JPH11208321A - き電区分用切替セクション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中セクションの残留電荷を速やかに低減する
ことができると共に、中セクションの電圧を随意に測定
することができるき電区分用切替セクション装置を提供
する。 【解決手段】 中セクション１とレール（ほぼ接地電
位）７との間に、比較的飽和しにくい構造を持つ計測用
変圧器１３を接続する。交流電源６Ａ又は６Ｂから中セ
クション１に電力が供給されているときは、計測用変圧
器１３を流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少
ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時も、計測用
変圧器１３が電圧を分担する。これによって、放電突入
電流及び励磁突入電流を抑制できると共に、変圧器１３
の一次側巻線抵抗に放電突入電流が流れ、中セクション
１の残留電荷が低減される。中セクション１の電圧は、
計測用変圧器１３の二次側の出力電圧を電圧測定装置１
４で測定して間接的に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば新幹線鉄
道における交流き電設備としてき電突き合わせ箇所に設
置されるき電区分用切替セクション装置に関し、さらに
詳しくは、中セクションの残留電荷を低減することがで
きると共に、当該中セクションの電圧を測定することが
できるき電区分用切替セクション装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】き電区分用切替セクション装置は、２本
のき電線間に配置される中セクションと、当該中セクシ
ョンと２本の上記き電線との間にそれぞれ介設される２
個の切替交流遮断器とを備えて構成される。上記２本の
き電線にはそれぞれ異なる交流電源からの電力が供給さ
れており、電車の運行に伴って上記２個の切替交流遮断
器を予め定める順序に従って、かつ比較的短時間（３０
０ｍｓｅｃ程度）で切替えることによって、中セクショ
ンへの電力の供給と遮断とが繰返されている。このと
き、一方の切替交流遮断器を閉じて一方の交流電源から
電力を供給した後に、他方の交流電源に切替えるべく上
記一方遮断器を開いた際には、中セクションには切替遮
断時の交流電源の電圧値に対応した電荷（最大値は電源
電圧の波高値に対応した値）が残留する。この状態で他
方の切替交流遮断器を閉じると、その瞬間には上記値の
数倍の過電圧が中セクションに発生することになる。ま
た、中セクションへの電力供給の切替り頻度は、１日に
約２００回程度であり、従って切替りに伴い上記過電圧
も繰返して発生することになる。

【０００３】また上記切替交流遮断器として真空遮断器
を用いた場合、遮断器投入時に高周波再発弧振動が発生
し、これが原因で車両故障が発生することがある。この
ため、故障対策として、コンデンサと抵抗とリアクトル
等から成るＣＲ装置を設置している（特開平２−７７３
３９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ＣＲ装置は、真空
遮断器の高周波再発弧振動周期を、所定の時定数のＣ
（キャパシタ）及びＲ（抵抗）によって長くすること
で、高周波発弧振動を抑制すると共に、中セクションに
生じる過電圧を小さくし、地上機器及び車両の絶縁への
悪影響を小さくしている。しかし、中セクションの過電
圧対策は必ずしも十分ではなく、過電圧の悪影響をより
小さくするためにはＣの蓄積電荷を低減することが重要
な課題となっている。

【０００５】また、き電区分用切替セクション装置は新
幹線などの電気鉄道におけるき電突き合わせ箇所に配置
されるものであり、重要な設備である。特に、中セクシ
ョンへの電力供給の切替え時間は、一定値に収まるよう
に調整することが必要であるが、上記切替え時間の測定
は測定用の専用車両を走行させて行っており、必要なと
きに即座に測定することは困難である。そこで、中セク
ションに測定装置を常時接続しておく必要性が生じる
が、この場合は上記過電圧による測定装置への悪影響を
小さくする必要があり、この観点からも中セクションの
残留電荷の低減は重要な課題である。

【０００６】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、中セクションの
残留電荷を速やかに低減することができると共に、中セ
クションの電圧を随意に測定することができるき電区分
用切替セクション装置を提供することにある。また、本
発明の他の目的は、ＣＲ装置による高周波再発弧振動の
抑制効果を維持しつつ、ＣＲ装置のＣに蓄積された電荷
及び中セクション架線の電荷を低減することができるき
電区分用切替セクション装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１のき電区
分用切替セクション装置は、２本のき電線５Ａ、５Ｂ間
に配置される中セクション１と、上記２本のき電線５
Ａ、５Ｂにそれぞれ電力を供給する２つの交流電源６
Ａ、６Ｂからの電力を電車の進行に伴って選択的に切替
えて上記中セクション１に供給する一対の切替遮断器２
Ａ、２Ｂとを備えるき電区分用切替セクション装置にお
いて、比較的飽和しにくい構造を持ち、一次側巻線が上
記中セクション１とレール７または接地電位との間に接
続され、二次側巻線には電圧測定手段１４が接続された
計測用逓降変圧器１３を備えたことを特徴としている。

