JPH0811598A - Low power-loss trolley line - Google Patents
Low power-loss trolley lineInfo
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- JPH0811598A JPH0811598A JP15106094A JP15106094A JPH0811598A JP H0811598 A JPH0811598 A JP H0811598A JP 15106094 A JP15106094 A JP 15106094A JP 15106094 A JP15106094 A JP 15106094A JP H0811598 A JPH0811598 A JP H0811598A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、特に高速で運行させる
列車に給電するトロリ線として好適の低電力損失トロリ
線に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a trolley wire with low power loss, which is suitable as a trolley wire for supplying power to a train operated at a high speed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、例えば新幹線等の列車において
は、より一層の高速化が要望されている。このような高
速で運行される列車に給電するトロリ線としては、引張
り強度が高く、大きな架線張力に耐えうるものであるこ
とが必要である。つまり、走行中の列車のパンタグラフ
がトロリ線に摺動することによりトロリ線には振動が生
じるが、列車の速度がトロリ線の波動伝播速度に近付く
と、パンタグラフがトロリ線から瞬間的に離れる所謂離
線現象が頻繁に発生するようになる。このように離線現
象が頻繁に発生すると、トロリ線から給電される電力が
減少するため、列車を高速で運行することが困難にな
る。トロリ線の架線張力を増大すると、波動伝搬速度が
向上するため、離線現象が発生しにくくなる。従って、
高速で運行される列車に給電するトロリ線としては、導
電率が高く、且つ、引張り強度が高いことが必要であ
る。このような背景から、従来、特に高速で運行される
列車用のトロリ線として、銅被覆鋼トロリ線が使用され
ている。2. Description of the Related Art In recent years, for trains such as the Shinkansen, there is a demand for even higher speeds. As a trolley wire for feeding a train that operates at such a high speed, it is necessary that the trolley wire has high tensile strength and can withstand a large overhead wire tension. That is, the trolley wire vibrates as the pantograph of the running train slides on the trolley wire. The disconnection phenomenon frequently occurs. When the derailment phenomenon occurs frequently as described above, the electric power supplied from the trolley wire decreases, and it becomes difficult to operate the train at high speed. When the tension of the contact wire of the trolley wire is increased, the wave propagation speed is improved, so that the disconnection phenomenon is less likely to occur. Therefore,
A trolley wire that feeds a train operating at high speed is required to have high conductivity and high tensile strength. From such a background, conventionally, a copper-coated steel trolley wire has been used as a trolley wire for a train operating at a particularly high speed.
【０００３】図３は従来の銅被覆鋼トロリ線を示す断面
図である。この種の銅被覆鋼トロリ線は、断面が円形の
鋼線芯線（以下、鋼芯という）２１の周囲に銅又は銅合
金からなる被覆層２２を配置して構成されている。そし
て、被覆層２２の上半部の両側には、架設時に銅製の取
付具で保持するための１対の溝部２２ａが設けられてい
る。この溝部２２ａにより、トロリ線の周面は、取付具
側である小弧面側と、パンタグラフとの接触面側である
大弧面側とに分けられる。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional copper-coated steel trolley wire. This type of copper-coated steel trolley wire is configured by disposing a coating layer 22 made of copper or a copper alloy around a steel wire core wire (hereinafter, referred to as a steel core) 21 having a circular cross section. Then, on both sides of the upper half portion of the coating layer 22, a pair of groove portions 22a for holding with a fixture made of copper at the time of installation is provided. By this groove portion 22a, the peripheral surface of the trolley wire is divided into a small arc surface side which is the fixture side and a large arc surface side which is the contact surface side with the pantograph.
