JPS60191835A - 電車への直流き電システム - Google Patents

電車への直流き電システム

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JPS60191835A
JPS60191835A JP4657484A JP4657484A JPS60191835A JP S60191835 A JPS60191835 A JP S60191835A JP 4657484 A JP4657484 A JP 4657484A JP 4657484 A JP4657484 A JP 4657484A JP S60191835 A JPS60191835 A JP S60191835A
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JP
Japan
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rail
sections
train
controllable power
section
Prior art date
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Pending
Application number
JP4657484A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiki Fujita
敬喜 藤田
Tsugio Mizutani
水谷 次雄
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
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Publication of JPS60191835A publication Critical patent/JPS60191835A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、レールに絶縁セクションを設け、該レール
への供給電源に可制御電源を用いて電蝕等の防止を図っ
た電車への直流き電システムに関するものである。
〔従来技術〕
従来この種の電車への直流き電システムとして第1図及
び第2図に示すものがあった。第1図(a)はき電シス
テムの原理的な構成を示す構成図であり、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2図は従来の直流き電システムを示す構成図で
あり、図中1〜3は上記第1図(、)と同様の構成要素
を示し、4a及び4bU第1図(、)の電車4が複数有
する場合の各電車を示す。
次に動作について説明する。第1図(&)において変電
所1よりDKm離れた位置において電車4が運転電流種
をとっているとする。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シ、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に帰ってくる。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IL、レール3を流れる電流INs大地を
流れる電流IEと変電所及び電車の位置との関係を示す
従来の直流電気鉄道の直流き電システムは第2図に示す
ように並列き電を行っておシ、電気的に正、負極とも並
列につながっている。従ってレールよシ大地に洩れた漏
洩電流は広範囲に及び、また漏洩電流によって生ずる磁
力が自然界の地磁気に大きく影響をおよほす。
ここで上記漏洩電流の作用として通常知られているのは
、レール3やその付属品及び地中のケーブル、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し
よう乱の問題等がある。特に、電気鉄道の漏洩電流によ
シ波及する磁界はビオ・サバールの法則によって計算さ
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。
この漏洩電流については、大地電流に関する電気設備技
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。
上記にも示す通シ従来の電気鉄道では電車線2を運転用
電流の往路とし、走行レール3を該主電流の帰路として
使っておシ、特に枕木や道床の絶縁性が極めて不完全な
場合などは、レール3の導体抵抗が低いにもかかわらず
レール3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3から大地への漏洩電流が著しく増加する。上
記レール3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。上
記漏洩電流の大きさは数100Aから100OAに達す
ることもある。したがっ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、後者を大きくする必袂がある
このように眠気鉄道は変電所1からの漏洩電流を抑制す
る必要があシ、その対策として帰線抵抗の減少、変電所
間隔の短縮、レール3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。
しかしながら、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、新線計画であればレール3と大地間
の絶縁抵抗の増加が可能であシ、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が、実状の都市近郊、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結果的に止むを得
ず直流電化となる事が通例である。
従来の電車への直流き電システムは以上のように構成さ
れているので、漏洩電流を抑制するために帰線抵抗を減
らし、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犬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シ
つながっ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などの問題があった。
〔発明の概要〕
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、レールに絶縁セクションを設ける
と共に絶縁セクションで分割された区間毎にレール側が
電気的に絶縁された可制御直流き電設備を1組又は複数
組設置することにょシ、漏洩電流を抑制できる直流き電
システムを提供することを目的としている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を第3図に基づいて説明する
。図において1a、1b、1c、1dは変電所、2は電
車線、3a、3b、3c、3dはレール、4a、4bは
