JPS6141632A - 交流式電気鉄道のレ−ル絶縁装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は交流式電気鉄道のレール絶縁装置に関する。

従来の技術 従来、交流式電気鉄道の給電装置は例えば第３図に示す
ような饋電回路で構成されていた。第３図において、１
ａは第１交流変ｑ所２ａに接続される第１電車線、１ｂ
は第２交流変電所２ｂに接続される第２電車線である。

第１電車線】ａと第２電車線１ｂの間にはセク７ヨン３
ａ、３ｂを介して第３電単線ＩＣが設けられている。セ
クンヨン３已を挾む電車線１ａ、ｌｃ間には交流遮ＵＴ
Ｗ４ａが接続されている。セクンヨン３ｂを挾む１「。

車線１ｃ、ｌｂ間には交流遮断Ｒ’Ａ　４　ｂが接続さ
れている。変電所２ａ、２ｂ間を結ぶレール５の所定箇
所には、電気車６の存在を検知して前記遮断器４ａ、４
ｂに開閉制御信号を供給する地上踏子（図示省略）が設
けられているものとする。いま電気車６は第１変電所２
ａから第２変電所２ｂ方向へ走行しており、交流遮断器
４ａが閉成状態、交流遮断器４ｂが開放状態にあり、電
気車６には第１変電所２ａから給電されている。次に電
気車６が進行してｍ　３　・ｒｔ車ｅｌａ下に存在した
場合、地上踏子（図示省略）から交流遮断Ｗ４ａを開放
させる制御信号および交流遮断器４ｂを閉成させる制御
信号が発せられる。これによって電気車６が第３−ＩＩ
線１Ｃ下に存在する期間内で遮断器４ａは開放状態に、
遮断ａ４ｂは閉成状態に夫々切り換わる。すると、第３
電車線】Ｃおよび第２電■線１ｂｉｃｉｉ第２交流変電
所２ｂからの交流電圧が印加される。

発明が解決しようとする問題点 上記のように構成された装置において、交流遮断器４　
ａ　＋　４　ｂを開閉制御して２つの変電所からの給電
を切り換える際、セクション区分開閉装置の機構上、必
然的に第３′ｗＬ車線１ｃにおいて給電が中断してしま
い電気車の運転に支障をきたす。

すなわち交流遮断器４ａ、４ｂの動作時間の遅れによっ
て給電切り換えのタイミングがずれると、交流遮断器４
ａが開放されてから交流遮断器４ｂが閉成されるまでの
時間内で給電は停止され、電気車６に搭載された回転機
等（図示省略）の運転が停止する。そして交流遮断ｉ４
ｂが閉成されて給電が再開されるまで、前記回転機を駆
動制御する為の電力変換器、例えばサイリスタ変換器が
転流失敗を生じ運転不能となる。即ち、電気車６の町動
用電ｍｂｍが、回生制動時に発生する電力を他励インバ
ータによって交流変換し交流系統に返還することができ
る回生電気車であった場合、前、述の如く結べ切り換え
タイミングがずれて電車線ＩＣが無電圧状態になってし
まうと、他励インバータの制御ｉ１１．ｇ子、例えばサ
イリスタを転流することができなくなって回生運転は不
可能となる。ざらに他励インバータを搭載し°ない電気
車であっても、電気車の駆動用電動機の残留電圧はたか
だか１秒位で消滅してしまうので、電源電圧の無電圧期
間が長いと、電気車は完全に停止してしまい七の前書は
非常に大きい。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、隣接する２
つの交流変電所からの給電を中断すること無く切換える
ことができるとともに、前記両変電所間に横流が流れる
こと無く並列運転を行なうことができる交流式ｇ、気鉄
道のレール絶縁装詮を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は、所定の出力周波数を有する第１交流電源の一
方の出力端を電車線に、他方の出力端を絶縁されたレー
ルに各々接続し、前記第１交流′就源の出力周波数と異
なる出力周波数を有するｖ、２交流電源の一方の出力端
を前記電車線に、他方の出力端と絶縁されたレールに各
々接続し、前記第】交流電源の出力周波数と共感する第
】共損回路を第１交流電源側の絶縁されたレール間に設
け、前記埴２交ｉ’ｆＩｆ源の出力周波数と共振する第
２共据回路を第２５５流電源側の絶縁されたレール間に
設けたことを特徴としている。

作用 上記のように構成された装置において、第１交流電源の
出力電流は電車線下に存在する電気車およびレールに設
けた第１共振回路を介して流れ、第２交流電源の出力電
流は前記電気車およびレールに設けた第２共振回路を介
して流れる。この為電車線下に存在する°電気車への給
電は中断され無い。また、第１共伽回路と第２共振回路
の共振周波数は互いに異なるので、第１交流電源の出力
電流が第２交流電源側へ、第２交流電源の出力電流が第
１父流電源側へ流れることは無い。

