JP3629598B2 - 鉄道き電系統におけるアーク抑制装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、交流電気鉄道等のき電系統におけるエアセクションのアーク抑制装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
交流電気鉄道等のき電系統においては、事故時や保守作業時に電車線路を局部的に停電させる必要があるため、変電所やき電区分所の前、駅の上下渡り線などにおいて、開閉設備によってき電区間を限定するセクション(区分装置)が設けられている。また、BT(ブースタートランス)の設置のためのセクションがある。図3はBT方式におけるこのセクション5を示している。変電所からの電力はトロリー線2を介して列車50に供給される。そして、上記トロリー線2は、セクション5内に設けられたエアセクション4によって、2つのき電区間2a、2bに分離され、この2つのき電区間2a、2bに直列に巻線比が1:1のブースタートランス3が挿入されている。このエアセクション4はBT方式におけるセクションとして最も代表的なもので、ちょう架線、トロリー線の引留箇所の平行部分における電線相互の離隔空間を絶縁に用いている。
【0003】
なおBT方式では、このブースタートランス3の1次電流と2次電流が等しくなる特性を利用して、レール6への漏れ電流を吸上線7を介して負き電線1に吸い上げ、電磁誘導の軽減を図っている。
【0004】
ところで近年の鉄道における輸送力の増強に伴い、き電系統の負荷電流も増大する傾向にある。このため、従来対策の必要がなかったエアセクション4においても、パンタグラフがこのエアセクション4を通過するときのアークの発生が問題となってきている。アークが発生すれば、パンタグラフのすり板の消耗やトロリー線の磨耗が増大する。さらに、アークが大きくなると、ちょう架線が切断される場合がある。したがって、負荷電流が500〜600A以上となる特別な場合に限り、抵抗セクション化してパンタグラフによるしゃ断電流を抑制し、アークの発生を抑制している。図4はこの抵抗セクション20を示している。抵抗セクション20においては、エアセクション4が連続して設けられ、抵抗8が上記エアセクション4に並設されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図4に示すように、抵抗セクション20では連続してエアセクションを設ける必要があるため、上記アークの防止のために抵抗セクション化すれば工事費および保守費が非常に高くなること、また在来線ではカーブ区間が多く、連続してエアセクションを設置することができず、抵抗セクション化では解決できないという欠点があった。
【0006】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は安価に構成可能であり、しかも保守が容易な鉄道き電系統におけるアーク抑制装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項1の鉄道き電系におけるアーク抑制装置は、トロリー線2に直列に1次巻線を接続し、負き電線1に直列に2次巻線を接続したブースタートランスを設けると共に、上記1次巻線と並列にエアセクション4を設け、ブースタートランスの1次電流と2次電流とを等しくすることにより電磁誘導を軽減するように構成した交流電気鉄道等のき電系統において、列車検知センサ13を有し、列車50の接近を検知して列車接近信号を出力する検知装置12と、上記列車接近信号に従ってスイッチ閉成信号を出力する制御装置11と、上記スイッチ閉成信号に従ってエアセクション4の両端を短絡するスイッチ15を有する短絡装置10とを備えたことを特徴としている。
【0008】
また請求項2の鉄道き電系におけるアーク抑制装置は、上記検知装置12が列車50の離反を検知して列車離反信号を出力し、この列車離反信号に従って上記制御装置11が短絡装置10を制御することにより、上記スイッチ15を開放して上記エアセクション4の両端を開放するようにしたことを特徴としている。
【0009】
さらに請求項3の鉄道き電系におけるアーク抑制装置は、上記エアセクション4の両端の電圧を検出する電圧検出手段25を設け、地絡事故等による異常電圧発生時に上記短絡装置10をエアセクション4の両端から遮断する遮断器26を設けたことを特徴としている。
【0010】
【作用】
上記請求項1の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、列車50がエアセクション4に接近していることを検知してエアセクション4の両端を短絡している。したがって列車50のパンタグラフがエアセクション4を通過する際に発生するアークを抑制することができる。
【0011】
また請求項2の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、さらにエアセクション4の両端を開放する場合にも列車50の離反を検知して行なうようにしているので、列車50がエアセクション4を通過し終わるまで確実にエアセクション4を短絡しておくことが可能である。
【0012】
さらに請求項3の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、地絡事故等による異常電圧発生時において、上記短絡装置10の確実な保護が行える。
【0013】
【実施例】
この発明の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置の具体的な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0014】
