WO2017199465A1 - 分岐ユニットまたは車両システム - Google Patents

分岐ユニットまたは車両システム Download PDF

Info

Publication number
WO2017199465A1
WO2017199465A1 PCT/JP2017/001445 JP2017001445W WO2017199465A1 WO 2017199465 A1 WO2017199465 A1 WO 2017199465A1 JP 2017001445 W JP2017001445 W JP 2017001445W WO 2017199465 A1 WO2017199465 A1 WO 2017199465A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cable head
type cable
switch
roof
bushing
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/001445
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤　隆
土屋　賢治
雅人 藪
渡辺　誠
佳典 嶋田
Original Assignee
株式会社日立産機システム
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 株式会社日立産機システム filed Critical 株式会社日立産機システム
Priority to EP17798904.3A priority Critical patent/EP3459784B1/en
Priority to CN201780010208.3A priority patent/CN108602451B/zh
Priority to US16/098,180 priority patent/US10589760B2/en
Publication of WO2017199465A1 publication Critical patent/WO2017199465A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
    • B61G5/10—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for electric cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/002—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; for control of magnetic suspension or levitation for vehicles for propulsion purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/6606—Terminal arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches

Definitions

  • the present invention relates to a branch unit or a vehicle system.
  • Patent Document 1 discloses a branch unit having an opening / closing function for improving this.
  • the switchgear includes a current collector that collects power from an overhead wire, a circuit breaker unit connected to the current collector and installed on a roof of a vehicle, and a plurality of powers connected to the circuit breaker unit
  • the circuit breaker unit is connected to a circuit breaker disposed above the roof and connected to a circuit connected to the current collector, and integrally connected to a terminal portion of the circuit breaker
  • a branch joint disposed below the circuit breaker and connected to the plurality of power cables.
  • the branch joint includes eight bushings, and four high-voltage cables each having a T-type cable head are connected to four of the bushings.
  • Patent Document 1 the terminal portion of the circuit breaker is exposed and insulated in the air.
  • the terminal portion which is a current path has a high voltage
  • the roof of the vehicle is grounded for safety, and it is essential to separate the distance between the terminal portion and the roof of the vehicle.
  • an object of the present invention is to provide a branching unit or a vehicle system that can realize height reduction.
  • a branch unit is a branch unit including a first T-type cable head, a second T-type cable head, and a third T-type cable head,
  • a switch comprising a fixed electrode and a movable electrode; a first bushing conductor connected to one of the fixed electrode or the movable electrode; and a second bushing conductor connected to the other of the fixed electrode or the movable electrode.
  • the first T-type cable head has one end connected to the first bushing conductor, and the second T-type cable head is an end different from the one end of the first T-type cable head.
  • each of the first T-type cable head and the second T-type cable head includes Are connected to different circuits, each said T-type cable head, said switch and each said bushing conductor, surface characterized in that it is a ground potential.
  • the vehicle system according to the present invention includes a vehicle having a roof grounded and the branch unit disposed on the roof, and the branch unit is disposed substantially in parallel with the roof.
  • FIG. 6 is a plan connection diagram illustrating a feeding circuit according to a third embodiment.
  • Example 1 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 shows an example of vehicle organization in Example 1 of a railway vehicle of the present invention.
  • the railway vehicle 100 according to the present embodiment is configured by 8 trains of reference numerals 1stCar, 2ndCar, 3rdCar, 4thCar, 5thCar, 6thCar, 7thCar, and 8thCar.
  • High-voltage lead-through cables RC1, RC2, RC3, RC4, RC5 are arranged on the roof of the vehicle, and these cables are connected between the vehicles by linear joints SJ1, SJ2, SJ3, SJ4, and T-branch joint TJ1 , TJ2 branches off the vehicle floor.
  • the T-branch joint TJ1 and the straight joint SJ2 are integrally formed (70V). Further, the T-branch joint TJ2 and the straight joint SJ4 are integrally formed (70W).
  • pantographs PG1 and PG2 are connected to the high-voltage passing cables RC3 and RC5, and receive power from a feeder (not shown).
  • FIG. 2 shows the electrical circuit.
  • the high-voltage lead-in cable RC1 is directly connected to the primary side of the receiving VCB1 provided under the floor, the secondary side of the receiving vacuum circuit breaker VCB1 is connected to the main transformer Tr1, and the secondary winding of the main transformer Tr1 The wire supplies power to the motor and the tertiary winding supplies power to the auxiliary equipment.
  • the high-voltage lead-in cable branched by the T-branch unit TJ1 is connected to the primary side of the power receiving vacuum circuit breaker VCB2 provided under the floor, and the secondary side of the power receiving VCB2 is connected to the main transformer Tr2.
