また、鉄道車両１００ａの接地線４０ａと、鉄道車両１００ｂの接地線４０ｂと、鉄道車両１００ｃの接地線４０ｃとがそれぞれ連結部１４を介して接続される。更に、各車両につき接地側電線４２ａ～４２ｃと接地線４０ａ～４０ｃとは、電磁開閉器４４ａと、その電磁開閉器４４ａの接地線４０ａ～４０ｃ側に直列に接続される手動開閉器４６ａとを介して接続されている。
【0150】
鉄道車両１００ａには、鉄道車両１００ａ～１００ｃを走行させるための電源１０２が搭載されている。電源１０２は、発電機（燃料電池を含む）や蓄電池からなり、直流電力を供給する。この電源１０２の正極が電源開閉器１０４を介して電源線１８ａに接続される。電源１０２の負極が接地側電線４２ａに接続される。
【0151】
電源開閉器１０４を閉じることで、電源１０２から電源線１８ａ～１８ｃへ電力が供給される。電源開閉器１０４を開くことで、電源１０２から電源線１８ａ～１８ｃへの電力供給が遮断される。
【0152】
鉄道車両１００ｂには、ＳＩＶ３０が搭載されている。このＳＩＶ３０の入力側の正極端子が電源線１８ｂに接続され、負極端子が接地側電線４２ｂに接続されている。鉄道車両１００ｃには、ＶＶＶＦインバータ２０が搭載されている。このＶＶＶＦインバータ２０の入力側の正極端子が電源線１８ｃに接続され、負極端子が接地側電線４２ｃに接続されている。
【0153】
また、鉄道車両１００ａには、接触式監視装置７０ａが搭載されている。この接触式監視装置７０ａは、端子Ｖが電線ＡＶを介して接地線４０ａに接続され、端子ａが電線Ａａを介して電源線１８ａに接続され、端子ｂが電線Ａｂを介して接地側電線４２ａに接続されている。
【0154】
鉄道車両１００ａ，１００ｂ，１００ｃが連結されている状態であれば、第１実施形態と同様に、電源開閉器１０４を開けて電源線１８ａ～１８ｃへの電力供給が遮断されると、電磁開閉器４４ａが開き、接地線４０ａ～４０ｃから電源線１８ａ～１８ｃ及び接地側電線４２ａ～４２ｃが切り離される。この状態で、接触式監視装置７０ａは、端子Ｖと端子ａ又は端子ｂとの間に電圧を印加することによって、印加された端子ａに接続されている電源線１８ａ～１８ｃの絶縁抵抗の合計、又は、印加された端子ｂに接続されている接地側電線４２ａ～４２ｃの絶縁抵抗の合計を計測できる。
【0155】
鉄道車両１００ａと、鉄道車両１００ｂ，１００ｃとの連結が解除されている状態であれば、鉄道車両１００ａの非通電時に、接触式監視装置７０ａは、端子Ｖと端子ａ又は端子ｂとの間に電圧を印加することによって、端子ａに接続された電源線１８ａ、又は、端子ｂに接続された接地側電線４２ａの絶縁抵抗を、他の鉄道車両１００ｂ，１００ｃの電源線１８ａ又は接地側電線４２ａの絶縁抵抗に影響させることなく個別に計測できる。
【0156】
鉄道車両１００ｂには、接触式監視装置７０ｄが搭載されている。この接触式監視装置７０ｄは、端子Ｖが電線ＤＶを介して接地線４０ｂに接続され、端子ａが電線Ｄａを介して電源線１８ｂに接続され、端子ｂが電線Ｄｂを介して接地側電線４２ｂに接続されている。
【0157】
鉄道車両１００ｂと、鉄道車両１００ａ，１００ｃとの連結が解除されている状態であれば、電源線１８ａから電源線１８ｂへの電力の供給が遮断されると共に、接地側電線４２ａ及び接地線４０ａを介した接地側電線４２ｂと接地線４０ｂとの接続が切り離される。更に、電力供給の遮断に応じて、接地側電線４２ｂと接地線４０ｂとの間の電磁開閉器４４ａが開く。この状態で、接触式監視装置７０ｄは、端子Ｖと端子ａ又は端子ｂとの間に電圧を印加することにより、印加された端子ａに接続されている電源線１８ｂ、又は、印加された端子ｂに接続されている接地側電線４２ｂの絶縁抵抗を、他の鉄道車両１００ａ，１００ｃとは別に計測できる。
【0158】
鉄道車両１００ｃには、接触式監視装置７０ｅが搭載されている。この接触式監視装置７０ｅは、端子Ｖが電線ＥＶを介して接地線４０ｃに接続され、端子ａが電線Ｅａを介して電源線１８ｃに接続され、端子ｂが電線Ｅｂを介して接地側電線４２ｃに接続されている。
【0159】
鉄道車両１００ｃと、鉄道車両１００ａ，１００ｂとの連結が解除されている状態であれば、電源線１８ａ，１８ｂから電源線１８ｃへの電力の供給が遮断されると共に、接地側電線４２ａ，４２ｂ及び接地線４０ａ，４０ｂを介した接地側電線４２ｃと接地線４０ｃとの接続が切り離される。更に、電力供給の遮断に応じて、接地側電線４２ｃと接地線４０ｃとの間の電磁開閉器４４ａが開く。この状態で、接触式監視装置７０ｅは、端子Ｖと端子ａ又は端子ｂとの間に電圧を印加することにより、印加された端子ａに接続されている電源線１８ｃ、又は、印加された端子ｂに接続されている接地側電線４２ｃの絶縁抵抗を、他の鉄道車両１００ａ，１００ｃとは別に計測できる。
【0160】
以上のように、鉄道車両１００ａ～１００ｃそれぞれに接触式監視装置７０ａ，７０ｄ，７０ｅを搭載し、通電時（走行時）には連結部１４を介して繋がっている電線同士を非通電時に切り離すことで、電源線１８ａ～１８ｃの絶縁抵抗や、接地側電線４２ａ～４２ｃの絶縁抵抗を鉄道車両１００ａ～１００ｃ毎に個別に計測できる。
【0161】
図１４を用いて、鉄道車両１００ｂの第１低圧交流電路３２及び第２低圧交流電路３６の構成について説明する。なお、鉄道車両１００ａ，１００ｃの第１低圧交流電路３２及び第２低圧交流電路３６は、鉄道車両１００ｂと略同一に構成されているので、その説明を一部省略する。
【0162】
鉄道車両１００ａ～１００ｃの通電時、鉄道車両１００ｂの第１低圧交流電路３２には、ＳＩＶ３０から交流電力が供給され、鉄道車両１００ｂの第２低圧交流電路３６には、絶縁トランス３４から交流電力が供給される。一方、鉄道車両１００ａ，１００ｃの第１低圧交流電路３２には、鉄道車両１００ｂの第１低圧交流電路３２から交流電力が供給され、鉄道車両１００ａ，１００ｃの第２低圧交流電路３６には、鉄道車両１００ｂの第２低圧交流電路３６から交流電力が供給される。
【0163】
鉄道車両１００ｂにおいて、交流機器である充電器８４の絶縁トランス８６は、電磁開閉器４４ｆ及び手動開閉器４６ｆを介し接地線４０ｂに接続される。交流機器である照明１６は、電磁開閉器４４ｇ及び手動開閉器４６ｇを介し接地線４０ｂに接続される。なお、図示しないが、充電器８４及び照明１６以外の複数の交流機器も個別に電磁開閉器４４及び手動開閉器４６を介し接地線４０ｂに接続される。
【0164】
また、直流機器である制御装置６０は、電磁開閉器４４ｈ及び手動開閉器４６ｈを介し接地線４０ｂに接続される。直流機器であるブレーキ１９は、電磁開閉器４４ｉ及び手動開閉器４６ｉを介し接地線４０ｂに接続される。なお、図示しないが、制御装置６０及びブレーキ１９以外の複数の直流機器も個別に電磁開閉器４４及び手動開閉器４６を介し接地線４０ｂに接続させる。
【0165】
