JPS6082452A - 電気鉄道用き電区分装置 - Google Patents

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】 本発明は直流き屯の行なわれる′電気鉄道用き゛亀区分
装置に関する。

第１図に従来用いられている電気鉄道用き電区分装置の
一例を示す。第１図においてｓｓ、　、　ｓｓ、は互い
に隣接する２つの直流変電所である。この変電所ＳＳ、
の正側出力端はき゛電線１ａに接続され、変電所ＢＳ、
の正側出力端はき電線１ｄに接続されている。き電線１
ａにはセクション２ａを介してき電線１ｂが直列に設け
られ、き′１線ｌｄにはセクショ７２ｃを介してきｔｉ
Ｌ線ＩＣが直列に設けられている。き電線１ｂとき電線
ＩＣはセクション２ｂを介して直列に設けられている。

３ａはカソード側がきｍｉｌ＆に接続されるとともにア
ノード側かき電線１ｂに接続された嘱１サイリスタであ
る。この第１ザイリスタ３ａのアノード、カソード間に
は図示極性の第２サイリスタ３ｂが並列接続されている
。３ｃはカソード側がき電ｄｌＣに接続されるとともに
アノード側がき１！線１ｄに接続された第３サイリスタ
である。この第３サイリスタ３ｃのアノード、カソード
間には図示極性の第４サイリスタ３ｄが並列接続されて
いる。４は゛電気車であり、内部で電気的に互に接続さ
れたパンタグラフ５ａ、５ｂを有している。前記変電所
ＳＳ、およびＳＳ、の負側出力端はレール６に接続され
ている。このように構成された装置において、いま電気
車４がき電線Ｊｂ下に存在し、カ行運転を行なっている
とする。このときサイリスタ３ｂ。

３Ｃは図示しない制御回路によってオンされており、電
気車４には変電所ＳＳ、からき電線】ａおよび第２サイ
リスタ３ｂを介してカ行電力が供給される。また電気ボ
４が移動して図示のようにパンタグラフ５ａ、５ｂがセ
クション２ｂ間に跨ると、この電気車４には、変電所Ｓ
８．からき電線１ａおよび第２サイリスタ３ｂを介して
カ行電力が供給されるとともに、変電所ＳＳ２からきｔ
□１ｄｉ６よび第３サイリスタ３ｃを介して力行′電力
が供給される。

上記のように構成された装置は次のような欠点があった
。すなわち電気■４が図示位置に存在するトキ変電、所
ｓｓ、　、　ｓｓ、から供給される螺圧に′電位差があ
る場合、電気車４がセクション２ｂを通過する際セクシ
ョン２ｂでアークが発生し、このアークによってセクシ
ョン２ｂおよびパンタグラフｓａ、ｓｂを損傷してしま
う欠点があった。例えば変電所ＳＳ、の亀源区圧に、力
１１３００Ｖ、変電所ＳＳ、の電源電圧Ｅ２が１５００
Ｖのように電位差があり、電気車４が図示位置から再び
変電所ＳＳ、側に移動してパンタグラフ５ｂがセクショ
ン２ｂを通過すると、その瞬間セクション２ｂにアーク
が発生し、このアークによってセクション２ｂおよびパ
ンタグラフｓａ、５ｂが損傷されてし１つ。

このことは電気車４が回生運転を行なう場合についても
同様である。また第１図に示す装置は３個のセクション
２ａ、２ｂ、２ｃを設けていることや、４個のサイリス
タを設けている等の理由にょリ、装置全体が複雑化して
信頼性が低下するとともに装部価格が重層する等の欠点
があった。

木考契は上記の点に鑑みなされたもので、装置の構成を
ト珀単化して信頼性を向上するとともに、電気里の連転
状態に応じて確実に筆力の供給又は軍刀の回生を行なう
ことができ、且つ瞬接する変電所間の電位差が犬きくで
もセクションでアークが発生することの無い電気鉄道用
き寛区分装置を提供することを目的としている。

