(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なった交流電源から電力供給される互いに隣接したトロリー線間に中セクションが設置され、前記交流電源の一方と前記中セクションとの間を列車進入側切替開閉器を介して接続し、前記交流電源の他方と前記中セクションとの間を列車退出側切替開閉器を介して接続し、列車の全体が列車進入側の前記トロリー線区間から前記中セクションに進入するまで前記列車進入側切替開閉器を閉じ、かつ前記列車退出側切替開閉器を開き、前記列車の全体が前記中セクションに進入した時に前記列車進入側切替開閉器を開き、かつ前記列車退出側切替開閉器を閉じる切替開閉を行う切替開閉装置において、
前記列車退出側切替開閉器と前記中セクションとの間に直列に接続された、前記列車退出側切替開閉器を閉じた時に前記交流電源から列車に搭載される変圧器に流れる突入電流が最大負荷電流以下になるような抵抗値に選定された抵抗器と、前記抵抗器と並列に接続され、前記抵抗器に２０〜１５０msecの一定時間通電した後に閉じて当該抵抗器を短絡する短絡用開閉器とを備え、かつ、
前記抵抗器に流れる過電流を検出する過電流検出手段と、前記過電流検出手段が４０〜１７０msecの所定時間継続して過電流を検出した時に前記交流電源から前記中セクションへの電力供給を停止する遮断手段とを備えたことを特徴とする切替開閉装置。
【請求項２】
それぞれ異なった交流電源から電力供給される互いに隣接したトロリー線間に中セクションが設置され、前記交流電源の一方と前記中セクションとの間を列車進入側切替開閉器を介して接続し、前記交流電源の他方と前記中セクションとの間を列車退出側切替開閉器を介して接続し、列車の全体が列車進入側の前記トロリー線区間から前記中セクションに進入するまで前記列車進入側切替開閉器を閉じ、かつ前記列車退出側切替開閉器を開き、前記列車の全体が前記中セクションに進入した時に前記列車進入側切替開閉器を開き、かつ前記列車退出側切替開閉器を閉じる切替開閉を行う切替開閉装置において、
前記列車退出側切替開閉器と前記中セクションとの間に直列に接続された、前記列車退出側切替開閉器を閉じた時に前記交流電源から列車に搭載される変圧器に流れる突入電流が最大負荷電流以下になるような抵抗値に選定された抵抗器と、前記列車退出側切替開閉器と前記抵抗器との直列回路に並列に接続され、前記抵抗器に２０〜１５０msecの一定時間通電した後に閉じて前記列車退出側切替開閉器と抵抗器とを短絡する短絡用開閉器とを備え、かつ、
前記抵抗器に流れる過電流を検出する過電流検出手段と、前記過電流検出手段が４０〜１７０msecの所定時間継続して過電流を検出した時に前記交流電源から前記中セクションへの電力供給を停止する遮断手段とを備えたことを特徴とする切替開閉装置。
【請求項３】
それぞれ異なった交流電源から電力供給される互いに隣接したトロリー線間に中セクションが設置され、前記交流電源の一方と前記中セクションとの間を列車進入側切替開閉器を介して接続し、前記交流電源の他方と前記中セクションとの間を列車退出側切替開閉器を介して接続し、列車の全体が列車進入側の前記トロリー線区間から前記中セクションに進入するまで前記列車進入側切替開閉器を閉じ、かつ前記列車退出側切替開閉器を開き、前記列車の全体が前記中セクションに進入した時に前記列車進入側切替開閉器を開き、かつ前記列車退出側切替開閉器を閉じる切替開閉を行う切替開閉装置において、
前記列車進入側切替開閉器と列車退出側切替開閉器との共通の接続点と前記中セクションとの間に接続された、前記列車退出側切替開閉器を閉じた時に前記交流電源から列車に搭載される変圧器に流れる突入電流が最大負荷電流以下になるような抵抗値に選定された抵抗器と、前記抵抗器と並列に接続され、前記抵抗器に２０〜１５０msecの一定時間通電した後に閉じて当該抵抗器を短絡する短絡用開閉器とを備え、かつ、
前記抵抗器に流れる過電流を検出する過電流検出手段と、前記過電流検出手段が４０〜１７０msecの所定時間継続して過電流を検出した時に前記交流電源から前記中セクションへの電力供給を停止する遮断手段とを備えたことを特徴とする切替開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電鉄用交流き電回路における異電源切替を行う切替開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、新幹線のような電鉄用交流き電回路の異電源切替方式として、切替開閉器を用いた切替開閉装置が広く用いられている。この切替開閉装置は、異電源突合わせセクションに中セクションを設置することにより、列車がこの異電源突合わせセクションにおいてノッチオフしてスピードダウンすることなく、力行で異電源突合わせセクションを通過できるようにするために採用されている技術である。
【０００３】
図７にこのような切替開閉装置の従来例の構成を示している。この従来の切替開閉装置は、交流電源１に接続されたトロリー線２と中セクション３との間に列車進入側切替開閉器４を設置し、また隣接する交流電源５に接続されたトロリー線６と中セクション３との間に列車退出側切替開閉器７を設置した回路構成をとっている。そして中セクション３に対する軌道回路８によって列車９が中セクション３に編成全体が進入したかどうか検出し、この軌道回路８の信号によって切替開閉器４、７それぞれに対する切替制御回路１０、１１各々が列車進入側切替開閉器４、列車退出側切替開閉器７の開閉制御を行うようにしている。
