JP2015100184A - Grounding device, and grounding device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、接地装置、車両用接地装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a grounding device and a vehicle grounding device.
従来、20kVや25kVなどの特別高圧を受電して走行する鉄道用の交流電気車両(以下、適宜、「電気車両」と称す。)には、パンタグラフなどの集電装置を車体に接地することにより饋電(以下、「き電」と称す。)を停止させる等の目的で、保護接地スイッチなどと呼ばれる接地装置が備えられている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
Conventionally, a railway AC electric vehicle (hereinafter referred to as “electric vehicle” as appropriate) that travels by receiving an extra high voltage such as 20 kV or 25 kV is connected to the vehicle body by grounding a current collector such as a pantograph. A grounding device called a protective grounding switch or the like is provided for the purpose of stopping power transmission (hereinafter referred to as “feeding power”) (for example, refer to
この種の接地装置は、通常、電気車両の屋上に設けられており、電気車両の運転室などに設けられたスイッチが操作されると、接地装置に内蔵された電磁弁、あるいは、車体側に設けられた電磁弁により、作動用の空気が接地装置のシリンダに供給される。接地装置のシリンダは、作動用の空気が供給されると、車体と接地してある接地装置のブレードを駆動し、このブレードを集電装置側の接触子に接触させる。 This type of grounding device is usually provided on the roof of an electric vehicle, and when a switch provided in the cab of the electric vehicle is operated, the electromagnetic valve built into the grounding device or the vehicle body side is provided. Actuating air is supplied to the cylinder of the grounding device by the provided solenoid valve. When operating air is supplied to the cylinder of the grounding device, the blade of the grounding device that is grounded to the vehicle body is driven, and this blade is brought into contact with the contact on the current collector side.
接地装置のブレードが集電装置側の接触子と接触した状態で集電装置が電車線と接触すると、電車線が接地装置を通じて車体に接地される。交流き電の場合は、変電所の距離継電器が接地による位相のずれを検知することで、接地されたことを検知して、き電を停止させる。このように、き電を停止させる目的のほか、保守作業中に特別高圧から作業員の安全を確保する目的で接地装置が用いられることもある。 When the current collector is in contact with the train line while the blade of the ground device is in contact with the contact on the current collector side, the train line is grounded to the vehicle body through the ground device. In the case of AC feeding, the distance relay at the substation detects a phase shift due to grounding, thereby detecting grounding and stopping feeding. Thus, in addition to the purpose of stopping feeding, a grounding device may be used for the purpose of ensuring the safety of workers from extra high pressure during maintenance work.
しかしながら、シリンダによりブレードを駆動して集電装置に接触させる従来の接地装置によれば、シリンダの駆動力をブレードに伝達するための可動部や、ブレードを集電装置に接触させるための接点などを有する機械式であるため、部品の摩耗などが発生するおそれがあり、保守点検を必要としていた。 However, according to the conventional grounding device that drives the blade by the cylinder and contacts the current collector, the movable part for transmitting the driving force of the cylinder to the blade, the contact for bringing the blade into contact with the current collector, etc. Since it is a mechanical type having parts, there is a risk of wear of parts and the like, and maintenance inspection is required.
本発明が解決しようとする課題は、保守性に優れた接地装置、車両用接地装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a grounding device and a vehicle grounding device excellent in maintainability.
実施形態の接地装置は、第1端子と、第2端子と、第1の主電極と第2の主電極と制御電極とを有する複数の半導体スイッチとを持つ。前記第1端子は、高電圧になる導電部材と電気的に接続される。前記第2端子は、接地側の所定電位になる導電部材と電気的に接続される。前記複数の半導体スイッチは、前記第1端子と前記第2端子との間に、直列接続される。 The grounding device of the embodiment has a first terminal, a second terminal, and a plurality of semiconductor switches having a first main electrode, a second main electrode, and a control electrode. The first terminal is electrically connected to a conductive member having a high voltage. The second terminal is electrically connected to a conductive member having a predetermined potential on the ground side. The plurality of semiconductor switches are connected in series between the first terminal and the second terminal.
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
なお、本実施形態では、接地装置を電気鉄道用の交流電気車両に適用する場合について説明するが、本実施形態による接地装置は、接地を目的とする限度において、その適用対象は任意である。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
In addition, although this embodiment demonstrates the case where a grounding device is applied to the alternating current electric vehicle for electric railways, the grounding device by this embodiment is arbitrary in the limit for the purpose of grounding.
(構成の説明)
図1は、本実施形態による接地装置を備えた電気鉄道用の交流電気車両における受電に関連した電気回路の代表的な構成の一例を示す図である。
図1に例示する交流電気車両は、20kVや25kVなどの特別高圧の単相交流で電化された電気鉄道で使用される交流電気車両である。この例に示す電気車両は、電車線1から受電するための集電装置の一種であるパンタグラフ2を備えている。
(Description of configuration)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a representative configuration of an electric circuit related to power reception in an electric railway AC electric vehicle including a grounding device according to the present embodiment.
