JP2012046014A - Feeder device and direct-current feeding system for railway - Google Patents

Feeder device and direct-current feeding system for railway Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a feeder device and a direct-current feeding system for railways, capable of reducing the number of substation of a direct-current feeding system for railways, and capable of quickly restricting or cutting the over-current when the over-current exceeding an allowable range flows in the direct-current feeding system for railways.SOLUTION: The feeder device includes: a superconducting cable 2 connected to a first substation 1B and a second substation 1A to feed the current, which is supplied from the first substation 1B, to the second substation 1A; a feeding branch line 31 divided from the superconducting cable 2; a superconductive bulk body detachably provided on the way of the feeding branch line 31; a feeder 5 connected to the feeding branch line 31 and connected to a trolley line 7 through a plurality of feeding branch lines 6; and a refrigerant for cooling at least one part of the superconducting cable 2 and the superconductive bulk body to a critical temperature or less. The current fed by the superconducting cable 2 is supplied to the trolley line 7 through the feeding branch line 31, the feeder 5 and each of the feeding branch lines 6.

Description

本発明は、鉄道用直流き電システムに適用され、変電所から供給される電流を架線に供給するき電線装置、および、それを用いた鉄道用直流き電システムに関する。   The present invention relates to a feeder apparatus that is applied to a DC power feeding system for railways and supplies a current supplied from a substation to an overhead line, and a DC feeding system for railways using the same.

図6は、従来の鉄道用直流き電システムの模式図である。図6において、101は直流変電所(SS)、102はき電線、103はトロリ線(架線)、104はエアセクション、105は帰線となる線路、106は電気車である。ここで、従来のき電線102は、アルミニウム線や銅線からなり、直流変電所101から沿線に沿って設置され、所定の間隔ごとに銅線を用いたトロリ線103とつながれるように構成されている。ここで、導電材を用いたき電線102およびトロリ線103は電気抵抗があるため、変電所101からの距離が大きくなる程電圧が降下する。このため、変電所101は、一般に、沿線に沿って数kmおきに、例えば2〜3kmおきに設置されている。   FIG. 6 is a schematic diagram of a conventional railway DC feeder system. In FIG. 6, 101 is a DC substation (SS), 102 feeder, 103 is a trolley line (overhead wire), 104 is an air section, 105 is a return line, and 106 is an electric vehicle. Here, the conventional feeder 102 is made of an aluminum wire or a copper wire, is installed along the railway line from the DC substation 101, and is configured to be connected to a trolley wire 103 using a copper wire at predetermined intervals. ing. Here, since the feeder 102 and the trolley wire 103 using the conductive material have electrical resistance, the voltage decreases as the distance from the substation 101 increases. For this reason, the substation 101 is generally installed every few kilometers along the railway line, for example, every two to three kilometers.

ところで、超電導線を利用した送電についての検討は以前より盛んに行われてきたが、鉄道分野においても、前述のような直流き電システムに超電導線を適用することが検討されている(例えば、特許文献1を参照)。直流き電方式は、通電電流が直流であり、電圧も1500V程度と比較的低圧であることなどから、超電導線を使用する場合に直流き電方式で生じる諸問題が解消できる可能性が高い。
また、超電導線を例えばき電線102として用いることにより、き電線102の抵抗が小さくなるため、き電線102における電力損失や電圧降下が低減されるので、変電所101の設置間隔の延長や集約の可能性、回生率の向上による省エネルギー、設備投資削減、保守低減等の利点につながると考えられる。
By the way, although the examination about the power transmission using the superconducting wire has been performed actively, the application of the superconducting wire to the DC feeding system as described above is also being studied in the railway field (for example, (See Patent Document 1). In the DC feeding system, the energization current is DC and the voltage is relatively low, such as about 1500 V. Therefore, there is a high possibility that various problems caused by the DC feeding system can be solved when a superconducting wire is used.
Moreover, since the resistance of the feeder 102 is reduced by using the superconducting wire as the feeder 102, for example, the power loss and voltage drop in the feeder 102 are reduced, so that the installation interval of the substation 101 can be extended or consolidated. This is considered to lead to benefits such as energy saving, capital investment reduction and maintenance reduction by improving the possibility and regeneration rate.

特許第4080073号公報Japanese Patent No. 4080073

しかし、超電導線を用いる直流き電システムでは、落雷や電力系統内の短絡事故等によって、超電導線に臨界電流を超える過電流が流れると、超電導線が超電導状態から常電導状態に遷移して抵抗が生じ、ジュール熱が発生する。そして、さらに過電流が流れ続けると、発生したジュール熱によって超電導線が焼損に至るおそれがある。こうなった場合、超電導線の焼損した箇所を検出して修理したり、焼損箇所が大きい場合には、き電線全体を交換したりしなければならず、修復に莫大な費用と労力がかかるといった問題があると考えられるので、超電導線を用いた直流き電システムでは、超電導線が焼損に至らないように電流を制限できる安全なシステム構造が要求される。   However, in a DC feeder system that uses superconducting wires, if an overcurrent exceeding the critical current flows in the superconducting wires due to lightning or a short circuit accident in the power system, the superconducting wires transition from the superconducting state to the normal conducting state and become resistant. And Joule heat is generated. If the overcurrent continues to flow, the superconducting wire may be burned by the generated Joule heat. In such a case, it is necessary to detect and repair the burned part of the superconducting wire, or if the burned part is large, the entire feeder must be replaced, which requires enormous cost and labor for repair. Since there seems to be a problem, a DC feeding system using a superconducting wire requires a safe system structure that can limit the current so that the superconducting wire does not burn out.

本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、鉄道用直流き電システムにおける変電所の設置数を削減することができ、また、鉄道用直流き電システムに許容範囲を超える過電流が流れたとき、過電流を速やかに抑制または遮断することができるようにしたき電線装置、および、それを用いた鉄道用直流き電システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the number of substations installed in a DC power feeding system for railways, and to allow for a DC power feeding system for railways. An object of the present invention is to provide a feeder apparatus that can quickly suppress or interrupt an overcurrent when an overcurrent exceeding the range flows, and a railway DC feeder system using the feeder apparatus.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のき電線装置は、沿線に沿って設置された第1の変電所および第2の変電所に接続され、前記第1の変電所から供給される電流を前記第2の変電所側に送る給電用超電導線と、前記給電用超電導線から分岐し、前記給電用超電導線によって送られてくる電流を架線側に供給する給電分岐線と、前記給電分岐線の途中に着脱可能に設けられた超電導バルク体と、前記給電用超電導線、および、前記超電導バルク体を臨界温度以下に冷却する冷媒とを有することを特徴とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and the feeder apparatus of the present invention is connected to a first substation and a second substation installed along a railway line, and the first substation is connected to the first substation. A power supply superconducting wire that sends current supplied from the substation to the second substation side, and a power supply that branches from the power feeding superconducting wire and that supplies the current sent by the power feeding superconducting wire to the overhead wire side It has a branch line, a superconducting bulk body detachably provided in the middle of the feeding branch line, the feeding superconducting line, and a refrigerant that cools the superconducting bulk body to a critical temperature or lower. .