【０００４】
この従来の切替開閉装置では、軌道回路８に列車９がない時には列車進入側切替開閉器４は投入、列車退出側切替開閉器７は開放状態にあり、列車９はトロリー線２を通して交流電源１から電力供給されて走行する。そして、列車９が図中左から右方向に走行し、編成全体が中セクション３に入れば、軌道回路８により列車有りを検出して、切替制御回路１０、１１それぞれの働きにより列車進入側切替開閉器４を開放し、約３００ｍｓｅｃの時間経過後に列車退出側切替開閉器７をやや遅れて投入する。この時点より列車９は交流電源５から電力供給を受けるようになる。これにより、走行中の列車９はノッチオフして減速することなく、中セクション３を力行通過する。
【０００５】
列車９の編成全体が中セクション３を抜出してトロリー線６の区間に進入すれば、軌道回路８は列車無しを検出し、列車退出側切替開閉器７を開放し、列車進入側切替開閉器４を投入状態に戻し、次の列車の到来に備える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の切替開閉装置では次のような問題点があった。すなわち、列車９が中セクション３を走行中に軌道回路８が列車有りを検出して列車退出側切替開閉器７をやや遅れて投入した際に、車両に搭載している変圧器へ無負荷励磁投入電流が流れる。この突入電流は、負荷電流が列車１編成あたり約１０００Ａであるのに対し、その約２〜３倍の波高値を持っている。また突入電流は第２高調波を含んだ波形であり、これが原因でき電回路の保護リレーの不要動作、またはき電用変圧器一次側（送電線３相回路側）に設置された直列コンデンサとの分数調波共振などが発生する問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、電鉄用異電源切替設備としての信頼性を失うことなく、車両搭載変圧器への突入電流を負荷電流と同等程度の値に抑制することができる切替開閉装置に関する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、それぞれ異なった交流電源から電力供給される互いに隣接したトロリー線間に中セクションが設置され、前記交流電源の一方と前記中セクションとの間を列車進入側切替開閉器を介して接続し、前記交流電源の他方と前記中セクションとの間を列車退出側切替開閉器を介して接続し、列車の全体が列車進入側の前記トロリー線区間から前記中セクションに進入するまで前記列車進入側切替開閉器を閉じ、かつ前記列車退出側切替開閉器を開き、前記列車の全体が前記中セクションに進入した時に前記列車進入側切替開閉器を開き、かつ前記列車退出側切替開閉器を閉じる切替開閉を行う切替開閉装置において、前記列車退出側切替開閉器と前記中セクションとの間に直列に接続された、前記列車退出側切替開閉器を閉じた時に前記交流電源から列車に搭載される変圧器に流れる突入電流が最大負荷電流以下になるような抵抗値に選定された抵抗器と、前記抵抗器と並列に接続され、前記抵抗器に２０〜１５０msecの一定時間通電した後に閉じて当該抵抗器を短絡する短絡用開閉器とを備え、かつ、前記抵抗器に流れる過電流を検出する過電流検出手段と、前記過電流検出手段が４０〜１７０msecの所定時間継続して過電流を検出した時に前記交流電源から前記中セクションへの電力供給を停止する遮断手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
この請求項１の発明の切替開閉装置では、列車がトロリー線から中セクションに進入して列車進入側切替開閉器が開放され、反対に列車退出側切替開閉器が投入され、交流電源から中セクションを通じて列車に切換給電される際、この列車退出側切替開閉器に直列に接続した抵抗器に交流電源から電流が流れ、列車負荷への突入電流を抑制する。そして抵抗器に一定時間通電した後に短絡用開閉器を閉じて抵抗器を短絡させ、交流電源から中セクションへ列車退出側切替開閉器と短絡用開閉器を通じて電力供給する。
【００１０】
これにより、列車負荷の回路は車両の型式によって搭載変圧器二次側が無負荷になるものとそうでないものとがあり、また車両の走行状態も多様であるが、抵抗器の抵抗値を５〜２００Ωに選定することにより、車両の種別、走行状態にかかわらず突入電流を１０００Ａ以下に抑制することができる。
【００１１】
