JPS584640A - 直流電気鉄道における電食防止装置 - Google Patents

直流電気鉄道における電食防止装置

Info

Publication number
JPS584640A
JPS584640A JP10213581A JP10213581A JPS584640A JP S584640 A JPS584640 A JP S584640A JP 10213581 A JP10213581 A JP 10213581A JP 10213581 A JP10213581 A JP 10213581A JP S584640 A JPS584640 A JP S584640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
rail
substation
balancer
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10213581A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5929446B2 (ja
Inventor
Ryozo Hihara
日原 良造
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.)
TSURUI MASUROU
Original Assignee
TSURUI MASUROU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TSURUI MASUROU filed Critical TSURUI MASUROU
Priority to JP10213581A priority Critical patent/JPS5929446B2/ja
Publication of JPS584640A publication Critical patent/JPS584640A/ja
Publication of JPS5929446B2 publication Critical patent/JPS5929446B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M5/00Arrangements along running rails or at joints thereof for current conduction or insulation, e.g. safety devices for reducing earth currents

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電気鉄道における帰線電流軽減装置に係わ
り、その・目的とするところは帰線電流の軽減を可能な
らしめて帰線(レール)から大地に漏れる迷走電流によ
り発生する電食すなわち電カケープル、通信ケーブル、
ガス管、水道管等の地中に埋設しである金属体が電気分
解作用を受けて穴があく現象を防止するにある。
すなわち本発明の特徴とするところは、架線とレールと
別線を具え、架線とレール間およびレールと別線間に同
方向直流電圧が加わるように変電所と接、読し、各閉そ
く区間にインバータとバラノサχ接伏してレールを中性
線とする拳相3線式回路乞形成して、電車からレールへ
流電 れる電流をバランサにより自動制御される適宜な
割合で変電所側とインバータ側へ分流することにある。
もう7つの特徴は電車に流れるb電流を変電所側とイン
バータ側へほぼ一電流ずつ分流するコ ようにバランサにより自動部]御するところにある。
現在の電気鉄道は架空学線式乞採用し、レールン電東′
1流の帰線として使用している。レールは大地に対しで
ある程度の接地抵抗を持つが絶縁されていないので、レ
ールを流れる電流の一部は地中を流れる。
この場合第7図のようにレール(1)に近接して埋設物
(2)が存在すると、漏れ電流(3)は埋設物(2)に
流入し、電鉄の変電所(4)付近で流出してレール(1
)に帰流する。電流の流出箇所ではレール(1)側にも
埋設物(2)側にも電食(5)か発生する。
電気鉄道には直流式と交流式とがあるが、交流の場合漏
れ電流による電食はアルミニウムを除いて電食係数が非
常に小さいため、その電食量は殆んど問題にならないが
、直流の場合は、第1図のように変電所(4)で交流を
直流に変換し、その正側乞き電−線(6)及びトロリー
線(7)の架線側へ、負側乞レール(1)の帰線側へ接
続して電車(8)へ電気ン送る′f!電回路か構成され
ており、電車f81 K +5!扛る電流工×電車の数
すなわち第1図ではコニの電流が流nて大きな迷走電流
乞発生する欠点があった。
かかる電食を防止するために従来実施さ扛ている防食法
として直接、選沢、強制排流法又は流電陽極法又は外部
電源方式の也気的防食法又は被覆、塗装方式があり両者
を併用しているのが実情である。
しかしなから、これらは何れも電気鉄道から流れ出た漏
れ電流の影響ン碓力おさえることにより電食を防止する
という所謂受は前約な防食対策であって、高価な装置設
備、入念な維持管理ケ必要とするうえ他施設への干渉の
虞もあり、防食防止も未だ十分とは云えなかった。
本発明はかかる実情に鑑み、レールに醒流馨流さなけれ
ば電食は発生しないという積極的な考え方Z基として研
究した結果、レールに流電る帰線電流の軽減乞可能にし
て電食7十分に防止できる部組電流軽減装置の開発に成
功しここに出願するに到ったものである。
次に本発明の構成および作用Z例示図面により詳述する
第2図のように、架線(11)とレール+121と別線
Q31を具え、架線OJとレール02問およびレール0
21と別線03)間に同方向直流電圧Q4)(/4!a