The AC electric vehicle illustrated in FIG. 1 is an AC electric vehicle that is used in an electric railway electrified with a single-phase alternating current of a special high voltage such as 20 kV or 25 kV. The electric vehicle shown in this example includes a
パンタグラフ2は、ケーブルヘッド13a,13bが取り付けられた特別高圧ケーブル12を介して真空遮断器などの主遮断器3の入力端に接続されている。特別高圧ケーブル12は例えば同軸ケーブルであり、その内部導体の一端にパンタグラフ2が接続され、その外部導体は車体11に接地されている。主遮断器3の出力端は、主変圧器4の1次側巻線41の一端に接続される。パンタグラフ2により電車線1から受電された電力は、主遮断器3を介して主変圧器4の1次側巻線41の一端側に供給される。
The
主変圧器4の1次側巻線41の他端は、接地端子台14に接続され、接地端子台14には、車軸などに設けられた接地機構5が接続されている。主変圧器4の1次側巻線41の他端側は、接地機構5を経由して走行用のレール6に接地される。これにより主変圧器4の1次側巻線41の他端側と変電所との間で帰線回路が構成され、主変圧器4の2次側巻線42a,42bから、それぞれ電力変換装置7a,7bに適合した電圧に降圧された電力を取出すことが可能になる。
The other end of the primary side winding 41 of the
主変圧器4の2次側巻線42aは、電力変換装置7aの入力部に接続され、電力変換装置7aの出力部には、走行用の主電動機8が接続されている。電力変換装置7aは走行用の主電動機8を駆動する。これにより、電気車両がレール6上を走行する。また、主変圧器4の2次側巻線42bは電力変換装置7bの入力部に接続され、電力変換装置7bの出力部には、送風機などの補助回転機9が接続されている。電力変換装置7bは、送風機などの補助回転機9の電源や、乗客へのサービス電源などを供給する。
The
主変圧器4の1次側には、落雷などによるサージを放電するための避雷器10が接続されている。日本国内の交流電気車両では、避雷器10は、直流電気車両のように集電装置には直接接続せず、主変圧器4の1次側に設けるのが一般的である。また、避雷器10は、電気車両の屋上に限らず、主変圧器4の1次側に近い位置に配置され得る。更に、避雷器10は、車内の特別高圧機器枠内、または、床下の高圧機器箱内などにも収納配置が可能である。
The primary side of the
本実施形態による接地装置15は、パンタグラフ2の近傍に位置するようにして、パンタグラフ2と車体11との間に電気的に接続されている。接地装置15は、車両運用時には導通せず、非接地状態(非導通状態)に制御され、パンタグラフ2を支持するための碍子などと同様に、特別高圧に対する絶縁状態を維持する。パンタグラフ2に印加される急激なサージは、避雷器10により放電され、電気車両の各機器をサージから保護する。パンタグラフ2を接地する必要が生じた場合には、従来の保護接地スイッチ(EGS)と同様、作業者などが運転室などに設けられているスイッチを操作して接地装置15に制御信号を送ることにより、接地装置15を導通させてパンタグラフ2を車体11に接地する。
The
この場合、コンデンサのような蓄電機能をもつ機器などに蓄電していた電荷(例えば、特別高圧ケーブル12の静電容量の残留電荷)が接地装置15を経由して放電されるので、機器に蓄電された電荷による感電が防止され、作業者の安全を確保することができる。また、接地装置15が導通して接地状態を維持するように外部から制御信号を送り続ければ、作業中に誤って電気車両のパンタグラフ2が電車線1に接触し、電車線1からパンタグラフ2に特別高圧が印加されたとしても、接地装置15により電車線1が接地される。この場合、電車線1に流れる電流の位相のずれを検知することで、変電所側が接地を検知し、即座にき電を停止させることにより、作業者の安全を確保することができる。
In this case, since the electric charge (for example, the residual charge of the electrostatic capacity of the extra high voltage cable 12) stored in a device having a power storage function such as a capacitor is discharged via the
図2は、本実施形態による接地装置15の構成の一例を模式的に示す図であり、回路としての側面に着目した構成例を示す図である。
概略的には、接地装置15は、端子板18と、端子板19と、複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155とを備えている。ここで、端子板18は、高電圧になる導電部材と電気的に接続される第1端子を構成し、端子板19は、接地側の所定電位(例えば、接地電位)になる導電部材と電気的に接続される第2端子を構成する。本実施形態では、端子板18は、パンタグラフ2に接続され、端子板19は、車体11に接地されている。
なお、本実施形態では、接地側の所定電位は接地電位であるものとするが、作業者の安全の保護の観点から、所定電位は任意に設定し得る。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of the
Schematically, the
In the present embodiment, the predetermined potential on the ground side is assumed to be the ground potential. However, the predetermined potential can be arbitrarily set from the viewpoint of safety of workers.
複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155は、第1の主電極と第2の主電極と制御電極とを有し、端子板18と端子板19との間に、直列接続され、列状に配列されている。本実施形態では、半導体スイッチ151,152,153,154,155は、それぞれ、例えば圧接型のIGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor)であり、半導体スイッチ151,152,153,154,155は積層されている。ただし、この例に限定されず、半導体スイッチ151,152,153,154,155は、それぞれ、例えばサイリスタであってもよく、FET(Field Effect Transistor)であってもよく、任意の半導体スイッチであり得る。
The plurality of semiconductor switches 151, 152, 153, 154, 155 have a first main electrode, a second main electrode, and a control electrode, and are connected in series between the
特別高圧を単体で絶縁できる程の高い絶縁耐力をもつ半導体スイッチは一般的ではないので、本実施形態では、例えば単体で数千ボルトの耐圧を有する複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155を直列に接続することにより、個々の半導体スイッチに印加される電圧を緩和している。従って、接地装置15を構成する半導体スイッチの個数は、通常の運用や耐電圧試験などに問題を生じることがなく、スイッチとして機能し得ることを限度に、個々の半導体スイッチの耐圧に応じて任意に設定できる。
Since a semiconductor switch having such a high dielectric strength that can insulate a special high voltage alone is not common, in this embodiment, for example, a plurality of semiconductor switches 151, 152, 153, 154 having a breakdown voltage of several thousand volts are used alone. By connecting 155 in series, the voltage applied to each semiconductor switch is relaxed. Therefore, the number of semiconductor switches constituting the
図3は、本実施形態による接地装置15の構成の一例を模式的に示す図であり、構造としての側面に着目した構成例を示す図である。