また、本発明のき電線装置は、前記給電分岐線の前記給電用超電導線に接続された側と反対側に接続されたき電線と架線を有し、前記給電用超電導線によって送られてくる電流が前記給電分岐線と前記き電線を介し前記架線に供給されることを特徴とする。
また、本発明のき電装置において、前記き電線が超電導線であっても良い。
Further, the feeder apparatus of the present invention has a feeder and an overhead wire connected to a side opposite to the side connected to the feeding superconducting wire of the feeding branch line, and a current sent by the feeding superconducting wire Is supplied to the overhead line via the feeding branch line and the feeder.
In the feeder according to the present invention, the feeder may be a superconducting wire.

また、本発明のき電線装置は、帰線となる線路に接続され、前記給電分岐線と隣り合って設けられた帰線分岐線と、前記帰線分岐線の途中に着脱可能に設けられた超電導バルク体と、前記第1の変電所および前記第2の変電所と、前記帰線分岐線に接続され、前記帰線および前記帰線分岐線を経由して送られてくる戻り電流を前記変電所に帰還させる帰線用超電導線を有することを特徴とする。
また、本発明のき電線装置は、線状の芯材と、該芯材の周囲に巻回方向が互いに逆向きとなるようにスパイラル状に巻回された前記給電用超電導線および前記帰線用超電導線と、前記各超電導線を絶縁する絶縁層とを有する超電導ケーブルを備えることを特徴とする。
In addition, the feeder apparatus of the present invention is connected to a return line, and is provided detachably in the middle of the return branch line provided adjacent to the feeding branch line and the return branch line. The superconducting bulk body, the first substation and the second substation, and the return branch line connected to the return branch line and the return current sent via the return line and the return branch line are It has a superconducting wire for return to be returned to the substation.
The feeder apparatus of the present invention includes a linear core material, the superconducting wire for feeding and the return wire wound in a spiral shape around the core material so that the winding directions are opposite to each other. And a superconducting cable having an insulating layer that insulates each of the superconducting wires.

また、本発明のき電線装置は、前記超電導バルク体を有する分岐線は、前記超電導バルク体の各端部を着脱可能に挟持する一対のクランプを有することを特徴とする。
また、本発明の鉄道用直流き電システムは、前記本発明のき電線装置を備えることを特徴とする。
The feeder apparatus according to the present invention is characterized in that the branch line having the superconducting bulk body has a pair of clamps for detachably holding each end of the superconducting bulk body.
Moreover, the direct current feeding system for railroads of this invention is equipped with the feeder apparatus of the said this invention, It is characterized by the above-mentioned.

本発明のき電線装置においては、第1の変電所と第2の変電所とを給電用超電導線によって接続するとともに、給電線用超電導線の途中から給電分岐線を分岐させ、給電用超電導線によって送られてくる電流を、給電分岐線を介して架線側に供給する。
給電用超電導線は、超電導状態における電気抵抗が実質的に0であるため、給電用超電導線の給電分岐線との接続部の電位は、第1の変電所と略同電位となる。これにより、この接続部が変電所と同様に機能するため、その分、変電所の設置間隔を長くすることが可能であり、変電所の設置数を削減することができる。
In the feeder apparatus according to the present invention, the first substation and the second substation are connected by the superconducting wire for power feeding, and the feeding branch line is branched from the middle of the superconducting wire for power feeding. Is supplied to the overhead line side via the feed branch line.
Since the electric resistance in the superconducting state is substantially zero in the superconducting wire for feeding, the potential of the connecting portion of the feeding superconducting wire with the feeding branch line is substantially the same as that of the first substation. Thereby, since this connection part functions similarly to a substation, it is possible to lengthen the installation space | interval of a substation correspondingly, and can reduce the number of installation of a substation.

また、本発明に係るき電線装置では、給電分岐線の途中に、超電導バルク体が着脱可能に設けられている。
これにより、給電分岐線に超電導バルク体の臨界電流を超える過電流が流れたとき、超電導バルク体が超電導状態から常電導状態に遷移して電気抵抗およびジュール熱を発生し、系内を流れる電流が制限される。その結果、系内の過電流状態が抑制される。さらに、過電流状態が継続した場合には、超電導バルク体がジュール熱によってさらに高温となり、場合によっては溶断する。この溶断により、系内の電流が遮断される。このため、過電流による給電用超電導線の焼損、関連機器の損傷を防止することができる。
また、本発明のき電線装置においては、給電分岐線の給電用超電導線に接続した側と反対側にき電線を接続し、給電用超電導線によって送られてくる電流を、給電分岐線、き電線を介して架線に供給する。これにより、電気車に効率よく電流を供給することができる。
Moreover, in the feeder apparatus according to the present invention, the superconducting bulk body is detachably provided in the middle of the feeding branch line.
As a result, when an overcurrent exceeding the critical current of the superconducting bulk body flows through the feed branch line, the superconducting bulk body transitions from the superconducting state to the normal conducting state, and generates electric resistance and Joule heat. Is limited. As a result, the overcurrent state in the system is suppressed. Furthermore, when the overcurrent state continues, the superconducting bulk body becomes even higher due to Joule heat, and in some cases blows out. This fusing cuts off the current in the system. For this reason, burning of the superconducting wire for power feeding due to overcurrent and damage to related equipment can be prevented.
In the feeder device of the present invention, the feeder wire is connected to the side of the feeder branch line opposite to the side connected to the feeder superconducting wire, and the current sent by the feeder superconducting wire is changed to the feeder branch wire, feeder. Supplied to the overhead line via the electric wire. Thereby, an electric current can be efficiently supplied to an electric vehicle.

また、本発明のき電線装置において、き電線として超電導線を用いることができる。
これにより、き電線の抵抗が小さくなるため、き電線における電力損失や電圧降下が低減され、変電所の間隔延長や集約、回生電力の有効利用ができ、省エネルギー、設備投資削減、保守低減を図ることができる。
In the feeder apparatus of the present invention, a superconducting wire can be used as the feeder.
As a result, the resistance of the feeder line is reduced, reducing power loss and voltage drop in the feeder line, extending and consolidating substation intervals, and effectively using regenerative power, thereby saving energy, reducing capital investment, and reducing maintenance. be able to.