実施例 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１図において、１１と１２は互いに隣接する変電所
の単相交流′電源を示している。第１交流電源１１の出
力周波数はｆ、であり、その一方の出力端は電車線２２
に接続されている。第２交流電源１２は＠１交流電源１
１の出力周波数で、と異なる出力周波数で、を有してお
り、その一方の出力端は前記電車線２２に接続されてい
る。２１　ａ　、　２１　ｂ　、　２１　ｃは一方のレ
ールであり、これらレール２１ａ、２１′ｂ％２１　ａ
はレール絶ａａｌｓａ、ｉｓｂによって絶縁されている
。２１　ａ　、　２１　ｅ　ｅ　２１　ｆは他方のレー
ルテあり、これらレール２１　ｄ　、　２１　ｅ　、　
２１　ｆはレール絶縁１５ｃ。

１５　ａによって絶縁されている。レール２１＋！Ｌ、
２１ａ間にはインピーダンスボンド１４　ａおよび１４
　ｂが並列接続されている。レール２１　ｂ　、　２１
　ｅ間にはインピーダンスピント１４０および１４　（
ｌが並列接続されている。レール２１０．２１ｆ間には
インピーダンスボンド１４　ｅおよび１４　ｆが並列接
続されている。第１交流電源１１の他方の出力端はイン
ピーダンスボンド１４５Ｌの中点ＶＣ接続されている。

第２交流、電源１２の他方の出力端はインピーダンスボ
ンド１４　ｆの中点に接続されている。インピーダンス
ボンド１４　ｂの中点とインピーダンスボンド１４　Ｃ
の中点との間には、りアクトル１７およびコンデンサ１
８ヲ並Ｊｉ接、売して成る第１並列共振回路５１が接続
されてイル。インピーダンスボンド１４　ｄの中点とイ
ンピーダンスボンド１４　Ｂの中点との間には、リアク
トル１９およびコンデンサ２０を並列接続して成る第２
並列共振回路５２が接続されている。尚１６は電気車６
のＪＦ軸および車輪を示している。

次に上記のように構成された装置の動作を述べる。いま
第１および第２交流電源１１　、１２の出力電圧値は互
いに等しいものとする。電車線２２下の図示位置を走行
している電気車６には第１交流電源１１および第２交流
電源１２から交流電力が供給される。このとき第１９．
流電源１１の出力［流工ヵは、電車線２２．電気車６　
、　Ｖ−＃２１１）　、２１８１インピーダンスボンド
１４ｃ、！、１並列共振回路５１．インピーダンスボン
ド１４′ｏ、レール２１ａ、２１ａおよびインピーダン
スボンド１４　ａを介して流れる。また、第２交流電源
１２の出力電流工ｆｘは電車線２２．電気１１Ｅ６．レ
ール２１　ｂ　、　２１　ｅ　、インピーダンスボンド
１４ｄ１第２並列共振回路５２．インピーダンスボンド
１４ｅル−ル２１Ｃ，２１ｆおよびインピーダンスボン
ド１４　ｆを介して流れる。第１並列共振回路５１は前
記電羅工１．に対して無限大のインピーダンスを示すの
で、該試流工ｆｙは第１交流電源１】側へ流れない。同
様に第２並列共振回路５２は前記電流工ｆ１？に対して
無限大のインピーダンスを示すので、該′電流Ｉｆ、　
ｉま第２交流電源１２側へ流れない。このように電気車
６に対して前記交流電源１１　、１２の並列運転を容易
に行なうことができ、しかも前記交流電源１１．１２１
Ｖ１に横流は流れない。

次に本発明を、セクションによって電車線を区分すると
ともＶＣ該セクションを挾む電車線間に半導体スイッチ
又は遮断器番設けて構成された給電装置に適用した場合
の実施例を第２図を参照しながら説明する。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。

３１　＆は第１交流電源１１に接続された第１電車線、
３１　ｂは第２交流電源１２に接続された第２１１＊練
である。第１電車５３ｔａと第２電車線３１１）の間に
はセク７ヨン３３ａ、３３ｂを介して第３電車線３１　
Ｃが設けられている。セク／ヨン３３　ａを挾む電車線
３１＆・３１　ｃ間には半導体スイッチ、例えばぜイリ
スタスイッチ３４　ａ　、　３４１）が逆並列接続され
ている。セクション３３１）を挾む電車線３１（！、３
１ｂ間には半導体スイッチ、例えばサイリスタスイッチ
３４　Ｃ、３４ｄが逆並列接続されている。