【０００４】銅被覆鋼トロリ線は、鋼芯の機械的強度が
高いため、銅又は銅合金のみからなるトロリ線に比して
引張り強度が高いという長所がある。また、銅被覆鋼ト
ロリ線は、被覆層が銅又は銅合金からなるため、導電性
も比較的良好である。更に、銅被覆鋼トロリ線は、パン
タグラフの摺動によりトロリ線が摩耗して鋼芯が露出す
ると、パンタグラフが鋼芯に摺動するようになってトロ
リ線の摩耗速度が著しく減少するため、銅又は銅合金の
みからなるトロリ線に比して耐摩耗性が優れ、寿命が長
いという長所もある。Since the copper-coated steel trolley wire has a high mechanical strength of the steel core, it has an advantage that the tensile strength is higher than that of the trolley wire made of only copper or copper alloy. Moreover, since the coating layer of the copper-coated steel trolley wire is made of copper or a copper alloy, the conductivity is relatively good. In addition, the copper-coated steel trolley wire has a trolley wire that slides on the steel core when the trolley wire is worn away by sliding the pantograph and the steel core is exposed. Alternatively, it has the advantages that it is superior in wear resistance and has a long life compared with a trolley wire made of only a copper alloy.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
銅被覆鋼トロリ線には以下に示す問題点がある。即ち、
芯線の材料である鋼は強磁性体であるため、トロリ線に
交流電流が流れる場合は勿論のこと、直流電流が流れる
場合でも、パンタグラフが通過した直後にトロリ線を流
れる電流が変化するため、鉄損（ヒステリシス損）によ
り、比較的大きな送電電力損失が生じる。従って、従来
の銅被覆鋼トロリ線においては、送電効率が比較的低
い。However, the conventional copper-coated steel trolley wire has the following problems. That is,
Since steel, which is the material for the core wire, is a ferromagnetic material, the current flowing through the trolley wire changes immediately after the pantograph passes, not to mention when an alternating current flows through the trolley wire, and even when a direct current flows. The iron loss (hysteresis loss) causes a relatively large transmission power loss. Therefore, in the conventional copper-coated steel trolley wire, the power transmission efficiency is relatively low.
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、鉄損による送電電力損失を低減でき、送電
効率を向上できる低電力損失トロリ線を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a low power loss trolley wire which can reduce power transmission power loss due to iron loss and improve power transmission efficiency.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る低電力損失
トロリ線は、非磁性体材料により形成された芯線と、こ
の芯線の周囲に配置された銅又は銅合金からなる被覆層
とを有することを特徴とする。A low power loss trolley wire according to the present invention has a core wire made of a non-magnetic material and a coating layer made of copper or a copper alloy and arranged around the core wire. It is characterized by
【０００８】なお、本願において非磁性体とは、透磁率
μが１であるものは勿論、見かけ透磁率μが１００未満
の実質的に非磁性体であるものも含む。例えば、Ｆｅ−
Ｎｉ−Ｃｒ系合金線では、加工方法によっては一部分に
強磁性体（加工誘起マルテンサイト）が生じることがあ
るが、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金線全体での見かけ透磁率
μは数〜数十になる。本願においては、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ系合金のように見かけ透磁率が１００未満であり実質
的に非磁性体のものも含めて非磁性体という。In the present application, the non-magnetic material includes not only one having a magnetic permeability μ of 1 but also a substantially non-magnetic material having an apparent magnetic permeability μ of less than 100. For example, Fe-
In the Ni—Cr alloy wire, a ferromagnetic material (work-induced martensite) may occur in a part depending on the working method, but the apparent magnetic permeability μ of the entire Fe—Ni—Cr alloy wire is several to several tens. become. In the present application, Fe-Ni-C
Non-magnetic materials include those having an apparent magnetic permeability of less than 100 and substantially non-magnetic materials such as r-based alloys.
【０００９】[0009]
【作用】本発明に係る低電力損失トロリ線においては、
テンションメンバーとして強度を持つ芯線が非磁性体材
料により形成されているので、鉄損による電力損失を著
しく低減することができ、送電効率を向上させることが
できる。前記芯線は、テンションメンバーとして、被覆
層を構成する銅又は銅合金に比して引張り強度が高いこ
とが必要である。銅又は銅合金に比して引張り強度が高
く、且つ、非磁性体である材料としては、例えば、オー
ステナイト系ステンレス鋼等のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合
金、Ｆｅ−Ｍｎ系合金、Ｔｉ又はＴｉ合金がある。ま
た、これらの金属材料以外にも、アラミド、ポリアミド
系、ポリイミド系等の有機系繊維及びカーボンファイバ
ー等の無機高分子系繊維を芯線の材料として使用するこ
とができる。これらの無機系又は有機系繊維により芯線
を構成した場合は、トロリ線が軽量化されるという利点
もある。In the low power loss trolley wire according to the present invention,
Since the core wire having strength as the tension member is formed of the non-magnetic material, the power loss due to the iron loss can be significantly reduced and the power transmission efficiency can be improved. As a tension member, the core wire needs to have higher tensile strength than copper or a copper alloy forming the coating layer. Examples of the material that has a higher tensile strength than copper or copper alloy and is a non-magnetic material include, for example, Fe-Ni-Cr alloys such as austenitic stainless steel, Fe-Mn alloys, Ti or Ti alloys. There is. In addition to these metallic materials, organic fibers such as aramid, polyamide-based and polyimide-based fibers and inorganic polymer fibers such as carbon fibers can be used as the core material. When the core wire is made of these inorganic or organic fibers, there is also an advantage that the trolley wire is lightened.