鉄道車両１００ｂには、接触式監視装置７０ｆが搭載されている。接触式監視装置７０ｆは、端子Ｖが電線ＦＶを介して接地線４０ｂに接続され、端子ａが電線Ｆａを介し第１低圧交流電路３２の電線３２ｖに接続され、端子ｂが電線Ｆｂを介し絶縁トランス８６と電磁開閉器４４ｆとの間に接続され、端子ｃが電線Ｆｃを介し照明１６と電磁開閉器４４ｇとの間に接続され、端子ｄが電線Ｆｄを介し制御装置６０と電磁開閉器４４ｈとの間に接続され、端子ｅが電線Ｆｅを介しブレーキ１９と電磁開閉器４４ｉとの間に接続される。なお、その他の交流機器や直流機器と電磁開閉器４４との間にも個別に接触式監視装置７０ｆの端子を接続する。
【0166】
鉄道車両１０の非通電時に全ての電磁開閉器４４ｂ，４４ｃ，４４ｆ～４４ｉが開いた状態で、接触式監視装置７０ｆは、端子Ｖと端子ａ～ｅのいずれか１との間に電圧を印加し、その端子ａ～ｅが接続されている部分の絶縁抵抗を計測する。
【0167】
第１実施形態では、接触式監視装置７０ｃによって、複数の交流機器の絶縁抵抗の合計を計測し、複数の直流機器の絶縁抵抗の合計を計測する場合を説明した。これに対し、第２実施形態では、複数の交流機器および直流機器が個別に電磁開閉器４４を介して接地線４０ｂに接続され、接触式監視装置７０ｆの端子ｂ～ｅに複数の交流機器および直流機器がそれぞれ個別に接続されている。よって、接触式監視装置７０ｆは、複数の交流機器および直流機器の絶縁抵抗を個別に計測できる。これにより、接触式監視装置７０ｆの計測結果から、いずれの交流機器または直流機器の絶縁抵抗が劣化しているかを容易に判断できる。
【0168】
また、接触式監視装置７０ｆは、端子Ｖと端子ａとの間に電圧を印加した場合、端子ａに接続された鉄道車両１００ｂの第１低圧交流電路３２の絶縁抵抗を計測する。このとき、鉄道車両１００ｂの第１低圧交流電路３２と鉄道車両１００ａ，１００ｃの第１低圧交流電路３２とが連結されている場合には、鉄道車両１００ａ～１００ｃの第１低圧交流電路３２の絶縁抵抗の合計を接触式監視装置７０ｆで計測できる。
【0169】
一方、鉄道車両１００ｂの第１低圧交流電路３２と鉄道車両１００ａ，１００ｃの第１低圧交流電路３２との連結が解除されている場合には、鉄道車両１００ａ，１００ｃの第１低圧交流電路３２とは別に、鉄道車両１００ｂの第１低圧交流電路３２の絶縁抵抗を計測できる。
【0170】
なお、鉄道車両１００ａ～１００ｃの接触式監視装置７０による絶縁抵抗の計測結果は、鉄道車両１００ａ～１００ｃが非通電状態から通電状態になった後、図１１のＳ８１，８２の処理によって、鉄道車両１００ｂの各計測結果メモリ６２ｃにまとめて記憶する。複数の接触式監視装置７０からそれぞれ外部サーバ９０へ計測結果を送信する場合と比べ、鉄道車両１００ｂから外部サーバ９０へ接触式監視装置７０の計測結果をスムーズに送信することができる。
【0171】
次に図１５から図１７を参照して第３実施形態について説明する。第１，２実施形態では、第１低圧交流電路３２及び第２低圧交流電路３６の各部の絶縁抵抗を接触式監視装置７０で計測する場合について説明した。これに対し、第３実施形態では、第１低圧交流電路３２及び第２低圧交流電路３６の各部の絶縁抵抗を交流監視装置１２０で計測する場合について説明する。なお、第１，２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【0172】
図１５は第３実施形態における鉄道車両１１０の電気回路を模式的に示した回路図である。鉄道車両１１０は、車体１２と車輪１３と連結部１４（図１参照）と複数の電気機器（空調機器１５や照明１６等）と接触式監視装置７０ｇとを主に備えている。
【0173】
接触式監視装置７０ｇは、端子Ｖが電線ＧＶを介して接地線４０に接続され、端子ａが電線Ｇａを介し電動機用電線２４に接続され、端子ｂが電線Ｇｂを介し電源線１８に接続され、端子ｃが電線Ｇｃを介し接地側電線４２に接続される。パンタグラフ１７の下降に応じて電磁開閉器４４ａが開いた状態で、接触式監視装置７０ｇは、端子Ｖと端子ａ～ｃのいずれか１との間に電圧を印加することにより、印加された端子ａ～ｃに接続されている部分の絶縁抵抗を計測できる。
【0174】
即ち、接触式監視装置７０ｇは、第１実施形態における接触式監視装置７０ａと接触式監視装置７０ｂとを１つにまとめたものである。これにより、鉄道車両１１０に搭載する接触式監視装置７０の数を低減できる。
【0175】
第１実施形態では説明を省略したが、第１低圧交流電路３２は、ＳＩＶ３０の出力側から延びて車両前後の連結部１４間に引き通される３本１組の幹電線３２ｕ１，３２ｖ１，３２ｗ１と、その幹電線３２ｕ１，３２ｖ１，３２ｗ１からそれぞれ分岐する分岐電線３２ｕ２，３２ｖ２，３２ｗ２と、を備えている。図示しないが、第１低圧交流電路３２は、ＳＩＶ３０の内部を通って電磁開閉器４４ｂ及び手動開閉器４６ｂを介し接地線４０に接続される。分岐電線３２ｕ２，３２ｖ２，３２ｗ２は、空調機器１５等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。
【0176】
同様に、第２低圧交流電路３６は、絶縁トランス３４から延びて車両前後の連結部１４間に引き通される幹電線３６ｒ１，３６ｔ１と、その幹電線３６ｒ１，３６ｔ１からそれぞれ分岐する分岐電線３６ｒ２，３６ｔ２と、を備えている。また、絶縁トランス３４から接地線４０に接続される幹電線３６ｎ１が延びているため、接地線４０が幹電線３６ｎ１の一部としても機能し、接地線４０から分岐電線３６ｎ２が分岐する。
【0177】
分岐電線３６ｒ２と分岐電線３６ｎ２とで１組の単相２線の電路を構成し、分岐電線３６ｔ２と分岐電線３６ｎ２とで１組の単相２線の電路を構成する。これらの電路は、照明１６等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。
【0178】
鉄道車両１１０には、鉄道車両１１０の通電時において第１低圧交流電路３２及びそれに接続された電気機器（例えば空調機器１５）の絶縁抵抗を自動で定期的に計測する交流監視装置１２０ａと、通電時において第２低圧交流電路３６及びそれに接続された電気機器（例えば照明１６やブレーキ１９）の絶縁抵抗を自動で定期的に計測する交流監視装置１２０ｂと、が搭載されている。
【0179】
交流監視装置１２０ａは、１組の第１低圧交流電路３２（幹電線３２ｕ１，３２ｖ１，３２ｗ１）が貫通する零相変流器１２７ａと、第１低圧交流電路３２の幹電線３２ｕ１，３２ｗ１間に発生している電圧を検出する基準検出部１２８ａと、を備える。同様に、交流監視装置１２０ｂは、１組の第２低圧交流電路３６（幹電線３６ｒ１，３６ｎ１，３６ｔ１）が貫通する零相変流器１２７ｂと、第２低圧交流電路３６の幹電線３６ｒ１，３６ｔ１間に発生している電圧を検出する基準検出部１２８ｂと、を備える。交流監視装置１２０ａ，１２０ｂを作動させる電力は、第１低圧交流電路３２や第２低圧交流電路３６から図示しない電線を介して供給されても良いし、第１低圧交流電路３２や第２低圧交流電路３６以外の電線から供給されても良い。