【０００８】上記請求項１のき電区分用切替セクション
装置では、通常時、即ち一対の切替遮断器２Ａ、２Ｂの
うちの一方遮断器２Ａが閉じており、一方交流電源６Ａ
からの電力が中セクションに供給されているときは、計
測用逓降変圧器１３の電磁誘導作用が中セクション１に
生じる電圧を分担しており、従って流れる励磁電流は小
さく、エネルギーロスも少ない。一方、切替遮断器２
Ａ、２Ｂの開閉時においても上記変圧器１３の電磁誘導
作用が電圧を分担するが、比較的飽和しにくい構造であ
るので、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制すること
ができる。また、放電突入電流が変圧器１３の巻線抵抗
を流れることによって、中セクション１の残留電荷を速
やかに低減することができる。そして、変圧器１３には
電圧測定手段１４が接続されているので、中セクション
１の電圧を必要な時に測定することができる。例えば、
通常時であれば、所定の電圧が中セクション１に供給さ
れているか否かを確認することができ、切替時であれば
電圧の変化のタイミングから切替遮断器２Ａ、２Ｂの切
替え時間を知ることができる。

【０００９】また請求項２のき電区分用切替セクション
装置は、上記計測用逓降変圧器１３の二次側巻線に接続
された抵抗器１２を備えたことを特徴としている。

【００１０】上記請求項２のき電区分用切替セクション
装置では、切替遮断器の開閉時においても計測用逓降変
圧器１３の電磁誘導作用が電圧を負担するが、当該変圧
器１３は比較的飽和しにくい構造であるので、飽和しな
い範囲では二次側への出力電圧が期待できる。これによ
って、二次側に接続された抵抗器１２に電流が流れ、中
セクション１の残留電荷エネルギーを消費することがで
きる。

【００１１】さらに請求項３のき電区分用切替セクショ
ン装置は、上記計測用逓降変圧器１３の一次側巻線に対
して直列に接続されたリアクトル１５を備えたことを特
徴としている。

【００１２】上記請求項３のき電区分用切替セクション
装置では、通常時は計測用逓降変圧器１３の電磁誘導作
用が中セクション１に生じる電圧を分担しており、リア
クトル１５の電磁誘導作用はほとんど電圧を分担してい
ない。従って、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロ
スも少ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時にお
いては、リアクトル１５の電磁誘導作用が中セクション
１に生じる電圧を分担するように分担電圧が変化する。
これによって、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制す
ることができる。また、計測用変圧器１３が飽和しない
範囲では二次側への出力電圧が期待でき、これによって
二次側に接続された抵抗器１２に電流が流れ、中セクシ
ョン１の残留電荷エネルギーを消費することができる。

【００１３】請求項４のき電区分用切替セクション装置
は、上記計測用逓降変圧器１３よりも飽和しにくい構造
を持ち、一次側巻線が上記計測用逓降変圧器１３の一次
側巻線に対して直列に接続され、二次側巻線には抵抗器
１２が接続された第２の変圧器１６を備えたことを特徴
としている。

【００１４】上記請求項４のき電区分用切替セクション
装置では、通常時は計測用逓降変圧器１３の電磁誘導作
用が中セクション１に生じる電圧を分担しており、第２
の変圧器１６の電磁誘導作用はほとんど電圧を分担して
いない。従って、流れる励磁電流は小さく、エネルギー
ロスも少ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時に
おいては、計測用変圧器１３は飽和して第２の変圧器１
６の電磁誘導作用が中セクション１に生じる電圧を分担
するように分担電圧が変化する。これによって、励磁突
入電流及び放電突入電流を抑制することができる。ま
た、第２の変圧器１６が飽和しない範囲では二次側への
出力電圧が期待でき、これによって二次側に接続された
抵抗器１２に電流が流れ、中セクション１の残留電荷エ
ネルギーを消費することができる。

【００１５】請求項５のき電区分用切替セクション装置
は、上記計測用逓降変圧器１３の一次側巻線に対して直
列に接続された抵抗器８を備えたことを特徴としてい
る。

【００１６】上記請求項５のき電区分用切替セクション
装置では、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては計
測用変圧器１３の一次側に直列接続された抵抗器８が、
中セクション１に生じた電圧の一部を分担するように分
担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及び放
電突入電流を抑制することができる。また、放電突入電
流が当該抵抗器８及び計測用変圧器１３の巻線抵抗に流
れることによって、中セクション１の残留電荷を速やか
に低減することができる。

【００１７】請求項６のき電区分用切替セクション装置
は、２本のき電線５Ａ、５Ｂ間に配置される中セクショ
ン１と、上記２本のき電線５Ａ、５Ｂにそれぞれ電力を
供給する２つの交流電源６Ａ、６Ｂからの電力を電車の
進行に伴って選択的に切替えて上記中セクション１に供
給する一対の切替遮断器２Ａ、２Ｂとを備えるき電区分
用切替セクション装置において、上記中セクション１と
レール７または接地電位との間に接続されたＣＲ装置３
と、上記ＣＲ装置３に並列に接続されたリアクトル４と
を備えたことを特徴としている。

【００１８】上記請求項６のき電区分用切替セクション
装置では、通常時は、中セクション１に生じる電圧はリ
アクトル４の電磁誘導作用が分担しており、従って流れ
る励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一方、
他方交流電源６Ｂに切替えるために一方遮断器２Ａを開
いたときには、リアクトル４に放電突入電流が発生し、
他方遮断器２Ｂを閉じたときは励磁突入電流が発生する
と共に、高周波再発弧振動及び残留電荷による過電圧も
発生する。つまり、遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時には中セ
クション１には通常時よりも高い電圧が発生するが、高
周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これに
よって過電圧の発生が抑制される。さらに、切替遮断器
２Ａ、２Ｂの開閉時においては、過渡現象によりリアク
トル４は飽和しやすく、リアクトル４の電磁誘導作用の
分担する電圧が低下するが、その一方でリアクトル４の
巻線抵抗が電圧を分担することによって適正な電流が流
れるため、中セクション１の残留電荷（ＣＲ装置３のＣ
の蓄積電荷及び中セクション架線の電荷）は速やかに低
減されて過電圧の発生が抑制されると共に、放電突入電
流及び励磁突入電流もある程度抑制できる。これによっ
て、中セクション１に接続される電気回路部品などへの
影響を小さくすることができる。