【００１０】[0010]
【実施例】次に、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係る低電
力損失トロリ線を示す断面図である。芯線１は、例えば
オーステナイト系ステンレス鋼（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合
金）、Ｆｅ−Ｍｎ系合金、Ｔｉ又はＴｉ合金等のよう
に、引張り強度が高い非磁性体金属材料により形成され
ている。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a low power loss trolley wire according to an embodiment of the present invention. The core wire 1 is formed of a non-magnetic metal material having high tensile strength, such as austenitic stainless steel (Fe-Ni-Cr alloy), Fe-Mn alloy, Ti or Ti alloy.
【００１１】この芯線１の周面には、無酸素銅からなる
被覆層２が設けられている。この被覆層２の上半部の両
側には、架設時に銅製の取付具で保持するための１対の
溝部２ａが設けられている。この溝部２ａにより、トロ
リ線の周面は、取付具側である小弧面側と、パンタグラ
フとの接触面側である大弧面側とに分けられる。A coating layer 2 made of oxygen-free copper is provided on the peripheral surface of the core wire 1. On both sides of the upper half of the coating layer 2, a pair of grooves 2a for holding with a copper fixture at the time of installation is provided. By this groove portion 2a, the peripheral surface of the trolley wire is divided into a small arc surface side which is a fixture side and a large arc surface side which is a contact surface side with the pantograph.
【００１２】本実施例においては、芯線１が非磁性体材
料により形成されているため、従来の銅被覆鋼トロリ線
に比して鉄損が極めて少なく、電力損失を低減できて、
送電効率が向上するという効果を奏する。また、本実施
例においては、芯線１がステンレス鋼等のように引張り
強度が高い材料により形成されているため、架線張力を
大きく設定することができ、列車の運行速度を上昇させ
ることができる。In the present embodiment, since the core wire 1 is made of a non-magnetic material, the iron loss is much smaller than that of the conventional copper-coated steel trolley wire, and the power loss can be reduced.
This has the effect of improving power transmission efficiency. In addition, in the present embodiment, since the core wire 1 is formed of a material having high tensile strength such as stainless steel, the overhead wire tension can be set to be large and the train operating speed can be increased.
【００１３】なお、芯線１は、前述の金属材料に替え
て、例えばアラミド、ポリアミド系、ポリイミド系繊維
等の有機系又はカーボンファイバー等の無機高分子系繊
維により形成されていてもよい。この場合は、上述の効
果を得ることができるのに加えて、トロリ線を軽量化で
きるという利点もある。但し、芯線１の材料の引張り強
度は、被覆層２の構成材料の引張り強度よりも大きいこ
とが必要である。The core wire 1 may be made of, for example, organic fibers such as aramid, polyamide, or polyimide fibers, or inorganic polymer fibers such as carbon fibers, instead of the above-mentioned metal material. In this case, in addition to the above effects, there is an advantage that the trolley wire can be lightened. However, the tensile strength of the material of the core wire 1 needs to be larger than the tensile strength of the constituent material of the coating layer 2.
【００１４】以下、本発明に係る低電力損失トロリ線を
実際に製造し、電力損失を調べた結果について、比較例
と比較して説明する。Hereinafter, the result of actually manufacturing the low power loss trolley wire according to the present invention and examining the power loss will be described in comparison with a comparative example.