次に上記のように構成された＠置の動作を述べる。いま
電気車６は第１交流電源１１側から第２交流電源１２側
に進行中であるとする。電気車６が第１電車線３１　＆
下に存在するとき、サイリスタスイッチ３４２Ｌ、３４
１）は図示しない制御回路によってオン制御し、サイリ
スクスイッチ３４　Ｑ　、　３４　（Ｌはオフ制御して
おく。この為電気車６には第１交流電源１１から電力が
供給される。次に電気車６が第３電車線３１　Ｃ下に進
入すると制御回路（図示省略）によってサイリスタスイ
ッチ３４　Ｃ、３４ｄをオン制御し、その後直ちにサイ
リスクスイッチ３４　＆　、　３４　ｂをオフ制御する
。これによって電気Ｍ６への電力供給は第１交流電源１
１から第２交流電源１２へ切換わる。このように第１お
よび第２交流電源１１　、１２をｒｉ時並列運転させる
ので、電気車６への電力供給は中断されない。このとき
第１交流電源１１の出力′電流Ｉｆ＋は、′ｌ戊車線３
１に、サイリスクスイッチ３４　ａ　、　′ｊ！車線３
１Ｃ，電気車６　、　Ｌ’−ル２１ｂ　、ｚｌｅ、イン
ピーダンスボンド１４０．第１並列共振回路５１゜イン
ピーダンスボンド１４ｂ、レール２１ａ、２１ｄおよび
インピーダンスボンド１４　ａを介して流れる。

また、第２交流′或源１２の出力電流工Ｖは電車線３１
ｂ。

サイリスタスイッチ３４０．電ｍ１３１ｃ、電気＄６゜
レール２１　ｂ　、　２１　ｅ　、インピーダンスボン
ド１４ｄ１第２並列共振回路５２、インピーダンスボン
ド１４ｅ。

レール２１Ｃ，２１ｆおよびインピーダンスボンド１４
ｆを介して流れる。第１並列共振回路５】は前記電流工
、７に対して無限大のインピーダンスを示すので、該電
流工ｆｘは第１交流電源１１側へ流れない。同様に第２
並列共振回路５２は前記電流工ｆ＋に対して無限大のイ
ンピーダンスを示すので、該Ｅｉ工ｆ＋は第２交流電源
１２側へ流れない。このように交流′電源１１　、１２
の並列運転中に、両電源１１　、１２間に横流は流れず
、しかも電気車６への電力供給は中断されない。

尚第１および第２共振回路は第１および第２並列共振回
路５１．，５２に限らず同様の機能を有する他の回路を
用いても良い。

発明の効果 以上のように本発明によれば次のような効果が得られる
。

（１）２つの交流電源を並列運転させることができるの
で、繻気貞への電力供給を中断すること無く行なえる。

（２）２つの交流電源の並列運転時に両電源間に横流が
流れることは無い。

（３）　　セクションで区分された電車線に設けられた
半導体スイッチをオン、オフ制御して２つの交流電源の
゛シカ供給を切換える場合でも、１ヒ気車への電力供給
は中断すること無く継続され、しかも２つの交流電源間
に横流は流れ無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明の他の実施例を示す回路図、ａ３図は従来の給電装置
の一例を示す回路図である。 １１　、１２・・・交流電源、１４　ａ〜１４　ｆ・・
・インピーダンスボンド、１５ａ〜１５　ａ・・レール
絶縁、　１７　、１９・・・リアクトル、１８　、２０
・・・コンデンサ、２１ａ〜２１　ｆ・・・レール、２
２．３１ａ　、３１ｂ　、３１　ｃ＝・電ＪＬ１１．３
３ａ、３３’ｂ・・セクション、３４ａ〜３４　ｄ・・
・せイリスタスイッチ、５］、５２・・・並列共振回路
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の出力周波数を有し、一方の出力端を電車線に、他
   方の出力端を絶縁されたレールに各々接続した第１交流
   電源と、この第１交流電源の出力周波数と異なる出力周
   波数を有し、一方の出力端を前記電車線に、他方の出力
   端を絶縁されたレールに各々接続した第２交流電源と、
   前記第１交流電源側の絶縁されたレール間に設けられ、
   前記第１交流電源の出力周波数と共振する第１共振回路
   と、前記第２交流電源側の絶縁されたレール間に設けら
   れ、前記第２交流電源の出力周波数と共振する第２共振
   回路とを備えたことを特徴とする交流式電気鉄道のレー
   ル絶縁装置。