JP3364489B1 - 車両用変圧器 - Google Patents

車両用変圧器

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JP3364489B1
JP3364489B1 JP2001252838A JP2001252838A JP3364489B1 JP 3364489 B1 JP3364489 B1 JP 3364489B1 JP 2001252838 A JP2001252838 A JP 2001252838A JP 2001252838 A JP2001252838 A JP 2001252838A JP 3364489 B1 JP3364489 B1 JP 3364489B1
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Abstract

【要約】 【課題】 車両用変圧器において、低圧側巻線に接続さ
れた補機回路および信号回路等に車体を含む共通接地経
路からノイズが回り込むことを極力阻止することができ
る。 【解決手段】 主変圧器3は、車体1に金属製の吊持具
2を介して吊下げ支持されている。変圧器タンク4内の
巻線体7は、高圧側巻線と低圧側巻線との間に静電シー
ルド板7cを介装して構成されている。巻線体7の高圧
側巻線において、一方の端子は、き電線からの電力を開
閉する遮断器に接続され、他方の端子は、巻線タンク部
4bに設けられた接地端子8、接地線9車輪10および
レール11を介して接地されている。そして、巻線体7
の静電シールド板7cは、接地線14を介して前記接地
端子8に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低圧側巻線に接続
される補機回路および信号回路等における接地回路が車
両の車体および車輪を介する共通接地経路で構成される
車両用変圧器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の車両用変圧器としての電気車搭載
の主変圧器を図10および図11に示す。すなわち、車
両の車体100には、金属製の取付部101を介して主
変圧器102が吊持されている。この主変圧器102
は、金属製の変圧器タンク103内に鉄心104および
これに巻装された高圧側巻線および低圧側巻線からなる
巻線体105を収納して構成されており、巻線体105
における高圧側巻線と低圧側巻線との間には、導電体部
たる静電シールド板106が配設されている。この静電
シールド板106は、巻線体105における高圧側巻線
から低圧側巻線への静電移行を防止するためのものであ
る。
【0003】上記巻線体105において、高圧側巻線の
一方の端子は、架線からパンタグラフを介して供給され
る電力を開閉する遮断器例えば真空遮断器(VCB)に
接続され、他方の端子は、変圧器タンク103に電気的
絶縁状態で設けられた接地端子107に接続されてい
る。そして、接地端子107は、接地線108を介し車
両の車輪109に電気的に接続されて、レール110を
介して接地されている。尚、車体100は、車輪109
を支持する台車等の接地路111を介して車輪109に
電気的に接続されて、レール110を介して接地されて
いる。
【0004】前記巻線体105において、低圧側巻線
は、高圧側巻線との磁気結合により電圧を誘起して主電
動機回路、補機回路および信号回路等に電力を供給する
ものである。そして、低圧側巻線に接続される補機回路
および信号回路等の接地側は、車体100に電気的に接
続されて、それぞれの接地回路は、車体100、接地路
111、車輪109およびレール110を介する共通接
地経路112で構成されている。
【0005】しかして、巻線体105において、静電シ
ールド板106は、変圧器タンク103に電気的接続状
態に取付けられた接地端子113に接地線114を介し
て接続されている。したがって、静電シールド板106
は、変圧器タンク103および取付部101という経路
115を介して車体100に電気的に接続され、すなわ
ち共通接地経路112を介して接地されている。なお、
主変圧器102の鉄心104も、変圧器タンク103に
支持構造物を介して電気的に接続されて、変圧器タンク
103および取付部101を介して車体100に電気的