【００１５】先ず、下記表１に示すように、芯線として
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、Ｔｉ及びポリイミド繊
維を使用して、図１に示す断面形状のトロリ線（但し、
断面積はいずれも１１０ｍｍ2 ）を製造した。なお、被
覆層は、いずれも無酸素銅である。トロリ線の直径は１
２．３４ｍｍ、芯線の直径は約８．０ｍｍである。トロ
リ線のその他の部分の寸法等は、JIS E 2101に規定され
たトロリ線と基本的に同一である。また、比較のため
に、従来の銅被覆鋼トロリ線（従来例）も用意した。そ
して、これらの実施例及び従来例のトロリ線の鉄損を調
べた。First, as shown in Table 1 below, using a stainless steel (SUS304), Ti and polyimide fiber as a core wire, a trolley wire having a cross-sectional shape shown in FIG. 1 (however,
The cross-sectional area was 110 mm 2 in each case. The coating layers are all oxygen-free copper. The diameter of the trolley wire is 1
2.34 mm, the diameter of the core wire is about 8.0 mm. The dimensions of the other parts of the trolley wire are basically the same as those of the trolley wire specified in JIS E 2101. A conventional copper-coated steel trolley wire (conventional example) was also prepared for comparison. Then, the iron loss of the trolley wire of these examples and the conventional example was examined.
【００１６】[0016]
【表１】 [Table 1]
【００１７】図２は、鉄損の試験方法を示す模式図であ
る。試験体１１は、実施例又は従来例のトロリ線であ
り、その長さは１０ｍである。この試験体１１の一端側
は、電流調整器１６を介してスイッチ１４，１５に接続
されている。このスイッチ１４，１５は夫々交流電源１
２（周波数：５０Ｈｚ）及び直流電源１３の各一方の端
子に接続されている。また、これらの交流電源１２及び
直流電源１３の各他方の端子は、電流計１７を介して試
験体１１の他方の端部に接続されている。そして、試験
体１１の両端部には電圧計１８が接続されており、試験
体１１の両端における電圧を測定できるようになってい
る。FIG. 2 is a schematic diagram showing a method for testing iron loss. The test body 11 is a trolley wire of an example or a conventional example, and its length is 10 m. One end of the test body 11 is connected to the switches 14 and 15 via the current regulator 16. These switches 14 and 15 are AC power sources 1 respectively
2 (frequency: 50 Hz) and one terminal of each of the DC power supply 13 are connected. The other terminals of the AC power supply 12 and the DC power supply 13 are connected to the other end of the test body 11 via an ammeter 17. A voltmeter 18 is connected to both ends of the test body 11 so that the voltage at both ends of the test body 11 can be measured.
【００１８】先ず、スイッチ１４を閉、スイッチ１５を
開にして、試験体１１に所定の電流値（Ａ）の交流電流
を流し、試験体１１の両端部における電位差（Ｖ）を測
定する。そして、電位差（Ｖ）を電流値（Ａ）で除し
て、試験体１１の交流抵抗（ＲAC）を求める。次に、ス
イッチ１４を開、スイッチ１５を閉にして、試験体１１
に所定の電流値（Ａ）の直流電流を流し、試験体１１の
両端部における電位差（Ｖ）を測定する。そして、電位
差（Ｖ）を電流値（Ａ）で除して、試験体１１の交流抵
抗（ＲDC）を求める。次いで、交流抵抗ＲACと直流抵抗
ＲDCとの比（交直抵抗比）ＲAC／ＲDCにより、鉄損を評
価した。この交直抵抗比が小さいほど、鉄損が少ないと
いえる。実施例及び従来例のトロリ線の各電流値におけ
る交直抵抗比を、表１に併せて示した。First, the switch 14 is closed and the switch 15 is opened, an alternating current having a predetermined current value (A) is passed through the test body 11, and the potential difference (V) at both ends of the test body 11 is measured. Then, the potential difference (V) is divided by the current value (A) to obtain the AC resistance (R AC ) of the test body 11. Next, the switch 14 is opened and the switch 15 is closed, so that the test body 11
A direct current having a predetermined current value (A) is applied to the device, and the potential difference (V) at both ends of the test body 11 is measured. Then, the potential difference (V) is divided by the current value (A) to obtain the AC resistance (R DC ) of the test body 11. Then, the iron loss was evaluated by the ratio ( AC / R ratio) R AC / R DC of the AC resistance R AC and the DC resistance R DC . It can be said that the smaller the AC / DC resistance ratio, the smaller the iron loss. Table 1 also shows the AC / DC resistance ratios of the trolley wires of Examples and Conventional Examples at each current value.