また、本発明のき電線装置においては、第1の変電所と第2の変電所とを、給電用超電導線とは別に、帰線用超電導線によって接続するとともに、帰線となる線路から帰線分岐線を分岐させ、帰線用分岐線と帰線用超電導線とを接続する。この構成では、電気車からの戻り電流が、帰線および帰線分岐線を経由して帰線用超電導線に送られ、帰線用超電導線を介して前記変電所に帰還する。帰線用超電導線は、超電導状態における電気抵抗が実質的に0であるため、この構成とすることにより、戻り電流の経路における電力損失や電圧降下を低減することができる。   In the feeder apparatus according to the present invention, the first substation and the second substation are connected by a return superconducting wire separately from the feeding superconducting wire, and returned from the return line. A branch line is branched and a return branch line and a return superconducting line are connected. In this configuration, the return current from the electric vehicle is sent to the return superconducting line via the return line and the return branch line, and returns to the substation via the return superconducting line. The return superconducting wire has substantially zero electrical resistance in the superconducting state, and thus this configuration can reduce power loss and voltage drop in the return current path.

また、本発明のき電線装置においては、線状の芯材と、該芯材の周囲に巻回方向が互いに逆向きとなるようにスパイラル状に巻回された前記給電用超電導線および前記帰線用超電導線と、前記各超電導線を絶縁する絶縁層とを有する超電導ケーブルを用いることができる。
この構造の超電導ケーブルでは、給電用超電導線と帰線用超電導線とで巻回方向が逆向きとなっていることにより、各超電導線に電流が流れたとき、各超電導線が生成する磁界の向きが互いに逆向きとなり、各磁界が相殺される。これにより、超電導ケーブルの周囲に不要な磁界を生成しないので、不要な磁界によって周辺機器に悪影響を及ぼさないようにすることができる。
Further, in the feeder apparatus according to the present invention, a linear core member, the superconducting wire for power feeding wound around the core member in a spiral shape so that the winding directions are opposite to each other, and the return wire are provided. A superconducting cable having a superconducting wire for wires and an insulating layer that insulates each of the superconducting wires can be used.
In the superconducting cable of this structure, the winding direction is reversed between the feeding superconducting wire and the return superconducting wire, so that when a current flows through each superconducting wire, the magnetic field generated by each superconducting wire The directions are opposite to each other, and each magnetic field is canceled. Thereby, since an unnecessary magnetic field is not generated around the superconducting cable, it is possible to prevent the peripheral devices from being adversely affected by the unnecessary magnetic field.

また、本発明のき電線装置においては、超電導バルク体を有する分岐線は、超電導バルク体の各端部を着脱可能に挟持する一対のクランプを有している。
これにより、分岐線から超電導バルク体を簡単に脱着することができ、過電流によって超電導バルク体が溶断したときに、該超電導バルク体の交換作業を容易に行うことができる。
更に、超電導バルク体を着脱可能に設けた給電分岐線の途中に冷媒の流れと給電分岐線とを仕切る仕切部材を設けておけば、冷媒の流れに影響を及ぼすことなく給電分岐線と超電導バルク体の交換作業ができる効果がある。
Moreover, in the feeder apparatus of this invention, the branch line which has a superconducting bulk body has a pair of clamp which clamps each edge part of a superconducting bulk body so that attachment or detachment is possible.
Thereby, the superconducting bulk body can be easily detached from the branch line, and when the superconducting bulk body is melted by overcurrent, the superconducting bulk body can be easily replaced.
Furthermore, if a partition member is provided in the middle of the feeding branch line in which the superconducting bulk body is detachably provided, the feeding branch line and the superconducting bulk can be provided without affecting the refrigerant flow. There is an effect that the body can be exchanged.

本発明に係るき電線装置を適用した鉄道用直流き電システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the DC feeding system for railways which applied the feeder apparatus which concerns on this invention. 図1に示す鉄道用直流き電システムの模式図である。It is a schematic diagram of the DC feeding system for railways shown in FIG. 図1に示すき電線装置が備える超電導ケーブルの横断面図である。It is a cross-sectional view of the superconducting cable with which the feeder apparatus shown in FIG. 図1に示すき電線装置が備える分岐部を部分的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows partially the branch part with which the feeder apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示すき電線装置が備える分岐部の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole branch part structure with which the feeder apparatus shown in FIG. 鉄道用直流き電システムの一従来例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one prior art example of the DC feeding system for railways.

以下、本発明に係るき電線装置および鉄道用直流き電システムの実施形態について図面を参照しながら説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明のき電線装置を適用した鉄道用直流き電システムの第1実施形態について説明する。図1は、本発明のき電線装置を適用した鉄道用直流き電システムを示す図、図2は、図1に示す鉄道用直流き電システムの模式図、図3は、図1に示す鉄道用直流き電システムのき電線装置が備える超電導ケーブルの断面図、図4は、図1に示す鉄道用直流き電システムのき電線装置が備える分岐部の一部分を示す斜視図、図5は、図4に示す分岐部の模式図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a feeder device and a railway DC feeder system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of a railway DC feeder system to which a feeder apparatus of the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a diagram showing a railway DC feeding system to which the feeder apparatus of the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic diagram of the railway DC feeding system shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a railway shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a part of a branch portion provided in the feeder apparatus of the railway DC feeder system shown in FIG. 1, and FIG. It is a schematic diagram of the branch part shown in FIG.

図1、図2において、1AはA変電所(第2の変電所)、1BはB変電所(第1の変電所)、2は超電導ケーブル、3a〜3cは分岐部、4は冷媒流路管、5はき電線、6はき電分岐線、7はトロリ線(架線)、8は区分開閉器、9は線路からなる帰線、10は電気車、11は高圧配電線、12はちょう架線、13はハンガ、14は各線を支持するための鉄柱である。また、図2中、矢印は電流の方向を表す。
本実施形態のき電線装置15は、このうち超電導ケーブル2、分岐部3a〜3cおよび冷媒流路管4によって構成されている。以下、き電線装置15を構成する各部について詳述する。
1 and 2, 1A is an A substation (second substation), 1B is a B substation (first substation), 2 is a superconducting cable, 3a to 3c are branch sections, and 4 is a refrigerant flow path. Pipe, 5 feeder, 6 feeder branch, 7 trolley (overhead), 8 section switch, 9 return line consisting of track, 10 electric car, 11 high-voltage distribution line, 12 An overhead wire, 13 is a hanger, and 14 is an iron pole for supporting each wire. Moreover, in FIG. 2, the arrow represents the direction of electric current.
The feeder device 15 of the present embodiment is composed of the superconducting cable 2, the branch portions 3 a to 3 c, and the refrigerant channel tube 4. Hereinafter, each part which comprises the feeder apparatus 15 is explained in full detail.

