JPH0351610B2 - - Google Patents

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JPH0351610B2
JPH0351610B2 JP9727083A JP9727083A JPH0351610B2 JP H0351610 B2 JPH0351610 B2 JP H0351610B2 JP 9727083 A JP9727083 A JP 9727083A JP 9727083 A JP9727083 A JP 9727083A JP H0351610 B2 JPH0351610 B2 JP H0351610B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rail
current
section
diode
rails
Prior art date
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Expired
Application number
JP9727083A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59223526A (ja
Inventor
Ryojiro Murata
Shoji Hatsutori
Keiki Fujita
Tsugio Mizutani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP9727083A priority Critical patent/JPS59223526A/ja
Publication of JPS59223526A publication Critical patent/JPS59223526A/ja
Publication of JPH0351610B2 publication Critical patent/JPH0351610B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • B60M3/04Arrangements for cutting in and out of individual track sections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電車への直流き電システム、特に
電車線、レール及び変電所のシステム構成に関す
るものである。
従来の電気鉄道では電車線を運転用電流の往路
とし、走行レールを該主電流の帰路として使つて
おり、枕木や道床の絶縁性がはなはだ不完全なた
め、レールの導体抵抗が低いにもかかわらずレー
ルと大地間の絶縁抵抗は天候により大きく左右さ
れ、雨天、特に嵐等の状態では絶縁抵抗が著しく
低下し、レールから大地への漏洩電流が著しく増
加する。このレールからの漏洩電流は電車負荷電
流、帰線抵抗、変電所間隔の2乗に比例し、漏れ
抵抗に反比例する。したがつて漏れ電流を小さく
するには原理的には前者を小さくし、後者を大き
くすればよい。漏洩電流の大きさは数100Aから
1000Aに達することもある。
第1図及び第2図は従来のき電構成を示す。図
において1は変電所、2は電車線、3はレール、
4は電車を示している。第1図aにおいて変電所
1よりDKm離れた位置において電車4が運転電流
Ipをとつているとする。この場合、電車4の存在
する付近のレール3の対地電位は正電位となり、
変電所1の付近のレール3の対地電位は負電位と
なる。電車4の存在する付近ではレール3から大
地に電流が漏れ、変電所1付近では大地に漏れた
電流がレール3に帰つてくる。第1図b〜dはそ
の時の各電流、即ちレール3・大地間漏れ電流
I、レール3を流れる電流I、大地を流れる電流
Iと変電所及び電車の位置との関係を示す。
この漏洩電流の作用として通常知られているの
は、レールやその付属品及びケーブル、水道管、
ガス管等の地中埋設金属体の電蝕であるが、さら
に、通信線に対する誘導障害あるいは地磁気観測
所に対するじよう乱の問題点がある。
大地電流に関して電気設備技術基準第257条に
規定されているように地磁気観測所または地球電
気観測所に対して観測上の障害を及ぼさないよう
にする必要がある。
従来の直流電気鉄道の直流き電回路は第2図に
示すように並列き電を行つており、電気的に正、
負極とも並列につながつている。従つてレールよ
り大地に洩れた漏洩電流は広範囲に及び、漏洩電
流によつて生ずる磁力が自然界の地磁気に大きく
影響を及ぼす。電気鉄道から波及する磁界はビ
オ・サバールの法則によつて計算されるが、電車
線2の電流方向とレール3の電流方向は反対であ
るから遠方において大部分の磁界は互いに打消す