電車である。また6g、8b。
6cはレール絶縁セクションで、各レール38〜3dを
電気的に絶縁している。上記第3図はレールが絶縁セク
ションで電気的に分割された区間の両端に可制御電源を
用いた変電所1a、1b、1a。
1d’i設けた例である。
次に本発明の詳細な説明する。変電所1a〜1d内の可
制御電源の運転は電車4m、4bの存在するレール区間
のみ、すなわちlb、lcを運転し、1a、1bは停止
しておく。レール3a〜3dにはレール絶過′潰セクシ
ョン6a、6b、6cを設けているため、例えば電車4
a 、4bの電車負荷電流はレール3b、3cから大地
に洩れはするが、電車4m、4bの存在する区間の変電
所1b、1cにしか漏洩電流は帰らないため、漏洩電流
が広範囲に広がることを防止できると共に大地を流れる
漏洩電流も少なくなる。すなわち例えば、電車4aの電
車負荷電流がレール3bから大地に漏れ、電車の存在し
ない区間のレール3a、変電所1as電車線2aを経由
して、電車の存在する区間の電車線2b、変電所1bに
帰ってくる回路は形成されないので漏洩電流の広がる範
囲が少なくなる。
′またレールが大地に電気的に接続される区間が短かく
なるため大地に対する漏洩抵抗も大きくなり(大地に対
する漏洩抵抗は、複数の漏洩抵抗が並列接続されている
ので)、漏洩電流を小さくすることができる。大地電流
は絶縁セクションで区切られた区間で発生し、その区間
内で消滅するため、地磁気に対する磁界の影響を極めて
小さくできるメリットがある。
なお、上記実施例では電車線2が電気的に分割されてい
ないものを示したが、レール38〜3dと同様に電車線
を分割しても良く、他の実施例として次に石り成及び作
用をi況明する。第4Mにおいて1a、1b、1c、l
d、is、1fは変電所、2a、2b、2c、2dは電
車線、3a、3b。
3c 、3dはレール、4a、4bは電車、5a。
5b、5cは電車遁9絶縁セクションで、各電車線28
〜2dを’iii気的に絶縁している。まだ、6PL+
6b、6cはレール絶縁セクションで、各レール38〜
3dを電気的に絶縁している。図は絶縁セクションで電
気的に分割された区間の両端に可制御直流電源を用いた
変電所1 b 、 1 c 、 1 d、1eを設けた
例である。次に作用を説明する。電車線2、及びレール
3にそれぞれ電車線絶縁セクション5a、5b、5e及
びレール絶縁セクション6a。
6b160を設けているため、例えば電車4&。
4bの1u車負荷電流はレール3b、3aから大地に洩
れはするが、電車4a、4bの存在する区間の変電所1
b、1c+1d、[aにしか漏洩電流は帰らない。従っ
て上記実施例と同様の効果を奏する。
唸だ、変電所13〜1f内の可制御電源が、゛電車線2
a〜2d、レール3a〜3dとも電車線絶縁セクション
5a〜5c、レール絶縁セクション68〜6cで分割さ
れた夫々の区間の電位差を制御可能な可制御電源として
電源供給すれば隣設する絶縁セクション間の電位差を最
小となるよう制御することができ、特にこの場合電車が
絶縁セフ’/ E 75 a〜5c、6a〜6cを通過
する際にアークの発生を抑制できる効果がある。また、
変電所1a〜1f内の可制御電源に小数電流を抑制でき
る機能を付加すればき電回路の直流高速度しゃ断器を省
略でき経済的な効果がある。
その他、本発明は上記し、かつ図面に示す実施例に限定
されたものではなく、例えばレールに負き電線を併設し
た場合は当然であるが、要旨を変更しない範囲内で適宜
変形して実施し得ることはもち論である。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によればレールに絶縁セクショ
ンを設けてレールを電気的に独立した複数の区間に分割
し、この絶縁セクションで分割された区間毎に可制御電
源を設置し電車の存在する区間のみ電力を供給するよう
にしたので漏洩電流を経済的に抑制することができる電
車への直流゛き電システムが得られるという効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は漏洩電流の発生原理を示す構成図、第2図は従
来の直流き電システムを示す構成図、第3図はこの発明
の一実施例による電車への直流き電システムを示す構成
図、第4図はこの発明の他の実施例を示す電車への直流
き電システムの構成図である。 1 a 、 1 b 、 1 e 、 1 d 、 1
 e 、 1 f −・・変電所、2 a 、 2 b
 、 2 c 、 2 d−電車線、3m、3b。 3 c 、 3 d−レール、4 a 、 4 b−電
車、5&。 5b 、5c・・・電車線絶縁セクション%6’16b
16c・・・レール絶縁セクションである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第1図 手続補正書(自発) 1.事件の表示 h・願昭59−46574号2・発明
の名称 電車への直流き電システム3、補正をする者 代表者片山仁へ部 4、代 理 人 郵便番号 105 住 所 東京都港区西新橋1丁目4番10号5、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 明細書をつぎのとおり訂正する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 直流き電設備から電車線及びレールを介して電
    車に直流を供給する電車への直流き電システムにおいて
    、上記レールの所定区間毎に絶縁セクションを設けて電
    気的に独立した複数のレールとし、該各所定区間のレー
    ルに各々、可制御電源を供給することケ特徴とする電車
    への直流き電システム。
  2. (2) 電車線の所定区間毎に絶縁セクションを設けて
    電気的に独立した複数の電車線とし、該各所定区間の電
    車線に各々可制御電源を供給したことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の電車への直流き電システム。
  3. (3) 可制御電源が、電気的に独立した複数のレール
    および電車線に隣設する絶縁セクション間の電位差が制
    御可能な可制御電源であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項または第2項記載の電車への直流き化システ
    ム。
  4. (4) 可制御電源が変電所に有する直流高速度しゃ断
    器の除芙が可能な可制御電源であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項乃至第3項記載の電車への直流き′
    亀システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001079018A1 (en) * 2000-04-18 2001-10-25 Alstom Trackside power distribution systems
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