また、抵抗器を短絡用開閉器により一定時間の通電の後（約２０〜１５０msec後）に短絡することにより、抵抗器での損失、抵抗器での電圧ドロップにより列車のパンタグラフ点電圧低下などを防止することができる。加えて、短絡用開閉器の投入電流も負荷電流の約１０００Ａ程度に抑えることができるので、切替開閉器、短絡用開閉器共に従来の切替開閉器に比べて特別の性能のものを必要とせず、この発明の実現のためのコストアップを抑制することができる。さらに加えて、列車が中セクションに進入して抵抗器に電流が流れるようになった際に、何らかの原因で抵抗器に過電流が４０〜１７０msecの一定時間以上継続して流れ続ければ、過電流検出手段がその過電流を検出し、遮断手段によって交流電源から中セクションへの電力供給を停止することにより、抵抗器を保護することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、それぞれ異なった交流電源から電力供給される互いに隣接したトロリー線間に中セクションが設置され、前記交流電源の一方と前記中セクションとの間を列車進入側切替開閉器を介して接続し、前記交流電源の他方と前記中セクションとの間を列車退出側切替開閉器を介して接続し、列車の全体が列車進入側の前記トロリー線区間から前記中セクションに進入するまで前記列車進入側切替開閉器を閉じ、かつ前記列車退出側切替開閉器を開き、前記列車の全体が前記中セクションに進入した時に前記列車進入側切替開閉器を開き、かつ前記列車退出側切替開閉器を閉じる切替開閉を行う切替開閉装置において、前記列車退出側切替開閉器と前記中セクションとの間に直列に接続された、前記列車退出側切替開閉器を閉じた時に前記交流電源から列車に搭載される変圧器に流れる突入電流が最大負荷電流以下になるような抵抗値に選定された抵抗器と、前記列車退出側切替開閉器と前記抵抗器との直列回路に並列に接続され、前記抵抗器に２０〜１５０msecの一定時間通電した後に閉じて前記列車退出側切替開閉器と抵抗器とを短絡する短絡用開閉器とを備え、かつ、前記抵抗器に流れる過電流を検出する過電流検出手段と、前記過電流検出手段が４０〜１７０msecの所定時間継続して過電流を検出した時に前記交流電源から前記中セクションへの電力供給を停止する遮断手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
この請求項２の発明の切替開閉装置では、列車がトロリー線から中セクションに進入して列車進入側切替開閉器が開放され、反対に列車退出側切替開閉器が投入され、交流電源から中セクションを通じて列車に切換給電される際、この列車退出側切替開閉器に直列に接続した抵抗器に交流電源から電流が流れ、列車負荷への突入電流を抑制する。そして抵抗器に一定時間通電した後に短絡用開閉器を閉じて列車退出側切替開閉器と抵抗器とをバイパスし、交流電源から中セクションへ短絡用開閉器を通じて電力供給する。
【００１４】
これにより、請求項１の発明の切替開閉装置と同じように、抵抗器の抵抗値を５〜２００Ωに選定することにより、車両の種別、走行状態にかかわらず突入電流を最大負荷電流の１０００Ａ以下に抑制することができる。また、抵抗器を短絡用開閉器により一定時間の通電の後（約２０〜１５０msec後）に短絡することにより、抵抗器での損失、抵抗器での電圧ドロップにより列車のパンタグラフ点電圧低下などを防止することができ、加えて、この発明の実現のためのコストアップを抑制することができる。さらに加えて、列車が中セクションに進入して抵抗器に電流が流れるようになった際に、何らかの原因で抵抗器に過電流が４０〜１７０msecの一定時間以上継続して流れ続ければ、過電流検出手段がその過電流を検出し、遮断手段によって交流電源から中セクションへの電力供給を停止することにより、抵抗器を保護することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、それぞれ異なった交流電源から電力供給される互いに隣接したトロリー線間に中セクションが設置され、前記交流電源の一方と前記中セクションとの間を列車進入側切替開閉器を介して接続し、前記交流電源の他方と前記中セクションとの間を列車退出側切替開閉器を介して接続し、列車の全体が列車進入側の前記トロリー線区間から前記中セクションに進入するまで前記列車進入側切替開閉器を閉じ、かつ前記列車退出側切替開閉器を開き、前記列車の全体が前記中セクションに進入した時に前記列車進入側切替開閉器を開き、かつ前記列車退出側切替開閉器を閉じる切替開閉を行う切替開閉装置において、前記列車進入側切替開閉器と列車退出側切替開閉器との共通の接続点と前記中セクションとの間に接続された、前記列車退出側切替開閉器を閉じた時に前記交流電源から列車に搭載される変圧器に流れる突入電流が最大負荷電流以下になるような抵抗値に選定された抵抗器と、前記抵抗器と並列に接続され、前記抵抗器に２０〜１５０msecの一定時間通電した後に閉じて当該抵抗器を短絡する短絡用開閉器とを備え、かつ、前記抵抗器に流れる過電流を検出する過電流検出手段と、前記過電流検出手段が４０〜１７０msecの所定時間継続して過電流を検出した時に前記交流電源から前記中セクションへの電力供給を停止する遮断手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
この請求項３の発明の切替開閉装置では、列車がトロリー線から中セクションに進入して列車進入側切替開閉器が開放され、反対に列車退出側切替開閉器が投入され、交流電源から中セクションを通じて列車に切換給電される際、これらの列車進入側切替開閉器と列車退出側切替開閉器との共通の接続点と中セクションとの間に接続されている短絡用開閉器を一時的に開放することにより、この短絡用開閉器と並列に接続されている抵抗器に交流電源から電流が流れ、列車負荷への突入電流を抑制する。そして抵抗器に一定時間通電した後に短絡用開閉器を再び閉じて抵抗器を短絡させ、交流電源から中セクションへ短絡用開閉器を通じて電力供給する。