超電導ケーブル2は、A変電所1AとB変電所1Bの間に、線路9に沿って設けられている。
図3に断面構造を示すように、超電導ケーブル2は、線状のフォーマ21と、該フォーマ21の外周に設けられた内側超電導層22と、該内側超電導層22の外周を被覆する絶縁層23と、該絶縁層23の外周に設けられた外側超電導層24と、該外側超電導層24の外周を被覆する保護層25とを有しており、内側超電導層22と外側超電導層24とは絶縁層23を介して絶縁されている。
ここで、各層の外径は、それぞれ、例えばフォーマ21が16mm、内側超電導層22が17mm、絶縁層23が22mm(厚さ:2mm)、外側超電導層24が23mm、保護層25が25mm(厚さ:1mm)とされるが、これらの値は一例であってこれらの数値に限定されるものではない。また、超電導ケーブル2において、絶縁層23の代わりに、半導電層もしくは絶縁層と半導電層との積層構造が設けられていてもよい。
The superconducting cable 2 is provided along the line 9 between the A substation 1A and the B substation 1B.
As shown in FIG. 3, the superconducting cable 2 includes a linear former 21, an inner superconducting layer 22 provided on the outer periphery of the former 21, and an insulating layer 23 covering the outer periphery of the inner superconducting layer 22. And an outer superconducting layer 24 provided on the outer periphery of the insulating layer 23, and a protective layer 25 covering the outer periphery of the outer superconducting layer 24. The inner superconducting layer 22 and the outer superconducting layer 24 are insulated from each other. It is insulated via the layer 23.
Here, the outer diameter of each layer is 16 mm for the former 21, 17 mm for the inner superconducting layer 22, 17 mm for the insulating layer 23 (thickness: 2 mm), 23 mm for the outer superconducting layer 24, and 25 mm (thick) for the protective layer 25, respectively. However, these values are merely examples, and are not limited to these numerical values. In superconducting cable 2, a semiconductive layer or a laminated structure of an insulating layer and a semiconductive layer may be provided instead of insulating layer 23.

内側超電導層22は、例えば、超電導テープ(給電用超電導線)を、フォーマ21の外周にスパイラル状に巻回することで形成されている。この内側超電導層22は、各端部がA変電所1AおよびB変電所1Bにそれぞれ接続されており、B変電所1Bから出力される電流を、後述する複数の給電分岐線31に供給する給電線として機能する。
外側超電導層24は、超電導テープ(帰線用超電導線)を、絶縁層23の外周に、内側の超電導テープの巻回方向と逆向きに、スパイラル状に巻回することで形成されている。この外側超電導層24は、A変電所1AおよびB変電所1Bに接続されており、電気車10から帰線(線路)9および後述する複数の帰線分岐線32を経由して戻ってくる電流をB変電所1Bに帰還させる第2の帰線として機能する。
各超電導層22、24に用いられる超電導テープとしては、例えばBi2223(BiSrCaCu10+d)系銀シース酸化物系超電導テープあるいばR123(REBaCu7−X:REはYやDyなどの希土類金属元素を示す)系銀シース酸化物超電導テープなどを用いることができる。
The inner superconducting layer 22 is formed, for example, by winding a superconducting tape (power feeding superconducting wire) around the former 21 in a spiral shape. The inner superconducting layer 22 is connected at its ends to the A substation 1A and the B substation 1B, and supplies the current output from the B substation 1B to a plurality of power supply branch lines 31 to be described later. Functions as an electric wire.
The outer superconducting layer 24 is formed by winding a superconducting tape (returning superconducting wire) spirally around the outer periphery of the insulating layer 23 in the direction opposite to the winding direction of the inner superconducting tape. The outer superconducting layer 24 is connected to the A substation 1A and the B substation 1B, and returns from the electric vehicle 10 via a return line (line) 9 and a plurality of return branch lines 32 described later. Functions as a second return line for returning to the B substation 1B.
The superconducting tapes used for each superconducting layer 22 and 24, for example, Bi2223 (Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10 + d) type silver sheath oxide superconducting tape is Iba R123 (RE 1 Ba 2 Cu 3 O 7- X : RE represents a rare earth metal element such as Y or Dy) and a silver sheath oxide superconducting tape.

ここで、この超電導ケーブル2では、内側超電導層22と外側超電導層24とで超電導テープの巻回方向が逆向きとされている。このため、各超電導テープ(各超電導層22、24)に電流を流したとき、各超電導テープの周囲に形成される磁界の向きが互いに逆向きとなり相殺される。これにより、各超電導テープの周囲に発生する磁界を抑制することができ、周辺機器に悪影響が及ぼされることを回避することができる。   Here, in the superconducting cable 2, the winding direction of the superconducting tape is reversed between the inner superconducting layer 22 and the outer superconducting layer 24. For this reason, when a current is passed through each superconducting tape (each superconducting layer 22, 24), the directions of the magnetic fields formed around each superconducting tape are opposite to each other and cancel each other. Thereby, the magnetic field which generate | occur | produces around each superconducting tape can be suppressed, and it can avoid having a bad influence on a peripheral device.

図5に示すように、本実施形態の超電導ケーブル2は、後述する各給電分岐線31に接続される部分(給電分岐線接続部26)において、絶縁層23、外側超電導層24および保護層25が除去されて内側超電導層22が露出されており、後述する各帰線分岐線32に接続される部分(帰線分岐線接続部27)において保護層25が除去されて外側超電導層24が露出されている。これにより、内側超電導層22と給電分岐線31、および、外側超電導層24と帰線分岐線32とが直接接触し、導通される。
なお、超電導ケーブル2の内側超電導層22と外側超電導層24の各々の接続については、どちらか一方を給電分岐線接続部26に接続し、他方を帰線分岐線接続部27に接続して差し支えない。上述の例では外側超電導層24を給電分岐線接続部26に接続し、内側超電導層22を帰線分岐線接続部27に接続した例について説明したが、その逆でも差し支えないし、区間に応じて接続を逆転させるなど、接続の状態は問わない。
As shown in FIG. 5, the superconducting cable 2 of the present embodiment includes an insulating layer 23, an outer superconducting layer 24, and a protective layer 25 in a portion (feeding branch line connecting portion 26) connected to each feeding branch line 31 described later. Is removed and the inner superconducting layer 22 is exposed, and the protective layer 25 is removed and the outer superconducting layer 24 is exposed at a portion (returning branch line connecting portion 27) connected to each return branch line 32 described later. Has been. As a result, the inner superconducting layer 22 and the feed branch line 31 and the outer superconducting layer 24 and the return branch line 32 are in direct contact and are brought into conduction.
As for the connection between the inner superconducting layer 22 and the outer superconducting layer 24 of the superconducting cable 2, either one may be connected to the feeding branch line connecting portion 26 and the other connected to the return branch line connecting portion 27. Absent. In the above-described example, the example in which the outer superconducting layer 24 is connected to the feeding branch line connecting part 26 and the inner superconducting layer 22 is connected to the return branching line connecting part 27 has been described, but the reverse is also possible, depending on the section. The state of the connection does not matter, such as reversing the connection.