に接続されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
て、VCBが開閉すると開閉サージが発生して高圧側巻
線に加えられるが、この開閉サージは、低圧側巻線への
移行を防止する静電シールド板106にも移行し、接地
線114、接地端子113、経路115および共通接地
経路112を経て接地に流れるようになる。ところが、
この共通接地経路112は、補機回路および信号回路等
の接地回路も構成しているので、共通接地経路112に
流れ込んだ開閉サージが補機回路および信号回路等にノ
イズとして回り込み、これらに悪影響を及ぼす。このた
め、ノイズ除去の対策を施す必要があるが、車体100
を含む共通接地経路112は、長大で複雑なので、対策
箇所が多岐にわたり、ノイズ除去の対策が複雑化し、困
難になっている。
【0007】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、低圧側巻線に接続された補機回路
および信号回路等に車体を含む共通接地経路からノイズ
が回り込むことを極力阻止することができる車両用変圧
器を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の車両用変
圧器は、一方の端子がき電線からの電力を開閉する遮断
器に接続され他方の端子が車輪を介して接地された高圧
側巻線と、この高圧側巻線との磁気結合により電圧を誘
起して補機回路および信号回路等に電力を供給するため
の低圧側巻線と、車体との取付部を介してその車体と電
気的に接続され前記高圧側および低圧側巻線等を収納す
るための変圧器タンクとを備え、前記低圧側巻線に接続
される補機回路および信号回路等における接地回路が前
記車体および車輪を介する共通接地経路で構成されるも
のにおいて、前記変圧器タンク内の通電部以外の導電体
部が前記高圧側巻線の接地側端子に接続されているとこ
ろに特徴を有する。
【0009】このような構成によれば、上記導電体部に
移行した開閉サージ等のノイズは、高圧側巻線の接地側
端子および車輪を介して接地に流れるので、共通接地経
路を介して補機回路および信号回路等に回り込むことが
極力阻止され、したがって、ノイズが補機回路および信
号回路等に及ぼす悪影響を低減することができて、ノイ
ズ除去対策を共通接地経路に特別に施す必要はなくな
る。
【0010】請求項2記載の車両用変圧器は、一方の端
子がき電線からの電力を開閉する遮断器に接続され他方
の端子が車輪を介して接地された高圧側巻線と、この高
圧側巻線との磁気結合により電圧を誘起して補機回路お
よび信号回路等に電力を供給するための低圧側巻線と、
車体との取付部を介してその車体と電気的に接続され前
記高圧側および低圧側巻線等を収納するための変圧器タ
ンクとを備え、前記低圧側巻線に接続される補機回路お
よび信号回路等における接地回路が前記車体および車輪
を介する共通接地経路で構成されるものにおいて、前記
変圧器タンク内の通電部以外の導電体部が専用の接地端
子に接続され、この接地端子が前記車輪を介して接地さ
れているところに特徴を有する。
【0011】このような構成によれば、上記導電体部に
移行した開閉サージ等のノイズは、専用の接地端子およ
び車輪を介して接地に流れるので、共通接地経路を介し
て補機回路および信号回路等に回り込むことが極力阻止
され、したがって、請求項1と同様の効果を得ることが
できる。
【0012】請求項3記載の車両用変圧器は、一方の端
子がき電線からの電力を開閉する遮断器に接続され他方
の端子が車輪を介して接地された高圧側巻線と、この高
圧側巻線との磁気結合により電圧を誘起して補機回路お
よび信号回路等に電力を供給するための低圧側巻線と、
車体との取付部を介してその車体と電気的に接続され前
記高圧側および低圧側巻線等を収納するための変圧器タ
ンクとを備え、前記低圧側巻線に接続される補機回路お
よび信号回路等における接地回路が前記車体および車輪
を介する共通接地経路で構成されるものにおいて、前記
変圧器タンク内の通電部以外の導電体部が専用の接地端
子に接続され、この接地端子が前記高圧側巻線の接地側
端子に接続されているところに特徴を有する。
【0013】このような構成によれば、上記導電体部に
移行した開閉サージ等のノイズは、専用の接地端子、高
圧側巻線の接地側端子および車輪を介して接地に流れる