【００１７】
これにより、請求項１の発明の切替開閉装置と同じように、抵抗器の抵抗値を５〜２００Ωに選定することにより、車両の種別、走行状態にかかわらず突入電流を最大負荷電流の１０００Ａ以下に抑制することができる。また、抵抗器に一定時間の通電の後（約２０〜１５０msec後）に短絡用開閉器を閉じて抵抗器を短絡することにより、抵抗器での損失、抵抗器での電圧ドロップにより列車のパンタグラフ点電圧低下などを防止することができ、加えて、この発明の実現のためのコストアップを抑制することができる。さらに加えて、列車が中セクションに進入して抵抗器に電流が流れるようになった際に、何らかの原因で抵抗器に過電流が一定時間以上継続して流れ続ければ、過電流検出手段がその過電流を検出し、遮断手段によって交流電源から中セクションへの電力供給を停止することにより、抵抗器を保護することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の切替開閉装置の第１の実施の形態の回路構成を示している。この第１の実施の形態の切替開閉装置は、それぞれ異なった交流電源１、５から電力供給される互いに隣接したトロリー線２、６間に中セクション３が設置されており、一方の交流電源１と中セクション３に対する列車進入側のトロリー線２との間の電力供給線１ａに列車進入側切替開閉器４が設置され、他方の交流電源５と中セクション３に対する列車退出側のトロリー線６との間の電力供給線５ａに列車退出側切替開閉器７が設置されている。また、中セクション３に列車９の編成全体が進入した時にその進入を検出する軌道回路８と、この軌道回路８からの信号を受けて列車進入側切替開閉器４と列車退出側切替開閉器７との切替開閉制御を行う切替制御回路１０、１１が設置されていて、列車９の編成全体が列車進入側のトロリー線２の区間から中セクション３に進入するまで列車進入側切替開閉器４を閉じ、かつ列車退出側切替開閉器７を開き、その後、列車９の編成全体が中セクション３に進入した時に列車進入側切替開閉器４を開き、かつ列車退出側切替開閉器７をやや遅れて（約３００msec程度遅れて）閉じる切替開閉制御を行うようになっている。
【００２１】
さらに、第１の実施の形態の特徴として、列車退出側切替開閉器７と直列に電力供給線５ａに抵抗器１２が挿入され、また抵抗器１２に一定時間通電した後に閉じて抵抗器１２を短絡する短絡用開閉器１３が抵抗器１２と並列に電力供給線５ａに挿入されている。そして、この短絡用開閉器１３の短絡開閉を制御するために短絡制御回路１４が設置されており、切替制御回路１１から列車退出側切替開閉器７に与えられる投入信号を受けてタイムカウントを開始し、一定時間経過後に短絡用開閉器１３に投入指令を与えるようになっている。
【００２２】
抵抗器１２の抵抗値は、列車退出側切替開閉器７の投入時に交流電源５から列車８に供給される電流の突入電流が１０００Ａ以下となるように、５〜２０Ωのものが選定される。また抵抗器１２の通電時間は２０〜１５０ｍｓｅｃとなるように、短絡制御回路１４がタイマ設定される。
【００２３】
次に、上記構成の切替開閉装置の動作について説明する。列車９はトロリー線２に接続された交流電源１より電力供給を受けて走行している。この状態では、列車進入側切替開閉器４は投入、列車退出側切替開閉器７及び短絡用開閉器１３は開放状態にある。
【００２４】
ここで列車９が図中左から右方向へ走行し、編成全体が中セクション３内に進入した時、軌道回路８からの列車進入検出信号を受けて切替制御回路１０は列車進入側切替開閉器４を開放し、同じ検出信号を受けて切替制御回路１１は列車退出側切替開閉器７をやや遅れて投入する。この時点で、列車９は交流電源５より電力供給を受けることになるが、その電力供給線５ａに列車退出側切替開閉器７と直列に抵抗器１２が挿入されているので、列車９が搭載する変圧器への励磁突入電流は最大負荷電流値程度、約１０００Ａ程度以下に抑制される。
【００２５】
切替制御回路１１が列車退出側切替開閉器７に与える投入信号は短絡制御回路１４にも入力され、短絡制御回路１４はタイムカウントを開始し、２０〜１５０ｍｓｅｃのディレイの後に短絡用開閉器１３を投入し、抵抗器１２を短絡して交流電源５の電力を列車退出側切替開閉器７と短絡用開閉器１３を通じて中セクション３に供給し、列車９にき電するようになる。
【００２６】
ここで、列車退出側切替開閉器７の投入時に列車９に流れる突入電流は第１波を抑制すれば抵抗器１２を短絡しても減衰していくので、列車退出側切替開閉器７の投入後、２０〜１５０ｍｓｅｃ程度の間隔で短絡用開閉器１３を投入して抵抗器１２を短絡すれば、抵抗器１２における損失、電圧降下の問題を回避することができ、列車９の走行を力行のまま継続させることができる。
【００２７】
この後、列車９の編成全体が中セクション３を抜け出て、軌道回路８が列車の存在を検出しなくなれば、切替制御回路１０、１１によりそれぞれ列車進入側切替開閉器４が投入され、列車退出側切替開閉器７が開放され、次の列車の進入に備えることになる。
【００２８】