本発明の構成は、第１変屯所の直〃し出力側に接続され
た第１き電線と、前記第１変電所に防接して設けられた
第２変電所の直流出力ｌＩ４１］に接子ン４された第２
き蜜１線と、前記第１き電線および前記第２き電線の間
にセクションによって区分して設けられた第３き電線と
、ダイオードをブリッジ接続して成り、一方の入力端子
が前記第１き電線に接続されるとともに他方の入力端子
が前記第３き′電線に接続された第１ブリッジ回路と、
ダイオードをブリッジ接続して成り、一方の入力端子が
前記第３さ電線に接続されるとともに他方の入力端子が
前記第２き亀腺に接続された第２ブリッジ回路と、前記
第１ブリッジ回路の正負出力端間に接続された第１スイ
ツチング制御素子と、前記第２ブリッジ回路の正負出力
端間に接続された第２スイツチング制御素子と、前記第
１スイツチング制御素子の両端の電位差が苓又は略零の
とき第１スイツチング制御素子をオンさせる為の信号お
よび第２スイツチング制御素子をオフさせる為の信号を
発する第１亀圧継電器と、前記第２スイツチング制御素
子の両端の電位差が零又は略零のとき請１スイッチング
制御素子をオフさせる為の信号および第でいる。

以下図面を参照しながら本発明の一実施例を説明する。

第２図において第１図と同一部分は同一符号を持って示
し、その説明は省略する。

直流変電所ＳＳ、の正側出力端はき電線１１　ａに接続
されている。き′６線１１ａにはき′電線を区分するセ
クション１２ａを介してき電Ｍｊｌｌｂが直列に設けら
れている。このき’ｔｌｉ線１１ｂにはセクション１２
１）を介してき電線１１　Ｃが直列に設けられている。

このき電線１１　Ｑは直流変電所ＳＳ、の正側出力端に
接続されている。１３はダイオード１４ａ、１４ｂおよ
びダイオード１５ａ、１５ｂを図示のようにブリッジ接
続した第１ブリッジ回路である。このブリッジ回路■３
の入力端の一端はき電線１１　ａに、入力側の他端はき
畦締１１．　ｂに各々接続されている。ブリッジ回路１
３の出力側の一端はスイッチング制御素子、例えばｇｌ
サイリスタ遮断器Ｌ６ａのアノードに、出力側の他端は
前記サイリスタ遮断器１６　ａのカソードに各々接続さ
れている。第１サイリスタ遮断器１６　ａのアノード、
カソード間には、アノードカソード間電圧が苓又は略零
であるとき制御信号を発する第１電圧継ｉ　’ａ　１７
　ａが接続されている。１８はダイオード１９ａ、１９
１）およびダイオード２０　ａ　、２０−。

を図示のようにブリッジ接続した第２ブリッジ回路であ
る。このブリッジ回路１８の入力側の一端はき電線１１
　ｂに、入力側の他端はき電線１１ｃＫ谷々接続されて
いる。ブリッジ回路１８の出力側の一端はスイッチング
制御素子、例えば第２サイリスタ遮断器１６′ｂの了ノ
ードに、出力側の他端は前記サイリスタ遮断器１６１）
のカソードに各々接続されている。第２サイリスタ遮断
器１６　ｂのアノード、カソード間には、アノード、カ
ソード間電圧が零又は略零であるとき制御信号を発する
第２電圧継電器１７　ｂが接続されている。

次に上記のように構成された装置の動作を述べる。ｌ捷
ず、電気車４が直流変′亀所ＳＳ、から直流変電所ＳＳ
２側へ力行運転をしながら移動している場合につ°いて
説明する。ここでザイリスタ遮断器ｌ伝。