【００１９】請求項７のき電区分用切替セクション装置
は、上記リアクトル４に対して直列に接続されると共
に、上記リアクトル４よりも飽和しにくい構造を持つ第
２のリアクトル９を備えたことを特徴としている。

【００２０】上記請求項７のき電区分用切替セクション
装置では、通常時は、中セクション１に生じる電圧は第
１のリアクトル４の電磁誘導作用が分担しており、直列
接続された飽和しにくい構造を持つ第２リアクトル９の
電磁誘導作用はほとんど電圧を分担していない。従っ
て、流れる電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一
方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、高周波
再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによっ
て過電圧の発生が抑制される。さらに、第１のリアクト
ル４は飽和しやすく、誘動電圧が低下するが、その一方
で過渡現象により第２のリアクトル９の電磁誘導作用が
電圧を分担すると共に、第１のリアクトル４の巻線抵抗
も電圧を分担することになる。これによって適正な電流
が流れるため、中セクション１の残留電荷（ＣＲ装置３
のＣの蓄積電荷及び中セクション架線の電荷）は速やか
に低減されて過電圧の発生が抑制されると共に、放電突
入電流及び励磁突入電流も抑制できる。これによって、
中セクション１に接続される電気回路部品などへの影響
を小さくすることができる。

【００２１】請求項８のき電区分用切替セクション装置
は、上記リアクトル４よりも飽和しにくい構造を持ち、
一次側巻線が上記リアクトル４に対して直列に接続さ
れ、二次側巻線には抵抗器１２が接続された変圧器１０
を備えたことを特徴としている。

【００２２】上記請求項８のき電区分用切替セクション
装置では、通常時は、中セクション１に生じる電圧はリ
アクトル４の電磁誘導作用が分担しており、直列接続さ
れた変圧器１０の電磁誘導作用はほとんど電圧を分担し
ていない。従って、流れる電流は小さく、エネルギーロ
スも少ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時にお
いては、リアクトル４は飽和しやすく、誘動電圧が低下
するが、直列接続された変圧器１０の電磁誘導作用が電
圧を分担するように分担電圧が変化する。そのため、励
磁突入電流及び放電突入電流を抑制できる。また、高周
波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによ
って過電圧の発生が抑制される。さらに、変圧器１０が
飽和しない範囲では二次側への出力電圧が期待でき、こ
の出力電圧により二次側に接続された抵抗器１２に電流
が流れるため、変圧器１０の二次側において中セクショ
ン１の残留電荷エネルギー（ＣＲ装置３のＣの蓄積電荷
エネルギー及び中セクション架線の電荷エネルギー）を
低減して、過電圧の発生を抑制することができる。これ
によって、中セクション１に接続される電気回路部品な
どへの影響を小さくすることができる。

【００２３】請求項９のき電区分用切替セクション装置
は、上記リアクトル４に対して直列に接続された抵抗器
８を備えたことを特徴としている。

【００２４】上記請求項９のき電区分用切替セクション
装置では、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、
上記リアクトル４に対して直列接続された抵抗器８が中
セクション１に生じる電圧の一部を分担するように分担
電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及び放電
突入電流を抑制することができる。

【００２５】請求項１０のき電区分用切替セクション装
置は、２本のき電線５Ａ、５Ｂ間に配置される中セクシ
ョン１と、上記２本のき電線５Ａ、５Ｂにそれぞれ電力
を供給する２つの交流電源６Ａ、６Ｂからの電力を電車
の進行に伴って選択的に切替えて上記中セクション１に
供給する一対の切替遮断器２Ａ、２Ｂとを備えるき電区
分用切替セクション装置において、上記中セクション１
とレール７または接地電位との間に接続されたＣＲ装置
３と、一次側巻線が上記ＣＲ装置３に並列に接続され、
二次側巻線には抵抗器１２が接続された変圧器１０とを
備えたことを特徴としている。

【００２６】上記請求項１０のき電区分用切替セクショ
ン装置では、通常時は変圧器１０の電磁誘導作用が中セ
クション１に生じる電圧を分担しており、従って流れる
励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一方、切
替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、変圧器１０の
巻線抵抗が中セクション１に生じる電圧を分担するよう
に分担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及
び放電突入電流を抑制することができる。また、高周波
再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによっ
て過電圧の発生が抑制される。さらに、変圧器１０の二
次側への出力電圧によって、二次側に接続された抵抗器
１２に電流が流れるため、変圧器１０の二次側において
中セクション１の残留電荷エネルギー（ＣＲ装置３のＣ
の蓄積電荷エネルギー及び中セクション架線の電荷エネ
ルギー）を低減して、過電圧の発生を抑制することがで
きる。尚、この場合は、過渡時の励磁突流がやや大きく
なるが、変圧器１０の諸元を適切に検討することで、信
頼性の高いシステム設計が可能となる。