ので、共通接地経路を介して補機回路および信号回路等
に回り込むことが極力阻止され、したがって、請求項1
と同様の効果を得ることができる。
【0014】請求項4記載の車両用変圧器は、一方の端
子がき電線からの電力を開閉する遮断器に接続され他方
の端子が車輪を介して接地された高圧側巻線と、この高
圧側巻線との磁気結合により電圧を誘起して補機回路お
よび信号回路等に電力を供給するための低圧側巻線と、
車体との取付部を介してその車体と電気的に接続され前
記高圧側および低圧側巻線等を収納するための変圧器タ
ンクとを備え、前記低圧側巻線に接続される補機回路お
よび信号回路等における接地回路が前記車体および車輪
を介する共通接地経路で構成されるものにおいて、前記
変圧器タンク内の通電部以外の導電体部が既存の接地端
子に接続され、この接地端子が前記高圧側巻線の接地側
端子に接続されているところに特徴を有する。
【0015】このような構成によれば、上記導電体部に
移行した開閉サージ等のノイズは、既存の接地端子、高
圧側巻線の接地側端子および車輪を介して接地に流れる
ので、共通接地経路を介して補機回路および信号回路等
に回り込むことが極力阻止され、したがって、請求項1
と同様の効果を得ることができる。
【0016】請求項5記載の車両用変圧器は、一方の端
子がき電線からの電力を開閉する遮断器に接続され他方
の端子が車輪を介して接地された高圧側巻線と、この高
圧側巻線との磁気結合により電圧を誘起して補機回路お
よび信号回路等に電力を供給するための低圧側巻線と、
車体との絶縁性の取付部を介してその車体と電気的に分
離され前記高圧側および低圧側巻線を収納するための変
圧器タンクとを備え、前記低圧側巻線に接続される補機
回路および信号回路等における接地回路が前記車体およ
び車輪を介する共通接地経路で構成されるものにおい
て、前記変圧器タンク内の通電部以外の導電体部が既存
の接地端子に接続され、この接地端子が前記高圧側巻線
の接地側端子に接続されているところに特徴を有する。
【0017】このような構成によれば、変圧器タンク自
体も車体から電気的に絶縁されて導電体部と同様に接地
されるので、ノイズが補機回路および信号回路等に及ぼ
す悪影響を一層低減することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例につ
いて、図1ないし図3を参照しながら説明する。まず、
図1において、車両の車体1には、取付部たる金属製の
吊持具2により車両用変圧器たる主変圧器3が吊下げ支
持されている。主変圧器3は、金属製の変圧器タンク4
内に変圧器本体5が収納された構成である。この場合、
変圧器本体5は、図3に示すように、単相三脚式の鉄心
6の中央脚部6aに巻線体7を巻装してなるものであ
る。そして、巻線体7は、平角線或いは丸線を矩形板状
に巻回して構成された複数の単位巻線からなる高圧側巻
線7aとこれと同様に構成された複数の単位巻線からな
る低圧側巻線7bとを交互に積層してなるもので、高圧
側巻線7aと低圧側巻線7bとの間には導電体部として
の静電シールド板7cが介装されている。この静電シー
ルド板7cは、巻線体7における高圧側巻線7aから低
圧側巻線7bへの静電移行を防止するためのものであ
る。
【0019】そして、変圧器タンク4は、鉄心6を収納
する鉄心タンク部4aと巻線体7を収納する巻線タンク
部4bとを一体に結合して構成されたもので、巻線タン
ク部4b内には、絶縁油が循環されるようになってい
て、巻線体7を冷却するようになっている。
【0020】上記巻線体7において、高圧側巻線7aの
一方の端子たるき電側端子は、架線からパンタグラフを
介して供給される電力を開閉する遮断器例えば真空遮断
器(VCB)に接続され、他方の端子たる接地側端子
は、変圧器タンク4の巻線タンク部4bに電気的絶縁状
態で設けられた接地端子8(図2も参照)にその巻線タ
ンク部4b内で接続されている。そして、接地端子8
は、接地線9を介し車両の車輪10に電気的に接続され
て、レール11を介して接地されている。なお、車体1
は、車輪10を支持する台車等の接地路12を介して車
輪10に電気的に接続されて、レール11を介して接地
されている。
【0021】前記巻線体7において、低圧側巻線7b
は、高圧側巻線7aとの鉄心6を介する磁気結合により