【0180】
なお、交流監視装置１２０ａと、交流監視装置１２０ｂと、後述する交流監視装置１２０ｃ～１２０ｈとは、配置（接続位置）が異なる点以外は略同一に構成される。以下、交流監視装置１２０ａ～１２０ｈを区別せずに説明する場合、交流監視装置１２０と称す。同様に、交流監視装置１２０ａ～１２０ｈがそれぞれ有する零相変流器１２７ａ及び基準検出部１２８ａを区別せずに説明する場合、それぞれ零相変流器１２７及び基準検出部１２８と称す。
【0181】
零相変流器１２７は、計測対象となる１組の交流電路が貫通する環状の変流器であり、鉄道車両１１０の通電時にその１組の交流電路を流れる漏洩電流を検出する。より具体的に、１組の交流電路が貫通する零相変流器１２７は、その貫通位置よりも交流電路の下流（第１低圧交流電路３２ではＳＩＶ３０から離れた側、第２低圧交流電路３６では絶縁トランス３４から離れた側）の電線と、その電線に接続された各電気機器とで生じる漏洩電流を検出する。
【0182】
零相変流器１２７により検出する漏洩電流には、対地静電容量に起因する漏洩電流Ｉｇｃと、絶縁抵抗に直接関与している対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流Ｉｇｒと、が含まれている。なお、漏洩電流Ｉｇｃは、計測対象の電線の長さに応じて容量が増大するだけでなく、電気機器に使用されているインバータやノイズフィルター等に起因する高調波歪み電流によっても容量が増大する。
【0183】
基準検出部１２８は、計測対象となる１組の交流電路の電圧を検出する電圧プローブである。計測対象が三相３線式の場合、例えばＳＩＶ３０の内部で幹電線３２ｖ１及び分岐電線３２ｖ２が巻線を介さずに接地されている場合、基準検出部１２８は、接地されていないＵ相（幹電線３２ｕ１又は分岐電線３２ｕ２）とＷ相（幹電線３２ｗ１又は分岐電線３２ｗ２）との間の電圧のクロスポイントを検出する。計測対象が三相４線式の場合、例えばＳＩＶ３０の内部で幹電線３２ｕ１，３２ｖ１，３２ｗ１が巻線および中性線を介して接地されている場合、基準検出部１２８は、接地線（中性線）以外の相間から電圧のクロスポイントを検出する。計測対象が単相２線式の場合、基準検出部１２８は、Ｎ相（幹電線３６ｎ１又は分岐電線３６ｎ２）とＬ相（幹電線３６ｒ１，３６ｔ１、分岐電線３６ｒ２，３６ｔ２のいずれか１）との間の電圧のクロスポイントを検出する。
【0184】
交流監視装置１２０は、零相変流器１２７の検出結果と、基準検出部１２８の検出結果とから、計測対象の漏洩電流Ｉｇｒを算出し、その漏洩電流Ｉｇｒから計測対象の絶縁抵抗の値を算出する。漏洩電流Ｉｇｒ及び絶縁抵抗の算出には、既知の方法を用いればよく、例えば特許第４９４５７２７号公報に開示されている方法を用いればよい。
【0185】
なお、交流監視装置１２０は、計測対象の絶縁抵抗の値を計測結果として算出（計測）せずに、計測対象の絶縁抵抗に起因する漏洩電流Ｉｇｒを計測結果として算出しても良い。本明細書において、交流監視装置１２０が計測対象の絶縁抵抗を計測するとは、絶縁抵抗の値自体を算出する場合も、漏洩電流Ｉｇｒを算出する場合も含むこととする。
【0186】
以上説明した通り交流監視装置１２０は、鉄道車両１１０の通電時の零相変流器１２７の検出値に基づき、その零相変流器１２７を貫通する位置よりも下流の交流電路および電気機器の絶縁抵抗を計測する。その結果、鉄道車両１１０に交流監視装置１２０を搭載することによって、実際に作動中の電気機器の絶縁抵抗を計測できると共に、電圧印加による絶縁抵抗を計測する接触式監視装置７０では必要な電気機器と接地線４０（接地部）との切り離し作業などを不要にできる。
【0187】
更に、交流監視装置１２０は、鉄道車両１１０が走行している間に定期的に絶縁抵抗を計測する。これにより、交流監視装置１２０は、例えば走行に伴う負荷が生じた電気機器の絶縁抵抗など、停車中では把握できない状態での電気機器の絶縁抵抗を計測できる。
【0188】
また、交流監視装置１２０ａ，１２０ｂの零相変流器１２７ａ，１２７ｂにはいずれも、分岐電線３２ｕ２～３６ｔ２ではなく、幹電線３２ｕ１～３６ｔ１が通るので、交流監視装置１２０ａ，１２０ｂはそれぞれ、その零相変流器１２７ａ，１２７ｂよりも下流側の複数の分岐電線３２ｕ２～３６ｔ２に接続された交流機器の絶縁抵抗の合計を計測できる。
【0189】
特に、零相変流器１２７ａには、全ての分岐電線３２ｕ２～３２ｗ２よりも上流側の幹電線３２ｕ１～３２ｗ１が通るので、交流監視装置１２０ａは第１低圧交流電路３２に接続された全ての交流機器の絶縁抵抗の合計を計測できる。また、零相変流器１２７ｂには、全ての分岐電線３６ｒ２～３６ｔ２よりも上流側の幹電線３６ｒ１～３６ｔ１が通るので、交流監視装置１２０ｂは第２低圧交流電路３６に接続された全ての交流機器の絶縁抵抗の合計を計測できる。
【0190】
更に、零相変流器１２７ｂよりも下流側の幹電線３６ｒ１，３６ｔ１に整流器３８を介してブレーキ１９等の直流機器が接続されているので、直流機器の漏洩電流を零相変流器１２７ｂで検出でき、交流監視装置１２０ｂは、その直流機器の絶縁抵抗と、零相変流器１２７ｂよりも下流側の交流機器の絶縁抵抗との合計を計測できる。
【0191】
次に図１６及び図１７を参照して、交流監視装置１２０の制御について説明する。図１６は、交流監視装置１２０の電気的構成を示したブロック図である。図１７は交流監視装置１２０のＣＰＵ１２１で実行されるメイン処理のフローチャートである。
【0192】
交流監視装置１２０は、ＣＰＵ１２１と、フラッシュＲＯＭ１２２と、ＣＰＵ１２１のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであるＲＡＭ１２３とを有し、これらはバスライン１２４を介して、入出力ポート１２５にそれぞれ接続されている。入出力ポート１２５には、更に、鉄道車両１１０の入出力ポート６５に接続されるインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１２６と、上述した零相変流器１２７と、上述した基準検出部１２８と、がそれぞれ接続されている。
【0193】
ＣＰＵ１２１は、バスライン１２４により接続された各部を制御する演算装置である。フラッシュＲＯＭ１２２は、ＣＰＵ１２１により実行されるプログラムや固定値データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、交流監視プログラム１２２ａと、固有番号メモリ１２２ｂと、交流計測メモリ１２２ｃとが設けられる。ＣＰＵ１２１によって交流監視プログラム１２２ａが実行されると、図１７のメイン処理が実行される。
【0194】