)が加わるように変電所0ωと接続し、各閉そく区間a
にインバ−タ側側 線とする拳相3線式回路ン形成して、電車+181から
レールO2へ流れるルミ流ンノ;ランサ0ηにより自動
制御される適宜な割合で変電所(15)側とインバータ
06)側へ分流せしめる。
第3図は本発明装置の基本的な回路を示している。すな
わち本来の電気鉄道の直流部分に別線0ロq本設け、別
線03)と架線(1間には別線(13)と中性線03間
の2倍の電圧が力Iわるようにし、さらにこれ乞インバ
ータ(16)によって直m’v交流に変換し、1相31
1)式回路によるバランサ(1万馨使った、不平衡負荷
における磁圧平衡効果ン用いて、交流部分を制御するこ
とにより、電鉄部分の線路電流すなわち直流部分の中性
朦電流乞自由自在に操作できるようになしたものである
檗相3WI式回路は嘔相′2線弐コ回線の接地型mを共
用し、中性線には電流か互いに打ち消し合うように流れ
るものであり、したがって畦相2線式と対地電圧ン同じ
にしたまま雷、圧ンコ倍に昇圧したこととなり負荷平衡
時の電圧降下および電圧損失を//ダに軽減でき経済的
メリットがある。
又バランサ(17)は畦相3線′式低圧Sにおける負荷
不平衡によ゛る線路電圧の不平衡乞補償するための電圧
補償器であるが、同時に中性線の断線や中性線と電圧源
との短絡による電圧異常上昇の抑止にも役立つ。
又バランサ(17)は巻数比が/・:/の単巻変、圧器
等でありこれによって中性線電流を吸い上げる、もので
あるから電流容量の大きいものが望ましい。
第3゛図に示すよ゛うにレール電流の一部はバランサ0
7)に流入して軽減されることになり、スランダツク(
/7a)Y!整することによってバランサ0力のタップ
が自由に変えらtL、それによって負荷電流ケ全てバラ
ンサ(171に吸い上げることが可能である。つ″1v
負fi遊流に等しい定格の)(ランサl設けることによ
りレール電流を零にすることが可能になる。
次に第tI図の回路7用いて行なった本発明の実峻例を
示す。
第ダ崗において、三線式の上側が架線旧)、中ff1l
IがレールO3、下仲が新たに設けた別線03)、負荷
R,R,が電車時に相当する。バッチ’J −(15a
)は/2Vヶ用い変電所(151yr示す。
又バッテリー電圧を一定に保つ必要があるため充電しな
がら実験を行った。その場合無負、荷電圧が高くなって
/2V)(ソテリー(15a)か/ 5V以上になって
インバータ[161′F7−破損する虞があるためバッ
チ’J−(15a)の隣f)VC可変抵抗α口1続△ インバータ(16)以降の交流部分すは別線(13]と
ともに新たに設けるもので、この交流部分す乞制御する
ことによって直流部分の中性線電流乞軽減しようという
ものである。すなわちイ′ンノ;−タ(16)によって
直流を交流に変換し第3スライタツ′りf′)CjY調
整して交流部分の電圧乞変えノ(ランサ07)による電
圧平衡効果によって不平衡分、lit流をコントロール
し、直流部分の中性線電流乞ノ(ランサ0力に吸い上げ
、線路電流乞軽減するものである。なお戚抗は全てθ/
Ωを用いた0実験は負荷が7個(島のみ)の場合と2個
(R+−R1)の場合の2通りについて次のように行な
った。
■ 負荷を投入しインバータ□6)Fオンにしたのち、
インバータ(161/ 、 2の出刃電圧が一定かつ同
じになるようにしてバランサを接続しない場合の各計器
の値を読む。
(す次にバランサQ7)を投入し第3スライダツクf2
1)は調整しない場合の各計器の値を読む。
■ 次にバランサaηは投入したままで第3スライダツ
ク■Ym整してバランサ0ηのタップ電圧を変え、線路
電流を軽減した場合の各計器の値ン読ンr0 表−/ (負荷が7個の場合) 工、→0とは疎略電流工、〆が零になるようにスライダ
ックを調整したという意味である。表記上−は測定でき
ない程小さいことを示している。
表−コ (負荷か2個の場合) 以上のように交流回路を制御することによって直流部分
の喋略屯流馨自白に操作し疎略電流x、、 Is、 I
y Y零にすることができた。
次に帰線電流軽減の割合ビ考慮する必要かある。すなわ
ちレール02に流れる電流はどんな割合にでも軽減する
ことが可能であるが、変電所側の線路電流ンいくら軽減
できたとしても、電流には連続性があるので減らした分
だけインバータ側の電食が大きくなってしまう虞がある
そのためバランサタップの制御は、負荷電流を変電所側
とインバータ側の線路にほぼ半分ずつ分流させるように
行うのが望ましい。
このようにした場合′、変電所05)側の帰線電流が半
減するので、それによって漏れ電流は大幅に減るから、
電食も大幅に減ることになる。しかも帰?fMII流は
−°方向にしか帰れなかったものが本発明では負荷の移
動に伴って逆方向にも流れ、帰[1を流の向きが負荷の
移IEIIKよって変わるため、レールや犬〈ぎVC対
する電食防止は大幅に促進されることになる。
ファラデーの法((1によれば、埋設金属体はレールか
らの漏れ電流によって電食2受ける場合電気量と腐食量
との間には「電流の通過によって生ずる分解生成物の量
は電気量に比例する」という関係があるので、漏れ電流
を減らせは電食もそれに比例して減る0とになる。
然も、この漏れ電流は帰線電流に対し指数関数的に変化
するので、帰線電流?少し減らせばかなり漏れ電流が減
ることになる。
又電食は電流の向t!!にも影響され、同一方向に長時
間電流が流れた場合は電食は著しいが電流の向きが変わ
る場合には軽減される。又負荷に対してインバータ(1
61側の架線からも電流が供給されるため電圧降下も緩
和される。
なお、鉄道では1つの区間に/列車しか進入することが
許されない閉そく区間が存在し、その閉そく区間1つに
対して7個のバランサ(インバータ、交流部分を含む)
を設ける。つまりl閉そく区間&vc対してバランサは