  • the secondary winding of the main transformer Tr2 supplies power to the motor, and the tertiary winding supplies power to the auxiliary equipment.
  • the high-voltage lead-in cable branched by the T-branch unit TJ2 is connected to the primary side of the power receiving vacuum circuit breaker VCB3 provided under the floor, and the secondary side of the power receiving VCB3 is connected to the main transformer Tr3.
  • the secondary winding of the main transformer Tr3 supplies power to the motor, and the tertiary winding supplies power to the auxiliary equipment.
  • the power receiving vacuum circuit breakers VCB1, VCB2, VCB3 and the main transformers Tr1, Tr2, Tr3 are arranged under the floor, and other electrical devices (see FIG.
  • the linear joint SJ2 when a ground fault occurs at the position indicated by the symbol “Fault”, the linear joint SJ2 is automatically opened by an external command, and only the main transformer Tr1 is disconnected to continue the operation. Is possible. Specifically, the movable electrode 5 in the unit switch 70U described below is operated. In the present embodiment, the case where a ground fault occurs at the position indicated by the symbol “Fault” is described as an example, so that only the straight joint SJ2 disconnects the circuit in order to prevent the accident from spreading. Needless to say, the linear joint to be disconnected changes depending on the location of the fault. By adopting this structure, it is possible to automatically separate a high voltage cable including a defective portion and a healthy high voltage cable without an operator climbing on the roof of the vehicle.
  • Fig. 3 shows a specific switch configuration.
  • the unit switches 70U, 70V, 70W in the figure are depicted in plan view.
  • the T-type cable head, the unit switch, and each bushing conductor are arranged in substantially the same plane, and a space reduction in the height direction of the roof of the vehicle is realized.
  • the straight joint SJ1 in FIG. 2 is composed of a unit switch 70U.
  • the cable head 40UB attached to the high voltage cable 42UB is connected to the fixed side of the unit switch 70U.
  • a cable head 40UA attached to the high voltage cable 42UA is connected to the movable side.
  • the switch is housed in the case 80U.
  • the straight joint SJ2 and T-branch unit TJ1 in Fig. 2 are composed of a unit switch 70V.
  • the cable head 40VB attached to the high voltage cable 42VB is connected to the fixed side of the unit switch 70V.
  • High voltage cables 42VA1, 42VA2, and 42VA3 are attached to the movable side, and are connected to the switch unit 70W, the power receiving vacuum circuit breaker VCB2, and the pantograph PG1, respectively.
  • the switch is housed in the case 80V.
  • the linear joint SJ4 and T-branch unit TJ2 in Fig. 2 are composed of a unit switch 70W.
  • the cable head 40WB attached to the high voltage cable 42WB connected to the unit switch 70V side is connected to the fixed side of the unit switch 70W.
  • High voltage cables 42WA1 and 42WA2 are attached to the movable side, and are connected to a power receiving vacuum circuit breaker VCB3 and a pantograph PG2.
  • the switch is housed in the case 80W.
  • ⁇ Installing in one railway vehicle organization in this way improves the ease of assembly and maintainability because the main parts of the straight joint and branch joint are common.
  • the rail vehicle side mounting base can also be made common.
  • FIG. 4 shows details of the unit switch 70 of the first embodiment.
  • the unit switch 70 supports the fixed electrode 3, the movable electrode 5 that contacts or dissociates with the fixed electrode 3, the arc shield 6 that covers the fixed electrode 3 and the periphery of the movable electrode 5, the arc shield 6, and the vacuum
  • a cylindrical ceramic insulating cylinder 7 constituting an outer container of the interrupter 1 and a vacuum interrupter 1 including a bellows 2 and the like are provided.
  • the outer container of the vacuum interrupter 1 is configured by covering both ends of the ceramic insulation 7 or the like with end plates, and the inside is maintained in a vacuum state.
  • the fixed electrode 3 is connected to a fixed conductor, and the fixed conductor is drawn out of the vacuum interrupter 1.
  • the movable electrode 5 is connected to the movable conductor, and the fixed conductor is drawn out of the vacuum interrupter 1.
  • the above-described bellows 2 is disposed between the movable conductor and the movable end plate so that the movable conductor can be moved while the vacuum state of the vacuum interrupter 1 is maintained.
  • the unit switch 70 further molds a bushing conductor 12A connected to the movable conductor side and a bushing conductor 12B connected to the fixed conductor side with a solid insulator 21 such as an epoxy resin, and on the movable side of the vacuum interrupter 1 A current collecting part such as a spring contact 22 and an air-insulating operating rod 20 for driving the movable electrode 5 of the vacuum interrupter 1 so as to come into contact with and away from the fixed electrode 3 are provided.
  • the solid insulator 21 covers the vacuum interrupter 1, the bushing conductor 12 ⁇ / b> A, and the bushing conductor 12 ⁇ / b> B in close contact with each other, and covers the periphery of the air-insulating operation rod 20.
  • the space around the air-insulating operation rod 20 is sealed with a flexible member such as a solid insulator 21 and a rubber bellows 23, and an insulating gas such as dry air or SF6 gas is sealed inside.