固有番号メモリ１２２ｂは、交流監視装置１２０の固有番号が記憶されるメモリである。この固有番号は、交流監視装置１２０による絶縁抵抗の計測対象を示す。交流計測メモリ１２２ｃは、交流監視装置１２０による絶縁抵抗の計測結果を一時的に記憶しておくためのメモリであり、第１実施形態における接触式計測メモリ７２ｃ（図６参照）と略同一に構成される。
【0195】
図１７を参照して、交流監視装置１２０のＣＰＵ１２１で実行されるメイン処理を説明する。交流監視装置１２０のメイン処理は、交流監視装置１２０の電源が投入されると実行される。
【0196】
交流監視装置１２０のメイン処理は、まず、計測対象の絶縁抵抗を計測する定期的な計測タイミングが到来したかを確認する（Ｓ１１１）。なお、定期的な計測タイミングとしては、例えば１時間毎が例示されるが、その計測タイミングを適宜変更しても良い。
【0197】
Ｓ１１１の処理において、定期的な計測タイミングが到来した場合には（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、鉄道車両１１０が通電時であるかを確認するために、パンタグラフ１７が上昇状態にあるかを確認すると共に（Ｓ１１２）、全ての電磁開閉器４４が閉じているかを確認する（Ｓ１１３）。
【0198】
パンタグラフ１７が上昇状態にあると共に、全ての電磁開閉器４４が閉じている場合には（Ｓ１１２：Ｙｅｓ且つＳ１１３：Ｙｅｓ）、鉄道車両１１０は通電時であって、交流監視装置１２０による計測対象の絶縁抵抗の計測が可能な状態にあるので、交流監視装置１２０により計測対象の絶縁抵抗を計測する（Ｓ１１４）。
【0199】
なお、本実施形態では、交流監視装置１２０の電源は、パンタグラフ１７が上昇して全ての電磁開閉器４４が閉じている鉄道車両１１０の通電時にのみ投入され、鉄道車両１１０の非通電時には投入されない。そのため、交流監視装置１２０のメイン処理が実行されている間は、パンタグラフ１７が上昇状態にあると共に、全ての電磁開閉器４４が閉じているので（Ｓ１１２：Ｙｅｓ且つＳ１１３：Ｙｅｓ）、Ｓ１１２，Ｓ１１３の処理を省略しても良い。
【0200】
Ｓ１１４の処理後は、交流監視装置１２０による絶縁抵抗の計測結果と、計測した日時とを対応付けて交流計測メモリ１２２ｃに記憶させ（Ｓ１１５）、Ｓ１１６の処理を実行する。
【0201】
なお、Ｓ１１１の処理において、定期的な計測タイミングが到来していない場合には（Ｓ１１１：Ｎｏ）、絶縁抵抗を計測するためのＳ１１２～Ｓ１１５の処理をスキップし、Ｓ１１６の処理を実行する。また、Ｓ１１２の処理でパンタグラフ１７が下降状態にある場合（Ｓ１１２：Ｎｏ）、又は、Ｓ１１３の処理で電磁開閉器４４が開いている場合には（Ｓ１１３：Ｎｏ）、鉄道車両１１０は非通電時であって、交流監視装置１２０による計測対象の絶縁抵抗の計測が不可能な状態にあるので、Ｓ１１４，Ｓ１１５の処理をスキップし、Ｓ１１６の処理を実行する。
【0202】
Ｓ１１６の処理では、鉄道車両１１０の制御装置６０から計測結果を要求されたかを確認する。なお、この制御装置６０から交流監視装置１２０への計測結果の要求は、図１１のＳ８１の処理で実行される。
【0203】
Ｓ１１６の処理において、計測結果を要求された場合には（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）、交流計測メモリ１２２ｃに対応付けて記憶されている未送信の計測結果、日時と、固有番号メモリ１２２ｂに記憶されている交流監視装置１２０の固有番号と、を制御装置６０へ送信し（Ｓ１１７）、Ｓ１１１以下の処理を繰り返す。一方、Ｓ１１６の処理において、計測結果を要求されていない場合には（Ｓ１１６：Ｎｏ）、Ｓ１１７の処理をスキップして、Ｓ１１１以下の処理を繰り返す。
【0204】
Ｓ１１７の処理で送信した計測結果、日時、交流監視装置１２０の固有番号は、制御装置６０による図１１のＳ８２の処理で、互いに対応付けて各計測結果メモリ６２ｃに記憶され、図１１のＳ８５の処理で外部サーバ９０へ送信される。これらのデータを受信した外部サーバ９０では、そのデータに基づき交流監視装置１２０による計測対象の絶縁抵抗の劣化を判断し、劣化が疑われる場合に管理者に通知する。
【0205】
以上のように、交流監視装置１２０による絶縁抵抗の計測結果が、鉄道車両１１０の外部の外部サーバ９０へ送信されるので、鉄道車両１１０の走行中における交流監視装置１２０の測定結果を外部サーバ９０でモニタリングできる。これにより、モニタリングで異常（交流監視装置１２０の測定対象の絶縁抵抗の劣化）が発見された場合に、鉄道車両１１０のメンテナンスのタイミング等を早期に計画できる。
【0206】
次に図１８及び図１９を参照して第４実施形態について説明する。第３実施形態では、１台の鉄道車両１１０に交流監視装置１２０が搭載されている場合について説明した。これに対し、第４実施形態では、鉄道車両１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃが連結された車両編成において、それぞれの鉄道車両１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃの各部に交流監視装置１２０が搭載される場合について説明する。なお、第１～３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【0207】
図１８は、第４実施形態における鉄道車両１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃの電気回路を模式的に示した回路図である。なお、図１８では、ＳＩＶ３０よりも下流の鉄道車両１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃの電気回路を模式的に示している。ＳＩＶ３０よりも上流の鉄道車両１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃの電気回路は、図１３に示す第２実施形態における鉄道車両１００ａ，１００ｂ，１００ｃの電気回路と同一に構成される。
【0208】
図１８に示すように、鉄道車両１３０ａ～１３０ｃは、車体１２と車輪１３と連結部１４と複数の電気機器（照明１６やブレーキ１９等）とを主に備えている。鉄道車両１３０ａ～１３０ｃは、連結部１４同士を連結して車両編成を構成している。
【0209】
鉄道車両１３０ｂの第１低圧交流電路３２は、鉄道車両１３０ｂに搭載されたＳＩＶ３０から延びて鉄道車両１３０ｂの車両前後の連結部１４間に引き通される３本１組の幹電線３２ｕ１ｂ，３２ｖ１ｂ，３２ｗ１ｂと、その幹電線３２ｕ１ｂ，３２ｖ１ｂ，３２ｗ１ｂからそれぞれ分岐する分岐電線３２ｕ２ｂ，３２ｖ２ｂ，３２ｗ２ｂと、を備えている。図示しないが、第１低圧交流電路３２は、ＳＩＶ３０の内部を通って電磁開閉器４４ｂ及び手動開閉器４６ｂを介し接地線４０に接続される。分岐電線３２ｕ２ｂ，３２ｖ２ｂ，３２ｗ２ｂは、空調機器１５等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。