１６　ｂはともにオフ状態であるとする。いｆ：電気車
４がき′電線１１　ａ下に存在したとするとこの鶏、気
患４には変電所ＳＳ、から直接力行軍刀が供給される。

次に電気車４がセクション１．２　＆の部分まで移動し
、例えば図示の如くパンタグラフ５ａがき電線１１　＆
に、パンタグラフ５ｂかき電線１１　ｂに各々、接触し
たとする。この場合セクション１２　ａをはさむき電線
１１ａ、ｌｌｂ間は短絡状態となるので、ｇｇ１サイリ
スタ遮断器［６ａのアノード、カソード間パ出：圧は零
■となる。このとき第１電圧継′＠：器１７　ａが苓Ｖ
を検出するので、第１電圧＃５寛器１７ａから第１す６
１７ａから第２サイリスタ遮断器１６１）のオフゲート
回路（図示省略）に駆動信号が送出される。これによっ
て第１サイリスタｉｔ　曲１ｉ　１６　ａはオンされる
とともに第２サイリスタ遮断器１６　ｂはオフされる。

このように第１ザイリスタ遮断器ｔ６＆がオンされるの
で、電気車４には変電θ？　８Ｂ、からき箱、線、１１
ａを介して直接を力が供給されるとともに、変ｔ＃、所
、ｓｓ、からき電ｆＮｌ］ａ、ダイオード１５ｂ、サイ
リスタ遮断ｇ＝ｉ６ａおよびダイオード１５　ａを介し
て′４力が供給される。この場合嘱２サイリスタ遮断器
ｔ６　ｂはオフされているので、直流変電所８Ｂ、がら
き商、線１１Ｃ，ダイオード２０ｂ、＠２サイリスタ遮
断器１６１）およびダイオード２０　ａを介して寛カが
供給されることは無い。この為変電所ｓｓ、　、　ｓｓ
、がら供給される電圧に酸位差があったとしてもセクシ
ョン１２ａでアークは発生しない。次に電気車４が変電
所ＢＦ３．側へ移動してき電線１１１）下に存在したと
すると、この械気重４には変電ＦｇＴｓｓ　＋からき電
線１１ａ、ダイオード１５ｂ、第１サイリスタ遮断器Ｌ
６ａおよびダイオード１５ａを介して蹴カが供給される
。次に゛電気車４がセクション１２　ｂの部分まで移動
し、例えばパンタグラフ５ａがき′電線１１ｂに、パン
タグラフ５ｂがき電線Ｈ，ｃＶＣ＠々接触したとする。

この場合セクション１２　ｂをはさむき電線１１ｂ、１
１０間は短終状態となるので、第２サイリスタ遮断器１
６　ｂのアノード、カソード間電圧は零Ｖとなる。この
ときｇ　２　′ＤＸ圧継止＝Ｊ１７ｂが零■を検出する
ので、第２電圧継電器１７　ｂから４尾２サイリスタ遮
断器１６１）のオンゲート回路（図示省略）に駆動信号
が送出されるとともに、第２電圧継′旺器１７　ｂから
第１サイリスタ遮断器１６ａのオフゲート回路（図示省
略）に駆動信号が送出される。これによって第２サイリ
スタ遮＃器１６１）はオンされるときもに第１サイリス
タ遮断器１６　ａはオフされる。このように第２サイリ
スタ遮断器１６　ｂがオンされるので、４気虚４には変
電所ＳＳ、からき′龜線１１　Ｃを介して直接〒１Ｌ力
が供給されるとともに、変電所ＳＳ２からき電線１１Ｃ
，ダイオード２０ｂ、サイリスタ遮断器１６　ｂおよび
ダイオード２０　ａを介、して電力が供給される。この
場合第１サイリスタ遮断器１６　ａはオフされているの
で、変電所ＳＳｌからき’Ｋ　Ｍｌ　１］、　ａ　、ダ
イオード１５ｂ、第１サイリスタ遮断器＋６＆およびダ
イ万一ド１５　ａを介して電力が供給されることは無い
。この為変電所ｓｓ、、ｓｓ２から供給される′眞圧に
電位差があったとしてもセクション１２　ｂでアークは
発生しない。さらに電気工４が変電所ＳＳ２側へ移動し
てき電線１１　Ｃ下に存在したとすると、この電気■４
には変−所ＳＳ２から直接重力が供給される。以上のよ
うに電気垣４がカ行運転を行なう場合、電気工４がどの
き管線下又はセクション部分に存在しても確実にカ行電
力を供給することができるとともに、直流変電所ＳＳ、
　。