本実施形態では、構造の観点から見れば、接地装置15は、上述の端子板18,19および複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155に加えて、収容部21と、封止部23と、封止部24とを更に備えている。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of the
In the present embodiment, from the viewpoint of the structure, the
収容部21は、列状に配列された複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155を収容する絶縁性の筒体である。収容部21は、例えば中空の磁器碍子でもよいし、ポリマーなど高分子絶縁材料を用いたものでもよい。収容部21の高さは、外部環境にさらされる収容部21の外面における封止部23と封止部24との間の電気的な絶縁を確保する必要上、収容部21の外面のもれ距離(表面漏洩距離)などにより定まる。
The
本実施形態では、封止部23は、複数の半導体スイッチの集合体からなるスイッチの一端と電気的に導通した状態で収容部21の一方の開口部を封止する導電性の金具であり、端子板18と固着されている。封止部23は、端子板18と一体となって、高電圧になる導電部材と電気的に接続される第1端子を形成する。ただし、封止部23は、導電性の金具に限らず、絶縁性の部材であってもよい。
In the present embodiment, the sealing
また、本実施形態では、封止部24は、複数の半導体スイッチの集合体からなるスイッチの他端と電気的に導通した状態で前記収容部の他方の開口部を封止する導電性の金具であり、端子板19と固着されている。本実施形態では、封止部24は、端子板19と一体となって、接地側の所定電位になる導電部材と電気的に接続される第2端子を形成する。ただし、封止部24も、導電性の金具に限らず、絶縁性の部材であってもよい。
Moreover, in this embodiment, the sealing
収容部21の内部には、複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155が組み込まれている。詳細には、高圧側の端子板18と接地側の端子板19との間に、必要個数の半導体スイッチ151,152,153,154,155が、積み重ねられた状態で収容部21の内部に組み込まれるようにして収容されている。収容部21の必要な高さに対して、半導体スイッチ151,152,153,154,155の集合体の厚さ(高さ)が不足する場合は、適宜、導電性のスペーサ22を追加すればよい。
A plurality of semiconductor switches 151, 152, 153, 154, and 155 are incorporated in the
図4は、本実施形態による接地装置15の第1配置例を説明するための図である。
図4に示す例では、接地装置15の収容部21は、車両の集電装置の一種であるパンタグラフ2が取り付けられた台座2Aを支持するための中空の碍子25を兼ねている。換言すれば、接地装置15を構成する複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155は、パンタグラフ2を支持するための碍子25の内部に収容された形態となっている。パンタグラフ2を支持するための碍子25の本数は、電気車両の仕様により異なり、任意であるが、パンタグラフ2を支持するための少なくとも一つの碍子として本実施形態による接地装置15を用いる。
FIG. 4 is a diagram for explaining a first arrangement example of the
In the example shown in FIG. 4, the
図4の例では、接地装置15の端子板18はパンタグラフ2の台座2Aに連結され、パンタグラフ2と電気的に接続されると共に、台座2Aに連結された導体28を介して、図1に示す特別高圧ケーブル12のケーブルヘッド13aに接続されている。また、接地装置15の端子板19は、台座(符号なし)により車体11に固定されると共に、端子板19に取り付けられた配線用の座20と車体11に取り付けられた接地用の座27との間の接地線26を介して車体11に接地されている。ただし、図4の例に限定されず、接地装置15は、パンタグラフ2を支持するための碍子とは無関係に単独で車両の屋上などに配置してもよい。
In the example of FIG. 4, the
図5は、本実施形態による接地装置15の第2配置例を説明するための図である。
図5の例では、接地装置15は、電気車両の主遮断器3などの特別高圧機器を収容する特別高圧機器枠29の内部に配置されている。特別高圧機器枠29は、電気車両内、あるいは、電気車両の床下などに配置されている。この例では、接地装置15の端子板18は、特別高圧ケーブル12のケーブルヘッド13bが接続される主遮断器3の入力端子に電気的に接続されている。また、接地装置15の端子板19は、特別高圧機器枠29に取り付けられた接地用の座27と接地線26Aにより電気的に接続されている。特別高圧機器枠29は車体11と接地線26Bにより電気的に接続されている。これにより、接地装置15が導通すると、主遮断器3からパンタグラフ2までの回路を車体11に接地することができる。
FIG. 5 is a diagram for explaining a second arrangement example of the
In the example of FIG. 5, the
なお、図5の例に示すように本実施形態による接地装置15を特別高圧機器枠29の内部に配置する場合、パンタグラフ2に接続された従来の機械式の保護接地スイッチを電気車両の屋上に設置し、機械式の保護接地スイッチと本実施形態による接地装置15とを併用してもよい。図5の例では、接地装置15が配置される特別高圧機器枠29の内部の主遮断器3のパンタグラフ側は外部環境に曝されないので、接地装置15を構成する収容部21は、車内や装置内の環境に適応した小形のものでよい。
As shown in the example of FIG. 5, when the
また、接地装置15は主遮断器3の極間に設けてもよい。この場合、接地装置15の接地側の端子版19は、必ずしも車体11に接地する必要はなく、主変圧器4の1次側巻線41を、本実施形態による接地装置15を介してパンタグラフ2側と接続する構成としてもよい。このような構成によっても、接地することが可能であり、パンタグラフ2に接続される機器に蓄積された残留電荷を放電することができ、このような残留電荷による感電を防止することができる。
The
なお、従来のブレードやロッドなどの機構を用いた機械式の接地装置は、そのブレードの先端と周辺機器との間の絶縁距離を確保する必要があるため、特別高圧機器枠29などの内部に配置することは困難である。これに対し、本実施形態による接地装置15は、半導体スイッチが絶縁性の筒体である収容部21の内部に組み込まれており、その外部にはブレードなどの機構の可動部が存在しないため、主遮断器3の極間に設けることや、特別高圧ケーブル12のケーブルヘッド13bの先端を車体11に接地するように配置することも可能である。また、接地装置15を配置する際の接地装置15の姿勢も任意である。
Note that a conventional mechanical grounding device using a mechanism such as a blade or a rod needs to secure an insulation distance between the tip of the blade and peripheral equipment, so that it is placed inside the special high-
上述の本実施形態による接地装置15を構成する複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155を導通状態に制御するためには、外部から各半導体スイッチに制御信号を入力する必要がある。ここで、特別高圧となるパンタグラフ2等の導電部材を車体11に接地する半導体スイッチ151,152,153,154,155のそれぞれには、印加される特別高圧の電圧を、直列接続した半導体スイッチ151,152,153,154,155の個数で除した電圧が印加されるが、端子板18と端子板19との間には、各半導体スイッチに印加される電圧に半導体スイッチの個数を乗じて得られる電圧が印加される。即ち、車体11の接地電位から見た接地装置15の最高電位は、電車線1から供給される特別高圧と同じ電圧である。このため、接地装置15の導通を制御する制御信号を駆動回路から接地装置15に供給する際、制御信号と特別高圧との間の絶縁を確保する必要がある。
In order to control the plurality of semiconductor switches 151, 152, 153, 154, and 155 constituting the