【0210】
鉄道車両１３０ａには、連結部１４を介して幹電線３２ｕ１ｂ，３２ｖ１ｂ，３２ｗ１ｂにそれぞれ接続される幹電線３２ｕ１ａ，３２ｖ１ａ，３２ｗ１ａと、その幹電線３２ｕ１ａ，３２ｖ１ａ，３２ｗ１ａからそれぞれ分岐する分岐電線３２ｕ２ａ，３２ｖ２ａ，３２ｗ２ａと、を備えている。分岐電線３２ｕ２ａ，３２ｖ２ａ，３２ｗ２ａは、空調機器１５等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。
【0211】
鉄道車両１３０ｃには、連結部１４を介して幹電線３２ｕ１ｂ，３２ｖ１ｂ，３２ｗ１ｂにそれぞれ接続される幹電線３２ｕ１ｃ，３２ｖ１ｃ，３２ｗ１ｃと、その幹電線３２ｕ１ｃ，３２ｖ１ｃ，３２ｗ１ｃからそれぞれ分岐する分岐電線３２ｕ２ｃ，３２ｖ２ｃ，３２ｗ２ｃと、を備えている。分岐電線３２ｕ２ｃ，３２ｖ２ｃ，３２ｗ２ｃは、空調機器１５等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。
【0212】
鉄道車両１３０ａ～１３０ｃには、１組の分岐電線３２ｕ２ａ～３２ｗ２ｃ毎に交流監視装置１２０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅがそれぞれ搭載される。交流監視装置１２０ｃの零相変流器１２７ｃに１組の分岐電線３２ｕ２ａ～３２ｗ２ａが通り、交流監視装置１２０ｃの基準検出部１２８ｃが幹電線３２ｕ１ａ，３２ｗ１ａに接続される。
【0213】
交流監視装置１２０ｄの零相変流器１２７ｄに１組の分岐電線３２ｕ２ｂ～３２ｗ２ｂが通り、交流監視装置１２０ｄの基準検出部１２８ｄが幹電線３２ｕ１ｂ，３２ｗ１ｂに接続される。交流監視装置１２０ｅの零相変流器１２７ｅに１組の分岐電線３２ｕ２ｃ～３２ｗ２ｃが通り、交流監視装置１２０ｅの基準検出部１２８ｅが幹電線３２ｕ１ｃ，３２ｗ１ｃに接続される。
【0214】
よって、交流監視装置１２０ｃ～１２０ｅはそれぞれ、１組の分岐電線３２ｕ２ａ～３２ｗ２ｃが接続された交流機器（空調機器１５等）の絶縁抵抗を、他の分岐電線３２ｕ２ａ～３２ｗ２ｃに接続された交流機器の絶縁抵抗に影響されることなく計測できる。
【0215】
鉄道車両１３０ｂの第２低圧交流電路３６は、鉄道車両１３０ｂに搭載された絶縁トランス３４から延びて鉄道車両１３０ｂの車両前後の連結部１４間に引き通される幹電線３６ｒ１ｂ，３６ｔ１ｂと、その幹電線３６ｒ１ｂ，３６ｔ１ｂからそれぞれ分岐する分岐電線３６ｒ２ｂ（図示せず），３６ｔ２ｂと、を備えている。また、絶縁トランス３４から接地線４０ｂに接続される幹電線３６ｎ１ｂが延びているため、接地線４０ｂが幹電線３６ｎ１ｂの一部としても機能し、接地線４０ｂから分岐電線３６ｎ２ｂが分岐する。
【0216】
鉄道車両１３０ａには、連結部１４を介して幹電線３６ｒ１ｂ，３６ｔ１ｂにそれぞれ接続される幹電線３６ｒ１ａ，３６ｔ１ａと、その幹電線３６ｒ１ａ，３６ｔ１ａからそれぞれ分岐する分岐電線３６ｒ２ａ（図示せず），３６ｔ２ａと、を備えている。また、接地線４０ｂに接続される接地線４０ａが幹電線の一部として機能し、その接地線４０ａから分岐電線３６ｎ２ａが分岐する。
【0217】
鉄道車両１３０ｃには、連結部１４を介して幹電線３６ｒ１ｂ，３６ｔ１ｂにそれぞれ接続される幹電線３６ｒ１ｃ，３６ｔ１ｃと、その幹電線３６ｒ１ｃ，３６ｔ１ｃからそれぞれ分岐する分岐電線３６ｒ２ｃ，３６ｔ２ｃ（図示せず）と、を備えている。また、接地線４０ｂに接続される接地線４０ｃが幹電線の一部として機能し、その接地線４０ｃから分岐電線３６ｎ２ｃが分岐する。
【0218】
幹電線３６ｒ１ａ，３６ｔ１ａと、幹電線３６ｒ１ｂ，３６ｔ１ｂと、幹電線３６ｒ１ｃ，３６ｔ１ｃとにそれぞれ整流器３８が接続され、それら整流器３８と幹電線３６ｎ１ａ，３６ｎ１ｂ，３６ｎ１ｃとの間にブレーキ１９等の直流機器がそれぞれ接続される。
【0219】
分岐電線３６ｒ２ａ，３６ｎ２ａで１組の単相２線の電路を構成し、同様に、分岐電線３６ｔ２ａ，３６ｎ２ａで、分岐電線３６ｒ２ｂ，３６ｎ２ｂで、分岐電線３６ｔ２ｂ，３６ｎ２ｂで、分岐電線３６ｒ２ｃ，３６ｎ２ｃで、分岐電線３６ｔ２ｃ，３６ｎ２ｃで、それぞれ１組の単相２線の電路を構成する。これらの分岐電線３６ｒ２ａ～３６ｔ２ｃによる１組の電路は、照明１６等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。
【0220】
鉄道車両１３０ｂには交流監視装置１２０ｂが搭載される。交流監視装置１２０ｂの零相変流器１２７ｂには、最上流（全ての分岐電線３６ｒ２ｂ～３６ｔ２ｂよりも上流）の幹電線３６ｒ１ｂ～３６ｔ１ｂが貫通する。これにより、交流監視装置１２０ｂは、幹電線３６ｒ１ａ～３６ｔ１ａ，３６ｒ１ｃ～３６ｔ１ｃや分岐電線３６ｒ２ａ～３６ｔ２ｃ、整流器３８を介して、幹電線３６ｒ１ｂ～３６ｔ１ｂに接続される複数の電気機器（照明１６等の交流機器や、ブレーキ１９等の直流機器）の絶縁抵抗の合計を計測できる。
【0221】
鉄道車両１３０ａ～１３０ｃには、分岐電線３６ｒ２ａ～３６ｔ２ｃによる１組の電路毎に交流監視装置１２０ｆ，１２０ｇ，１２０ｈがそれぞれ搭載される。交流監視装置１２０ｆの零相変流器１２７ｆに、分岐電線３６ｒ２ａ～３６ｔ２ａによる１組の電路が通り、交流監視装置１２０ｆの基準検出部１２８ｆが幹電線３６ｔ１ａ及び接地線４０ａに接続される。
【0222】
交流監視装置１２０ｇの零相変流器１２７ｇに、分岐電線３６ｒ２ｂ～３６ｔ２ｂによる１組の電路が通り、交流監視装置１２０ｇの基準検出部１２８ｇが幹電線３６ｔ１ｂ及び接地線４０ｂに接続される。交流監視装置１２０ｈの零相変流器１２７ｈに、分岐電線３６ｒ２ｃ～３６ｔ２ｃによる１組の電路が通り、交流監視装置１２０ｈの基準検出部１２８ｈが幹電線３６ｒ１ｃ及び接地線４０ｃに接続される。
【0223】
これらの結果、交流監視装置１２０ｆ～１２０ｈはそれぞれ、分岐電線３６ｒ２ａ～３６ｔ２ｃによる１組の電路に接続された交流機器（照明１６）の絶縁抵抗を、他の分岐電線３６ｒ２ａ～３６ｔ２ｃに接続された交流機器の絶縁抵抗に影響されることなく計測できる。
【0224】
更に、交流監視装置１２０ｆ，１２０ｇ，１２０ｈによる計測結果と、交流監視装置１２０ｂによる計測結果とを比較することで、ブレーキ１９等の直流機器の絶縁抵抗の劣化を判断できる。これを図１９を参照して説明する。図１９は、外部サーバ９０で実行される警告表示処理のフローチャートである。
【0225】
図１９に示すように、警告表示処理では、まず、第２低圧交流電路３６の幹電線３６ｒ１ａ～３６ｔ１ｃにおける交流監視装置１２０ｂの計測結果が閾値以下となったかを確認する（Ｓ１２１）。
【0226】