  • a linear seal may be applied instead of the rubber bellows 23, or it may be sealed with a film having moisture permeability, or by ensuring a sufficiently large creepage distance of the air-insulating operation rod 20. It is good also as an atmospheric state, without sealing the surrounding space.
  • the air insulation operating rod 20 is connected to one end of the lever 31, and the other end of the lever 31 is connected to the electromagnetic operating device 30.
  • the electromagnetic operating device 30 is arranged on the same side as the vacuum interrupter 1 with respect to the lever 31 and is arranged side by side so as to be substantially parallel to the vacuum interrupter 1. With this arrangement, it is possible to prevent the entire unit switch 70 from becoming longer in the movable direction of the movable conductor.
  • a driving force is generated by switching on / off energization of a coil constituting the electromagnet by combining a permanent magnet and an electromagnet with a spring.
  • the unit switch 70 includes one electrical connection portion 10B on the fixed side of the vacuum interrupter 1 and one electrical connection portion 10A on the movable side, and the T-type cable head 40A is connected to the electrical connection portion 10A.
  • the conductor 44, the T-type cable head 40C, and the insulating plug 41C are attached in an overlapping manner.
  • a T-type cable head 40B and an insulating plug 41B are attached to the electrical connection portion 10B in order.
  • the connection conductor 44 is configured, for example, by covering the periphery of the conductor with a solid insulator. These are provided on the side opposite to the electromagnetic actuator 30.
  • FIG. 5 stores the unit switch 70 shown in FIG. 4 in the case 80, and the cables 42A, 42B, and 42C are placed in the case so that the electrical connection portion 10A and the electrical connection portion 10B are not subjected to an unbalanced load. It is mechanically held at 80 to form a branch joint.
  • the cable 42B is routed forward (to the left in the figure) of the railway vehicle, the cable 42A is routed to the rear (to the right in the figure), and the cable 42C is connected to the main transformer under the floor.
  • the unit switches 70V and 70W are equipped with two bushings, one on the movable side and one on the fixed side, and a branch unit is configured by simply connecting two T-type cable heads to one bushing. it can. Since a general-purpose product can be used for the T-type cable head and the connection conductor 44, they can be procured at low cost.
  • the unit switch has one bushing connected to each of the fixed side and the movable side, one stage of the T-type cable head connected to one bushing, and a plurality of stages connected to the other bushing.
  • the cables connected in a plurality of stages are connected to different circuits, and the T-type cable head and the switch have a plurality of switches arranged on the same plane in the substantially horizontal direction. Installed in the middle of the lead-in cable, it is possible to electrically disconnect between the vehicles.
  • the high-voltage lead-in cable is branched and connected to a power receiving vacuum circuit breaker installed under the floor of the vehicle.
  • the roof of the vehicle is grounded, and the surfaces of the T-type cable head and unit switch are at ground potential.
  • the roof of the vehicle is grounded from the viewpoint of ensuring the safety of the worker.
  • the branch unit can be disposed on the roof substantially in parallel with the roof.
  • the bushing conductors 12A and 12B are arranged in a direction substantially perpendicular to the movable direction of the movable electrode 5 to prevent the size of the bushing conductors 12A and 12B from increasing in the movable direction.
  • the movable electrode 5 is arranged in a direction substantially perpendicular to the movable direction, but a certain effect can be expected if it is provided at least in a direction different from the movable direction.
  • Example 2 will be described with reference to FIG.
  • the arrester 54 is overlapped and connected to the cable head 40B on the fixed side of the unit switch 70.
  • the intrusion of overvoltage due to lightning strikes can be suppressed by effectively using the space in the case 80 and mounting the arrester 54.
  • the arrester 54 is also disposed in a direction parallel to the movable direction of the movable electrode 5 to prevent the size of the arrester 54 from increasing in the height direction.
  • the arrester 54 is arranged in a direction substantially parallel to the movable direction of the movable electrode 5, but if it is provided in a substantially parallel direction, a certain low profile effect can be expected. .
  • Example 3 a feeder circuit in which the branch joint of Embodiment 1 or Embodiment 2 and a straight joint are connected in series and placed on a roof is shown.
  • the cable 42RA connected to the straight joint is connected to a main transformer disposed under the vehicle floor.
  • the switch unit 70V constituting the branch joint is a disconnector without a short-circuit current interruption performance
  • the switch unit 70R constituting the linear joint is a breaker with a short-circuit current interruption ability.
  • the switch unit 70R functions as a circuit breaker, it is not necessary to arrange a circuit breaker under the floor. As a result, the cabin space can be expanded and maintainability is improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