しかしながら、通常的な駆動回路自体の定格は高くても100V 程度であり、耐電圧は2000V程度に留まる。このため、接地装置15の導通を制御する制御信号と接地装置15に印加される特別高圧との間の絶縁を確保するには、制御信号の配線と特別高圧が印加される部位との間の距離を、半導体スイッチの外形サイズよりもはるかに大きい沿面絶縁距離に設定する必要になる。従って、通常的な駆動回路の出力を半導体スイッチ151,152,153,154,155のそれぞれに直接接続し、特別高圧と制御信号との間の絶縁を確保することは困難である。このため、次に説明するように、半導体スイッチ151,152,153,154,155を駆動するための駆動回路において、特別高圧と制御信号との間の絶縁を確保するための対策が必要となる。
However, the typical rating of the drive circuit itself is about 100V at the highest, and the withstand voltage is only about 2000V. For this reason, in order to ensure insulation between the control signal for controlling the conduction of the
図6は、本実施形態による接地装置15の駆動回路30の構成の一例を示す図である。
駆動回路30は、車両側の制御回路31から供給される制御信号SONに応答して複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155を駆動するためのものである。図6に示す例では、特別高圧と制御信号との間の絶縁を確保するための一手法として、絶縁型変圧器を用いた駆動回路30の構成例を示している。本実施形態では、接地装置15は、駆動回路30および制御回路31と共に車両用接地装置を構成する。ただし、接地装置15を車両用接地装置としてもよい。また、接地装置15の適用対象は、車両に限らず、任意の装置に適用可能である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
The
概略的には、駆動回路30は、複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155に対応して従属接続され、対応する半導体スイッチの制御電極に2次側巻線の誘起電圧を供給する複数の絶縁型変圧器321,322,…,325を備えている。換言すれば、駆動回路30が備える絶縁型変圧器321,322,…,325は、複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155のそれぞれに対応する2次側巻線を有し、対応する半導体スイッチの制御電極に2次側巻線の誘起電圧を供給するものである。なお、本実施形態において、絶縁型変圧器は、1次側巻線と2次側巻線が電気的に絶縁され、かつ、1次側巻線と2次側巻線とが磁気的に結合されるものを意味している。
Schematically, the
詳細には、駆動回路30は、複数の絶縁型変圧器321,322,…,325と、複数の整流器331,332,…,335とを備えている。従属接続された複数の絶縁型変圧器321,322,…,325のうち、初段の絶縁型変圧器321の1次側巻線には、車両側の制御回路31により発生された制御信号SONが供給される。本実施形態では、制御信号SONは所定周波数の交流信号である。
Specifically, the
絶縁型変圧器321の2次側巻線には、2段目の絶縁型変圧器322の1次側巻線が接続されている。絶縁型変圧器322の2次側巻線には、図示しない3段目の絶縁型変圧器の1次側巻線が接続され、その2次側巻線には、図示しない4段目の絶縁側変圧器の1次側巻線が接続されている。そして、最終段である5段目の絶縁型変圧器325の1次側巻線には、図示しない4段目の絶縁型変圧器の2次側巻線が接続されている。
The primary winding of the second-stage
上述のように従属接続された複数の絶縁型変圧器321,322,…,325の各2次側巻線には、複数の整流器331,332,…,335の各入力部が接続されている。ここで、複数の整流器331,332,…,335は、複数の絶縁型変圧器321,322,…,325の出力電圧を整流して複数の半導体スイッチ151,152,153,154,155の制御電極に供給するものである。複数の整流器331,332,…,335の各出力部は、複数の半導体スイッチ151,152,…,155の各制御電極に接続されている。
Each of the secondary windings of the plurality of
具体的には、整流器331の一対の出力部のうち、一方の出力部は、半導体スイッチ151を構成するIGBTのゲートに接続され、整流器331の一対の出力部のうち、他方の出力部は、半導体スイッチ151を構成するIGBTのエミッタに接続されている。また、整流器332の一対の出力部のうち、一方の出力部は、半導体スイッチ152を構成するIGBTのゲートに接続され、整流器332の一対の出力部のうち、他方の出力部は、半導体スイッチ152を構成するIGBTのエミッタに接続されている。以下同様にして、整流器335の一対の出力部のうち、一方の出力部は、半導体スイッチ155を構成するIGBTのゲートに接続され、整流器335の一対の出力部のうち、他方の出力部は、半導体スイッチ155を構成するIGBTのエミッタに接続されている。
Specifically, of the pair of output units of the
図6の例では、半導体スイッチ151,152,…,155のそれぞれに対して絶縁型変圧器321,322,…,325により電気的絶縁を確保すると共に、絶縁型変圧器321,322,…,325から出力される交流電圧を整流器331,332,…,335により直流電圧に変換し、制御信号SG1L,SG1H,SG2L,SG2H,…,SG5L,SG5Hとして半導体スイッチ151,152,…,155の制御電極に供給している。これにより、特別高圧に対して各制御信号の電気的絶縁を確保しながら、絶縁型変圧器321の1次側巻線に印加される制御信号SONに基づいて半導体スイッチ151,152,…,155の導通状態を外部から制御することを可能としている。
In the example of FIG. 6, electrical insulation is secured for each of the semiconductor switches 151, 152,..., 155 by the insulating
本実施形態において、絶縁型変圧器321,322,…,325は、特別高圧が印加される複数の半導体スイッチ151,152,…,155側と制御信号SONを供給する制御回路31側との電気的絶縁を目的としたものであるため、その変圧比は例えば1:1でもよい。ここでは、制御回路31が一般的な100Vの交流で動作するものである場合を想定するが、例えば車両側の電源電圧と、半導体スイッチ151,152,…,155の制御回路の制御電源と、整流器331,332,…,335の仕様とに応じて、絶縁型変圧器321,322,…,325の各変圧比を任意に設定することができる。
In this embodiment, the
なお、本実施形態では、説明の簡略化のため、整流器331,332,…,335から出力される制御信号SG1L,SG1H,SG2L,SG2H,…,SG5L,SG5Hを、負荷である半導体スイッチ151,152,…,155に直接供給しているが、一般には、半導体スイッチ151,152,…,155を制御するための制御基板などが各半導体スイッチの制御電極に接続されている。従って、整流器331,332,…,335の各出力は、このような半導体スイッチの制御基板に対して供給される。ただし、半導体スイッチが制御基板を必要としない仕様のものであれば、各整流器の出力を半導体スイッチの制御電極に直接供給してもよい。
In the present embodiment, for simplification of description, control signals SG1L, SG1H, SG2L, SG2H,..., SG5L, SG5H output from the
また、図6に示す例では、5個の半導体スイッチ151,152,…,155に対応した5個の整流器331,332,…,335と、5個の絶縁型変圧器321,322,…,325とを備えるものとしているが、整流器の個数と絶縁型変圧器の個数は、半導体スイッチの個数に応じて任意に設定し得る。また、半導体スイッチ151,152,…,155の仕様が、その制御電極に供給される制御信号として交流信号を許容するものである場合には、整流器331,332,…,335を省略することもできる。
6, five
・駆動回路の第1変形例
図7は、本実施形態による接地装置15の第1変形例による駆動回路30Aの構成を示す図である。
図7に示す駆動回路30Aは、上述の図6に示す駆動回路30の構成において、絶縁型変圧器321,322,…,325の一次側巻線が並列接続され、各絶縁型変圧器の1次側巻線に制御回路31から制御信号が共通に印加されるように構成されている。
First Modified Example of Drive Circuit FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a
The
第1変形例によれば、制御回路31から複数の半導体スイッチ151,152,…,155の各制御電極までの信号の伝達時間差を短縮させることができるため、これら半導体スイッチが導通する過程で、個々の半導体スイッチに過大な電圧が集中的に印加される状態を緩和することができる。ただし、第1変形例では、絶縁型変圧器が特別高圧に対して1次側と2次側を絶縁できる程の耐圧を有している必要がある。
