JP5883736B2 - 主変圧器と高電圧機器箱の接続構造およびそれを備えた鉄道車両 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載された鉄道車両では、パンタグラフは車両の屋根上に配置され、真空遮断器(回路遮断器)やアレスタ、主変圧器、主変換装置および主電動機等は、車両の床下に搭載される。パンタグラフにより集電された電力は、屋根上から床下に向けて配線される電力ケーブルを介して各機器に供給される。特に、比較的高速で走行する鉄道車両では、高速化に伴う低重心化や騒音の低減を図るために、上記の機器の他にも電源ユニット、補助機器、空調装置等の多くの機器やそれらの機器を接続するケーブルが床下に設置されている。
パンタグラフにより集電された電力は、電力ケーブル270から回路遮断器13に流れ、その後、絶縁防護筒6に防護された接続電線16と高電圧碍子(不図示)を介して主変圧器20に供給される。絶縁防護筒6は、接続電線16との絶縁距離をとって感電を防ぐものであり比較的寸法が大きく、さらに、金属製であるため質量も大きい。また、絶縁防護筒6は、複数のボルトやねじ等で高電圧機器箱12および主変圧器20に固定されており、雨水や塵埃の侵入を防止するためにパテを塗って密閉処理される。車両製造時およびメンテナンス時には、絶縁防護筒6の着脱作業は、車両の下にもぐり上向きで行われ、さらに、回路遮断器13と接続電線16との着脱作業は、高電圧機器箱12に設けられた点検蓋(不図示)から工具等を用いて行われている。
図1は鉄道車両100を概略的に示した側面図である。図1に示すように、鉄道車両100は、複数の車両101〜108(7〜8両目は不図示)が互いに連結されている。両先頭車(第1両目及び第8両目)を除く各車両102〜107には、走行駆動用の主電動機22(図2参照)や主変圧器20、高電圧機器箱12、主変換装置21等が設けられている。また、第4車両104には、車両屋根上に集電装置11(パンタグラフ)が設けられている。なお、一例として8両編成の鉄道車両を示しているが、両数や主電動機やパンタグラフ等の各機器の配置はこれに限られない。
なお、実施形態では、ケーブルコネクタ部72を雌コネクタとし、ジョイントコネクタ部55を雄コネクタとしているが、その雌雄を逆にしてもよい。また、実施形態では、ケーブルコネクタ部72として、T形状のハウジング部74について説明しているが、作業用開口部80を設けていない、つまり絶縁栓84を必要としないL形状のハウジングでもよい。
以上に説明した構成によれば、高電圧機器箱12と主変圧器20の距離を小さくすることができ、平面視での機器占有面積を小さくすることができる。高電圧機器箱12と主変圧器20との相対位置のズレが大きくなっても容易に電気的に接続ができるようになり、高電圧機器箱12および主変圧器20の設計自由度を向上させることができる。主変換装置21や主電動機22等の床下機器の配置を考慮して、高電圧機器箱12と主変圧器20を離して配置することが可能であり、床下機器のレイアウトの自由度が向上し、重量バランスを考慮した機器の配置が可能となる。ケーブルコネクタ部72のハウジング部74は同一形状であるので、部品の共通化が可能である。さらに、従来構造で必要であった絶縁防護筒6の複数のボルト等の固定やパテ等での密閉処理および接続電線16と回路遮断器13との着脱作業が不要になり、車両製造時およびメンテナンス時における高圧用ケーブル70の着脱作業および防塵・防水作業が容易になる。
なお、実施形態では、屋根上からの電力ケーブル270と高電圧機器箱12の接続は、電力ケーブル270の碍子形ケーブルヘッド18を高電圧機器箱12に挿入し、接続電線15で回路遮断器13と電気的に接続する構造としているが、実施形態と同じ構造のジョイント装置としてもよい。
以上に説明した構成によれば、高圧用ケーブル70の着脱を行う際の感電事故を防止することができる。また、車両走行時の飛び石等による高圧用ケーブル70の破損を防ぐことができる。
11 集電装置
12 高電圧機器箱
13 回路遮断器