電圧を誘起して主電動機回路、補機回路および信号回路
等に電力を供給するものである。そして、低圧側巻線7
bに接続される補機回路および信号回路等の接地側は、
車体1に電気的に接続されて、それぞれの接地回路は、
車体1、接地路12、車輪10およびレール11を介す
る共通接地経路13で構成されている。
【0022】しかして、巻線体7において、通電部たる
高圧側巻線7aおよび低圧側巻線7b等以外の導電体部
たる静電シールド板7cは、前記高圧側巻線7aの接地
側端子たる接地端子8に接地線14を介して巻線タンク
部4b内で接続されている。なお、変圧器タンク4は、
金属製の吊持具2を介して車体1に電気的に接続され、
鉄心6は、変圧器タンク4に支持構造物を介して電気的
に接続されおり、この結果、これらは共通接地経路13
を介して接地されている。
【0023】次に、本実施例の作用につき説明する。き
電線たる架線からパンタグラフおよびVCBを介して主
変圧器3の高圧側巻線7aに単相交流電源電圧が供給さ
れると、この高圧側巻線7aと鉄心6により磁気結合さ
れた低圧側巻線7bに電圧が誘起されて、その低圧側巻
線7bに接続された主電動機回路、補機回路および信号
回路等に電力が供給される。
【0024】しかして、VCBが開閉すると開閉サージ
が発生して高圧側巻線7aに加えられるが、この開閉サ
ージは、低圧側巻線7bへの移行を防止する静電シール
ド板7cにも移行する。そして、静電シールド板7cに
移行した開閉サージは、接地線14、接地端子8、接地
線9、車輪10およびレール11を経て接地に流れるよ
うになる。
【0025】このように本実施例によれば、静電シール
ド板7cに移行した開閉サージは、接地線14、高圧側
巻線7aの接地側端子たる接地端子8、接地線9、車輪
10およびレール11を経て接地に流れるようになるの
で、共通接地経路13を介して補機回路および信号回路
等に回り込むことが極力阻止され、したがって、開閉サ
ージが補機回路および信号回路等に及ぼす悪影響を低減
することができて、ノイズ除去対策を共通接地経路13
に特別に施す必要はなくなる。そして、静電シールド板
7cの接地は、高圧側巻線7aの接地のための接地端子
8を利用しているので、特に部品点数を増加する必要も
ない。
【0026】図4および図5は本発明の第2の実施例で
あり、上記第1の実施例と同一部分には同一符号を付し
て示し、以下異なる部分について説明する。この第2の
実施例においては、変圧器タンク4の巻線タンク部4b
に専用の接地端子15が電気的絶縁状態で設けられてい
て、この接地端子15に巻線体7の静電シールド板7c
が接地線16を介して巻線タンク部4b内で接続されて
いる。そして、接地端子15は、接地線17を介して車
輪10に接続されている。
【0027】しかして、開閉サージが静電シールド板7
cに移行すると、その移行した開閉サージは、接地線1
6、接地端子15、接地線17、車輪10およびレール
11を経て接地に流れるようになる。したがって、この
第2の実施例によれば、専用の接地端子15を必要とは
するが、上記第1の実施例と略同様の効果を得ることが
できる。
【0028】図6および図7は本発明の第3の実施例で
あり、上記第2の実施例と同一部分には同一符号を付し
て示し、以下異なる部分について説明する。この第3の
実施例においては、接地端子15は、高圧側巻線7aの
接地側端子たる接地端子8に接地線18を介して巻線タ
ンク部4b外で接続されている。
【0029】しかして、開閉サージが静電シールド板7
cに移行すると、その移行した開閉サージは、接地線1
6、接地端子15、接地線18、接地端子8、接地線
9、車輪10およびレール11を経て接地に流れるよう
になる。したがって、この第3の実施例によれば、上記
第2の実施例と同様の効果を得ることができ、特に、接
地線17により短い接地線18を用いるだけでで済む利
点がある。
【0030】図8および図9は本発明の第4の実施例で
あり、前記第1の実施例と同一部分には同一符号を付し
て示し、以下異なる部分について説明する。この第4の
実施例においては、主変圧器3は、吊持具2の代わり
に、絶縁性の取付部たるゴム製の防振具19を介して車
体1に吊下げ支持されており、したがって、変圧器タン
ク4は、防振具19により車体1とは電気的に分離(絶
縁)されている。また、静電シールド板7cは、変圧器