【００２７】請求項１１のき電区分用切替セクション装
置は、上記変圧器１０の一次側巻線に対して直列に接続
された第２の抵抗器８を備えたことを特徴としている。

【００２８】上記請求項１１のき電区分用切替セクショ
ン装置では、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時において
は、上記変圧器１０の一次側に直列接続された抵抗器８
が、中セクション１に生じる電圧の一部を分担するよう
に分担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及
び放電突入電流を抑制することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】次にこの発明のき電区分用切替セ
クション装置の具体的な実施の形態について、図面を参
照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する各実施形
態において、同一の構成には同一の参照符号を付すこと
によって詳細な説明は省略する。

【００３０】図１は、本発明の第１実施形態の構成を示
す回路図である。中セクション１は、２本のき電線５
Ａ、５Ｂの間に配置されている。き電線５Ａには、３０
ｋＶの交流電源６Ａからの電力が常時供給され、き電線
５Ｂには、同様に３０ｋＶの交流電源６Ｂからの電力が
常時供給されている。また、２つの交流電源６Ａ、６Ｂ
からの電力はそれぞれ切替遮断器２Ａ、２Ｂにも与えら
れており、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉によっていずれ
か一方の電力が中セクション１に供給される。尚、切替
遮断器２Ａ、２Ｂをき電線５Ａ、５Ｂと中セクション１
との間にそれぞれ介設し、き電線５Ａ、５Ｂを介して交
流電源６Ａ、６Ｂからの電力を中セクション１に供給す
るようにしてもよい。中セクション１とほぼ接地電位で
あるレール７との間には、ＣＲ装置３と計測用変圧器１
３が並列に接続されている。ＣＲ装置３は、直列接続さ
れたコンデンサＣ及びリアクトルＬと、これらに対して
それぞれ並列接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２とを備え、真空
遮断器で実現される切替遮断器２Ａ、２Ｂの高周波再発
弧振動周期を長くすることで高周波再発弧振動を抑制す
ると共に、中セクション１に生じる過電圧を小さくし、
地上機器及び車両の絶縁への悪影響を小さくする。計測
用変圧器１３は、比較的飽和しにくい構造で実現された
逓降変圧器であり、二次側に電圧測定装置１４が接続さ
れており、後述する動作によって中セクション１の残留
電荷を低減する。本発明のき電区分用切替セクション装
置は、中セクション１、切替遮断器２Ａ、２Ｂ、ＣＲ装
置３、計測用変圧器１３を含んで構成されるが、ＣＲ装
置３はなくてもよい。

【００３１】まず、き電区分用切替セクション装置にお
ける中セクション１への電力供給動作を説明する。電車
は、き電線５Ａから中セクション１に進入し、き電線５
Ｂへ通過するものとする。電車進入待機状態では、切替
遮断器２Ａが閉じており、切替遮断器２Ｂは開いてい
る。従って、この状態では中セクション１には交流電源
６Ａからの電力が供給されている。今、電車が中セクシ
ョン１に進入完了すると、切替遮断器２Ａを開く。その
後、一定時間（３００ｍｓｅｃ程度）経過後に、切替遮
断器２Ｂを閉じる。従って、この状態では、中セクショ
ン１には交流電源６Ｂからの電力が供給されている。電
車が中セクション１を通過してき電線５Ｂに進入完了す
ると、切替遮断器２Ｂを開き、さらに一定時間経過後に
切替遮断器２Ａを閉じて、電車進入待機状態に復帰す
る。尚、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉制御は、図示しな
い制御手段からの切替信号に基づいて行われる。

【００３２】次に、計測用変圧器１３の作用を説明す
る。通常時は中セクション１に生じる電圧は変圧器１３
の電磁誘導作用が分担している。また、変圧器１３の二
次側に出力された電圧は、電圧測定装置１４によって測
定されるが、電流はほとんど流れない。従って、通常時
では、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少な
い。

【００３３】一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時は、
飽和しにくい構造の計測用変圧器１３の電磁誘導作用が
電圧を分担する。そのため、放電突入電流及び励磁突入
電流を抑制できる。また、放電突入電流が変圧器１３の
一次側の巻線抵抗を流れることによって、中セクション
１の残留電荷を低減することができる。

【００３４】以上のように本実施の形態によれば、非常
に簡易な構成で中セクション１の残留電荷の低減を実現
することができる。また、通常時に変圧器１３を流れる
電流は少なく、従って発熱が少なく、省エネルギー性に
優れると共に、部品の寿命も長くなりメンテナンス上も
有利である。さらに、可動部分がないため騒音が少な
く、また可動部分の保守、交換等を行う必要がなく、メ
ンテナンスコストを削減することができる。

【００３５】また、電圧測定装置１４を接続したことに
よって、中セクション１の電圧を必要な時に測定できる
ようになる。例えば、通常時であれば中セクション１に
交流電源６Ａ、６Ｂから所定の電力（電圧）が供給され
ているか否かを確認することができ、切替遮断器２Ａ、
２Ｂの開閉時であれば中セクション１に生じる電圧が変
化するタイミングを読取ることによって遮断器２Ａ、２
Ｂの切替え時間を知ることができる。

【００３６】図２は、図１に示す第１実施形態の変形例
を示す回路図である。この変形例は、抵抗器８を変圧器
１３の一次側巻線に対して直列に接続している。これに
よって、回路定数の調整を行うことができる。また、切
替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時に中セクション１に生じる
電圧の一部を分担することによって電流が流れ、放電突
入電流と励磁突入電流の抑制、及び中セクション１の残
留電荷の低減に寄与することができる。