図1は、上記アーク抑制装置のブロック図である。13は、エアセクション4の近傍を走行する列車50を検知するための列車検知センサであり、具体的には赤外線やレーザ、音波等を利用したセンサである。12は検知装置であり、上記列車検知センサ13の信号に基づき、列車50の接近と離反とを検知して、それぞれ列車接近信号と列車離反信号とを制御装置11に出力する。この制御装置11には100V単相の常用電源14aと予備電源14bとが供給され、上記検知装置12からの信号に応じて短絡装置10を制御する信号を出力する。この短絡装置10は、真空コンタクタやサイリスタ等で構成されるスイッチ15を有し、このスイッチ15はエアセクション4の両端に接続されている。上記短絡装置10は制御装置11の制御に従い、上記スイッチ15を用いてエアセクション4の両端を短絡あるいは開放するようになっている。なお図1において、1は負き電線、2はトロリー線、3はブースタートランスをそれぞれ示し、また図1のものがレール、吸上線等を具備しているのは、図3と同様である。
【0015】
次に、上記アーク抑制装置の動作を説明する。まず、列車50がエアセクション4に接近してくると、列車検知センサ13を有する検知装置12によって列車50の接近が検知され、列車接近信号が制御装置11に出力される。そして、この制御装置11は短絡装置10へスイッチ閉成信号を出力し、この信号に従ってスイッチ15は閉成され、エアセクション4の両端が短絡する。その後、上記列車50は、短絡されたエアセクション4を通過することになる。列車50がエアセクション4を通過し終わると、検知装置12から列車離反信号が出力され、制御装置11はこの信号に従ってスイッチ15を開放するよう短絡装置10を制御する。これにより、上記スイッチ15は開放され、上記エアセクション4の両端も開放されて一連の動作は終了する。
【0016】
以上のように、エアセクション4の両端を短絡及び開放させる装置と、列車50の接近及び離反を検知する装置とを設置して連動させることにより、列車50がエアセクション4を通過する間はこのエアセクション4を短絡させておくことができる。このため、エアセクション4でのアークの発生は大幅に抑制されることとなる。
【0017】
また図2は、この発明の他の実施例を示すブロック図である。この実施例では、上記アーク抑制装置のほかに、高速しゃ断器26をトロリー線2とスイッチ15の両端との間に設け、セクション5の両側に電圧検出手段としてのポテンショトランス(計器変圧器)25、25を設けている。このポテンショトランス25、25によってセクション5の両端またはセクション間の電圧を監視し、地絡事故等で電圧が異常になったときは、上記高速しゃ断器26でスイッチ15を切り離し、短絡装置10を保護する機能を有している。
【0018】
以上にこの発明の具体的な実施例について説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば上記では1つの検知装置12を図示しているが、接近検出用と離反検出用との2つの装置を用いてもよいし、それぞれをセクション5の両側に設置するようにしてもよい。また上記実施例では列車通過後のエアセクション4の開放も検知装置12からの信号に従って行なっているが、これはタイマ等で行なってもよい。
【0019】
【発明の効果】
上記請求項1の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、列車がエアセクションに接近していることを検知してこのエアセクションの両端を短絡するようにしている。したがって、列車のパンタグラフがセクションを通過する際に発生するアークを抑制することができる。また、上記アーク抑制装置では、抵抗セクションのように複数のエアセクションを連続して設ける必要がないので安価で、工事費が安く、また保守も容易となる。
【0020】
また請求項2の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、エアセクションの両端を開放する際にも列車の離反を検知して行なうようにしているので、列車がエアセクションを通過し終わるまで確実にエアセクションを短絡しておくことができる。しかも、装置が安価で工事費が安く、保守の容易なことは、上記請求項1の場合と同じである。
【0021】
さらに請求項3の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、地絡事故等による異常電圧発生時において、上記短絡装置の確実な保護が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のアーク抑制装置の一実施例におけるブロック図である。
【図2】この発明のアーク抑制装置の他の実施例におけるブロック図である。
【図3】交流電気鉄道等のき電系統におけるセクションの従来例を説明する図である。
【図4】従来例における抵抗セクションを説明する図である。
【符号の説明】
4 エアセクション
10 短絡装置
11 制御装置
12 検知装置
13 列車検知センサ
25 計器変圧器
26 高速しや断器
Claims (1)
- トロリー線(2)に直列に1次巻線を接続し、負き電線(1)に直列に2次巻線を接続したブースタートランスを設けると共に、上記1次巻線と並列にエアセクション(4)を設け、ブースタートランスの1次電流と2次電流とを等しくすることにより電磁誘導を軽減するように構成した交流電気鉄道等のき電系統において、列車検知センサ(13)を有し、列車(50)の接近を検知して列車接近信号を出力する検知装置(12)と、上記列車接近信号に従ってスイッチ閉成信号を出力する制御装置(11)と、上記スイッチ閉成信号に従ってエアセクション(4)の両端を短絡するスイッチ(15)を有する短絡装置(10)とを備えたことを特徴とする鉄道き電系統におけるアーク抑制装置。
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