タンク4の巻線タンク部4bに電気的接続状態に設けら
れた既存の接地端子20(図10および図11に示す接
地端子113に相当)に接地線21を介して巻線タンク
部4b内で接続されており、この接地端子21は、接地
線22を介して接地端子8に巻線タンク部4b外で接続
されている。
【0031】以上の結果、鉄心6は、支持構造物を介し
て変圧器タンク4に電気的に接続され、変圧器タンク4
は、接地端子20および接地線22を介して接地端子8
に接続されている。しかして、開閉サージが静電シール
ド板7cに移行すると、その移行した開閉サージは、接
地線21、接地端子20、接地線22、接地端子8、接
地線9、車輪10およびレール11を経て接地に流れる
ようになる。したがって、この第4の実施例によって
も、前記第1の実施例と同様の効果を得ることができ
る。
【0032】しかも、この第4実施例では、変圧器タン
ク4は、防振具19により車体1とは電気的に絶縁され
ているとともに、鉄心6および変圧器タンク4は、高圧
側巻線7aの接地側端子たる接地端子8に接続されてい
るので、鉄心6或いは変圧器タンク4にノイズが移行し
たとしても、そのノイズは、接地端子20、接地線2
2、接地端子8、接地線9、車輪10およびレール11
を経て接地に流れるようになり、したがって、開閉サー
ジ等のノイズが補機回路および信号回路等に及ぼす悪影
響を一層低減することができる。
【0033】なお、上記第4の実施例では、主変圧器3
を車体1に防振具19により吊下げ支持するようにした
が、代わりに、第1ないし第3の実施例に示すように、
金属製の吊持具2により吊下げ支持するようにしてもよ
い。この場合は、変圧器タンク4は、車体1に電気的に
接続されるようになるが、それでも第1の実施例と同様
の効果を得ることができる。
【0034】その他、本発明は上記し且つ図面に示す実
施例に限定されるものではなく、次のような変形、拡張
が可能である。車両用変圧器として、変圧器タンク内に
ギャップ鉄心、セパレート鉄心、タンクシールド等を配
設すようにしたものにおいては、これらの通電部以外の
導電体部たるギャップ鉄心、セパレート鉄心、タンクシ
ールドなどを静電シールド板7cと同様にして接地する
とよい。第4の実施例において、ゴム製の防振具19の
代わりに、絶縁フィルム或いは絶縁と相を施した吊持具
を用いるようにしてもよい。
【0035】き電線たる架線からの電力を開閉する遮断
器としては、VCBに限らず、例えば、空気遮断器(A
BB)であってもよい。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用変
圧器よれば、変圧器タンク内の通電部以外の導電体部
を、低圧側巻線に接続される補機回路および信号回路等
における接地回路を構成する共通接地経路を経由するこ
となく、車輪を介して接地するようにしたので、上記導
電体部に移行した開閉サージ等のノイズは、車輪を介し
て接地に流れるようになって、共通接地経路を介して補
機回路および信号回路等に回り込むことが極力阻止さ
れ、したがって、ノイズが補機回路および信号回路等に
及ぼす悪影響を低減することができて、ノイズ除去対策
を共通接地経路に特別に施す必要はなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す概略的縦断面図
【図2】図1のX−X線に沿う断面図
【図3】変圧器本体の斜視図
【図4】本発明の第2の実施例を示す図1相当図
【図5】図2相当図
【図6】本発明の第3の実施例を示す図1相当図
【図7】図2相当図
【図8】本発明の第4の実施例を示す図1相当図
【図9】図2相当図
【図10】従来例を示す図1相当図
【図11】図2相当図
【符号の説明】
図面中、1は車体、2は吊持具(取付部)、3は主変圧
器(車両用変圧器)、4は変圧器タンク、5は変圧器本
体、6は鉄心、7は巻線体、7aは高圧側巻線(通電
部)、7bは低圧側巻線(通電部)、7cは静電シール
ド板(導電体部)、8は接地端子(高圧側巻線の接地側
端子)、9は接地線、10は車輪、11はレール、13
は共通接地経路、15は接地端子、17および18は接
地線、19は防振具(絶縁性の取付部)、20は接地端
子、22は接地線を示す。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の端子がき電線からの電力を開閉す