【００３７】図３は、本発明の第２実施形態を示す回路
図である。第２実施形態の構成は、図１に示す第１実施
形態の構成において、計測用変圧器１３の二次側に制御
装置１１を介在して抵抗器１２を接続したものである。
第２実施形態では、通常時は、中セクション１に生じる
電圧は変圧器１３の電磁誘導作用が分担している。ま
た、変圧器１３の二次側に出力された電圧は、電圧測定
装置１４によって測定されるが、制御装置１１によって
遮断されて抵抗器１２には与えられないので、電流はほ
とんど流れない。従って、通常時では、流れる励磁電流
は小さく、エネルギーロスも少ない。

【００３８】一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時の動
作は、基本的には上記第１実施形態と同じである。さら
に、第２実施形態では、飽和しにくい構造の計測用変圧
器１３を用いているので、飽和しない範囲では二次側へ
の出力電圧が期待できる。従って、この出力電圧を抵抗
器１２に与えて電流を流すことによって、中セクション
１の残留電荷エネルギーを消費することができる。

【００３９】以上のように第２実施形態においても、第
１実施形態と同様の効果が得られる。また、図４に示す
変形例のように、計測用変圧器１３の一次側巻線に対し
て直列に抵抗器８を接続してもよい。この抵抗器８の役
割は、図２の場合と同じである。

【００４０】図５は、本発明の第３実施形態を示す回路
図である。第３実施形態の構成は、図３に示す第２実施
形態の構成において、計測用変圧器１３の一次側巻線に
対して直列にリアクトル１５を接続したものである。リ
アクトル１５は、変圧器１３よりも飽和しにくい構造で
構成されている。第３実施形態における通常時の動作
は、中セクション１に生じる電圧は主として変圧器１３
の電磁誘導作用が分担し、リアクトル１５の電磁誘導作
用はほとんど分担していないので、上述の第２実施形態
の場合と同様である。

【００４１】一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時の動
作は、過渡現象によって変圧器１３は飽和しやすく、分
担する電圧が低下するが、これに代わって飽和しにくい
構造のリアクトル１５の電磁誘導作用が電圧を分担する
ように分担電圧が変化する。従って、放電突入電流及び
励磁突入電流を抑制することができる。また、変圧器１
３が飽和しない範囲では、二次側への出力電圧が期待で
きるので、当該出力電圧を抵抗器１２に与えて電流を流
すことによって、中セクション１の残留電荷エネルギー
を消費することができる。

【００４２】以上のように第３実施形態においても、第
１実施形態と同様の効果が得られる。また、図６に示す
変形例のように、計測用変圧器１３の一次側巻線に対し
て直列に抵抗器８を接続してもよい。この抵抗器８の役
割は、図２の場合と同じである。

【００４３】図７は、本発明の第４の実施形態を示す回
路図である。第４実施形態の構成は、図１に示す第１実
施形態の構成において、計測用変圧器１３に対して直列
に別の変圧器１６を接続したものである。変圧器１６
は、逓降変圧器であり、変圧器１３よりも飽和しにくい
構造で実現され、その二次側には抵抗器１２が接続され
ている。第４実施形態における通常時の動作は、中セク
ション１に生じる電圧は主として変圧器１３の電磁誘導
作用が分担し、変圧器１６の電磁誘導作用はほとんど分
担しないので、抵抗器１２に電流はほとんど流れず、上
述の第１実施形態の場合と同様である。

【００４４】一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時は、
過渡現象によって変圧器１３は飽和しやすく、分担する
電圧が低下するが、これに代わって飽和しにくい構造の
変圧器１６の電磁誘導作用が電圧を分担するように分担
電圧が変化する。従って、放電突入電流及び励磁突入電
流を抑制することができる。また、変圧器１６が飽和し
ない範囲では、二次側への出力電圧が期待できるので、
当該出力電圧は抵抗器１２に与えられて電流が流れるの
で、中セクション１の残留電荷エネルギーを消費するこ
とができる。

【００４５】以上のように第４実施形態においても、第
１実施形態と同様の効果が得られる。また、図８に示す
変形例のように、計測用変圧器１３の一次側巻線に対し
て直列に抵抗器８を接続してもよい。この抵抗器８の役
割は、図２の場合と同じである。

【００４６】図９は、本発明の第５実施形態の構成を示
す回路図である。第５実施形態の構成は、図１に示す第
１実施形態の構成において、計測用変圧器１３に代えて
リアクトル４を接続したものである。このリアクトル４
は、そのインピーダンスが、高周波再発弧振動の周波数
に対してはＣＲ装置３のインピーダンスよりも大きいも
のが用いられる。第５実施形態では、通常時は、中セク
ション１に生じる電圧はリアクトル４の電磁誘導作用が
分担している。この状態では、流れる励磁電流は小さ
く、エネルギーロスも少ない。