高さ低減を実現できる分岐ユニットまたは車両システムを提供することを目的とする。固定電極及び可動電極を備える開閉器と、固定電極または可動電極の一方に接続される第１のブッシング導体と、固定電極または可動電極の他方に接続される第２のブッシング導体とを備え、第１のＴ型ケーブルヘッド(40A)は、第１のブッシング導体(12A)に一端が接続され、第２のＴ型ケーブルヘッド(40C)は、第１のＴ型ケーブルヘッド(40A)における前記一端とは別の端部に接続され、第３のＴ型ケーブルヘッド(40B)は、第２のブッシング導体(12B)に一端が接続され、第１のＴ型ケーブルヘッドと第２のＴ型ケーブルヘッドは、各々異なる回路に接続されており、各Ｔ型ケーブルヘッド、開閉器は、表面が接地電位である。

Description

分岐ユニットまたは車両システム
　本発明は、分岐ユニットまたは車両システムに関するものである。
　従来の鉄道車両などに搭載される高圧引き通しケーブルの分岐ユニットは、開閉機能を有しないものが多かった。分岐ユニットが開閉機能を有しないと、高圧引き通しケーブルのいずれかに地絡故障が生じた場合、乗務員が手作業で回路を切り離さなければならず、大きな手間となっていた。これを改善するための、開閉機能を有する分岐ユニットとして例えば特許文献１に記載のものがある。
　その開閉装置は、架線からの電力を集電する集電装置と、前記集電装置に接続され、車両の屋根上に設置された回路遮断ユニットと、前記回路遮断ユニットに接続された複数の電力ケーブルと、を備え、前記回路遮断ユニットは、前記屋根の上方に配置され、前記集電装置に接続される回路に接続された回路遮断器と、前記回路遮断器の端子部に一体的に接続された状態で前記回路遮断器の下方に配置され、前記複数の電力ケーブルが接続された分岐ジョイントと、を有している。本構成において、分岐ジョイントは、８つのブッシングを備え、そのうちの４個のブッシングにはそれぞれ１本ずつＴ型ケーブルヘッドを有する高電圧ケーブルが接続されている。
ＷＯ２０１２／９５８９５号公報
　特許文献１では、回路遮断器の端子部が剥き出しで気中絶縁された状態にある。電流経路である端子部は高圧となるが、車両の屋根は安全上、接地電位とされており、端子部と車両の屋根との距離を離隔することが必須となる。一方で、鉄道車両の屋根等に配置される分岐ユニットに対してはスペース的な制約も多く、特に高さを低く出来ることが望ましい。
　そこで、本発明では高さ低減を実現できる分岐ユニットまたは車両システムを提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明に係る分岐ユニットは、第１のＴ型ケーブルヘッドと、第２のＴ型ケーブルヘッドと、第３のＴ型ケーブルヘッドを備える分岐ユニットであって、固定電極及び可動電極を備える開閉器と、前記固定電極または前記可動電極の一方に接続される第１のブッシング導体と、前記固定電極または前記可動電極の他方に接続される第２のブッシング導体を備え、前記第１のＴ型ケーブルヘッドは、前記第１のブッシング導体に一端が接続され、前記第２のＴ型ケーブルヘッドは、前記第１のＴ型ケーブルヘッドにおける前記一端とは別の端部に接続され、前記第３のＴ型ケーブルヘッドは、前記第２のブッシング導体に一端が接続され、前記第１のＴ型ケーブルヘッドと前記第２のＴ型ケーブルヘッドは、各々異なる回路に接続されており、各前記Ｔ型ケーブルヘッド、前記開閉器及び各前記ブッシング導体は、表面が接地電位であることを特徴とする。
　また、本発明に係る車両システムは、屋根が接地された車両と、前記屋根に配置される上記分岐ユニットを備え、前記分岐ユニットは前記屋根に略並行に配置されることを特徴とする。
　本発明によれば、高さ低減を実現できる分岐ユニットまたは車両システムを提供することが可能になる。
実施例１の鉄道車両編成の例を示す図である。 実施例１の鉄道車両編成のき電回路図である。 実施例１の開閉器の配置状態を示す平面接続図である。 実施例１の開閉器の部品図である。 実施例１の開閉器の艤装状態の平面図である。 実施例１の開閉器の艤装状態の平面図である。 実施例２の開閉器の艤装状態の平面図である。 実施例３のき電回路を示す平面接続図である。
　以下、本発明を実施する上で好適となる実施例について図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、発明の内容が下記具体的態様に限定されるものではない。本発明は、下記態様を含めて種々の態様に変形することが無論可能である。
　実施例１について図１から図６を用いて説明する。
　まず、図１は本発明の鉄道車両の実施例１における車両編成の例を示す。該図に示す如く、本実施例の鉄道車両１００は符号1stCar、2ndCar、3rdCar、4thCar、5thCar、6thCar、7thCar、8thCarの８両編成で構成されている。車両の屋根上には高圧引き通しケーブルRC1、RC2、RC3、RC4、RC5が配置され、それらのケーブルは直線ジョイントSJ1、SJ2、SJ3、SJ4で車両間を接続されていて、かつT分岐ジョイントTJ1、TJ2で車両床下方向に分岐されている。図３で後ほど説明するように、T分岐ジョイントTJ1と直線ジョイントSJ2は一体に構成する(70V)。また、T分岐ジョイントTJ2と直線ジョイントSJ4は一体に構成する(70W)。一方高圧引き通しケーブルRC3、RC5にはパンタグラフPG1、PG2が接続されていて、図示しないき電線から電力を受電する。