このようにして、第１の実施の形態では、列車９の中セクション通過の際の異電源切替時に、電力供給回路に直列に抵抗器１２を一時的に挿入する構成とすることにより、列車９への突入電流を抑制することができ、またこのために必要となる抵抗器短絡用の開閉器１３は負荷電流値程度の電流を投入するだけなので、従来の切替開閉器４、７と同等な電気的特性を持つ開閉器を使用することができ、コストアップを抑制することができる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。この第２の実施の形態の切替開閉装置は、大部分の構成が図１に示した第１の実施の形態と共通するので、同一の部分については同一の符号を付し、その詳しい説明を省略する。この第２の実施の形態の特徴は、交流電源５から中セクション３への電力供給線５ａに列車退出側切替開閉器７と直列に抵抗器１２を挿入すると共に、これらの列車退出側切替開閉器７と抵抗器１２との直列回路と並列に抵抗器短絡用開閉器１５を設置すると共に、この短絡用開閉器１５の開閉制御を行う短絡制御回路１６を設置したところにある。
【００３０】
この第２の実施の形態の切替開閉装置では、列車９はトロリー線２に接続された交流電源１より電力供給を受けて走行している。この状態では、軌道回路８から列車検出信号が入らないので、切替制御回路１０により列車進入側切替開閉器４は投入、また切替制御回路１１により列車退出側切替開閉器７は開放、また短絡制御回路１６により短絡用開閉器１５も開放状態にある。
【００３１】
ここで列車９が図中左から右方向へ走行し、編成全体が中セクション３内に進入した時、軌道回路８からの列車進入検出信号を受けて切替制御回路１０は列車進入側切替開閉器４を開放し、同じ検出信号を受けて切替制御回路１１は列車退出側切替開閉器７をやや遅れて投入する。この時点で、列車９は交流電源５より電力供給を受けることになるが、その電力供給線５ａに列車退出側切替開閉器７と直列に抵抗器１２が挿入されているので、列車９が搭載する変圧器への励磁突入電流は最大負荷電流値程度、約１０００Ａ程度以下に抑制される。
【００３２】
切替制御回路１１が列車退出側切替開閉器７に与える投入信号は短絡制御回路１６にも入力され、短絡制御回路１６はタイムカウントを開始し、２０〜１５０ｍｓｅｃのディレイの後に短絡用開閉器１５を投入し、列車退出側切替開閉器７と抵抗器１２との直列回路６をバイパスする形で交流電源５の電力を短絡用開閉器１５を通じて中セクション３に供給し、列車９にき電するようになる。
【００３３】
ここで、列車退出側切替開閉器７の投入時に列車９に流れる突入電流は第１波を抑制すれば抵抗器１２を短絡しても減衰していくので、列車退出側切替開閉器７の投入後、２０〜１５０ｍｓｅｃ程度の間隔で短絡用開閉器１５を投入すれば、抵抗器１２における損失、電圧降下の問題を回避することができ、列車９の走行を力行のまま継続させることができる。
【００３４】
この後、列車９の編成全体が中セクション３を抜け出て、軌道回路８が列車の存在を検出しなくなれば、切替制御回路１０、１１によりそれぞれ列車進入側切替開閉器４が投入され、列車退出側切替開閉器７が開放され、また、切替制御回路１１を通じて短絡制御回路１６により短絡用開閉器１５も開放されて次の列車の進入に備えることになる。
【００３５】
このようにして、第２の実施の形態でも、列車９の中セクション通過の際の異電源切替時に、電力供給回路に直列に抵抗器１２を一時的に挿入する構成とすることにより、列車９への突入電流を抑制することができ、またこのために必要となる抵抗器短絡用の開閉器１５は負荷電流値程度の電流を投入するだけなので、従来の切替開閉器４、７と同等な電気的特性を持つ開閉器を使用することができ、コストアップを抑制することができる。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施の形態を図３に基づいて説明する。この第３の実施の形態の切替開閉装置は、大部分の構成が図１に示した第１の実施の形態と共通するので、同一の部分については同一の符号を付し、その詳しい説明を省略する。この第３の実施の形態の特徴は、中セクション３側に抵抗器１７と短絡用開閉器１８との並列回路を設置し、この並列回路の入力側に列車進入側切替開閉器４の出力側と列車退出側切替開閉器７の出力側との共通の接続点を接続しており、また短絡用開閉器１８の開閉制御を行う短絡制御回路１９を設置したところにある。そして短絡制御回路１９には切替制御回路１０から列車進入側切替開閉器４に対する開閉制御信号を同じく入力し、開閉制御するようにしている。
【００３７】
この第３の実施の形態の切替開閉装置では、列車９はトロリー線２に接続された交流電源１より電力供給を受けて走行している。この状態では、軌道回路８から列車検出信号が入らないので、切替制御回路１０により列車進入側切替開閉器４と短絡用開閉器１８は投入、また切替制御回路１１により列車退出側切替開閉器７は開放状態にある。
【００３８】
ここで列車９が図中左から右方向へ走行し、編成全体が中セクション３内に進入した時、軌道回路８からの列車進入検出信号を受けて切替制御回路１０は列車進入側切替開閉器４と短絡用開閉器１８を開放し、同じ検出信号を受けて切替制御回路１１は列車退出側切替開閉器７をやや遅れて投入する。この時点で、列車９は交流電源５より電力供給を受けることになるが、その電流は列車退出側切替開閉器７と抵抗器１７を通って中セクション３に供給され、列車９に供給されるようになるので、列車９が搭載する変圧器への励磁突入電流は最大負荷電流値程度、約１０００Ａ程度以下に抑制される。