【００１９】この表１から明らかなように、従来の銅被
覆鋼トロリ線においては、例えば測定電流が１８０Ａの
場合に、交直抵抗比は約１．１と大きいものであった。
これは芯線の鉄損が大きいことに起因する。一方、実施
例１〜３においては、測定電流が１８０Ａの場合に、交
直抵抗比は約１．０１以下と小さい。このことから、本
発明に係るトロリ線は、従来のトロリ線に比して送電損
失が小さく、送電効率を向上できることが明らかであ
る。As is apparent from Table 1, in the conventional copper-coated steel trolley wire, the AC / DC resistance ratio was as large as about 1.1 when the measured current was 180 A, for example.
This is due to the large iron loss of the core wire. On the other hand, in Examples 1 to 3, when the measured current is 180 A, the AC / DC resistance ratio is as small as about 1.01 or less. From this, it is clear that the trolley wire according to the present invention has a smaller power transmission loss than the conventional trolley wire and can improve the power transmission efficiency.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る低電力
損失トロリ線は、芯線が非磁性体材料により形成されて
いるため、鉄損が極めて少なく、トロリ線に流れる電流
の変化により生じる送電電力損失を著しく抑制すること
ができて、送電効率を著しく向上させることができる。
このため、本発明に係る低電力損失トロリ線は、高速で
運行される列車に給電するトロリ線として極めて好適で
ある。As described above, in the low power loss trolley wire according to the present invention, since the core wire is formed of the non-magnetic material, the iron loss is extremely small, and the power transmission caused by the change in the current flowing through the trolley wire is achieved. Power loss can be significantly suppressed and power transmission efficiency can be significantly improved.
Therefore, the low power loss trolley wire according to the present invention is extremely suitable as a trolley wire for supplying power to a train operating at high speed.
【図１】本発明の実施例に係る低電力損失トロリ線を示
す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a low power loss trolley wire according to an embodiment of the present invention.
【図２】鉄損の試験方法を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an iron loss test method.
【図３】銅被覆鋼トロリ線を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a copper-coated steel trolley wire.
１，２１；芯線 ２，２２；被覆層 ２ａ，２２ａ；溝部 １１；試験体 １２；交流電源 １３；直流電源 １４，１５；スイッチ １６；電流調整器 １７；電流計 １８；電圧計 Reference numerals 1 and 21; core wires 2 and 22; coating layers 2a and 22a; groove portion 11; test body 12; AC power supply 13; DC power supply 14 and 15; switch 16; current regulator 17; ammeter 18; voltmeter
Claims (3)
この芯線の周囲に配置された銅又は銅合金からなる被覆
層とを有することを特徴とする低電力損失トロリ線。1. A core wire formed of a non-magnetic material,
A low power loss trolley wire, comprising: a coating layer made of copper or a copper alloy arranged around the core wire.
Ｆｅ−Ｍｎ系合金、Ｔｉ及びＴｉ合金かなる群から選択
されたいずれか１種により形成されていることを特徴と
する請求項１に記載の低電力損失トロリ線。2. The core wire is a Fe—Ni—Cr alloy,
The low power loss trolley wire according to claim 1, wherein the trolley wire is formed of any one selected from the group consisting of Fe-Mn-based alloys, Ti and Ti alloys.
り形成されていることを特徴とする請求項１に記載の低
電力損失トロリ線。3. The low power loss trolley wire according to claim 1, wherein the core wire is formed of an organic or inorganic fiber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15106094A JPH0811598A (en) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Low power-loss trolley line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15106094A JPH0811598A (en) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Low power-loss trolley line |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0811598A true JPH0811598A (en) | 1996-01-16 |
Family
ID=15510428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15106094A Pending JPH0811598A (en) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Low power-loss trolley line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811598A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7473490B2 (en) * | 2002-07-02 | 2009-01-06 | Microcell Corporation | Fuel cell structures and assemblies with channeled current collectors, and method of making the same |
| US8168350B1 (en) | 2002-07-02 | 2012-05-01 | Microcell Corporation | Fuel cell structures and assemblies with channeled current collectors, and method of making the same |
-
1994
- 1994-07-01 JP JP15106094A patent/JPH0811598A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7473490B2 (en) * | 2002-07-02 | 2009-01-06 | Microcell Corporation | Fuel cell structures and assemblies with channeled current collectors, and method of making the same |
| US8168350B1 (en) | 2002-07-02 | 2012-05-01 | Microcell Corporation | Fuel cell structures and assemblies with channeled current collectors, and method of making the same |
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