　図２は電気回路を示す。高圧引き通しケーブルRC1は直接床下に設けられた受電用VCB1の１次側に接続され、受電用真空遮断器VCB1の２次側は主変圧器Tr1に接続され、主変圧器Tr1の２次巻線は電動機に、３次巻き線は補器へ電力を供給する。同じく、Ｔ分岐ユニットTJ1で分岐された高圧引き通しケーブルは床下に設けられた受電用真空遮断器VCB2の１次側に接続され、受電用VCB2の２次側は主変圧器Tr2に接続され、主変圧器Tr2の２次巻線は電動機に、３次巻き線は補器へ電力を供給する。同じく、Ｔ分岐ユニットTJ2で分岐された高圧引き通しケーブルは床下に設けられた受電用真空遮断器VCB3の１次側に接続され、受電用VCB3の２次側は主変圧器Tr3に接続され、主変圧器Tr3の２次巻線は電動機に、３次巻き線は補器へ電力を供給する。該図に示される様に、受電用真空遮断器VCB1、VCB2、VCB3及び各主変圧器Tr1、Tr2、Tr3については、床下に配置されており、それ以外の図２に明示される電気機器(RC, SJ, PG, TJ)は屋根の上に配置されている。作業者が屋根の上に登るのは利便性を欠くため、極力登らずに作業出来ることが好ましい。また、屋根の上に機器を配置する場合、車両の屋根の特に高さ方向でのスペースの制約が大きく、電気機器も高さを低減できることが望まれる。
　この回路において、符号Faultで示した位置で地絡故障が発生した場合には、直線ジョイントSJ2を外部からの指令により自動で開放することで、主変圧器Tr1のみを切り離して運転を続行することが可能になる。具体的には、下述するユニット開閉器70Uにおける可動電極５を動作させる。本実施例では、符号Faultで示した位置で地絡故障が生じた場合を例に説明しているため、事故の波及を防ぐべく、直線ジョイントSJ2のみが回路の切り離しを行っているが、地絡故障の場所に応じて、切り離しを行う直線ジョイントが変わるのは言うまでも無い。本構造とすることで、車両の屋根上に作業者が登ることなく、不具合　箇所を含む高電圧ケーブルと健全な高電圧ケーブルとを自動的に分離することができる。
　図３は具体的な開閉器の構成を示す。特に、該図におけるユニット開閉器70U、70V、70Wは平面図で描かれている。本実施例において、Ｔ型ケーブルヘッド、ユニット開閉器及び各ブッシング導体は、略同一平面内に配置されており、車両の屋根の高さ方向でのスペース低減を実現している。
　まず、図２の直線ジョイントSJ1はユニット開閉器70Uで構成する。ユニット開閉器70Uの固定側には高圧ケーブル42UBに取り付けられたケーブルヘッド40UBが接続される。可動側には高圧ケーブル42UAに取り付けられたケーブルヘッド40UAが接続される。開閉器はケース80Uに収納される。
　次に、図２の直線ジョイントSJ2とT分岐ユニットTJ1はユニット開閉器70Vで構成する。ユニット開閉器70Vの固定側には高圧ケーブル42VBに取り付けられたケーブルヘッド40VBが接続される。可動側には高圧ケーブル42VA1、42VA2、42VA3が取り付けられ、それぞれ、開閉器ユニット70W、受電用真空遮断器VCB2、パンタグラフPG1に接続される。開閉器はケース80Vに収納される。
　更に、図２の直線ジョイントSJ4とT分岐ユニットTJ2はユニット開閉器70Wで構成する。ユニット開閉器70Wの固定側にはユニット開閉器70V側と接続される高圧ケーブル42WBに取り付けられたケーブルヘッド40WBが接続される。可動側には高圧ケーブル42WA1、42WA2が取り付けられ、受電用真空遮断器VCB3、パンタグラフPG2に接続される。開閉器はケース80Wに収納される。
　このように鉄道車両一編成に搭載することで、直線ジョイントと分岐ジョイントの主要部が共通であるため、組み立て性、保守性が向上する。鉄道車両側取り付け台座も共通に出来る。
　続いて図４に実施例１のユニット開閉器７０の詳細を示す。ユニット開閉器７０は、固定電極３と固定電極３に対して接触または解離する可動電極５と、固定電極３及び可動電極５の周囲を覆うアークシールド６と、アークシールド６を支持すると共に、真空インタラプタ１の外側容器を構成する円筒形状のセラミック絶縁筒７と、ベローズ２等から構成される真空インタラプタ１を備えている。真空インタラプタ１の外側容器は、セラミック絶縁等７の両端を端板で覆って構成され、内部を真空状態に維持している。固定電極３は、固定導体に接続されており、固定導体は真空インタラプタ１の外に引き出されている。可動電極５は、可動導体に接続されており、固定導体は真空インタラプタ１の外に引き出されている。上述のベローズ２は、可動導体と可動側の端版の間に配置されて、真空インタラプタ１の真空状態を維持したまま可動導体が可動出来る様にしている。ユニット開閉器７０は更に、可動導体側と接続されるブッシング導体１２Ａと、固定導体側と接続されるブッシング導体１２Ｂをエポキシ樹脂などの固体絶縁物２１でモールドし、真空インタラプタ１の可動側にはばねコンタクト２２などの集電部と、真空インタラプタ１の可動電極５を固定電極３に対して接離自在に駆動する気中絶縁操作ロッド２０を備えている。固体絶縁物２１は、真空インタラプタ１、ブッシング導体１２Ａ及びブッシング導体１２Ｂを密着して覆う他、気中絶縁操作ロッド２０の周囲を覆っている。気中絶縁操作ロッド２０の周囲の空間は、固体絶縁物２１とゴムベローズ２３などの可撓性部材によって封止し、内部には乾燥空気やＳＦ６ガスなどの絶縁ガスを封入している。なお、ゴムベローズ２３の代りに直線シールを適用したり、また、透湿性を備えた膜で封止しても良いし、あるいは気中絶縁操作ロッド２０の沿面距離を十分に大きく確保することによってその周囲の空間を封止せずに大気状態としてもよい。気中絶縁操作ロッド２０はレバー３１の一端に接続され、レバー３１の他端は電磁操作器３０に接続されている。電磁操作器３０は、レバー３１に対して真空インタラプタ１と同じ側に配置され、かつ、真空インタラプタ１と実質的に並行になる様に並んで配置されている。この様な配置とすることで、可動導体の可動方向にユニット開閉器７０全体が長くなるのを防止できる。電磁操作器３０については、詳述は省略するが、例えばバネに永久磁石と電磁石を組み合わせて、電磁石を構成するコイルへの通電をＯＮ／ＯＦＦ切り換えることで駆動力を発生している。