【００４７】一方、電力供給を切替えるために閉じてい
る切替遮断器２Ａ又は２Ｂを開くと、過渡現象によって
リアクトル４は飽和しやすく、リアクトル４の電磁誘導
作用の分担する電圧が低下し、かつ放電突入電流が発生
する。このときは、リアクトル４の巻線抵抗が電圧を分
担することになり、適正な電流が流れる。この電流が流
れることによって、中セクション１の残留電荷が速やか
に低減されると共に、放電突入電流も抑制することがで
きる。続いて、中セクション１に電力を供給するために
切替遮断器２Ｂ又は２Ａを閉じるとき、切替遮断器に生
じる高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、
過電圧の発生が抑制される。また、過渡現象によってリ
アクトル４は飽和しやすく、リアクトル４の電磁誘導作
用の分担する電圧が低下し、かつ、励磁突入電流が発生
するが、このときも、上記と同様にリアクトル４の巻線
抵抗が電圧を分担することになり、適正な電流が流れ
る。この電流が流れることによって、励磁突入電流を抑
制することができる。また、中セクション１の残留電荷
は、切替遮断器２Ａ又は２Ｂを開いたときにかなり低減
されており、さらに上述したリアクトル４の巻線抵抗に
流れる電流は中セクション１の電圧を下げる方向に働く
ので、切替遮断器２Ｂ又は２Ａを閉じたときでも過電圧
は発生しないか、あるいは発生しても従来に比べてかな
り低減される。

【００４８】以上のように第５実施形態においても、第
１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、図１０に
示す変形例のように、リアクトル４に対して直列に抵抗
器８を接続してもよい。この抵抗器８の役割は、図２の
場合と同じである。尚、切替遮断器２Ａ、２Ｂに高周波
再発弧振動が生じない場合、あるいは生じても地上機器
等への影響が少ない場合は、ＣＲ装置３は不要であり、
リアクトル４単独でもよい。

【００４９】図１１は、本発明の第６実施形態の構成を
示す回路図である。第６実施形態の構成は、図９に示す
第５実施形態の構成において、リアクトル９をリアクト
ル４に対して直列に接続したものである。リアクトル９
は、リアクトル４よりも飽和しにくい構造で実現されて
いる。第６実施形態では、通常時は、中セクション１に
生じる電圧はリアクトル４の電磁誘導作用が主に分担
し、リアクトル９の電磁誘導作用はほとんど分担してい
ない。この状態では、流れる励磁電流は小さく、エネル
ギーロスも少ない。

【００５０】一方、切替遮断器２Ａ又は２Ｂの開閉時
は、過渡現象によってリアクトル４は飽和しやすく、分
担する電圧が低下するが、これに代わってリアクトル９
の電磁誘導作用が電圧を分担するようになる（リアクト
ル４の巻線抵抗も電圧の一部を分担する）。これによっ
て、放電突入電流及び励磁突入電流を抑制することがで
きる。また、切替遮断器２Ａ又は２Ｂを開いたときに放
電突入電流が流れることによって、中セクション１の残
留電荷を低減することができる。従って、切替遮断器２
Ａ又は２Ｂを閉じたときに発生する過電圧を従来に比べ
て低くすることができる。さらに、切替遮断器に生じる
高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これ
によっても過電圧の発生が抑制される。

【００５１】以上のように第６実施形態においても、第
５実施形態と同様の効果が得られる。また、図１２に示
す変形例のように、抵抗器８をリアクトル４に対して直
列に接続しても良い。抵抗器８の役割は、図２の場合と
同じである。

【００５２】図１３は、本発明の第７実施形態の構成を
示す回路図である。第７実施形態の構成は、図５に示す
第５実施形態の構成において、変圧器１０、制御装置１
１、抵抗器１２を付加したものである。変圧器１０は、
リアクトル４よりも飽和しにくい構造で実現された逓降
変圧器であり、一次側巻線がリアクトル４に対して直列
に接続され、二次側巻線には制御装置１１を介在して抵
抗器１２が接続される。制御装置１１は、必要に応じて
抵抗器１２に電流を流すための装置である。

【００５３】第７実施形態では、通常時は、中セクショ
ン１に生じる電圧はリアクトル４の電磁誘導作用が主に
分担し、変圧器１０の電磁誘導作用はほとんど分担して
いない。また、変圧器１０の二次側に出力された電圧
は、制御装置１１によって遮断されて抵抗器１２には与
えられず、電流は流れない。従って、通常時では、流れ
る励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。

【００５４】一方、切替遮断器２Ａ又は２Ｂの開閉時
は、過渡現象によってリアクトル４は飽和しやすく、分
担する電圧が低下するが、これに代わって変圧器１０の
電磁誘導作用が電圧を分担するようになる。これによっ
て、放電突入電流及び励磁突入電流を抑制することがで
きる。従って、リアクトル４に過大な電流が流れること
を抑えることができ、電磁的及び熱的なストレスが緩和
され、寿命が長くなる。また、切替遮断器２Ａ又は２Ｂ
を開いたときに、変圧器１０の二次側に出力される電圧
を抵抗器１２に与えて電流を流すことによって、中セク
ション１の残留電荷エネルギーを消費することができ
る。従って、切替遮断器２Ａ又は２Ｂを閉じたときに発
生する過電圧を従来に比べて低くすることができる。さ
らに、切替遮断器に生じる高周波再発弧振動はＣＲ装置
３によって抑制され、これによっても過電圧の発生が抑
制される。

【００５５】以上のように第７実施形態においても、第
５実施形態と同様の効果が得られる。また、図１４に示
す変形例のように、抵抗器８をリアクトル４に対して直
列に接続してもよい。抵抗器８の役割は、図２の場合と
同じである。

【００５６】図１５は、本発明の第８実施形態の構成を
示す回路図である。第８実施形態の構成は、図１３に示
す第７実施形態において、リアクトル４を取り除いたも
のである。第８実施形態では、通常時は、中セクション
１に生じる電圧は変圧器１０の電磁誘導作用が分担して
いる。また、変圧器１０の二次側に出力された電圧は、
制御装置１１によって遮断されて抵抗器１２には与えら
れず、電流は流れない。従って、通常時では、流れる励
磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。