ＳＳ３間に電位差があってもセクション部分においてア
ークは発生しない。尚電気工４が直流変電所ＳＳ、から
直流汲電所ＢＳ、側へ移動する場合についても前記同様
の動作が行なわれるとともに、同様Ｑ効果が得られる。

次に箪気皿４が直流変電所ＳＳ、から直流変電所ＳＳ２
側へ回生運転をしながら移動している場合について続開
する。ここでサイリスタ遮り「器［６ａ。

１６１）はともにオフ状態であるとする。いま電気工４
がき寛ｍ１ｌａ下に存在したとするとこの電気工４の回
生電力は変’ｇ７ｇＴｓｓｌへ直接回生される。次に電
気工４がセクション１２　ａの部分まで移動し、例えば
図示の如くパンタグラフ５ａ、５ｂがセクション１２　
ａをはさむき電線１１ａ、１１１）間を短絡したとする
。すると第１電圧継電器１７　ａは、第１サイリスタ遮
断器１６ａのアノード、カソード間電圧が零Ｖであるこ
とを検出して、前記同様に第１サイリスタ遮断器１６　
ａのオンゲート回路（図示省略）および鎮２サイリスタ
遮断器１６１）のオフゲート回路（図示省略）に駆動信
号を送出する。これによって第１サイリスタ遮断器１６
　ａはオンされるとともに、涼２サイリスタ遮断器１６
１）はオフされる。

このように第１サイリスタ遮断器１６　ａがオンされる
ので、電気工４の回生電力はき電線１１　ａを介して直
流変電所ＳＳ、へ直接回生されるとともに、ダイオード
ｔ４ａ、ｉｔサイリスタ遮断器１６ａ、ダイオード１４
　ｂおよびき［ｍ１ｌａを介して直流変電所ＳＳ、へ回
生される。この場合第２サイリスタ遮断器１６１）はオ
フされているので、直流変電所ＢＳ、側へ電力が回生さ
れることは無い。この為変電所ＳＳ、。

ＳＳ、の電源電圧に電位差があったとしてもセクション
１２ａでアークは発生しｔｃめ。次に駒、気瓜４が変電
所ＳＳ２側へ移動してき電線１１ｂ下に存在したとする
と、この電気Ｍ４の回生電力はダイオード１４ａ、第１
サイリスタ遮断器１（ｉ’ａ、ダイオードｉ４ｂおよび
き電ＭＡ　ｉｌｌ、　ａを介して変電所ｓｓ１へ回生さ
れる。次に電気工４がセクション１２ｂの部分捷で移動
し、例えばパンタグラフ５ａ、５ｂがセクション１２　
ｂをはさむき電Ｉ％！ｌｌｂ、ｌｌｃ間を短絡したとす
る。すると第２車圧継電器１７　ｂは第２サイリスク遮
断器１６　ｂのアノード、カソード間−１圧が零■であ
ることを検出して、前記同情、に第２サイリスク遮断器
１６１）のオンゲート回路（図示省略）および第１サイ
リスタ遮断器１６　ａのオフゲート回路（回示省１略）
に、−８へ動信号を送出する。これによって第２サイリ
スタ遮ＶＪＩ　器Ｌ６　ｂはオンされるとともに、填１
ザイリスタ遮断器１６ａはオフされる。このように第２
サイリスタ遮断器１６１）がオンされるので、電気上４
の回生車；力はき＊線１１０を介して直流変′町、所Ｓ
Ｓ２へ回生されるとともに、ダイオ−）；、］９ａ。

第２サイリスタ遮断器１６ｂ、ダイオード１９　ｂおよ
びき？！工線ｔｉｃを介して直流変成所ＳＳ２へ回生さ
れる。この場合第１サイリスタ遮Ｗｉ　ＷＭ　Ｌｆｉ　
ａはオフされているので、百〇Ｉｆ、変電所ｓｓ、　１
３４ｇへ′由、刀が回虫されることは無い。この為変′
１所ｓｓ、　、　ｓｓ２の′ａ源′、塚圧に岡７位差が
あったとしてもセクション１２　ｂでアークは発生しな
い。次に岨′Ａ亜４が変−１所５Ｓ２−側へ移ＱＢシて
きｉｉＬ　顧１１　ｃ下に存在したとすると、この″ば
気層４の回生電力は変電所ＳＳ２へ直接回生される。以
上のように電気車４が回生運転を行なう場合、′磁気止
４がとのき電線下又はセクション部分に存在しても確実
に電力の回生が行なわれるとともに、直流変電所ｓｓ、
　、　ｓｓ、間に市、位六があってもセクション■九分
においてアークは発生しない。