【００３９】
切替制御回路１１が列車退出側切替開閉器７に与える投入信号は短絡制御回路１９にも入力され、短絡制御回路１９はタイムカウントを開始し、２０〜１５０ｍｓｅｃのディレイの後に短絡用開閉器１８を投入し、抵抗器１７を短絡して交流電源５の電力を短絡用開閉器１８を通じて中セクション３に供給し、列車９にき電するようになる。
【００４０】
ここで、列車退出側切替開閉器７の投入時に列車９に流れる突入電流は第１波を抑制すれば抵抗器１７を短絡しても減衰していくので、列車退出側切替開閉器７の投入後、２０〜１５０ｍｓｅｃ程度の間隔で短絡用開閉器１８を投入すれば、抵抗器１７における損失、電圧降下の問題を回避することができ、列車９の走行を力行のまま継続させることができる。
【００４１】
この後、列車９の編成全体が中セクション３を抜け出て、軌道回路８が列車の存在を検出しなくなれば、切替制御回路１０、１１によりそれぞれ列車進入側切替開閉器４と短絡用開閉器１８が投入され、列車退出側切替開閉器７が開放され、次の列車の進入に備えることになる。
【００４２】
このようにして、第３の実施の形態でも、列車９の中セクション通過の際の異電源切替時に、電力供給回路に直列に抵抗器１７を一時的に挿入する構成とすることにより、列車９への突入電流を抑制することができ、またこのために必要となる抵抗器短絡用の開閉器１８は負荷電流値程度の電流を投入するだけなので、従来の切替開閉器４、７と同等な電気的特性を持つ開閉器を使用することができ、コストアップを抑制することができる。
【００４３】
次に、本発明の第４の実施の形態を図４に基づいて説明する。この第４の実施の形態の特徴は、図１に示した第１の実施の形態に対して、さらに抵抗器１２の過電流を検出するために抵抗器１２と直列に計器用変流器２０を挿入し、この計器用変流器２０の二次側に過電流継電器２１を接続し、この過電流継電器２１により一定時間以上継続して電流が流れたことを検出した時に変電所内上位系の遮断器を開放する指令を出力するようにしたところにある。なお、その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と共通するので、同一の符号を付すことによって詳しい説明を省略する。
【００４４】
次に、この第４の実施の形態の動作について説明する。第１の実施の形態と同じように、列車９の編成全体が中セクション３内に進入した時、軌道回路８からの列車進入検出信号を受けて切替制御回路１０は列車進入側切替開閉器４を開放し、同じ検出信号を受けて切替制御回路１１は列車退出側切替開閉器７をやや遅れて投入する。この時点で、列車９は交流電源５より電力供給を受けることになるが、その電力供給線５ａに列車退出側切替開閉器７と直列に抵抗器１２が挿入されているので、列車９が搭載する変圧器への励磁突入電流は最大負荷電流値程度、約１０００Ａ程度以下に抑制される。
【００４５】
切替制御回路１１が列車退出側切替開閉器７に与える投入信号は短絡制御回路１４にも入力され、短絡制御回路１４はタイムカウントを開始し、２０〜１５０ｍｓｅｃのディレイの後に短絡用開閉器１３を投入し、抵抗器１２を短絡して交流電源５の電力を列車退出側切替開閉器７と短絡用開閉器１３を通じて中セクション３に供給し、列車９にき電するようになる。
【００４６】
抵抗器１２へ通電が開始され、２０〜１５０ｍｓｅｃの時間が経過しても短絡用開閉器１３が投入されない時、列車９が中セクション３内を走行する間、抵抗器１２には負荷電流が連続通電されることになる。この抵抗器１２が短時間容量しか持っていない場合、抵抗器１２が破損する恐れがあるが、この状態を検出するために計器用変流器２０の二次側に接続された過電流継電器２１により電流が４０〜１７０ｍｓｅｃ以上継続したことを検出し、変電所内の上位系の遮断器を開放する指令を出力する。これにより交流電源５を停止し、短絡用開閉器１３の投入不能による抵抗器１２の破損を防止する。
【００４７】
ここで過電流継電器２１が検出する電流の継続時間は、抵抗器１２の短時間耐量及び短絡用開閉器１３の短絡時間によって決定すべきものであるが、抵抗器１２の抵抗値が５〜２０Ω、短絡用開閉器１３の短絡までのディレイ時間が２０〜１５０ｍｓｅｃの場合、上述したように４０〜１７０ｍｓｅｃに設定することができる。
【００４８】
短絡用開閉器１３を投入して抵抗器１２を短絡し、中セクション３を通じて列車９に給電し、この後、列車９の編成全体が中セクション３を抜け出て軌道回路８が列車の存在を検出しなくなれば、切替制御回路１０、１１によりそれぞれ列車進入側切替開閉器４が投入され、列車退出側切替開閉器７が開放され、次の列車の進入に備えることになる。
【００４９】
このようにして、第４の実施の形態でも第１の実施の形態と同じように、列車９の中セクション通過の際の異電源切替時に、電力供給回路に直列に抵抗器１２を一時的に挿入する構成とすることにより、列車９への突入電流を抑制することができ、またこのために必要となる抵抗器短絡用の開閉器１３は負荷電流値程度の電流を投入するだけなので、従来の切替開閉器４、７と同等な電気的特性を持つ開閉器を使用することができ、コストアップを抑制することができる。