　この構成においてユニット開閉器７０は、真空インタラプタ１の固定側に１つの電気接続部１０Ｂを、可動側に１つの電気接続部１０Ａを具備し、電気接続部１０ＡにはＴ型ケーブルヘッド４０Ａ、接続導体４４、Ｔ型ケーブルヘッド４０Ｃ、絶縁栓４１Ｃを順に重ねて取り付ける。一方、電気接続部１０ＢにはＴ型ケーブルヘッド４０Ｂ、絶縁栓４１Ｂを順に重ねて取り付ける。接続導体４４は、導体の周囲を固体絶縁物で覆うことで例えば構成される。これらは電磁操作器３０とは反対側に設けられる。
　次に図５は、図４に示したユニット開閉器７０をケース８０中に収納し、電気接続部１０Ａ及び電気接続部１０Ｂに偏荷重が掛からないようにケーブル４２Ａ、ケーブル４２Ｂ、ケーブル４２Ｃをケース８０で機械的に保持していて、分岐ジョイントを構成する。ケーブル４２Ｂは鉄道車両の前方（図中左方向）へ、ケーブル４２Ａは鉄道車両の後方（図中右方向）へ引き通され、ケーブル４２Ｃは床下の主変圧器に接続される。実施例では、ユニット開閉器70V, 70Wには、可動側に一つ、固定側に一つの２つのブッシングを備え、一方のブッシングにＴ型ケーブルヘッドを２段接続するだけで、分岐ユニットを構成できる。Ｔ型ケーブルヘッド、接続導体４４は汎用品を使用できるため、安価に調達できる。
　上記ユニット開閉器には、固定側と可動側にそれぞれ１個のブッシングを接続し、一方のブッシングにはＴ型ケーブルヘッドを１段接続し、また他方のブッシングには複数段続している。そして、複数段接続されたケーブルはそれぞれ別回路に接続され、かつＴ型ケーブルヘッドと開閉器は略水平方向の同一面上に配置されている開閉器を複数台、鉄道車両の屋根上の高圧引き通しケーブルの途中に設置し、車両間を電気的に切り離すことを可能としている。また、高圧引き通しケーブルを分岐して、車両の床下に設置された受電用真空遮断器に接続している。
　本実施例では、安全性を確保するべく、車両の屋根は接地されており、さらにＴ型ケーブルヘッド、ユニット開閉器の表面は接地電位になっている。一般に、作業者の安全性確保の観点から車両の屋根は接地されているが、上述の様に、車両の屋根に配置する電気機器に対しては、高さ上の制約も大きい。これに対して本実施例によれば、Ｔ型ケーブルヘッド、ユニット開閉器の表面が接地電位になっているため、車両の屋根との間で絶縁距離を確保する必要が無く、高さを低減できる。より具体的には、分岐ユニットを屋根上に屋根に対して略並行に配置することが可能になる。
　また、各ブッシング導体１２Ａ，１２Ｂは、可動電極５の可動方向に対して実質的に直角な方向に配置されており、可動方向に大型化することを防止している。本実施例では、可動電極５の可動方向に対して実質的に直角な方向に配置しているが、少なくとも可動方向とは異なる方向に設けられていれば、一定の効果は期待できる。
　また、図６に示す様に、ケース８０内のユニット開閉器７０の固定側と可動側の相対位置を逆転させることも可能である。この様に構成しても上記と同様な効果を得られる。
　更に、ユニット開閉器の構造を標準化することで部品管理が容易化される。
　実施例２について図７を用いて説明する。実施例２では、ユニット開閉器７０の固定側のケーブルヘッド４０Ｂに、アレスタ５４を重ねて接続している。
　本実施例では、ケース８０内のスペースを有効に利用して、アレスタ５４を実装することにより、雷撃などによる過電圧の侵入を抑制することが出来る。アレスタ５４についても、可動電極５の可動方向に平行な方向に配置されており、高さ方向に大型化することを防止している。本実施例では、可動電極５の可動方向に対して実質的に平行な方向にアレスタ５４を配置しているが、略平行な方向に設けられていれば、一定の低背化効果は期待できる。
　実施例３について図８を用いて説明する。本実施例では、実施例１または実施例２の分岐ジョイントと、直線ジョイントを直列接続し、屋根上に置いたき電回路を示す。直線ジョイントに接続されたケーブル４２ＲＡは車両床下に配置した主変圧器に接続する。ここで、分岐ジョイントを構成する開閉器ユニット７０Ｖは短絡電流遮断性能なしの断路器とし、直線ジョイントを構成する開閉器ユニット７０Ｒは、短絡電流遮断性能有りの遮断器とする。本実施例では、開閉器ユニット７０Ｒが遮断器として機能するため、床下に遮断器を配置する必要がなくなる。その結果、客室スペースが拡大でき、また保守性が向上する。
１　真空インタラプタ 
２　ベローズ
３　固定電極
５　可動電極
６　アークシールド
７　セラミック絶縁筒
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ　電気接続部 
１２Ａ，１２Ｂ　ブッシング導体
２０　気中絶縁操作ロッド
２１　固体絶縁物 
２２　ばねコンタクト
２３　ゴムベローズ
３０、３０A、３０B、３０C　電磁操作器 
３１　レバー 
３２　電源コンデンサ
３３　制御基板　 
３４　切替スイッチ 
４０A、４０B、４０C　ケーブルヘッド 
４１A、４１C　絶縁栓 
４２A、４２B、４２C　ケーブル 
４３　アレスタ 
４４　接続導体
５０　ＡＣ回路 
５１　ＤＣ回路 
５２　パンタグラフ回路　　 
５３　接地回路 
５４　アレスタ回路 
６０　回路間連結母線 
７０　ユニット開閉器 
８０　ケース 