交流監視装置１２０ｂの計測結果が閾値以下となった場合には（Ｓ１２１：Ｙｅｓ）、鉄道車両１３０ａ～１３０ｃの第２低圧交流電路３６に接続される複数の交流機器および直流機器の少なくとも１の絶縁抵抗の劣化が疑われる。そこで、この場合、いずれの機器の絶縁抵抗が劣化しているかを判断（推測）するために、第２低圧交流電路３６の分岐電線３６ｒ２ａ～３６ｔ２ｃにおける交流監視装置１２０ｆ～１２０ｇの計測結果のいずれかが閾値以下となったかを確認する（Ｓ１２２）。
【0227】
交流監視装置１２０ｆ～１２０ｇの計測結果のいずれかが閾値以下となった場合には（Ｓ１２２：Ｙｅｓ）、交流監視装置１２０ｂの計測結果が閾値以下となった原因が、交流監視装置１２０ｆ～１２０ｇの計測対象（分岐電線３６ｒ２ａ～３６ｔ２ｃによる１組の電路が接続された交流機器）の絶縁抵抗の劣化であると推測できる。
【0228】
よって、この場合には、計測結果が閾値以下となった交流監視装置１２０ｆ～１２０ｇの計測対象の交流機器に関して警告表示を行い（Ｓ１２３）、警告表示処理を終了する。なお、この警告表示では、外部サーバ９０の表示装置に、絶縁抵抗の劣化が疑われる計測対象を表示して、その劣化の疑いを外部サーバ９０の管理者へ通知する。
【0229】
一方、Ｓ１２２の処理で、交流監視装置１２０ｆ～１２０ｇの計測結果のいずれも閾値以下とならなかった場合には（Ｓ１２２：Ｎｏ）、交流監視装置１２０ｂの計測結果が閾値以下となった原因が、交流監視装置１２０ｆ～１２０ｇの計測対象の交流機器ではなく、直流機器の絶縁抵抗の劣化であると推測できる。よって、この場合には、直流機器に関して警告表示を行い（Ｓ１２４）、警告表示処理を終了する。
【0230】
またＳ１２１の処理で、交流監視装置１２０ｂの計測結果が閾値以下とならなかった場合には（Ｓ１２１：Ｎｏ）、具体的に例えば、交流監視装置１２０ｃの計測結果や、接触式監視装置７０ｄの計測結果が閾値以下となっただけの場合には、その閾値以下となった交流監視装置１２０ｃや接触式監視装置７０ｄの計測対象に関して警告表示を行い（Ｓ１２５）、警告表示処理を終了する。
【0231】
次に図２０を参照して第５実施形態について説明する。第１～４実施形態では、直流型電車である鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１１０，１３０ａ～１３０ｃに接触式監視装置７０及び交流監視装置１２０が搭載される場合について説明した。これに対し、第５実施形態では、交流型電車である鉄道車両１５０に接触式監視装置７０及び交流監視装置１２０が搭載される場合について説明する。なお、第１～４実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【0232】
図２０は第５実施形態における鉄道車両１５０の電気回路を模式的に示した回路図である。鉄道車両１５０は、交流型電車であって、車体１２と車輪１３と連結部１４と複数の電気機器（空調機器１５や照明１６等）とを主に備えている。
【0233】
レール２の上方に架け渡される架線１４０には、接地されたレール２に対し変電所１４１で起電力を生じさせることで、高電圧（本実施形態では２５０００Ｖ）の単相交流電流が流れる。パンタグラフ１７を上昇させて架線１４０に接触させることで、架線１４０からパンタグラフ１７を介して鉄道車両１５０の電源線１８に交流電力が供給される。
【0234】
電源線１８と接地側電線４２とは、主変圧器１５１の１次巻線で連結される。主変圧器１５１は、入力された電圧を変圧して出力すると共に入力側と出力側とを絶縁する絶縁トランスであって、入力側の１次巻線に対して出力側に２次巻線と３次巻線とが設けられている。
【0235】
主変圧器１５１の２次巻線には、主変圧器１５１から出力された交流電力を直流電力へ変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１５２が接続される。このＡＣ／ＤＣコンバータ１５２の出力側にはＶＶＶＦインバータ２０が接続される。ＶＶＶＦインバータ２０から電動機用電線２４を介して電動機２２へ交流電力が供給される。
【0236】
主変圧器１５１の３次巻線には、単相２線式の第１低圧交流電路１５４が接続される。第１低圧交流電路１５４には、第１～４実施形態の第１低圧交流電路３２と同様に、固定電圧（例えば４４０Ｖ）及び固定周波数の単相交流電力が主変圧器１５１から供給される。
【0237】
第１低圧交流電路１５４は、主変圧器１５１から延びて鉄道車両１５０の両端の連結部１４間に引き通される２本１組の幹電線１５４Ｌ１，１５４Ｎ１と、その幹電線１５４Ｌ１，１５４Ｎ１からそれぞれ分岐する分岐電線１５４Ｌ２，１５４Ｎ２と、を備えている。図示しないが、幹電線１５４Ｎ１は接地線４０に接続されている。分岐電線１５４Ｌ２，１５４Ｎ２は、空調機器１５等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。
【0238】
第１低圧交流電路１５４の幹電線１５４Ｌ１，１５４Ｎ１には、絶縁トランス１５５の１次巻線が接続されている。絶縁トランス１５５の２次巻線には、単相２線式の第２低圧交流電路１５６が接続される。絶縁トランス１５５は、第１低圧交流電路１５４から入力された交流電力の電圧を、本実施形態では１００Ｖに変圧して第２低圧交流電路１５６に出力すると共に、第１低圧交流電路１５４と第２低圧交流電路１５６とを絶縁する。
【0239】
第２低圧交流電路１５６は、絶縁トランス１５５から延びて鉄道車両１５０の両端の連結部１４間に引き通される幹電線１５６Ｌ１と、その幹電線１５６Ｌ１から分岐する分岐電線１５６Ｌ２と、を備えている。また、絶縁トランス１５５から接地線４０に接続される幹電線１５６Ｎ１が延びているため、接地線４０が幹電線１５６Ｎ１の一部としても機能し、接地線４０から分岐電線１５６Ｎ２が分岐する。
【0240】
分岐電線１５６Ｌ２，１５６Ｎ２は、照明１６等の複数の交流機器にそれぞれ接続されるように複数組が設けられている。幹電線１５６Ｌ１に整流器３８が接続され、その整流器３８と接地線４０（幹電線１５６Ｎ１）との間にブレーキ１９等の直流機器がそれぞれ接続される。
【0241】
このような鉄道車両１５０には、各部の絶縁抵抗を計測するための接触式監視装置７０ａ及び交流監視装置１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｉが搭載されている。
【0242】
接触式監視装置７０ａは、端子Ｖが電線ＡＶを介して接地線４０に接続され、端子ａが電線Ａａを介して電源線１８に接続される。鉄道車両１５０の非通電時に（パンタグラフ１７を下降させて電磁開閉器４４ａを開けた状態で）、端子Ｖと端子ａとの間に電圧を印加することにより、互いに接続されている電源線１８と、主変圧器１５１の１次巻線と、接地側電線４２との絶縁抵抗の合計を計測できる。
【0243】