図2に示すように、複数の分岐部3a〜3cは、超電導ケーブル2の延在方向に沿って所定の間隔で設けられていおり、それぞれ、超電導ケーブル2と、き電線5との間に架設された給電分岐線31と、超電導ケーブル2と帰線9との間に架設された帰線分岐線32とを有している。
図5に示すように、各給電分岐線31および各帰線分岐線32は、それぞれ、超電導ケーブル接続部材33と、超電導ケーブル接続部材33に取り付けられた第1のクランプ34と、導線37と、導線37に取り付けられた第2のクランプ36と、第1のクランプ34および第2のクランプ36に保持された超電導バルク体35を有しており、全体として導通している。
As shown in FIG. 2, the plurality of branch portions 3 a to 3 c are provided at predetermined intervals along the extending direction of the superconducting cable 2, and are respectively installed between the superconducting cable 2 and the feeder 5. And the return branch line 32 laid between the superconducting cable 2 and the return line 9.
As shown in FIG. 5, each feed branch line 31 and each return branch line 32 includes a superconducting cable connecting member 33, a first clamp 34 attached to the superconducting cable connecting member 33, a conducting wire 37, and It has the 2nd clamp 36 attached to the conducting wire 37, and the superconducting bulk body 35 hold | maintained at the 1st clamp 34 and the 2nd clamp 36, and is conducted as a whole.

各超電導ケーブル接続部材33は、それぞれ、一対の導電片によって構成されている。
このうち各給電分岐線31の超電導ケーブル接続部材33は、一対の導電片が超電導ケーブル2の給電分岐線接続部26(内側超電導層22が露出した部分)を挟持しハンダ等の接合材により接続されることによって、内側超電導層22に電気的に接続されている。
また、帰線分岐線32の超電導ケーブル接続部材33は、一対の導電片が超電導ケーブル2の帰線分岐線接続部27(外側超電導層24が露出した部分)を挟持しハンダ等の接合材により接続されることによって、外側超電導層24に電気的に接続されている。
Each superconducting cable connecting member 33 is constituted by a pair of conductive pieces.
Among these, the superconducting cable connection member 33 of each power supply branch line 31 has a pair of conductive pieces sandwiching the power supply branch line connection part 26 of the superconducting cable 2 (part where the inner superconducting layer 22 is exposed) and connected by a bonding material such as solder. By doing so, it is electrically connected to the inner superconducting layer 22.
Further, the superconducting cable connecting member 33 of the return branch line 32 has a pair of conductive pieces sandwiching the return branch line connecting part 27 (exposed portion of the outer superconducting layer 24) of the superconducting cable 2 with a bonding material such as solder. By being connected, the outer superconducting layer 24 is electrically connected.

各超電導バルク体35は、それぞれ、ロッド状をなし、下端部が第1のクランプ34に着脱可能に挟持され、上端部が第2のクランプ36に着脱可能に挟持されている。すなわち、各超電導バルク体35は、各クランプ34、36を開閉操作することにより、各クランプ34、36の間から取り外したり、各クランプ34、36の間に取り付けたりすることができる。
各導線37は、銅等の導電性材料によって構成されている。このうち各給電分岐線31の導線37は、それぞれき電線5に接続され、各帰線分岐線32の導線37は、それぞれ線路(帰線)9に接続されている。
Each superconducting bulk body 35 has a rod shape, and a lower end portion is detachably clamped by the first clamp 34 and an upper end portion is detachably clamped by the second clamp 36. That is, each superconducting bulk body 35 can be removed from between each clamp 34, 36 or attached between each clamp 34, 36 by opening and closing each clamp 34, 36.
Each conducting wire 37 is made of a conductive material such as copper. Among these, the conducting wire 37 of each feed branch line 31 is connected to the feeder 5, and the conducting wire 37 of each return branch line 32 is connected to the line (return line) 9.

B変電所1Bから超電導ケーブル2(内側超電導層22)に出力された電流は、超電導ケーブル2の各給電分岐線接続部26で各給電分岐線31に分岐する。各給電分岐線31に分岐した電流は、超電導ケーブル接続部材33、第1のクランプ34、超電導バルク体35、第2のクランプ36、導線37を経由してき電線5に供給される。
一方、帰線となる線路9を流れる戻り電流は、帰線分岐線32との接続部で帰線分岐線32に転流する。帰線分岐線32に転流した電流は、導線37、第2のクランプ36、超電導バルク体35、第1のクランプ34、超電導ケーブル接続部材33を経由して超電導ケーブル2(外側超電導層24)に送られる。
ここで、超電導バルク体35は、これら分岐線に許容範囲を超える過電流が流れたとき、電流リミッタ、さらにはヒューズとして機能し、過電流を抑制・遮断するように機能する。この超電導バルク体35の機能については、後に詳述する。
The current output from the B substation 1 </ b> B to the superconducting cable 2 (inner superconducting layer 22) branches to each feeding branch line 31 at each feeding branch line connection portion 26 of the superconducting cable 2. The current branched to each power supply branch line 31 is supplied to the electric wire 5 via the superconducting cable connecting member 33, the first clamp 34, the superconducting bulk body 35, the second clamp 36, and the conducting wire 37.
On the other hand, the return current flowing through the return line 9 is commutated to the return branch line 32 at the connection with the return branch line 32. The current commutated to the return branch line 32 is transmitted to the superconducting cable 2 (outer superconducting layer 24) via the conducting wire 37, the second clamp 36, the superconducting bulk body 35, the first clamp 34, and the superconducting cable connecting member 33. Sent to.
Here, the superconducting bulk body 35 functions as a current limiter and further as a fuse when an overcurrent exceeding an allowable range flows through these branch lines, and functions to suppress and block the overcurrent. The function of the superconducting bulk body 35 will be described in detail later.