According to the first modification, the difference in signal transmission time from the
・駆動回路の第2変形例
図8は、本実施形態による接地装置15の第2変形例による駆動回路30Bの構成を示す図である。
図8に示す駆動回路30Bは、上述の図7に示す第1変形例による駆動回路30Aの構成において、絶縁型変圧器321,322,…,325に代えて、絶縁型変圧器320を備えている。絶縁型変圧器320は、複数の半導体スイッチ151,152,…,155に対応した複数の2次側巻線32021,32022,…,32025と一つの1次側巻線3201とが共通のコア3202を介して磁気的に結合された構造を有している。例えば、1次側巻線3201は、接地側の半導体スイッチ151に対応して備えられた2次巻線32021と対向する位置に配置されていることが望ましい。ただし、1次側と2次側との間の電気的絶縁を確保することができることを限度に、1次側巻線3201と2次側巻線32021,32022,…,32025との間の位置関係は任意である。
Second Modified Example of Drive Circuit FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a
The
第2変形例によれば、第1変形例の駆動回路30Aに比較して、1次側巻線の個数を減らすことができるので、駆動回路30Bの構成を簡略化することができる。また、第1変形例と同様に、複数の半導体スイッチ151,152,…,155を同時に導通させ、個々の半導体スイッチに過大な電圧が集中的に印加される状態を緩和することができる。
なお、本実施形態では、図7、図8、図9にそれぞれ示す駆動回路30,30A,30Bは、接地装置15に備えられるものとするが、駆動回路30,30A,30Bを、外部の車両側の制御回路の構成要素とし、接地装置15の構成要素から除外してもよい。
According to the second modification, the number of primary windings can be reduced as compared with the
In this embodiment, the
(回路動作の説明)
次に、本実施形態による接地装置15の動作を説明する。
ここでは、接地装置15が図6の駆動回路30を備えるものとして説明する。
電気車両の通常の運用時には、車両側から制御信号SONは供給されない。この場合、駆動回路30の絶縁型変圧器321の1次側巻線は通電されないため、複数の絶縁型変圧器321,322,…,325の各2次側巻線には電圧が誘起されない。このため、半導体スイッチ151,152,…,155を構成するIGBTのエミッタとゲートとの間には電位差が発生せず、これら半導体スイッチは非導通状態とされる。従って、パンタグラフ2は車体11に接地されず、これらパンタグラフ2と車体11は電気的に絶縁された状態とされる。
(Explanation of circuit operation)
Next, the operation of the
Here, the
During normal operation of the electric vehicle, the control signal SON is not supplied from the vehicle side. In this case, since the primary side winding of the
次に、例えば保守作業時に安全を確保する目的でパンタグラフ2を車体11に接地する場合、例えば作業者の操作により車両側の制御回路31は制御信号SONを出力し、この制御信号SONにより駆動回路30の絶縁型変圧器321の1次側巻線が励磁されると、各絶縁型変圧器321,322,…,325の2次側巻線に交流電圧が誘起される。各整流器331,332,…,335は、各絶縁型変圧器321,322,…,325の2次側巻線に誘起された交流電圧を整流して、制御信号SG1L,SG1Hを各半導体スイッチ151,152,…,155の制御電極(エミッタとゲート)に供給する。これにより各半導体スイッチ151,152,…,155が導通する。
Next, for example, when the
以上により、半導体スイッチ151,152,…,155が導通すると、接地装置15を通じてパンタグラフ2が車体11に接地される。また、外部からの制御信号SONが消失すると、半導体スイッチ151,152,…,155は再び非導通状態になり、接地装置15は絶縁状態に戻るので、パンタグラフ2は車体11と電気的に絶縁され、パンタグラフ2は非接地状態となる。外部の制御信号SONが発生されている期間、半導体スイッチ151,152,…,155は導通状態を維持し、接地装置15が機能する。
As described above, when the semiconductor switches 151, 152,..., 155 are turned on, the
ここで、本実施形態の接地装置15は、半導体スイッチ151,152,…,155から構成されているので、従来のシリンダなどを用いた接地装置のように、作動用の空気を必要としない。従来の接地装置は、作動用の空気がないとブレードを動かすためのシリンダを動かすことができないため、接地することができず、空気ホースなどを接続して、地上設備あるいは、他の車両などから空気を供給するか、車両に搭載した蓄電池、あるいは、地上設備からの電源供給により車両のコンプレッサを運転して空気を確保し、ブレードが動作可能な圧力になるまで待つ必要がある。これに対し、本実施形態の接地装置15は、作動用の空気がない状態であっても、半導体スイッチ151,152,…,155を導通させるための制御電源さえあれば、接地可能である。半導体スイッチを導通させるための制御電源は、車両に搭載している蓄電池であってもよいし、地上設備からの給電による外部電源であってもよい。
Here, since the
本実施形態によれば、例えば保守作業時などにおいて、帯電している機器の電荷を放電するための目的、あるいは、万が一、加圧された場合に作業者を保護する目的とする接地であれば、半導体スイッチに大電流を流す必要はないので、通電容量の小さい半導体スイッチを使用した場合であっても、繰返し接地装置15を使用することが可能である。
なお、短絡電流を減流する手段として、一次側にリアクトルを挿入する手段が公知である。電車線側にリアクトルを設け、変電所の検知装置が、電車線が接地されたとみなし、き電を停止するよう、通流時間と電流を最適に制御すれば、半導体スイッチにダメージを与えることなく、き電を停止させるための接地装置としての機能を実現することも可能である。
According to the present embodiment, for example, when the grounding is intended to discharge the charge of the charged device, for example, during maintenance work, or to protect the worker when pressurized. Since it is not necessary to pass a large current through the semiconductor switch, the
As means for reducing the short-circuit current, means for inserting a reactor on the primary side is known. If a reactor is installed on the side of the train line and the substation detection device assumes that the train line is grounded and optimally controls the flow time and current to stop feeding, the semiconductor switch will not be damaged. It is also possible to realize a function as a grounding device for stopping feeding.
次に、本実施形態の接地装置の変形例について、説明する。
図9は、本実施形態の変形例の接地装置15Aの構成の一例を模式的に示す図である。また、図10は、実施形態の変形例の接地装置15Aの断面図であり、接地装置15Aの長手方向と直交する断面での構造を模式的に示している。
図9に示す接地装置15Aは、上述の図2に示す接地装置15において、半導体スイッチ151,152,153,154,155に代えて、光直接点弧サイリスタ(光直接点弧半導体スイッチ)151A,152A,153A,154A,155Aを備えている。
Next, a modified example of the grounding device of the present embodiment will be described.