14 アレスタ(避雷器)
20 主変圧器
51a 第1コネクタ装置
51b 第2コネクタ装置
54 ベース部(第1ベース部)
55,55a,55b ジョイントコネクタ部
56a,b 内部導体
60 ブッシング部(第2ベース部)
70 高圧用ケーブル
72,72a ケーブルコネクタ部
73 収容部
74 ハウジング部
75 接続端子
76 キャップ部
77a 嵌合筒部
77b 作業用筒部
78 ベース筒部
80 作業用開口部
81 ケーブル導体
84 絶縁栓
90 床下フサギ部材
91 下面部材
92 側面部材(固定部材)
99 錠装置
100 鉄道車両
101〜106 車両
Claims (6)
- 車両屋根上の集電装置により架線から集電された高圧電力を供給する電力ケーブルに接続された回路遮断器と、
前記回路遮断器を収納し、車両床下に設置された高電圧機器箱と、
前記高圧電力の電圧を変圧し、車両床下に設置された主変圧器と、
前記回路遮断器に電気的に接続され、前記高電圧機器箱の隔壁に設置された第1コネクタ装置と、
前記主変圧器に電気的に接続され、前記主変圧器の隔壁に設置された第2コネクタ装置と、
両端部にケーブルコネクタ部が装着され、絶縁被覆された高圧用ケーブルと、を備え、
前記ケーブルコネクタ部が、前記第1コネクタ装置および前記第2コネクタ装置に着脱可能に嵌合接続されることにより、前記高圧用ケーブルが、前記第1コネクタ装置と前記第2コネクタ装置とを接続する、主変圧器と高電圧機器箱の接続構造。 - 前記第1コネクタ装置は、
前記回路遮断器に電気的に接続される第1ベース部と、
前記第1ベース部から突出する第1ジョイントコネクタ部と、
前記第1ベース部および前記第1ジョイントコネクタ部に埋設され、前記第1ジョイントコネクタ部から先端が露出した第1導体と、を有し、
前記第2コネクタ装置は、
前記主変圧器に電気的に接続される第2ベース部と、
前記第2ベース部から突出する第2ジョイントコネクタ部と、
前記第2ベース部および前記第2ジョイントコネクタ部に埋設され、前記第2ジョイントコネクタ部から先端が露出した第2導体と、を有し、
前記ケーブルコネクタ部は、ハウジング部を有し、
前記ハウジング部は、前記高圧用ケーブルの長手方向に対して略直交する方向を嵌合方向とする嵌合口が形成された嵌合筒部と、前記嵌合筒部に略直交するように連続して前記高圧用ケーブルの先端部が挿入されたベース筒部とを有し、
前記嵌合筒部が前記第1ジョイントコネクタ部および前記第2ジョイントコネクタ部に嵌合された状態で、前記高圧用ケーブルの両端部に設けられた接続端子に前記第1導体および第2導体が接続されている、請求項1に記載の主変圧器と高電圧機器箱の接続構造。 - 前記ケーブルコネクタ部は、前記ベース筒部に対して略直交して配置される前記嵌合筒部と略同一直線上で反対方向に突出する作業用筒部を有し、
前記作業用筒部には、前記導体と前記接続端子との接続箇所と連通する作業用開口が形成されており、前記作業用開口には絶縁栓が取り付けられている、請求項2に記載の主変圧器と高電圧機器箱の接続構造。 - 前記高電圧機器箱と前記主変圧器と前記高圧用ケーブルの少なくとも一部を下方から覆う下面部材と、
前記下面部材を車両床構造部材または車両床下機器に固定する固定部材と、
を備え、
前記下面部材および前記固定部材の少なくとも一方が、前記集電装置が前記架線から集電可能な状態にあるときに施錠状態となる錠装置を有する、請求項1〜3のいずれか1つに記載の主変圧器と高電圧機器箱の接続構造。 - 前記第1コネクタ装置と前記第2コネクタ装置とは、下方から見て、前記高電圧機器箱の前記隔壁に沿う方向に互いにずれた位置に配置されている、請求項1〜4のいずれか1つに記載の主変圧器と高電圧機器箱の接続構造。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載の主変圧器と高電圧機器箱の接続構造を備えた、鉄道車両。
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