冷媒流路管4は、超電導ケーブル2を挿通した主管41と、各分岐部を収容する複数の分岐管42とを有しており、主管41と各分岐管42が各内部空間を連通するように接続されている。
主管41は、その内径が超電導ケーブル2の外径よりも大とされており、超電導ケーブル2の外周と主流路管の内周との間(超電導ケーブル2の周囲)に冷媒43が流れる空間が画成されるように構成されている。また、分岐管42は、各分岐部を収容するのに十分な内容量を有し、分岐部と分岐管42の内周との間(分岐部の周囲)に冷媒43を収容する空間が画成されるように構成されている。また、分岐管42の内部において、第2のクランプ36の上下に位置するように分岐管42を複数に仕切る仕切壁38を1箇所若しくは2箇所設けておくことが好ましい。これらの仕切壁38は超電導ケーブル2の周囲の冷媒流路における冷媒43の流れを妨げることなく、導線37、第2のクランプ36、超電導バルク体35などの限流器部品を交換する場合に有利となる。
この冷媒流路管4内には、液体窒素のような冷媒43が供給され、各管41、42内が冷媒43によって満たされる。この冷媒43の冷却作用によって、超電導ケーブル2の内側超電導層22および外側超電導層24、分岐部の超電導バルク体35が、臨界温度以下に冷却される。
The refrigerant channel pipe 4 has a main pipe 41 through which the superconducting cable 2 is inserted and a plurality of branch pipes 42 that accommodate the respective branch portions, so that the main pipe 41 and each branch pipe 42 communicate with each internal space. It is connected to the.
The main pipe 41 has an inner diameter larger than the outer diameter of the superconducting cable 2, and there is a space in which the refrigerant 43 flows between the outer circumference of the superconducting cable 2 and the inner circumference of the main channel pipe (around the superconducting cable 2). It is configured to be defined. Further, the branch pipe 42 has an internal capacity sufficient to accommodate each branch part, and a space for accommodating the refrigerant 43 is defined between the branch part and the inner periphery of the branch pipe 42 (around the branch part). It is comprised so that it may be made. Moreover, it is preferable to provide one or two partition walls 38 for partitioning the branch pipe 42 into a plurality of parts so as to be positioned above and below the second clamp 36 inside the branch pipe 42. These partition walls 38 are advantageous when exchanging current limiter parts such as the conductive wire 37, the second clamp 36, and the superconducting bulk body 35 without obstructing the flow of the refrigerant 43 in the refrigerant flow path around the superconducting cable 2. It becomes.
A refrigerant 43 such as liquid nitrogen is supplied into the refrigerant channel pipe 4, and the pipes 41 and 42 are filled with the refrigerant 43. The cooling action of the refrigerant 43 cools the inner superconducting layer 22 and the outer superconducting layer 24 of the superconducting cable 2 and the superconducting bulk body 35 at the branching portion to a critical temperature or lower.

以上のような鉄道用直流き電システムでは、B変電所1Bから超電導ケーブル2(外側超電導層24)に出力された電流は、超電導ケーブル2の各給電分岐線接続部26で給電分岐線31に分岐し、各給電分岐線31を介してき電線5に供給される。き電線5に供給された電流は、各き電分岐線6を介してトロリ線7に供給され、該トロリ線7と接触しているパンタグラフを介して電気車10に供給される。電気車10に供給された電流は、モータの動力等として使用された後、帰線となる線路9に流れる。そして、線路9に流れた戻り電流は、帰線分岐線32との接続部で各帰線分岐線32に転流し、各帰線分岐線32を経由して超電導ケーブル2(外側超電導層24)に送られ、B変電所1Bに帰還する。   In the railway DC power feeding system as described above, the current output from the B substation 1B to the superconducting cable 2 (outer superconducting layer 24) is fed to the feeding branch line 31 at each feeding branch line connecting portion 26 of the superconducting cable 2. It branches and is supplied to the feeder wire 5 through each feed branch line 31. The electric current supplied to the feeder 5 is supplied to the trolley wire 7 through each feeder branch line 6 and supplied to the electric vehicle 10 via the pantograph in contact with the trolley wire 7. The electric current supplied to the electric car 10 is used as power for the motor and the like, and then flows to the line 9 that is a return line. Then, the return current flowing in the line 9 is commutated to each return branch line 32 at the connection with the return branch line 32, and the superconducting cable 2 (outer superconducting layer 24) via each return branch line 32. And return to B substation 1B.

本実施形態の超電導ケーブル2では、超電導状態における電気抵抗が実質的に0であることから、超電導ケーブル2の各給電分岐線接続部26における電位は第1の変電所1Bと略同電位となる。このため、各給電分岐線接続部26が変電所と同様に機能し、各閉回路毎に変電所を設けた場合と同様の電圧条件を得ることができる。したがって、変電所を設けるべき箇所を給電分岐線接続部26とすれば、この箇所の変電所が不要となり、その分、変電所数が削減される。変電所数の削減により、変電所用地の削減、返電設備の集約による信頼性向上、機器の大型化による高効率化などにつながる。特に、都心部では用地の有効利用に、地方の閑散地区では設備の有効利用に効果的である。   In the superconducting cable 2 of the present embodiment, since the electric resistance in the superconducting state is substantially 0, the potential at each feeding branch line connection portion 26 of the superconducting cable 2 is substantially the same as that of the first substation 1B. . For this reason, each feeder branch line connection portion 26 functions in the same manner as a substation, and the same voltage condition as when a substation is provided for each closed circuit can be obtained. Therefore, if the place where the substation is to be provided is the feed branch line connecting portion 26, the substation at this place becomes unnecessary, and the number of substations is reduced accordingly. Reducing the number of substations will lead to reductions in substation sites, improved reliability by consolidating return facilities, and higher efficiency due to larger equipment. In particular, it is effective for effective use of land in the city center and effective use of facilities in rural areas.

また、本実施形態の鉄道用直流き電システムでは、落雷や電力系統内の短絡事故等によって、許容範囲を超える過電流が流れたとき、給電分岐線31および帰線分岐線32の途中に設けられた超電導バルク体35が、電流リミッタもしくはヒューズとして機能する。これにより、過電流を抑制または遮断することができる。
以下、超電導バルク体35による過電流の抑制・遮断機構について説明する。
まず、この直流き電システム内に、超電導バルク体35の臨界電流を超える過電流が流れると、超電導バルク体35が超電導状態から常電導状態に遷移し、抵抗およびジュール熱を発生する。超電導バルク体35に抵抗が生じることにより、き電システム内を流れる電流が制限され、過電流状態が抑制される。すなわち、超電導バルク体35が、電流リミッタとしての機能する。
Further, in the railway DC feeder system of the present embodiment, when an overcurrent exceeding an allowable range flows due to a lightning strike or a short circuit accident in the power system, it is provided in the middle of the feeding branch line 31 and the return branch line 32. The formed superconducting bulk body 35 functions as a current limiter or a fuse. Thereby, an overcurrent can be suppressed or interrupted.
Hereinafter, an overcurrent suppression / cutoff mechanism by the superconducting bulk body 35 will be described.
First, when an overcurrent exceeding the critical current of the superconducting bulk body 35 flows in the DC feeding system, the superconducting bulk body 35 transitions from the superconducting state to the normal conducting state, and generates resistance and Joule heat. When the resistance is generated in the superconducting bulk body 35, the current flowing through the feeding system is limited, and the overcurrent state is suppressed. That is, the superconducting bulk body 35 functions as a current limiter.