交流監視装置１２０ａ，１２０ｂは、１組の幹電線１５４Ｌ１，１５４Ｎ１又は１組の幹電線１５６Ｌ１，１５６Ｎ１の最上流が貫通する零相変流器１２７ａ，１２７ｂと、それら１組の幹電線１５４Ｌ１～１５６Ｎ１間の電圧を検出する基準検出部１２８ａ，１２８ｂと、を備えている。零相変流器１２７ａの検出値と、基準検出部１２８ａの検出値とに基づき、交流監視装置１２０ａは、第１低圧交流電路１５４及びそれに接続された複数の電流機器の絶縁抵抗の合計を計測する。零相変流器１２７ｂの検出値と、基準検出部１２８ｂの検出値とに基づき、交流監視装置１２０ｂは、第２低圧交流電路１５６及びそれに接続された複数の電流機器の絶縁抵抗の合計を計測する。
【0244】
交流監視装置１２０ｉは、電動機用電線２４の３本１組の電線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが貫通する零相変流器１２７ｉと、非接地の電線２４ｕ，２４ｗ間の電圧を検出する基準検出部１２８ｉと、を備えている。零相変流器１２７ｉの検出値と、基準検出部１２８ｉの検出値とに基づき、交流監視装置１２０ｉは、電動機用電線２４及び電動機２２の絶縁抵抗を計測できる。
【0245】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推測できるものである。例えば、架線４の電圧やＳＩＶ３０からの出力電圧の数値や、互いに連結される鉄道車両１０，１１，１００ａ～１００ｃ，１１０，１３０ａ～１３０ｃ，１５０の数などを適宜変更しても良い。また、鉄道車両１０，１１，１００ａ～１００ｃ，１１０，１３０ａ～１３０ｃ，１５０の各部の詳細な電気回路を適宜変更しても良い。
【0246】
上記実施形態では、鉄道車両１０，１１，１００ａ～１００ｃ，１１０，１３０ａ～１３０ｃ，１５０がレール２上を走行する場合について説明したが、これに限られない。例えば、レールに吊り下げられる鉄道車両に本発明を適用しても良い。
【0247】
上記実施形態では、架線４，１４０（パンタグラフ１７）又は電源１０２から電源線１８へ電力を供給する場合について説明したが、これに限られない。例えば、架線４，１４０から電源線１８への供給と、電源１０２から電源線１８への供給とを切り換え可能にしても良い。
【0248】
上記実施形態では、電源線１８から入力された電圧を変換して出力する変換装置として、ＶＶＶＦインバータ２０と、ＳＩＶ３０と、ＳＩＶ３０及び絶縁トランス３４の組み合わせと、主変圧器１５１と、主変圧器１５１、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５２及びＶＶＶＦインバータ２０の組み合わせと、主変圧器１５１及び絶縁トランス１５５の組み合わせと、を例示したが、これに限られない。例えば、電源線１８からの直流電力を分圧により降圧して出力する装置を変換装置としても良い。
【0249】
上記実施形態では、１の交流電路（電動機用電線２４、第１低圧交流電路３２又は第２低圧交流電路３６）の計測対象に、接触式監視装置７０又は交流監視装置１２０のいずれか一方を設ける場合について説明したが、これに限られない。１の交流電路の計測対象に、接触式監視装置７０及び交流監視装置１２０の両方を設けても良い。
【0250】
上記実施形態では、蓄電池６７によって電磁開閉器４４を開閉する場合について説明したが、これに限られない。例えば、接触式監視装置７０の蓄電池８２によって電磁開閉器４４を開閉しても良い。この場合、図７の接触式監視装置７０のＣＰＵ７１のメイン処理において、パンタグラフ１７が下降した場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ７１から全ての電磁開閉器４４を開けるように信号を送った後、Ｓ３２，Ｓ３３の処理に移行し、そのＳ３３の処理後に、ＣＰＵ７１から全ての電磁開閉器４４を閉じるように信号を送っても良い。
【0251】
また、電磁開閉器４４は、電気信号で開閉するラッチ式の開閉器である場合について説明したが、電磁開閉器４４への通電時に電磁石によって開いた状態を維持し、電磁開閉器４４への非通電時にばねによって閉じた状態を維持するようにしても良い。この場合、電磁開閉器４４への電力の供給回路が故障しても、鉄道車両１０，１１，１００ａ～１００ｃ，１１０，１３０ａ～１３０ｃ，１５０の走行時（通電時）に電磁開閉器４４が閉じた状態を維持でき、車両を正常に走行させることができる。
【0252】
上記実施形態では、全ての電磁開閉器４４を並列に２基配置する場合を説明したが、１基でも良く、３基以上を並列に配置しても良い。また、電磁開閉器４４が設けられる回路に応じ、複数基を並列配置する部分と、１基のみ配置する部分とを組み合わせても良い。
【0253】
上記実施形態では、接触式監視装置７０ｃによって、鉄道車両１０の非通電時に第２低圧交流電路３６や電源線１８、第１低圧交流電路３２等に繋がっていない制御線２０１～２０３を計測する場合について説明した。これらの制御線２０１～２０３は、鉄道車両１０の通電時において、いずれか１本が選択的に制御装置６０を介して第２低圧交流電路３６に繋がるだけなので、交流監視装置１２０による第２低圧交流電路３６では制御線２０１～２０３の絶縁抵抗を計測し難い。これに対し、接触式監視装置７０では、制御線２０１～２０３の絶縁抵抗を容易に計測できる。また、制御線２０１～２０３以外にも、鉄道車両１０の非通電時に第２低圧交流電路３６や電源線１８、第１低圧交流電路３２等に繋がっていない種々の制御線の絶縁抵抗を、接触式監視装置７０で計測しても良い。
【0254】
上記実施形態では、基準抵抗８１の抵抗値を接触式監視装置７０で計測することにより、接触式監視装置７０の正常動作を確認する場合について説明した。この正常動作の確認以外で第３スイッチＳＷ３を閉じ、基準抵抗８１を介して計測部７７や切換部７９の各部を接地線４０に接続しても良い。この場合、接触式監視装置７０内に寄生する残留電圧や静電容量を、基準抵抗８１を利用して放電することができる。
【0255】
上記実施形態では、接触式監視装置７０ｃ，７０ｆによって第１低圧交流電路３２及び第２低圧交流電路３６の各部の絶縁抵抗を計測する場合について説明したが、これに限られない。例えば、第１低圧交流電路３２の絶縁抵抗を計測する接触式監視装置７０と、第２低圧交流電路３６の各部の絶縁抵抗を計測する接触式監視装置７０とを別々に設けても良い。この場合、第１低圧交流電路３２と第２低圧交流電路３６とは電圧が異なるため、それぞれ専用の接触式監視装置７０を設置することによって、各電路の絶縁抵抗の計測を高精度にできる。更に、第２低圧交流電路３６に第１低圧交流電路３２向けの電圧を印加することを抑制できる。
【0256】
また、接触式監視装置７０による計測時の印加電圧は、鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１１０，１３０ａ～１３０ｃ，１５０の通電時に計測対象の各電路を流れる電圧以下に設定されているので、過大な電圧を印加する従来の絶縁抵抗試験が禁止された電気機器を各電路に接続したまま、接触式監視装置７０による計測が可能である。