【００５７】一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時は、
過渡現象によって変圧器１０は飽和しやすく、分担する
電圧が低下するが、これに代わって変圧器１０の一次側
の巻線抵抗が電圧を分担するように変化する。従って、
この巻線抵抗に電流が流れることによって、放電突入電
流及び励磁突入電流を抑制することができる。これによ
って、変圧器１０に過大な電流が流れることを抑えるこ
とができ、電磁的及び熱的なストレスが緩和され、寿命
が長くなる。また、切替遮断器２Ａ、２Ｂを開いたとき
に、変圧器１０の二次側に出力される電圧を抵抗器１２
に与えて電流を流すことによって、中セクション１の残
留電荷エネルギーを消費することができる。尚、放電突
入電流が流れることも、中セクション１の残留電荷を低
減することに寄与する。従って、切替遮断器２Ａ又は２
Ｂを閉じたときに発生する過電圧を従来に比べて低くす
ることができる。さらに、切替遮断器に生じる高周波再
発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによって
も過電圧の発生が抑制される。

【００５８】以上のように第８実施形態においても、第
５実施形態と同様の効果が得られる。尚、第８実施形態
では、過渡現象によって発生する突流がやや大きくなる
が、変圧器１０の諸元を適切に設計することで、信頼性
の高いシステム設計が可能となる。また、図１６に示す
変形例のように、抵抗器８を変圧器１０の一次側に対し
て直列に接続してもよい。この抵抗器８の役割は、図２
の場合と同じである。

【００５９】以上この発明の具体的な実施の形態につい
て説明したが、この発明は上記形態に限定されるもので
はなく、この発明の範囲内で種々変更して実施すること
ができる。例えば、主となるリアクトル４と直列接続さ
れたリアクトル９及び計測用変圧器１３とリアクトル１
５を別々のものとして説明したが、１タンク内に両方を
組込むこともできるし、さらに鉄心の構成によっては１
個のものとして構成することができる。また、計測用変
圧器１３と抵抗器１２及び変圧器１６と抵抗器１２につ
いても、別々のものとして説明したが、１タンク内に両
方を組込むこともできる。

【００６０】さらに抵抗器８、１２は、単純な抵抗器で
あってもよいし、パワーエレクトロニクスによるチョッ
ピング作用で電流調整するものでもよく、その他放電抵
抗の電流調整機能と同等の機能を有するものであればよ
い。また、制御装置１１は、単純な入り切りを制御する
装置やチョッピング作用で電流調整を制御するものでも
よく、その他抵抗の電流調整制御機能と同等の機能を有
するものであればよい。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明のき電区分用切替セ
クション装置によれば、簡易な構成で中セクションの残
留電荷を速やかに低減することができる。即ち、本発明
のき電区分用切替セクション装置は、通常時は主となる
リアクトルや変圧器等の電磁誘導作用が電圧を分担して
おり、流れる励磁電流もエネルギーロスも少なく、一
方、切替遮断器が開いて中セクションへの電力供給が遮
断された時は、過渡現象によって主となるリアクトル等
が飽和して分担電圧が低下し、これに伴って直列接続さ
れた他の飽和しにくいリアクトル等の電磁誘導作用や抵
抗分が電圧を分担し、適正な電流が流れるという特性を
有する。従って、例えば開閉器及びそれを制御する制御
装置などが不要であり、コンパクトなシステム構成が可
能である。また、必要なタイミングで電圧低減機能が自
動的に機能する自動化システムを実現することができ
る。さらに、通常時の発熱が少なく、省エネルギー性に
優れると共に部品寿命が長くなり、メンテナンス上も有
利である。そして、ほとんど可動部分のない静的な装置
であるので、騒音が少なく、可動部分の保守、交換作業
がほとんど不要であり、メンテナンスコストが安価にな
る。さらに、変圧器の二次側に抵抗器を接続した構成で
は、低圧側に負荷として機能する抵抗器が配置されるた
め、特高側での発熱がないので特高側機器の劣化が防止
され、装置の信頼性が高くなる。以上の点から、多頻度
で使用される状況下でも高い信頼性を維持することがで
きる。

【００６２】また請求項１〜請求項５のいずれかのき電
区分用切替セクション装置によれば、中セクションの電
圧を随意に地上側で簡易に測定することができる。

【００６３】さらに請求項６〜請求項１１のいずれかの
き電区分用切替セクション装置によれば、ＣＲ装置によ
る高周波再発弧振動の抑制効果を維持しつつ、ＣＲ装置
のＣに蓄積された電荷等、即ち中セクションの残留電荷
を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す回路図である。