【００５０】
加えて第４の実施の形態の場合、抵抗器１２に所定時間以上通電されないように保護動作回路を設けたことにより、抵抗器１２を保護することができ、これにより抵抗器１２は短時間通電のみを考慮すればよくなり、外形を小さくし、抵抗器と短絡用開閉器の付加によるコストアップを抑制することができる。
【００５１】
次に、請求項４の発明の他の実施の形態を図５に基づいて説明する。この第５の実施の形態の切替開閉装置は、図２に示した第２の実施の形態に対して、さらに抵抗器１２の過電流を検出するために抵抗器１２と直列に計器用変流器２０を挿入し、この計器用変流器２０の二次側に過電流継電器２１を接続し、この過電流継電器２１により一定時間以上継続して電流が流れたことを検出した時に変電所内上位系の遮断器を開放する指令を出力するようにしたところにある。なお、その他の構成は図２に示した第２の実施の形態と共通するので、同一の符号を付すことによって詳しい説明を省略する。
【００５２】
次に、この第５の実施の形態の動作について説明する。第２の実施の形態と同じように、列車９の編成全体が中セクション３内に進入した時、軌道回路８からの列車進入検出信号を受けて切替制御回路１０は列車進入側切替開閉器４を開放し、同じ検出信号を受けて切替制御回路１１は列車退出側切替開閉器７をやや遅れて投入する。この時点で、列車９は交流電源５より電力供給を受けることになるが、その電力供給線５ａに列車退出側切替開閉器７と直列に抵抗器１２が挿入されているので、列車９が搭載する変圧器への励磁突入電流は最大負荷電流値程度、約１０００Ａ程度以下に抑制される。
【００５３】
切替制御回路１１が列車退出側切替開閉器７に与える投入信号は短絡制御回路１６にも入力され、短絡制御回路１６はタイムカウントを開始し、２０〜１５０ｍｓｅｃのディレイの後に短絡用開閉器１５を投入し、列車退出側切替開閉器７と抵抗器１２との直列回路をバイパスして交流電源５の電力を短絡用開閉器１５を通じて中セクション３に供給し、列車９にき電するようになる。
【００５４】
抵抗器１２へ通電が開始され、２０〜１５０ｍｓｅｃの時間が経過しても短絡用開閉器１５が投入されない時、図４に示した第４の実施の形態と同じように、列車９が中セクション３内を走行する間、抵抗器１２には負荷電流が連続通電されることになる。この抵抗器１２が短時間容量しか持っていない場合、抵抗器１２が破損する恐れがあるが、この状態を検出するために計器用変流器２０の二次側に接続された過電流継電器２１により電流が４０〜１７０ｍｓｅｃ以上継続したことを検出し、変電所内の上位系の遮断器を開放する指令を出力する。これにより交流電源５を停止し、短絡用開閉器１５の投入不能による抵抗器１２の破損を防止する。
【００５５】
短絡用開閉器１５を投入して列車退出用切替開閉器７と抵抗器１２をバイパスし、交流電源５から短絡用開閉器１５と中セクション３を通じて列車９に給電し、この後、列車９の編成全体が中セクション３を抜け出て軌道回路８が列車の存在を検出しなくなれば、切替制御回路１０、１１によりそれぞれ列車進入側切替開閉器４が投入され、列車退出側切替開閉器７が開放され、また短絡制御回路１６により短絡用開閉器１５が開放されて次の列車の進入に備えることになる。
【００５６】
このようにして、第５の実施の形態でも第２の実施の形態と同じように、列車９の中セクション通過の際の異電源切替時に、電力供給回路に直列に抵抗器１２を一時的に挿入する構成とすることにより、列車９への突入電流を抑制することができ、またこのために必要となる抵抗器短絡用の開閉器１５は負荷電流値程度の電流を投入するだけなので、従来の切替開閉器４、７と同等な電気的特性を持つ開閉器を使用することができ、コストアップを抑制することができる。
【００５７】
加えて第５の実施の形態の場合、第４の実施の形態と同じように、抵抗器１２に所定時間以上通電されないように保護動作回路を設けたことにより、抵抗器１２を保護することができ、これにより抵抗器１２は短時間通電のみを考慮すればよくなり、外形を小さくし、抵抗器と短絡用開閉器の付加によるコストアップを抑制することができる。
【００５８】
次に、請求項４の発明のさらに他の実施の形態を図６に基づいて説明する。この第６の実施の形態の切替開閉装置は、図３に示した第３の実施の形態に対して、さらに抵抗器１２の過電流を検出するために抵抗器１７と直列に計器用変流器２０を挿入し、この計器用変流器２０の二次側に過電流継電器２１を接続し、この過電流継電器２１により一定時間以上継続して電流が流れたことを検出した時に変電所内上位系の遮断器を開放する指令を出力するようにしたところにある。なお、その他の構成は図３に示した第３の実施の形態と共通するので、同一の符号を付すことによって詳しい説明を省略する。
【００５９】
次に、この第６の実施の形態の動作について説明する。第３の実施の形態と同じように、列車９の編成全体が中セクション３内に進入した時、軌道回路８からの列車進入検出信号を受けて切替制御回路１０は列車進入側切替開閉器４を開放し、同じ検出信号を受けて切替制御回路１１は列車退出側切替開閉器７をやや遅れて投入する。この時点で、列車９は交流電源５より電力供給を受けることになるが、列車退出側切替開閉器７と直列に接続された抵抗器１７を通じて交流電源５から電力が中セクション３に供給されるようになるので、列車９が搭載する変圧器への励磁突入電流は最大負荷電流値程度、約１０００Ａ程度以下に抑制される。