尚南：気■４がｊ［＋流武電所ＢＳ、から直流変′４１
所ＳＳ。

側へ移動する場合についても前Ｂ己同様の動作が行なわ
れるとともに、同様の効果が得られる。また前記スイッ
チング制御素子はサイリスタｓ　Ｖｄｉ器に限らず同棟
の機能を有する他のものを使用しても良い。

以上のように本発明によれば、セクションをはさむき′
ｇ線間の′串、圧を′市圧継′−器によって監視してお
き、４圧が苓又は略零のときスイッチング制御素子をオ
ン、オフ制御するようにしたので、糾接する変電所間に
′ｄＬ位焉があったとしても電気車カーヒクショｙを万
Ｍ＞ａするとき、セクションにおいテアークは発生しＸ
ｒい。この為パンタグラフやき電線がアークによって破
損されることを防止できる。またセクションをはさむ２
つのき′直線を結ぶ山；略にダイオードのブリッジ回路
を設けたので、サイリスタ遮断器の数は２制で街み、こ
れによって装ａｊ全体の低廉化を１するこさができる。

ざらに１４１ｍする変電所間に設けるセクションは２ケ
所で済むので、装置全体が簡単化して倍順性が向上する
とともに、装置全体が低廉化する等の効果が得られる。

４、図ｉＡｊ　（１）　ｉ’ｍ’ｊ単な説明第１図は従
来の゛−気鉄道用＠屯：（２Ｓ、分装置の一例を示す回
路図、第２図は木づこ明の一英施例を示す回路図である
。

ｓｓ、　、　ｓｓ、　・・直流変藏所、Ｌｌ　＆　、　
１１　ｂ　、　１１　Ｑ　・・き電線、１２ａ　、　１
２　ｂ　用セクＶＥン、１３　、１８　用ブリッジ回路
、Ｌ４　ａ　、　１４　ｂ　、　１５　ａ　、　１５　
ｂ　、　１９　ａ　、　１９　ｂ　。

２０ａ、２（ｌｂ・・・ダイオード、ｔ６ａ、１６１）
・・・サイリスク遮断器、Ｌ７ａ、１７ｂ・・・電圧継
電、器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１変電所の直流出力側に接続された第１き電線
   と、前記第１変電所に隣接して設けられた第２変電所の
   直流出力側に接続された第２き電線と、前記第１き電線
   および前記第２き電線の間にセクションによって区分し
   て設けられた第３き電線と、ダイオードをブリッジ接続
   して成り、一方の入力端子が前記第１き電線に接続され
   るとともに他方の入力端子が前記第３き電線に接続され
   た第１ブリッジ回路と、ダイオードをブリッジ接続して
   成り、一方の入力端子が前記第３き′α線に接続される
   とともに他方の入力端子が前記第２き電線に接続された
   第２ブリッジ回路と、前記第１ブリッジ回路の正負出力
   端間に接続された第１スイツチング制御素子と、前記第
   ２ブリッジ回路の正負出力端間に接続された填２スイッ
   チング制御素子と、前記第１スイツチング制御累子の両
   端の電位差が零又は略零のとき第１スイツチング制御素
   子をオンさせる為の信号および第２スイツチング制御累
   子をオフさせる為の信号を発する第１電圧継箪器七、前
   記第２スイツチング制御素子の両端の゛電位差が零又は
   略零のとき第１スイツチング制御素子圧継電器とを備え
   たことを特徴とする電気鉄道用き電区分装置。
2. （２）前記第１および第２スイツチング制御素子はサイ
   リスタ遮断器から成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の電気鉄道用き電区分装置。