/iあり負荷は1つ存在するかまたは存在しない。!ヌ
バランサは投入したり切ったすすると竜険なため投入し
たままとする。
さらに/閉そく区間はその区間ごとに7つの電気回路χ
なすようにし、その1閉そく区間に列車が進入するとバ
ランサ中性線に負荷電流↓の半分の電流−が流れるよう
にタップを自動調整コ するように負荷電流ン信号化して線SV介して自動電圧
調整器のタップに指令を送るように構成するとよい。
第5図第6図第7図は本発明の実施例ビ示したものであ
って、(7I)は@電線(2渇はトロリー線である。
本発明は上記の構成2有するから次の効果を発揮するも
のである。すなわち第一に、架線旧)とレールO2と別
[101’具え、架線(131とレール(1間およびレ
ール(12)と別線fluffに同方向直流電圧0択/
ダa)が加わるように変電所(151と接続し、各閉そ
く区間aにインバータ06)とバランサ07)乞接続し
てレール02+を中性線とする拳相3線式回路を形成し
て、電車(116からレール(12へ流れるLl[流を
バランサ(171により自動制御される適宜な割合望ま
しくはほぼ−ずつ変電所(15)側とインバータコ (16)側へ分流せしめたから、帰線電流は従来の半分
以下に減少し漏れ電流は極めて小さなものとなるから十
分な防食効果が期待出来る。
第二に、特に変電所(+519[1の電食は従来に比し
て太lll1に軽減され、しかも負荷が多いほど線路電
流の軽減される割合か増し電食軽減に非常に大きい効果
がある。
第三に、負荷(電車)に対してインバーJりOQ側から
も1電流を供給するから、電圧降下は緩和され、変電所
間の電車数を増したり、変電所間隔ン拡げたりすること
も可能となる。
第四に、レールQ21に流れる電流は電車の移動ととも
に向きが変わるため、レールや太くぎに対する電食は大
幅に軽減され、しかも閉そく区間ごと絶縁するので軌道
回路絶縁用に使われているインピーダンスボンド等も一
部不要となる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例であり、第7図は従来のt!!電
回路図、第2図は本発明の!8電回路図。 第3図は同上説明図、第9図は実験用回路図、第5図第
6図第7図は他の実示例ン示す本発明き電回路図である
。 旧)8.架線 (12)、、レール (13)、、別線
Q4)、、直流電圧 (15)、、変電所 α6)、、
インバータ 0η1.バランサ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 / 架線とレールと別線を具え、架線とレール間および
    レールと別線間に同方向直流電圧が加わるように変電所
    と接続し、各閉そく区間にインバータとバランサを接続
    してレールを中性線とする単相3線式回路を形成して、
    電車からレールへ流れる電流をバランサにより自動制御
    される適宜な割り合いで変電所側とインバータ側へ分流
    せしめたことを特徴とする直流電気鉄道における帰線電
    流軽減装置。 、2 電車に流れるルミ流を変電所側とインバータ側へ
    ほぼ土竜流ずつ分流するようにバラン! すにより自動制御せしめたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の直流電気鉄道における帰線電流軽減装
    置。
JP10213581A 1981-06-29 1981-06-29 直流電気鉄道における電食防止装置 Expired JPS5929446B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10213581A JPS5929446B2 (ja) 1981-06-29 1981-06-29 直流電気鉄道における電食防止装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10213581A JPS5929446B2 (ja) 1981-06-29 1981-06-29 直流電気鉄道における電食防止装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS584640A true JPS584640A (ja) 1983-01-11
JPS5929446B2 JPS5929446B2 (ja) 1984-07-20

Family

ID=14319317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10213581A Expired JPS5929446B2 (ja) 1981-06-29 1981-06-29 直流電気鉄道における電食防止装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5929446B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109228964A (zh) * 2017-07-10 2019-01-18 比亚迪股份有限公司 列车、列车供电系统及其漏电检测恢复装置、方法
CN109228870A (zh) * 2017-07-10 2019-01-18 比亚迪股份有限公司 列车和列车供电系统及其漏电检测恢复装置、方法
KR20200064805A (ko) * 2018-11-29 2020-06-08 한국철도기술연구원 철도 직류급전 시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109228964A (zh) * 2017-07-10 2019-01-18 比亚迪股份有限公司 列车、列车供电系统及其漏电检测恢复装置、方法