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of a
A
詳細には、接地装置15Aは、端子板18と、端子板19と、直列接続された複数の光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aとを備えており、光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aの各ゲート端子(制御電極)には光ファイバF1,F2,F3,F4,F5が接続される。本変形例では、図6、図7、図8にそれぞれ示す駆動回路30,30A,30Bに相当する構成要素として、制御信号SONに応答して複数の光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aを駆動するための駆動回路を備える。
Specifically, the
本変形例における上記駆動回路は、光直接点弧サイリスタの各制御電極に光を供給する光供給手段として、制御回路31から出力される制御信号SONを光ゲート信号に変換するための発光素子を備えた図示しないゲート発生回路を備える。このゲート発生回路は、複数の光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aに対応して設けられ、対応する光直接点弧サイリスタの制御電極に光ゲート信号を供給する。光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aは、制御回路31による制御の下、上述の図示しないゲート発生回路の発光素子から光ファイバF1,F2,F3,F4,F5を介して光ゲート信号が与えられることにより、導通状態とすることができる。なお、上述のゲート発生回路は、制御回路31の構成要素として備えられてもよい。
The drive circuit in this modification is a light supply means for supplying light to each control electrode of the direct light ignition thyristor, and a light emitting element for converting the control signal SON output from the
このような構成とすることにより、パンタグラフ2を車体11に接地する場合には、車両側の制御回路31から上述の制御信号SONに相当する光ゲート信号を出力し、この光ゲート信号を光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aの各ゲート端子に供給することにより、光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aを導通させる。光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aが導通すると、接地回路15Aを通じてパンタグラフ2を車体11に接地することが可能となり、上述した実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。また、光によるゲート信号を与えることで、光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aを導通状態とすることができ、このため、図6等のような絶縁型変圧器を含むゲート駆動電源が不要となり、簡易な構成で接地装置を構成することが可能となる。
With this configuration, when the
また、光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aを用いる際に、光ファイバF1,F2,F3,F4,F5の絶縁が必要であれば、図10に示すように、光ファイバF1,F2,F3,F4,F5を絶縁性の収容部21内に通して、光直接点弧サイリスタ151A,152A,153A,154A,155Aの各ゲート端子に接続することで、高電圧に対する絶縁を行うことができる。
なお、接地装置15Aを構成する光直接点弧サイリスタの個数は任意に設定できる。
Further, when the optical
Note that the number of direct light ignition thyristors constituting the
次に、制御回路31の例について説明する。
図11は、実施形態による接地装置の制御回路31の構成の一例を示す図である。
図11に示す例では、電気車両のパンタグラフ2や主遮断器3の状態に連動して接地装置15を非接地状態と接地状態を切替える。例えば、パンタグラフ2が電車線1から充分に離れていないうちに本実施形態の接地装置を接地状態にしてしまうと、不用意に電車線1を接地させてしまう可能性がある。ここでは、保守作業などでの安全確保のため、パンタグラフ2が降下したことを検知してから、接地装置15を絶縁状態から接地状態にする構成例を説明する。本実施形態では、パンタグラフ2の上昇を検知しているが、パンタグラフの上昇検知装置については、例えば特公平04−70849号公報、特公平04−72442号公報などに開示されている。
なお、本実施形態では、制御回路31は、車両側に備えられているものとするが、接地装置15の構成要素として備えられてもよい。
Next, an example of the
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
In the example shown in FIG. 11, the
In the present embodiment, the
制御回路31は、電源線41、制御電源(蓄電池)49、パンタグラフ上昇検知スイッチ43a,43b、主遮断器検知スイッチ3a,3b,3c、常閉スイッチ48b、励磁コイル45、常開スイッチ45a、常閉スイッチ45b、パンタグラフ上昇操作スイッチ47、励磁コイル50、常開スイッチ50a、常開スイッチ50aa、励磁コイル48、ダイオード44を備えている。
The
ここで、励磁コイル45、常開スイッチ45a、常閉スイッチ45bは、接地指令用の継電器を構成する。また、励磁コイル48および常閉スイッチ48bは、上記接地指令用継電器の動作を制御するための継電器を構成する。励磁コイル50および常開スイッチ50aは、閉状態を自己保持する自己保持回路を構成する。常開スイッチ50aは、パンタグラフ2を電車線1と電気的に接続させるためのパンタグラフ上昇操作スイッチ47と並列接続されている。なお、励磁コイル461,462は、パンタグラフの上昇/降下を制御する電磁弁の励磁コイルであり、制御回路31の直接的な構成要素ではない。
Here, the
パンタグラフ上昇検知スイッチ43a,43bは、電気車両の集電装置であるパンタグラフ2が電車線1と電気的に接続されていない状態にある場合、閉状態となるものである。2個のパンタグラフ上昇検知スイッチ43a,43bは、パンタグラフが2台である場合を想定したものであるが、その数はパンタグラフ2の数に応じて任意に設定される。主遮断器検知スイッチ3a,3b,3cは、電車線1から供給される電力を遮断するための主遮断器3が遮断状態にある場合、閉状態となるものである。3個の主遮断器検知スイッチ3a,3b,3cは、主遮断器が3台である場合を想定したものであるが、その数は主遮断器3の数に応じて任意に設定される。
The pantograph
常開スイッチ45aは、所定の制御電源49の電圧が印加される電源線41と制御信号SONが印加される駆動回路30の入力部との間に、パンタグラフ上昇検知スイッチ43a,43bおよび主遮断器検知スイッチ3a,3b,3cと直列接続されている。常閉スイッチ48bは、自身が閉状態にある場合に常開スイッチ45aの励磁コイル45に通電して常開スイッチ45aを閉状態にするものである。励磁コイル50と常開スイッチ50aから構成される自己保持回路は、パンタグラフ上昇操作スイッチ47が操作された場合に常開スイッチ50aが閉状態となり、その閉状態を自己保持するものである。
The normally
常開スイッチ50aaは、パンタグラフ上昇操作スイッチ47が操作された場合、常開スイッチ50aに連動して閉状態になって常閉スイッチ48bの励磁コイル48に通電することにより常閉スイッチ48bを開状態にするものである。常閉スイッチ45bは、常開スイッチ45aが開状態になったときに、この常開スイッチ45aに連動して閉状態となって、パンタグラフの上昇/降下制御用の電磁弁の励磁コイル461,462に通電するものである。
When the pantograph raising