    る遮断器に接続され他方の端子が車輪を介して接地され
    た高圧側巻線と、この高圧側巻線との磁気結合により電
    圧を誘起して補機回路および信号回路等に電力を供給す
    るための低圧側巻線と、車体との取付部を介してその車
    体と電気的に接続され前記高圧側および低圧側巻線等を
    収納するための変圧器タンクとを備え、前記低圧側巻線
    に接続される補機回路および信号回路等における接地回
    路が前記車体および車輪を介する共通接地経路で構成さ
    れる車両用変圧器において、前記変圧器タンク内の通電
    部以外の導電体部が前記高圧側巻線の接地側端子に接続
    されていることを特徴とする車両用変圧器。
  2. 【請求項2】 一方の端子がき電線からの電力を開閉す
    る遮断器に接続され他方の端子が車輪を介して接地され
    た高圧側巻線と、この高圧側巻線との磁気結合により電
    圧を誘起して補機回路および信号回路等に電力を供給す
    るための低圧側巻線と、車体との取付部を介してその車
    体と電気的に接続され前記高圧側および低圧側巻線等を
    収納するための変圧器タンクとを備え、前記低圧側巻線
    に接続される補機回路および信号回路等における接地回
    路が前記車体および車輪を介する共通接地経路で構成さ
    れる車両用変圧器において、 前記変圧器タンク内の通電部以外の導電体部が専用の接
    地端子に接続され、この接地端子が前記車輪を介して接
    地されていることを特徴とする車両用変圧器。
  3. 【請求項3】 一方の端子がき電線からの電力を開閉す
    る遮断器に接続され他方の端子が車輪を介して接地され
    た高圧側巻線と、この高圧側巻線との磁気結合により電
    圧を誘起して補機回路および信号回路等に電力を供給す
    るための低圧側巻線と、車体との取付部を介してその車
    体と電気的に接続され前記高圧側および低圧側巻線等を
    収納するための変圧器タンクとを備え、前記低圧側巻線
    に接続される補機回路および信号回路等における接地回
    路が前記車体および車輪を介する共通接地経路で構成さ
    れる車両用変圧器において、 前記変圧器タンク内の通電部以外の導電体部が専用の接
    地端子に接続され、この接地端子が前記高圧側巻線の接
    地側端子に接続されていることを特徴とする車両用変圧
    器。
  4. 【請求項4】 一方の端子がき電線からの電力を開閉す
    る遮断器に接続され他方の端子が車輪を介して接地され
    た高圧側巻線と、この高圧側巻線との磁気結合により電
    圧を誘起して補機回路および信号回路等に電力を供給す
    るための低圧側巻線と、車体との取付部を介してその車
    体と電気的に接続され前記高圧側および低圧側巻線等を
    収納するための変圧器タンクとを備え、前記低圧側巻線
    に接続される補機回路および信号回路等における接地回
    路が前記車体および車輪を介する共通接地経路で構成さ
    れる車両用変圧器において、 前記変圧器タンク内の通電部以外の導電体部が既存の接
    地端子に接続され、この接地端子が前記高圧側巻線の接
    地側端子に接続されていることを特徴とする車両用変圧
    器。
  5. 【請求項5】 一方の端子がき電線からの電力を開閉す
    る遮断器に接続され他方の端子が車輪を介して接地され
    た高圧側巻線と、この高圧側巻線との磁気結合により電
    圧を誘起して補機回路および信号回路等に電力を供給す
    るための低圧側巻線と、車体との絶縁性の取付部を介し
    てその車体と電気的に分離され前記高圧側および低圧側
    巻線を収納するための変圧器タンクとを備え、前記低圧
    側巻線に接続される補機回路および信号回路等における
    接地回路が前記車体および車輪を介する共通接地経路で
    構成される車両用変圧器において、 前記変圧器タンク内の通電部以外の導電体部が既存の接
    地端子に接続され、この接地端子が前記高圧側巻線の接
    地側端子に接続されていることを特徴とする車両用変圧
    器。
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