が、上記電車線2の電流とレール3の電流との差
の電流及びレール3・大地間の漏洩電流による磁
界が地磁気に影響する。上記差電流は地表面に磁
界の垂直分力を生じ、漏洩電流の地中に向かう成
分が、磁界の水平分力を生じる。
変電所1からの漏洩電流を抑制するには帰線抵
抗の減少、変電所間隔の短縮、レールと大地間の
絶縁抵抗の増加、あるいは第4軌条方式、交流電
化方式の採用が考えられる。
新線計画あるいは電化区間であれば、第4軌条
方式の採用、新計画であればレールと大地間の絶
縁抵抗の増加が可能であり、新線計画でかつ、運
転間隔、駅間隔、表定速度等の大きい輸送網であ
れば交流電化方式の採用が考えられる。一方、都
市近郊、郊外等の輸送交通網における電化、直流
区間の延長あるいは直流電車の乗入れ等の区間に
対しては直流電化となる。
漏洩電流を抑制するため、帰線抵抗を減らすに
はレールにき電線を併設すれば原理的には可能で
あるが併設き電線のサイズが非常に大きくなり経
済的でなく、また変電所間隔を短縮すれば、漏れ
電流はある程度抑制できるが、電車負荷電流の大
きい場合あるいは、運転間隔が短かい場合等にお
いてはレールが全線にわたりつながつているため
大地電流を広範囲にばらまいてしまい、あまり効
果が得られない問題がある。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、電車線に絶縁セク
シヨンとダイオード、レールに絶縁セクシヨンと
ダイオードを設けて、電車が電車線及びレール絶
縁セクシヨン通過時においても、上記電車線及び
レールで構成される隣接き電区間を互いに電気的
に独立させて漏洩電流を抑制し地磁気に対する影
響を軽減できる軌道回路を提供することを目的と
している。又、レール切損の場合にも信号の誤現
示を発生しない軌道回路を構成している。
以下、この発明の一実施例を第3図に示す。図
において、1a,1bは変圧器、2a,2bは整
流器、3a〜3dは電車線、4a〜4f,5a〜
5fはレール、6a〜6cは電車線絶縁セクシヨ
ンで各電車線3a〜3dを電気的に絶縁してい
る。7a〜7e、8a〜8eはレール絶縁セクシ
ヨンで各レール4a〜4f,5a〜5fを電気的
に絶縁している。9a,9bは電車線ダイオー
ド、10a,10bはレールダイオード、11a
〜11jはレールインピーダンスボンドでレール
4a〜4f,5a〜5fを電気的に接続してい
る。12は車体、13a,13bはパンタグラ
フ、14a,14dは車輪である。
かかる構成におけるこの発明の作用効果を以下
に説明する。電車線ダイオード9a,9bは陽極
それぞれ電車線3a,3dに接続し、陰極をそれ
ぞれ電車線3b,3cに接続する。レールダイオ
ード10a,10bは陰極をそれぞれレールイン
ピーダンスボンド11c,11hの中性点に接続
し、陽極をそれぞれレールインピーダンスボンド
11d,11gの中性点に接続する。
第3図aは電車線及びレール絶縁セクシヨンが
3個の場合で、電車がダイオードを設けた絶縁セ
クシヨンを通過中の例を示す。図においてパンタ
グラフ13aの電流は整流器2aから電車線3a
を通じて供給されたその電流はそれぞれ車輪14
a,14c、レール4b,5b、レールインピー
ダンスボンド11cを通り整流器2aへ帰つて行
くものと車輪14b,14d、レール4c,5
c、レールインピーダンスボンド11d、レール
ダイオード10aを通り整流器2aへ帰つて行く
ものとになる。パンタグラフ13bの電流は整流
器2aから電車線ダイオード9a電車線3bを通
じて供給されその電流はそれぞれ車輪14b,1
4dレール4c,5c、レールインピーダンスボ
ンド11d、レールダイオード10aを通り整流
器2aへ帰つて行くものと車輪14a,14c、
レール4b,5b、レールインピーダンスボンド
11cを通り整流器2aへ帰つて行くものとにな
る。又、この電車電流はレール4b,4c,5
b,5cから大地に洩れはするが整流器2bとは
電車線絶縁セクシヨン6b、レール絶縁セクシヨ
ン7c,8cにて電気的に区分されている為、レ
ール4d,4e,4f,5d,5e,5fには漏
洩電流は帰らない為漏洩電流が広範囲に広がるこ
とを防止できる。
第3図bは電車線及びレールセクシヨンが3個
の場合で、電車がダイオードを設けない絶縁セク
シヨンを通過中の例を示す。図においてパンタグ
ラフ13aの電流は整流器2aから電車線ダイオ
ード9a、電車線3bを通じて供給されその電流
は車輪14a,14cレール4c,5c、レール
インピーダンスボンド11d、レールダイオード
10aを通り整流器2aへ帰つて行く。パンタグ
ラフ13bの電流は整流器2bから電車線ダイオ
ード9b、電車線3cを通じて供給されその電流