上述の構成を有する制御回路31によれば、例えば電気車両の運転が終了した際に、全てのパンタグラフ2が降下し、且つ、全ての主遮断器が遮断状態にある場合に、制御信号SONを発生させる。即ち、電気車両が長編成の場合、複数のパンタグラフ2や主遮断器3を搭載していて、そのうちの一部のパンタグラフ2を降下させている状態なども受電していない正常な状態である場合があるので、制御回路31では、パンタグラフ上昇検知スイッチ43a,43bおよび主遮断器検知スイッチ3a,3b,3cのすべての常閉スイッチ(b接点)を直列接続しておき、すべてのパンタグラフ2が降下し、かつ、すべての主遮断器3が開放されていることを検出する。そして、すべてのパンタグラフが降下し、かつ、すべての主遮断器が開放されていることを条件に、本実施形態の接地装置15に対して接地させる旨の制御信号SONを送り、接地させる。
According to the
図11の制御回路31の構成によれば、パンタグラフ上昇操作スイッチ47が操作されない初期状態においては、常閉スイッチ48bは閉状態にある。このため、励磁コイル45が通電され、常開スイッチ45aが閉状態にある。従って、上記の条件が満足されていれば、即ち、パンタグラフ上昇検知スイッチ43a,43bおよび主遮断器検知スイッチ3a,3b,3cのすべてが閉状態にあれば、制御電源49の電圧がパンタグラフ上昇検知スイッチ43a,43b、主遮断器検知スイッチ3a,3b,3c、常開スイッチ45aを通じて、制御信号SONとして接地装置15の駆動回路30の入力部に印加される。ただし、図11の例では制御電源49は直流電源であるため、制御電源49から供給される電圧は、交流信号に変換されて制御信号SONとされ、駆動回路30に供給される。
According to the configuration of the
上述のように、例えば電気車両の運転終了時にパンタグラフ2が降下され、主遮断器3が遮断された場合、主遮断器検知スイッチ3a,3b,3cおよび主遮断器検知スイッチ3a,3b,3cが閉状態となるため、自動的に接地装置15によりパンタグラフ2が車体に接地される。従って、電気車両の運転が終了した後に保守点検作業が行われる場合、パンタグラフ2が車体11に接地されて放電された状態となっているので、作業者が感電することがなく、安全に作業を行うことができる。
As described above, for example, when the
ここで、接地装置15を接地状態としたままパンタグラフ2を上昇させると、不必要にき電を停止させてしまう。このような事態を避けるため、接地装置15へ制御信号SONが出力されている間、パンタグラフ2の上昇を禁止する必要がある。このため、パンタグラフ上昇電磁弁の励磁コイル461,462と直列に挿入された常閉スイッチ45b(b接点)により、パンタグラフの上昇/降下制御用の電磁弁の励磁コイル461,462への通電を禁止している。
Here, if the
なお、本実施形態では、パンタグラフ上昇操作スイッチ47が操作されない限り、制御回路31は、制御電源49が遮断されるまで、接地装置15へ制御信号SONを継続して出力する。そのため、パンタグラフ2を上昇させずに接地装置15を非接地状態にするためには、例えば、主遮断器検知スイッチ3a,3b,3cおよび主遮断器検知スイッチ3a,3b,3cと直列に遮断器(図示なし)を設け、この遮断器を開放すればよい。
In the present embodiment, the
次に、電気車両を運転状態にし、パンダグラフ2を上昇させる場合の動作を説明する。
例えば電気車両の操縦者がパンタグラフ上昇操作スイッチ47を押下すると、励磁コイル50が通電され、これにより、常開スイッチ50a,50aaが閉状態になる。ここで、常開スイッチ50aが閉状態になると、制御電源49から常開スイッチ50aと励磁コイル50を通じて接地に至る経路が形成される。このため、その後、パンタグラフ上昇操作スイッチ47が開状態になっても、励磁コイル50が閉状態に自己保持される。
Next, an operation in a case where the electric vehicle is in a driving state and the
For example, when the operator of the electric vehicle depresses the pantograph raising
常開スイッチ50aが閉状態に自己保持されると、励磁コイル50は通電された状態に維持されるので、常開スイッチ50aaが閉状態に維持される。このため、励磁コイル48は、常開スイッチ50aaにより通電された状態に維持される。励磁コイル48が通電されると、常閉スイッチ48bが開状態になり、励磁コイル45の通電が停止される。このため、常開スイッチ45aが開状態になり、常閉スイッチ45bが閉状態になる。
When the normally
常開スイッチ45aが開状態になると、電源線41と駆動回路30の入力部との間の信号経路は遮断されるので、制御信号SONが消失する。この結果、接地装置15が非接地状態になる。また、常閉スイッチ45bが閉状態になると、励磁コイル461,462が通電される。このため、パンタグラフの上昇/降下を制御する電磁弁が作動し、パンタグラフ2が上昇される。以上により、接地装置15が非接地状態になり、パンタグラフ2が上昇して電車線から給電される。
When the normally
なお、図11の構成において、接地装置15を従来の保護接地スイッチとして動作させる場合、従来の接地保護スイッチを導通させるために用いられている保護接地信号SEGSを、ダイオード44を介して駆動回路30に供給すればよい。この場合、保護接地信号SEGSは交流信号に変換されて制御信号SONとして駆動回路30の入力部(絶縁型変圧器321の1次側巻線)に供給される。これにより、上述したように接地装置15が接地状態となり、パンタグラフ2が車体11に接地される。
In the configuration of FIG. 11, when the
上述の制御回路31によれば、特別な操作などを必要とせず、電気車両の運転終了時の通常操作により、パンタグラフ2の降下後、パンタグラフ2が接地装置15により車体11に接地され、高圧が残留する可能性のある主回路の電荷を自動的に放電させることができる。従って、保守点検などの作業者の安全を確保することができる。
According to the
以上述べた少なくともひとつの実施形態の接地装置および車両用接地装置によれば、半導体スイッチを用いたことにより、保守性に優れた接地装置を実現することができる。
また、例えば図4に例示したように、パンタグラフ2を支持する碍子などの内部に接地装置15を組み込むことにより、従来は電気車両の屋上に露出していた接地装置の導通部を外部環境から保護することが出来る。従って、電気車両の屋上に露出した状態で配置されたとしても、凍結などにより動作しなくなることがなく、安定的に動作することができる。また、従来装置のように防水や浸水対策を強化する必要がなく、凍結や結露に対する対策が不要になる。また、車両屋上の突起物を削減できるので、騒音を低減させることが可能になる。
According to the grounding device and the vehicle grounding device of at least one embodiment described above, a grounding device having excellent maintainability can be realized by using the semiconductor switch.
Further, for example, as illustrated in FIG. 4, by incorporating the
また、作動用の空気を用いた従来の保護接地スイッチのように、シリンダを作動させるための圧縮空気などを必要とせず、電源を確保することができれば、接地動作が可能になる。
更に、接地装置15は無接点式であるため、作動用の空気を用いた従来の保護接地スイッチに比較して、作動用の空気を用いたシリンダの応答遅れがない。このため、パンタグラフを車体に接地するまでの時間を大幅に短縮することができる。従って、パンタグラフを即座に接地することができ、応答性に優れた接地装置を実現することができる。これにより、例えば高速で走行する車両においては、空走距離を短縮することも可能になる。
Further, unlike the conventional protective grounding switch using air for operation, compressed air or the like for operating the cylinder is not required, and if the power source can be secured, the grounding operation can be performed.