CN109228870A (zh) * 2017-07-10 2019-01-18 比亚迪股份有限公司 列车和列车供电系统及其漏电检测恢复装置、方法
CN109228964B (zh) * 2017-07-10 2020-07-10 比亚迪股份有限公司 列车、列车供电系统及其漏电检测恢复装置、方法
KR20200064805A (ko) * 2018-11-29 2020-06-08 한국철도기술연구원 철도 직류급전 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5929446B2 (ja) 1984-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2829887B1 (en) Method and device for estimating angle of zero-sequence voltage in single-phase earth fault
WO2021227267A1 (zh) 在线融冰装置
JPH08228480A (ja) 直列補償されたコンバータ・ステーションの制御方法及び装置
CN103795030B (zh) 一种基于纵联支接电导的变压器继电保护方法
CN106229999A (zh) 一种低压无功补偿电流取样方法
Huang et al. Harmonic study of the Le Blanc transformer for Taiwan railway's electrification system
Moyo et al. Line impedance measurement to improve power systems protection of the gautrain 25 kV autotransformer traction power supply system
JPS584640A (ja) 直流電気鉄道における電食防止装置
Natarajan et al. Analysis of grounding systems for electric traction
RU2593277C1 (ru) Способ компенсации наведённого напряжения на месте производства работ на отключенной воздушной линии электропередачи
CN110261720B (zh) 配电网接地故障的单相接地判别方法及装置
US7023675B2 (en) Power supply for measuring the line impedance of underground cable
Manusov et al. Comparative analysis of mathematical models for the coefficient of conductor resistance increase due to higher harmonics
CN112909912A (zh) 一种配电网单相接地故障电流全补偿方法及其装置
Kilter et al. Assessment of transmission network voltage unbalance in connection of high-speed electrical railway connection
Li et al. Simulation modeling balancing current in the traction network of a substation group
RU2788303C1 (ru) Способ определения мест повреждения (ОМП) межподстанционной зоны тягового электроснабжения 2х25 кВ
RU2775931C1 (ru) Способ управления автоматическим повторным включением питающей линии контактной сети двухпутного участка
Zalesova Determination of electromagnetic influence of 25 kV AC electric traction network on 10 kV high-voltage overhead line
Chaturvedi et al. Power System Stability Enhancement by Simultaneous AC-DC Power Transmission
Ayres The application of the induction voltage regulator
Khambudda et al. Simulation study of AC railway electrification based on direct feeding configuration
Sutherland et al. Analysis of Harmonics, Flicker and Unbalance of Time-Varying Single-Phase Traction Loads on a Three-Phase System
SU1519934A1 (ru) Устройство дл электроснабжени т говой сети переменного тока
SU964554A1 (ru) Способ определени поврежденной фазы в электрической сети с изолированной нейтралью