Claims (6)

  1. 　第１のＴ型ケーブルヘッドと、
    　第２のＴ型ケーブルヘッドと、
    　第３のＴ型ケーブルヘッドを備える分岐ユニットであって、
    　固定電極及び可動電極を備える開閉器と、前記固定電極または前記可動電極の一方に接続される第１のブッシング導体と、前記固定電極または前記可動電極の他方に接続される第２のブッシング導体を備え、
    　前記第１のＴ型ケーブルヘッドは、前記第１のブッシング導体に一端が接続され、
    　前記第２のＴ型ケーブルヘッドは、前記第１のＴ型ケーブルヘッドにおける前記一端とは別の端部に接続され、
    　前記第３のＴ型ケーブルヘッドは、前記第２のブッシング導体に一端が接続され、
    　前記第１のＴ型ケーブルヘッドと前記第２のＴ型ケーブルヘッドは、各々異なる回路に接続されており、
    　各前記Ｔ型ケーブルヘッドと前記開閉器の表面が接地電位であることを特徴とする分岐ユニット。
  2. 　請求項１に記載の分岐ユニットであって、各前記Ｔ型ケーブルヘッド、前記開閉器は、略同一平面内に配置されることを特徴とする分岐ユニット。
  3. 　請求項１または２に記載の分岐ユニットであって、前記Ｔ型ケーブルヘッドが接続されるブッシングは、前記可動電極の可動方向と略直角方向に設けられることを特徴とする分岐ユニット。
  4. 　請求項１ないし３のいずれか１項に記載の分岐ユニットであって、前記第３のＴ型ケーブルヘッドの端部のうち、前記第２のブッシングに接続される端部とは別の端部に接続されるアレスタを備えることを特徴とする分岐ユニット。
  5. 　屋根が接地された車両と、
    　前記屋根に配置される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の分岐ユニットを備え、
    前記分岐ユニットは前記屋根に略平行に配置されることを特徴とする車両システム。
  6. 　請求項５に記載の車両システムであって、
    　前記屋根に配置され、かつ前記分岐ユニットと直列接続される直線ジョイントと、
    　前記直線ジョイントに電気的に接続され、かつ前記車両の床下に配置される主変圧器を
    備え、
    　前記直線ジョイントは遮断器を有しており、
    　前記床下には遮断器は配置されないことを特徴とする車両システム。
    　
PCT/JP2017/001445 2016-05-16 2017-01-18 分岐ユニットまたは車両システム WO2017199465A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17798904.3A EP3459784B1 (en) 2016-05-16 2017-01-18 Branching unit and vehicular system
CN201780010208.3A CN108602451B (zh) 2016-05-16 2017-01-18 分支组件或车辆系统
US16/098,180 US10589760B2 (en) 2016-05-16 2017-01-18 Branching unit and vehicular system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-097571 2016-05-16
JP2016097571A JP2017208870A (ja) 2016-05-16 2016-05-16 分岐ユニットまたは車両システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017199465A1 true WO2017199465A1 (ja) 2017-11-23