Furthermore, since the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…電車線
2…パンタグラフ
3…主遮断器
4…主変圧器
5…接地機構
6…レール
7a,7b…電力変換装置
8…主電動機
9…補助回転機
10…避雷器
11…車体
12…特別高圧ケーブル
13a,13b…ケーブルヘッド
14…接地端子台
15,15A…接地装置
18,19…端子板
20…配線用の座
21…収容部
22a,22b…スペーサ
23,24…封止部
25…碍子
26…接地線
27…接地座
28…導体
29…特別高圧機器枠
30,30A,30B…駆動回路
31…制御回路
151〜155…半導体スイッチ
151A〜155A…光直接点弧サイリスタ
320,321〜325…絶縁型変圧器
331〜335…整流器
DESCRIPTION OF
Claims (9)
接地側の所定電位になる導電部材と電気的に接続される第2端子と、
前記第1端子と前記第2端子との間に直列に接続され、第1の主電極と第2の主電極と制御電極とを有する複数の半導体スイッチと、
を備えた接地装置。 A first terminal electrically connected to a conductive member that becomes a high voltage;
A second terminal electrically connected to a conductive member having a predetermined potential on the ground side;
A plurality of semiconductor switches connected in series between the first terminal and the second terminal and having a first main electrode, a second main electrode, and a control electrode;
A grounding device.
前記駆動回路は、
前記複数の半導体スイッチに対応して接続され、対応する半導体スイッチの制御電極に2次側巻線の誘起電圧を供給する複数の絶縁型変圧器を備えたことを特徴とする請求項1に記載の接地装置。 A drive circuit for driving the plurality of semiconductor switches in response to a control signal;
The drive circuit is
2. The device according to claim 1, further comprising a plurality of insulated transformers connected to the plurality of semiconductor switches and supplying an induced voltage of the secondary winding to a control electrode of the corresponding semiconductor switch. Grounding equipment.
前記駆動回路は、
前記複数の半導体スイッチに対応する2次側巻線を有し、対応する前記半導体スイッチの制御電極に前記2次側巻線の誘起電圧を供給する絶縁型変圧器を備えたことを特徴とする請求項1に記載の接地装置。 A drive circuit for driving the plurality of semiconductor switches in response to a control signal;
The drive circuit is
An insulating transformer having a secondary winding corresponding to the plurality of semiconductor switches and supplying an induced voltage of the secondary winding to a control electrode of the corresponding semiconductor switch is provided. The grounding device according to claim 1.
前記駆動回路は、
前記複数の半導体スイッチに対応して接続され、対応する半導体スイッチの制御電極に光を供給する光供給手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の接地装置。 The plurality of semiconductor switches are optical direct ignition semiconductor switches, further comprising a drive circuit for driving the plurality of semiconductor switches in response to a control signal;
The drive circuit is
2. The grounding device according to claim 1, further comprising light supply means connected to the plurality of semiconductor switches and supplying light to the control electrodes of the corresponding semiconductor switches.
前記複数の半導体スイッチの集合体からなるスイッチの一端と電気的に導通した状態で前記収容部の一方の開口部を封止する導電性の第1封止部と、
前記複数の半導体スイッチの集合体からなるスイッチの他端と電気的に導通した状態で前記収容部の他方の開口部を封止する導電性の第2封止部と、
を更に備え、
前記第1封止部は前記第1端子を形成し、前記第2封止部は前記第2端子を形成することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の接地装置。 An insulating housing for housing the plurality of semiconductor switches arranged in a row;
A conductive first sealing portion that seals one opening of the housing portion in a state of being electrically connected to one end of a switch formed of an assembly of the plurality of semiconductor switches;
A conductive second sealing portion that seals the other opening of the housing portion in a state of being electrically connected to the other end of the switch formed of an assembly of the plurality of semiconductor switches;
Further comprising
5. The grounding device according to claim 1, wherein the first sealing portion forms the first terminal, and the second sealing portion forms the second terminal. 6.
前記高電圧になる導電部材は、電車線から前記高電圧を受電して走行する電気車両の集電装置を構成する部材であり、前記接地側の所定電位になる部材は、前記電気車両の車体であり、
前記制御回路は、
前記電気車両の集電装置が前記電車線と電気的に接続されていない状態にある場合、閉状態となる第1検出スイッチと、
前記電車線から供給される電力を遮断するための遮断器が遮断状態にある場合、閉状態となる第2検出スイッチと、
所定電源電圧が印加される電源線と前記制御信号が印加される前記駆動回路の入力部との間に、前記第1検出スイッチおよび前記第2検出スイッチと直列接続された第1常開スイッチと、
閉状態にある場合に前記第1常開スイッチの励磁コイルに通電して前記第1常開スイッチを閉状態にする第1常閉スイッチと、
前記集電装置を前記電車線と電気的に接続させるための操作スイッチと並列接続された第2常開スイッチを有し、前記操作スイッチが操作された場合に前記第2常開スイッチが閉状態となって前記第2常開スイッチの閉状態を自己保持する自己保持回路と、
前記操作スイッチが操作された場合に前記第2常開スイッチに連動して閉状態になって前記第1常閉スイッチの励磁コイルに通電し、前記第1常閉スイッチを開状態にする第3常開スイッチと、
前記第1常開スイッチが開状態になったときに前記第1常開スイッチに連動して閉状態となって集電装置駆動用電磁弁の励磁コイルに通電する第2常閉スイッチと、
を備えた車両用接地装置。 In addition to the first terminal, the second terminal, the plurality of semiconductor switches, and the drive circuit provided in the grounding device according to any one of claims 2 to 4, further comprising a control circuit,
The conductive member that becomes high voltage is a member that constitutes a current collector of an electric vehicle that travels by receiving the high voltage from a train line, and the member that becomes the predetermined potential on the ground side is a vehicle body of the electric vehicle And
The control circuit includes:
A first detection switch that is closed when the current collector of the electric vehicle is not electrically connected to the train line;
A second detection switch that is closed when a circuit breaker for cutting off power supplied from the train line is in a cut-off state;
A first normally open switch connected in series with the first detection switch and the second detection switch between a power supply line to which a predetermined power supply voltage is applied and an input of the drive circuit to which the control signal is applied; ,
A first normally closed switch that energizes the exciting coil of the first normally open switch to close the first normally open switch when in the closed state;
A second normally open switch connected in parallel with an operation switch for electrically connecting the current collector to the train line, and the second normally open switch is closed when the operation switch is operated; A self-holding circuit that self-holds the closed state of the second normally open switch;
When the operation switch is operated, a third state is established in which the first normally closed switch is opened by energizing the exciting coil of the first normally closed switch in a closed state in conjunction with the second normally open switch. A normally open switch,
A second normally closed switch that is closed in conjunction with the first normally open switch and energizes the exciting coil of the current collector drive solenoid valve when the first normally open switch is in an open state;
A vehicle grounding device.
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