ここで、過電流の原因が直ぐに解消された場合には、超電導バルク体35は、臨界温度以上となっても溶断には至らず、冷媒43の冷却作用によって冷やされて臨界温度以下となり、常電導状態から超電導状態に復帰する。これにより、直流き電システムも正常な通電状態に回復する。
これに対して、過電流状態が継続した場合には、超電導バルク体35がジュール熱によってさらに高温となり、場合によっては溶断する。その結果、直流き電システム内の電流が遮断される。すなわち、超電導バルク体35が、ヒューズとして機能する。
このように、この鉄道用直流き電システムでは、過電流が流れたとき、超電導バルク体35が電流リミッタもしくはヒューズとして機能して、過電流を抑制もしくは遮断する。このため、過電流による超電導ケーブル2の焼損、関連機器の損傷が防止され、これらの修理・交換にかかる費用や労力を低減することができる。
Here, when the cause of the overcurrent is immediately eliminated, the superconducting bulk body 35 does not melt even when the temperature exceeds the critical temperature, and is cooled by the cooling action of the refrigerant 43 to become the critical temperature or less. Return from the conducting state to the superconducting state. As a result, the DC feeding system also recovers to a normal energized state.
On the other hand, when the overcurrent state continues, the superconducting bulk body 35 becomes higher temperature due to Joule heat, and in some cases blows out. As a result, the current in the DC feeding system is interrupted. That is, the superconducting bulk body 35 functions as a fuse.
In this way, in this railway DC feeding system, when an overcurrent flows, the superconducting bulk body 35 functions as a current limiter or a fuse to suppress or block the overcurrent. For this reason, burning of the superconducting cable 2 due to overcurrent and damage to related equipment can be prevented, and the cost and labor required for repair and replacement of these can be reduced.

なお、超電導バルク体35が溶断した場合には、これを交換する必要があるが、超電導バルク体35は、第1のクランプ34および第2のクランプ36を開閉操作することによって簡単に着脱することができ、また、超電導ケーブル2や関連機器の交換などに比べて安価に交換することが可能となる。
超電導バルク体35は、第1のクランプ34および第2のクランプ36を開閉操作することによって簡単に着脱することができる。
また、交換の際、先に図5を基に説明した如く仕切壁38を1つ若しくは複数設けておくならば、超電導バルク体35が溶断した場合、これを交換する必要を生じるが、仕切壁38は超電導ケーブル2の周囲の冷媒流路における冷媒43の流れを妨げることなく、導線37、第2のクランプ36、超電導バルク体35などの限流器部品を交換する場合に、主管41側の冷媒の流れを阻害することなく、交換を可能とするので、構造的に有利な特徴を有する。
In addition, when the superconducting bulk body 35 is melted, it is necessary to replace it. However, the superconducting bulk body 35 can be easily attached and detached by opening and closing the first clamp 34 and the second clamp 36. In addition, it is possible to replace the superconducting cable 2 and related equipment at a lower cost.
The superconducting bulk body 35 can be easily attached and detached by opening and closing the first clamp 34 and the second clamp 36.
In addition, if one or a plurality of partition walls 38 are provided as described above with reference to FIG. 5 at the time of replacement, if the superconducting bulk body 35 is melted, it will be necessary to replace it. 38 does not hinder the flow of the refrigerant 43 in the refrigerant flow path around the superconducting cable 2, and when the current limiter parts such as the conducting wire 37, the second clamp 36, and the superconducting bulk body 35 are replaced, Since replacement is possible without obstructing the flow of the refrigerant, it has a structurally advantageous feature.

このような過電流の抑制・遮断機構では、該機構の作動が開始する電流値(以下、「限界電流値」と言う。)が超電導バルク体35の臨界電流値によって決まる。
ここで、超電導バルク体35は、該バルク体の外周を削って径を変えることで、その臨界電流を比較的精度よく制御することができ、容易に所望の限界電流値に調整することができる。
なお、本実施形態では、超電導バルク体35を、給電分岐線31および帰線分岐線32に、それぞれ1個ずつ設けているが、それぞれ、複数個設けるようにしても構わない。この場合、複数の超電導バルク体35は直列接続してもよく、並列接続してもよい。これにより、超電導バルク体35の個数や接続方式を変化させることで、過電流抑制・遮断機構の作動電流値や作動態様をより精度よく制御することが可能となり、過電流の抑制・遮断機構をより作動性に優れたものとすることができる。
In such an overcurrent suppression / shut-off mechanism, the current value at which the operation of the mechanism starts (hereinafter referred to as “limit current value”) is determined by the critical current value of the superconducting bulk body 35.
Here, the superconducting bulk body 35 can control the critical current with relatively high accuracy by cutting the outer circumference of the bulk body and changing the diameter, and can easily adjust to the desired limit current value. .
In the present embodiment, one superconducting bulk body 35 is provided for each of the feeding branch line 31 and the return branch line 32, but a plurality of superconducting bulk bodies 35 may be provided. In this case, the plurality of superconducting bulk bodies 35 may be connected in series or in parallel. Thereby, by changing the number of superconducting bulk bodies 35 and the connection method, it becomes possible to control the operating current value and the operating mode of the overcurrent suppression / cutoff mechanism with higher accuracy, and the overcurrent suppression / cutoff mechanism can be controlled. It can be made more excellent in operability.

<第2実施形態>
次に、本発明のき電線装置を適用した鉄道用直流き電システムの第2実施形態について説明する。
以下、第2実施形態にかかる鉄道用直流き電システムについて説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of a railway DC feeder system to which the feeder device of the present invention is applied will be described.
Hereinafter, although the railway DC power feeding system according to the second embodiment will be described, the difference from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態にかかる鉄道用直流き電システムは、き電線装置15のき電線5として超電導ケーブルを用いる以外は、前記第1実施形態の鉄道用直流き電システムと同様の構成とされている。
き電線5となる超電導ケーブルとしては、例えばアルミコルゲートパイプ等の管状フォーマの外周に、絶縁テープを介して超電導体テープをスパイラル状に巻回したもの等を用いることができる。この超電導テープでは、管状フォーマの管腔内に加圧液体窒素等の冷媒が導入され、この冷媒の冷却作用によって超電導テープが臨界温度以下に冷やされる。
The railway DC feeding system according to the present embodiment has the same configuration as the railway DC feeding system of the first embodiment except that a superconducting cable is used as the feeder 5 of the feeder apparatus 15.
As the superconducting cable to be the feeder 5, for example, a superconducting tape spirally wound around an outer periphery of a tubular former such as an aluminum corrugated pipe via an insulating tape can be used. In this superconducting tape, a refrigerant such as pressurized liquid nitrogen is introduced into the lumen of the tubular former, and the superconducting tape is cooled below the critical temperature by the cooling action of this refrigerant.