Family

ID=60325834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/001445 WO2017199465A1 (ja) 2016-05-16 2017-01-18 分岐ユニットまたは車両システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10589760B2 (ja)
EP (1) EP3459784B1 (ja)
JP (1) JP2017208870A (ja)
CN (1) CN108602451B (ja)
WO (1) WO2017199465A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111602220B (zh) * 2018-01-15 2023-08-15 赛雪龙公司 电气开关装置
WO2023228245A1 (ja) * 2022-05-23 2023-11-30 川崎車両株式会社 編成車両

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001176364A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Hitachi Ltd 真空度測定装置を備えた真空スイッチ及びそれを用いた真空スイッチギヤならびにそれらの運転方法
JP2001210200A (ja) * 2000-01-27 2001-08-03 Tokyo Electric Power Co Inc:The スイッチギヤ
JP2011041407A (ja) * 2009-08-12 2011-02-24 Hitachi Ltd スイッチギヤ及びスイッチギヤの操作方法
JP2012039872A (ja) * 2011-11-24 2012-02-23 Hitachi Ltd スイッチギヤ
JP2015222617A (ja) * 2014-05-22 2015-12-10 株式会社日立製作所 ユニット開閉器及び開閉装置並びに鉄道車両

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4841875B2 (ja) * 2005-06-29 2011-12-21 株式会社日立製作所 真空絶縁スイッチギヤ
US7501598B2 (en) * 2006-05-31 2009-03-10 Thomas & Betts International, Inc. Connector system for an insulated switch with provision for grounding and visible break
US9352653B2 (en) 2011-01-14 2016-05-31 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Circuit breaking unit and railcar including the same
JP5885387B2 (ja) * 2011-01-14 2016-03-15 川崎重工業株式会社 鉄道車両の高圧機器システム及び鉄道車両
JP6216529B2 (ja) * 2013-03-28 2017-10-18 株式会社日立産機システム 鉄道車両

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001176364A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Hitachi Ltd 真空度測定装置を備えた真空スイッチ及びそれを用いた真空スイッチギヤならびにそれらの運転方法
JP2001210200A (ja) * 2000-01-27 2001-08-03 Tokyo Electric Power Co Inc:The スイッチギヤ
JP2011041407A (ja) * 2009-08-12 2011-02-24 Hitachi Ltd スイッチギヤ及びスイッチギヤの操作方法
JP2012039872A (ja) * 2011-11-24 2012-02-23 Hitachi Ltd スイッチギヤ
JP2015222617A (ja) * 2014-05-22 2015-12-10 株式会社日立製作所 ユニット開閉器及び開閉装置並びに鉄道車両

Also Published As

Publication number Publication date
EP3459784A4 (en) 2020-01-08
EP3459784B1 (en) 2021-04-07
EP3459784A1 (en) 2019-03-27
US10589760B2 (en) 2020-03-17
CN108602451B (zh) 2021-03-02
US20190144012A1 (en) 2019-05-16
CN108602451A (zh) 2018-09-28
JP2017208870A (ja) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8710388B2 (en) Switchgear and method for operating switchgear
JP6328998B2 (ja) ユニット開閉器及び開閉装置並びに鉄道車両
JP4568765B2 (ja) 真空スイッチギヤ
JP4512648B2 (ja) スイッチギヤ
JP5026537B2 (ja) スイッチギヤ
WO2017199465A1 (ja) 分岐ユニットまたは車両システム
JP6713940B2 (ja) 固体絶縁型開閉器ユニットの放熱装置、固体絶縁型開閉器ユニット、および、鉄道車両
KR101736290B1 (ko) 철도 차량
CN108454413B (zh) 铁路车辆用开关单元
JP6783720B2 (ja) 真空開閉装置
JP2018049764A (ja) 開閉器ユニット、および、それを用いた鉄道車両
US20060245128A1 (en) Gas-insulated bus bar component comprising outdoor bushings
CN111837213B (zh) 固体绝缘型的真空开关
WO2023119453A1 (ja) 開閉器
JP2009044927A (ja) 金属閉鎖形スイッチギヤ
JP6951201B2 (ja) 開閉器ユニット及びこれを用いた鉄道車両
CN206575025U (zh) 时速160公里动力集中动车组真空断路器

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17798904

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017798904

Country of ref document: EP

Effective date: 20181217