【図２】上記第１実施形態の変形例を示す回路図であ
る。

【図３】本発明の第２実施形態を示す回路図である。

【図４】上記第２実施形態の変形例を示す回路図であ
る。

【図５】本発明の第３実施形態を示す回路図である。

【図６】上記第３実施形態の変形例を示す回路図であ
る。

【図７】本発明の第４実施形態を示す回路図である。

【図８】上記第４実施形態の変形例を示す回路図であ
る。

【図９】本発明の第５実施形態を示す回路図である。

【図１０】上記第５実施形態の変形例を示す回路図であ
る。

【図１１】本発明の第６実施形態を示す回路図である。

【図１２】上記第６実施形態の変形例を示す回路図であ
る。

【図１３】本発明の第７実施形態を示す回路図である。

【図１４】上記第７実施形態の変形例を示す回路図であ
る。

【図１５】本発明の第８実施形態を示す回路図である。

【図１６】上記第８実施形態の変形例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 中セクション ２Ａ 切替遮断器 ２Ｂ 切替遮断器 ３ ＣＲ装置 ４ リアクトル ５Ａ き電線 ５Ｂ き電線 ６Ａ 交流電源 ６Ｂ 交流電源 ７ レール ８ 抵抗器 ９ リアクトル １０ 変圧器 １１ 制御装置 １２ 抵抗器 １３ 計測用変圧器 １４ 電圧測定装置 １５ リアクトル １６ 変圧器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常藤 敏男 大阪府大阪市北区芝田二丁目４番24号 西 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 柴川 久光 兵庫県西宮市大社町10番45号 株式会社指 月電機製作所内 (72)発明者 島田 一郎 兵庫県西宮市大社町10番45号 株式会社指 月電機製作所内 (72)発明者 西川 敏明 兵庫県西宮市大社町10番45号 株式会社指 月電機製作所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２本のき電線（５Ａ）（５Ｂ）間に配置
   される中セクション（１）と、上記２本のき電線（５
   Ａ）（５Ｂ）にそれぞれ電力を供給する２つの交流電源
   （６Ａ）（６Ｂ）からの電力を電車の進行に伴って選択
   的に切替えて上記中セクション（１）に供給する一対の
   切替遮断器（２Ａ）（２Ｂ）とを備えるき電区分用切替
   セクション装置において、比較的飽和しにくい構造を持
   ち、一次側巻線が上記中セクション（１）とレール
   （７）または接地電位との間に接続され、二次側巻線に
   は電圧測定手段（１４）が接続された計測用逓降変圧器
   （１３）を備えたことを特徴とするき電区分用切替セク
   ション装置。
2. 【請求項２】 上記計測用逓降変圧器（１３）の二次側
   巻線に接続された抵抗器（１２）を備えたことを特徴と
   する請求項１のき電区分用切替セクション装置。
3. 【請求項３】 上記計測用逓降変圧器（１３）の一次側
   巻線に対して直列に接続されたリアクトル（１５）を備
   えたことを特徴とする請求項２のき電区分用切替セクシ
   ョン装置。
4. 【請求項４】 上記計測用逓降変圧器（１３）よりも飽
   和しにくい構造を持ち、一次側巻線が上記計測用逓降変
   圧器（１３）の一次側巻線に対して直列に接続され、二
   次側巻線には抵抗器（１２）が接続された第２の変圧器
   （１６）を備えたことを特徴とする請求項１のき電区分
   用切替セクション装置。
5. 【請求項５】 上記計測用逓降変圧器（１３）の一次側
   巻線に対して直列に接続された抵抗器（８）を備えたこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかのき電区
   分用切替セクション装置。
6. 【請求項６】 ２本のき電線（５Ａ）（５Ｂ）間に配置
   される中セクション（１）と、上記２本のき電線（５
   Ａ）（５Ｂ）にそれぞれ電力を供給する２つの交流電源
   （６Ａ）（６Ｂ）からの電力を電車の進行に伴って選択
   的に切替えて上記中セクション（１）に供給する一対の
   切替遮断器（２Ａ）（２Ｂ）とを備えるき電区分用切替
   セクション装置において、上記中セクション（１）とレ
   ール（７）または接地電位との間に接続されたＣＲ装置
   （３）と、上記ＣＲ装置（３）に並列に接続されたリア
   クトル（４）とを備えたことを特徴とするき電区分用切
   替セクション装置。
7. 【請求項７】 上記リアクトル（４）に対して直列に接
   続されると共に、上記リアクトル（４）よりも飽和しに
   くい構造を持つ第２のリアクトル（９）を備えたことを
   特徴とする請求項６のき電区分用切替セクション装置。
8. 【請求項８】 上記リアクトル（４）よりも飽和しにく
   い構造を持ち、一次側巻線が上記リアクトル（４）に対
   して直列に接続され、二次側巻線には抵抗器（１２）が
   接続された変圧器（１０）を備えたことを特徴とする請
   求項６のき電区分用切替セクション装置。
9. 【請求項９】 上記リアクトル（４）に対して直列に接
   続された抵抗器（８）を備えたことを特徴とする請求項
   ６〜請求項８のいずれかのき電区分用切替セクション装
   置。
10. 【請求項１０】 ２本のき電線（５Ａ）（５Ｂ）間に配
    置される中セクション（１）と、上記２本のき電線（５
    Ａ）（５Ｂ）にそれぞれ電力を供給する２つの交流電源
    （６Ａ）（６Ｂ）からの電力を電車の進行に伴って選択
    的に切替えて上記中セクション（１）に供給する一対の
    切替遮断器（２Ａ）（２Ｂ）とを備えるき電区分用切替
    セクション装置において、上記中セクション（１）とレ
    ール（７）または接地電位との間に接続されたＣＲ装置
    （３）と、一次側巻線が上記ＣＲ装置（３）に並列に接
    続され、二次側巻線には抵抗器（１２）が接続された変
    圧器（１０）とを備えたことを特徴とするき電区分用切
    替セクション装置。
11. 【請求項１１】 上記変圧器（１０）の一次側巻線に対
    して直列に接続された第２の抵抗器（８）を備えたこと
    を特徴とする請求項１０のき電区分用切替セクション装
    置。