は車輪14b,14d、レール4d,5d、レー
ルインピーダンスボンド11gレールダイオード
10bを通り整流器2bへ帰つて行く。又、この
電車電流はレール4c,4d,5c,5dから大
地に洩れはするが、大地に洩れた電流の内整流器
2aから供給された電流はレール4c,5c、レ
ールインピーダンスボンド11d、レールダイオ
ード10aを通り整流器2aへ帰るものと、レー
ル4b,5b、レールインピーダンスボンド11
cを通り整流器2aへ帰るものしかなく、整流器
2bから供給された電流はレール4d,5d、レ
ールインピーダンスボンド11g、レールダイオ
ード10bを通り整流器2bへ帰るものと、レー
ル4e,5eレールインピーダンスボンド11h
を通り整流器2bへ帰るものしかない。よつて漏
洩電流が広範囲に広がることを防止できる。
上述の実施例では、直流電流を信号システムに
故障なく流すためにレールインピーダンスボンド
を使用しているが、例えば無線閉塞等システムに
よつては使用しなくても良い場合もある。
以上より明らかなように、この実施例によれば
従来方式のものより前者が絶縁セクシヨン通過時
においても漏洩電流を広範囲に広がることが防止
できる。これは電車線に絶縁セクシヨンとダイオ
ード、レールに絶縁セクシヨンとダイオードを設
けることにより得られるものである。
その他、この発明は上記しかつ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、例えば図では単線
路線で1列車が絶縁セクシヨンを通過する場合を
示すが複線の路線で複数列車が絶縁セクシヨンを
通過する場合でも同じ効果を得ることができる。
又、図では整流器に接続する変圧器は独立した
1次、2次巻線で構成した場合を示すが1次巻線
を共用した多数巻線変圧器(低圧側2巻線以上)
によりそれぞれの整流器へ電気を供給する場合で
も同じ効果を奏し、経済的に変電所を構成するこ
とができる。これらはこの発明の要旨を変更しな
いで実施できる範囲であることは勿論である。
以上のように、この発明によれば電車線に絶縁
セクシヨンとダイオード、レールに絶縁セクシヨ
ンとダイオードを設けて、電車が電車線及びレー
ル絶縁セクシヨン通過時においても、上記電車線
及びレールで構成される隣接き電区間を互いに電
気的に独立させて漏洩電流を抑制し地磁気に対す
る影響を軽減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜dは漏洩電流の発生原理図、第2図
は従来の直流き電システムを示す図、第3図a,
bはこの発明の一実施例による直流き電システム
を示す図である。 図中1a,1bは変圧器、2a,2bは整流
器、3a〜3dは電車線、4a〜4f,5a〜5
fはレール、6a,6cは電車線絶縁セクシヨ
ン、7a〜7e,8a〜8eはレール絶縁セクシ
ヨン、9a,9bは電車線ダイオード、10a,
10bはレールダイオード、11a〜11jはレ
ールインピーダンスボンド、12は車体、13
a,13bはパンタグラフ、14a〜14dは車
輪である。なお、図中、同一符号は同一、又は相
当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電車へ直流電力を供給する直流き電システム
    において、電車線およびレールのそれぞれに設け
    られた第1の絶縁セクシヨン並びに該各第1の絶
    縁セクシヨンから両側所定位置に設けられた第2
    の絶縁セクシヨンと、前記電車線の第2の絶縁セ
    クシヨンに電気的に並列に設けられ一端が第1絶
    縁セクシヨン側の電車線に接続され且つ他端が反
    第1絶縁セクシヨン側の電車線に接続されると共
    に直流電力供給源の一端に接続された電車線ダイ
    オードと、前記レールの第2の絶縁セクシヨンに
    電気的に並列に設けられ一端が第1の絶縁セクシ
    ヨン側のレールに接続され且つ他端が反第1絶縁
    セクシヨン側のレールに接続されると共に前記直
    流電力供給源の他端に接続されたレールダイオー
    ドと備え、前記電車線およびレールで構成される
    隣接き電区間を互いに電気的に独立させて直流を
    供給することを特徴とする直流き電システム。
JP9727083A 1983-05-31 1983-05-31 直流き電システム Granted JPS59223526A (ja)

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JPS59223526A JPS59223526A (ja) 1984-12-15
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