この第2実施形態においても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
また、第2実施形態の鉄道用直流き電システムでは、特に、き電線5として超電導ケーブルを用いていることにより、き電線5の抵抗が小さくなる。このため、き電線5における電力損失や電圧降下が低減され、変電所の間隔延長や集約、回生電力の有効利用ができ、省エネルギー、設備投資削減、保守低減を図ることができる。
In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Moreover, in the railway direct current feeding system of the second embodiment, the resistance of the feeder 5 is reduced particularly by using a superconducting cable as the feeder 5. For this reason, the power loss and voltage drop in the feeder 5 are reduced, the interval between substations can be extended and consolidated, and the regenerative power can be used effectively, and energy saving, equipment investment reduction, and maintenance reduction can be achieved.

以上、本発明のき電線装置、および、それを用いた鉄道用直流き電システムについて説明したが、各実施形態において、き電線装置および鉄道用直流き電システムを構成する各部は一例であって、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
例えば、各実施形態では、き電線装置がき電線を備えているが、き電線を省略し、超電導ケーブルの内側超電導層22を直接トロリ線7に接続するようにしても構わない。
As mentioned above, although the feeder apparatus of this invention and the DC power feeding system for railways using the same were demonstrated, each part which comprises a feeder apparatus and the DC feeding system for railways is an example in each embodiment. Any change can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, in each embodiment, the feeder apparatus includes a feeder line, but the feeder line may be omitted and the inner superconducting layer 22 of the superconducting cable may be directly connected to the trolley wire 7.

1A…A変電所(第2の変電所)、1B…B変電所(第1の変電所)、2…超電導ケーブル、3a〜3c…分岐部、4…冷媒流路管、5…き電線、6…き電分岐線、7…トロリ線(架線)、8…区分開閉器、9…線路(帰線)、10…電気車、11…高圧配電線、12…ちょう架線、13…ハンガ、14…鉄柱、15…き電線装置、21…フォーマ、22…内側超電導層(帰線用超電導線)、23…絶縁層、24…外側超電導層(給電用超電導線)、25…保護層、26…給電分岐線接続部、27…帰線分岐線接続部、31…給電分岐線、32…帰線分岐線、33…超電導ケーブル接続部材、34…第1のクランプ、35…超電導バルク体、36…第2のクランプ、37…導線、41…主管、42…分岐管、43…冷媒。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A ... A substation (2nd substation), 1B ... B substation (1st substation), 2 ... Superconducting cable, 3a-3c ... Branching part, 4 ... Refrigerant flow pipe, 5 ... Feed wire, 6 ... feeder branch line, 7 ... trolley wire (overhead wire), 8 ... section switch, 9 ... track (return), 10 ... electric car, 11 ... high voltage distribution line, 12 ... butterfly wire, 13 ... hanger, 14 ... Iron pillars, 15 ... feeders, 21 ... formers, 22 ... inner superconducting layers (returning superconducting wires), 23 ... insulating layers, 24 ... outer superconducting layers (feeding superconducting wires), 25 ... protective layers, 26 ... Feed branch line connection part, 27 ... Return branch line connection part, 31 ... Feed branch line, 32 ... Return branch line, 33 ... Superconducting cable connection member, 34 ... First clamp, 35 ... Superconducting bulk body, 36 ... 2nd clamp, 37 ... Conductor, 41 ... Main pipe, 42 ... Branch pipe, 43 ... Refrigerant.

Claims (7)

沿線に沿って設置された第1の変電所および第2の変電所に接続され、前記第1の変電所から供給される電流を前記第2の変電所側に送る給電用超電導線と、
前記超電導線から分岐し、前記給電用超電導線によって送られてくる電流を架線側に供給する給電分岐線と、
前記給電分岐線の途中に着脱可能に設けられた超電導バルク体と、
前記超電導線、および、前記超電導バルク体を臨界温度以下に冷却する冷媒とを有することを特徴とするき電線装置。
A superconducting wire for feeding that is connected to a first substation and a second substation installed along a railway line and sends a current supplied from the first substation to the second substation side;
A feeder branch line that branches from the superconducting wire and supplies the current sent by the superconducting wire for feeding to the overhead wire side;
A superconducting bulk body detachably provided in the middle of the feeding branch line;
A feeder apparatus comprising the superconducting wire and a refrigerant that cools the superconducting bulk body to a critical temperature or lower.
前記給電分岐線の前記給電用超電導線に接続された側と反対側に接続されたき電線と架線を有し、前記給電用超電導線によって送られてくる電流が前記給電分岐線と前記き電線を介し前記架線に供給されることを特徴とする請求項1に記載のき電線装置。   The feeder branch line has a feeder wire and an overhead wire connected to the side opposite to the side connected to the feeder superconducting wire, and a current sent by the feeder superconducting wire is connected to the feeder branch wire and feeder wire. The feeder apparatus according to claim 1, wherein the feeder is supplied to the overhead wire. 前記き電線が超電導線であることを特徴とする請求項2に記載のき電線装置。   The feeder according to claim 2, wherein the feeder is a superconducting wire. 帰線となる線路に接続され、前記給電分岐線と隣り合って設けられた帰線分岐線と、
前記給電分岐線の途中に着脱可能に設けられた超電導バルク体と、
前記第1の変電所および前記第2の変電所と、前記帰線分岐線に接続され、前記帰線および前記帰線分岐線を経由して送られてくる戻り電流を前記変電所に帰還させる帰線用超電導線を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のき電線装置。
A return branch line connected to the line to be a return line and provided adjacent to the feeding branch line;
A superconducting bulk body detachably provided in the middle of the feeding branch line;
The first substation and the second substation are connected to the return branch line, and the return current sent via the return line and the return branch line is returned to the substation. The feeder apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a return superconducting wire.
線状の芯材と、該芯材の周囲に巻回方向が互いに逆向きとなるようにスパイラル状に巻回された前記給電用超電導線および前記帰線用超電導線と、前記各超電導線を絶縁する絶縁層とを有する超電導ケーブルを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のき電線装置。   A wire-shaped core member, the power feeding superconducting wire and the return wire superconducting wire wound in a spiral shape around the core member so that the winding directions are opposite to each other, and the respective superconducting wires. The feeder apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a superconducting cable having an insulating layer for insulation. 前記超電導バルク体を有する分岐線は、前記超電導バルク体の各端部を着脱可能に挟持する一対のクランプを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のき電線装置。   The feeder according to any one of claims 1 to 5, wherein the branch line having the superconducting bulk body has a pair of clamps that detachably hold each end of the superconducting bulk body. . 前記請求項1〜6のいずれか1項に記載のき電線装置を備えることを特徴とする鉄道用直流き電システム。   A railway DC feeding system comprising the feeder apparatus according to any one of claims 1 to 6.
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