【0257】
また、端子Ｖと端子ａ～ｆとの間に印加する電圧の値などに関係無く、１又は複数の計測対象毎に接触式監視装置７０を設けても良い。また、接触式監視装置７０の端子ａ～ｆの数を増やして、１台の鉄道車両１０，１００ａ～１００ｃ，１１０，１３０ａ～１３０ｃ，１５０の各部の絶縁抵抗を１台の接触式監視装置７０で計測しても良い。
【0258】
上記実施形態では、交流監視装置１２０は、零相変流器１２７の検出結果と、基準検出部１２８の検出結果とから計測対象の絶縁抵抗を算出する場合について説明したが、これに限られない。例えば、基準検出部１２８を省略しても良い。但し、零相変流器１２７の検出結果と、基準検出部１２８の検出結果とから計測対象の絶縁抵抗を算出することで、交流監視装置１２０による絶縁抵抗の計測結果の検出精度を向上できる。
【0259】
上記実施形態では、ブレーキ１９や制御装置６０が整流器３８を介して第２低圧交流電路３６，１５６に接続される場合について説明したが、これに限られない。例えば、第２低圧交流電路３６，１５６や第１低圧交流電路３２，１５４とは異なる電線を介して、バッテリにブレーキ１９及び制御装置６０を接続しても良い。これにより、架線４，１４０からの電力供給が遮断された場合でも、ブレーキ１９及び制御装置６０を作動させることができる。
【0260】
上記実施形態では、第１低圧交流電路３２，１５４に空調機器１５が接続される場合を例示したが、これに限られない。第１低圧交流電路３２，１５４に接続される交流機器としては、空調機器１５以外に、電動空気圧縮機や換気装置、各種の冷却用送風機が挙げられる。
【符号の説明】
【0261】
２ レール
１０，１００ｂ，１００ｃ，１１０，１３０ａ，１３０ｃ，１５０ 鉄道車両
１００ａ 鉄道車両（電磁開閉器保有車）
１３０ｂ 鉄道車両（交流出力装置保有車）
１２ 車体（接地部の一部）
１４ 連結部
１５ 空調機器（交流機器、自車交流機器）
１６ 照明（交流機器、自車交流機器）
１８，１８ａ 電源線
１８ｂ，１８ｃ 電源線（自車電源線）
１９ ブレーキ（直流機器）
２０ ＶＶＶＦインバータ（変換装置（交流出力装置）、又は、変換装置の一部）
２２ 電動機（交流機器）
２２ａ コイル
２２ｂ 筐体（接地部の一部）
２４ 電動機用電線（交流電路）
３０ ＳＩＶ（変換装置（交流出力装置）、又は、変換装置の一部）
３２，１５４ 第１低圧交流電路（交流電線）
３２ｕ１～３２ｗ１，３２ｕ１ｂ～３２ｗ１ｂ，１５４Ｌ１，１５４Ｎ１ 幹電線
３２ｕ２～３２ｗ２，３２ｕ２ｂ～３２ｗ２ｂ，１５４Ｌ２，１５４Ｎ２ 分岐電線
３２ｕ１ａ～３２ｗ１ａ，３２ｕ１ｃ～３２ｗ１ｃ 幹電線（自車交流電路の一部）
３２ｕ２ａ～３２ｗ２ａ，３２ｕ２ｃ～３２ｗ２ｃ 分岐電線（自車交流電路の一部）
３４，１５５ 絶縁トランス（変換装置（交流出力装置）の一部）
３６，１５６ 第２低圧交流電路（交流電線）
３６ｒ１～３６ｔ１，３６ｒ１ｂ～３６ｔ１ｂ，１５６Ｌ１，１５６Ｎ１ 幹電線
３６ｒ２～３６ｔ２，３６ｒ２ｂ～３６ｔ２ｂ，１５６Ｌ２，１５６Ｎ２ 分岐電線
３６ｒ１ａ～３６ｔ１ａ，３６ｒ１ｃ～３６ｔ１ｃ 幹電線（自車交流電路の一部）
３６ｒ２ａ～３６ｔ２ａ，３６ｒ２ｃ～３６ｔ２ｃ 分岐電線（自車交流電路の一部）
３８ 整流器
４０，４０ａ～４０ｃ 接地線（接地部の一部）
４２，４２ａ 接地側電線
４２ｂ，４２ｃ 接地側電線（自車接地側電線）
４４ａ 電磁開閉器
６０ 制御装置（直流機器）
６８ 無線通信装置（送信部）
７０ａ 接触式監視装置（電源監視装置）
７０ｂ 接触式監視装置（電動機監視装置）
７０ｄ，７０ｅ 接触式監視装置（自車電源監視装置）
７０ｇ 接触式監視装置（電源監視装置および電動機監視装置）
８６ 絶縁トランス（交流機器）
１２０，１２０ｉ 交流監視装置
１２０ａ，１２０ｂ 交流監視装置（幹監視装置）
１２０ｄ，１２０ｇ 交流監視装置（分岐監視装置）
１２０ｃ，１２０ｅ，１２７ｆ，１２７ｈ 交流監視装置（自車交流監視装置）
１２７，１２７ａ～１２７ｉ 零相変流器
１５１ 主変圧器（変換装置、又は、変換装置の一部）
１５２ ＡＣ／ＤＣコンバータ（変換装置の一部）
１０，１００ｂ，１００ｃ，１１０，１３０ａ，１３０ｃ，１５０ 鉄道車両
１００ａ 鉄道車両（電磁開閉器保有車）
１３０ｂ 鉄道車両（交流出力装置保有車）
１２ 車体（接地部の一部）
１４ 連結部
１５ 空調機器（交流機器、自車交流機器）
１６ 照明（交流機器、自車交流機器）
１８，１８ａ 電源線
１８ｂ，１８ｃ 電源線（自車電源線）
１９ ブレーキ（直流機器）
２０ ＶＶＶＦインバータ（変換装置（交流出力装置）、又は、変換装置の一部）
２２ 電動機（交流機器）
２２ａ コイル
２２ｂ 筐体（接地部の一部）
２４ 電動機用電線（交流電路）
３０ ＳＩＶ（変換装置（交流出力装置）、又は、変換装置の一部）
３２，１５４ 第１低圧交流電路（交流電線）
３２ｕ１～３２ｗ１，３２ｕ１ｂ～３２ｗ１ｂ，１５４Ｌ１，１５４Ｎ１ 幹電線
３２ｕ２～３２ｗ２，３２ｕ２ｂ～３２ｗ２ｂ，１５４Ｌ２，１５４Ｎ２ 分岐電線
３２ｕ１ａ～３２ｗ１ａ，３２ｕ１ｃ～３２ｗ１ｃ 幹電線（自車交流電路の一部）
３２ｕ２ａ～３２ｗ２ａ，３２ｕ２ｃ～３２ｗ２ｃ 分岐電線（自車交流電路の一部）
３４，１５５ 絶縁トランス（変換装置（交流出力装置）の一部）
３６，１５６ 第２低圧交流電路（交流電線）
３６ｒ１～３６ｔ１，３６ｒ１ｂ～３６ｔ１ｂ，１５６Ｌ１，１５６Ｎ１ 幹電線
３６ｒ２～３６ｔ２，３６ｒ２ｂ～３６ｔ２ｂ，１５６Ｌ２，１５６Ｎ２ 分岐電線
３６ｒ１ａ～３６ｔ１ａ，３６ｒ１ｃ～３６ｔ１ｃ 幹電線（自車交流電路の一部）
３６ｒ２ａ～３６ｔ２ａ，３６ｒ２ｃ～３６ｔ２ｃ 分岐電線（自車交流電路の一部）
３８ 整流器
４０，４０ａ～４０ｃ 接地線（接地部の一部）
４２，４２ａ 接地側電線
４２ｂ，４２ｃ 接地側電線（自車接地側電線）
４４ａ 電磁開閉器
６０ 制御装置（直流機器）
６８ 無線通信装置（送信部）
７０ａ 接触式監視装置（電源監視装置）
７０ｂ 接触式監視装置（電動機監視装置）
７０ｄ，７０ｅ 接触式監視装置（自車電源監視装置）
７０ｇ 接触式監視装置（電源監視装置および電動機監視装置）
８６ 絶縁トランス（交流機器）
１２０，１２０ｉ 交流監視装置
１２０ａ，１２０ｂ 交流監視装置（幹監視装置）
１２０ｄ，１２０ｇ 交流監視装置（分岐監視装置）
１２０ｃ，１２０ｅ，１２７ｆ，１２７ｈ 交流監視装置（自車交流監視装置）
１２７，１２７ａ～１２７ｉ 零相変流器
１５１ 主変圧器（変換装置、又は、変換装置の一部）
１５２ ＡＣ／ＤＣコンバータ（変換装置の一部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】