【００６０】
切替制御回路１１が列車退出側切替開閉器７に与える投入信号は短絡制御回路１９にも入力され、短絡制御回路１９はタイムカウントを開始し、２０〜１５０ｍｓｅｃのディレイの後に短絡用開閉器１８を投入し、抵抗器１７を短絡して交流電源５の電力を列車退出側切替開閉器７と短絡用開閉器１８を通じて中セクション３に供給し、列車９にき電するようになる。
【００６１】
抵抗器１７へ通電が開始され、２０〜１５０ｍｓｅｃの時間が経過しても短絡用開閉器１８が投入されない時、図４に示した第４の実施の形態と同じように、列車９が中セクション３内を走行する間、抵抗器１７には負荷電流が連続通電されることになる。この抵抗器１７が短時間容量しか持っていない場合、抵抗器１７が破損する恐れがあるが、この状態を検出するために計器用変流器２０の二次側に接続された過電流継電器２１により電流が４０〜１７０ｍｓｅｃ以上継続したことを検出し、変電所内の上位系の遮断器を開放する指令を出力する。これにより交流電源５を停止し、短絡用開閉器１８の投入不能による抵抗器１７の破損を防止する。
【００６２】
短絡用開閉器１８を投入して抵抗器１７を短絡し、交流電源５から列車退出側切替開閉器７と短絡用開閉器１８を通じて列車９に給電し、この後、列車９の編成全体が中セクション３を抜け出て軌道回路８が列車の存在を検出しなくなれば、切替制御回路１０により列車進入側切替開閉器４と短絡用開閉器１８が投入され、また切替制御回路１１により列車退出側切替開閉器７が開放されて次の列車の進入に備えることになる。
【００６３】
このようにして、第６の実施の形態でも第３の実施の形態と同じように、列車９の中セクション通過の際の異電源切替時に、電力供給回路に直列に抵抗器１７を一時的に挿入する構成とすることにより、列車９への突入電流を抑制することができ、またこのために必要となる抵抗器短絡用の開閉器１８は負荷電流値程度の電流を投入するだけなので、従来の切替開閉器４、７と同等な電気的特性を持つ開閉器を使用することができ、コストアップを抑制することができる。
【００６４】
加えて第６の実施の形態の場合、第４の実施の形態と同じように、抵抗器１７に所定時間以上通電されないように保護動作回路を設けたことにより、抵抗器１７を保護することができ、これにより抵抗器１７は短時間通電のみを考慮すればよくなり、外形を小さくし、抵抗器と短絡用開閉器の付加によるコストアップを抑制することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、列車がトロリー線から中セクションに進入して列車進入側切替開閉器が開放され、反対に列車退出側切替開閉器が投入され、交流電源から中セクションを通じて列車に切換給電される際、この列車退出側切替開閉器に直列に接続した抵抗器に交流電源から電流を流すようにしているので、異電源切替時の列車への突入電流をその負荷電流値程度に抑制することができ、また抵抗器に２０〜１５０msecの一定時間通電した後に短絡用開閉器を閉じて抵抗器を短絡させ、交流電源から中セクションへ列車退出側切替開閉器と短絡用開閉器を通じて電力供給するようにしているので、抵抗器での損失、抵抗器での電圧ドロップにより列車のパンタグラフ点電圧低下などを防止することができ、加えて、短絡用開閉器の投入電流も負荷電流値程度に抑えることができるので、切替開閉器、短絡用開閉器共に従来の切替開閉器と比べて特別な性能のものを必要とせず、この発明の実現のためのコストアップを抑制することができる。さらに加えて、列車が中セクションに進入して抵抗器に電流が流れるようになった際に、何らかの原因で抵抗器に過電流が一定時間以上継続して流れ続ければ、過電流検出手段がその過電流を検出し、遮断手段によって交流電源から中セクションへの電力供給を停止するようにしているので、短絡用開閉器の投入不能が発生しても抵抗器を保護することができ、これにより抵抗器は短時間通電のみを考慮すればよくなり、外形を小さくし、抵抗器と短絡用開閉器の付加によるコストアップを抑制することができる。
【００６６】
請求項２の発明によれば、列車がトロリー線から中セクションに進入して列車進入側切替開閉器が開放され、反対に列車退出側切替開閉器が投入され、交流電源から中セクションを通じて列車に切換給電される際、この列車退出側切替開閉器に直列に接続した５〜２００Ωの抵抗器に交流電源から電流を流すようにしているので、異電源切替時の列車への突入電流をその負荷電流値程度に抑制することができ、また抵抗器に２０〜１５０msecの一定時間通電した後に短絡用開閉器を閉じて列車退出側切替開閉器と抵抗器とをバイパスし、交流電源から中セクションへ短絡用開閉器を通じて電力供給するようにしているので、抵抗器での損失、抵抗器での電圧ドロップにより列車のパンタグラフ点電圧低下などを防止することができ、加えて、短絡用開閉器の投入電流も負荷電流値程度に抑えることができるので、切替開閉器、短絡用開閉器共に従来の切替開閉器と比べて特別な性能のものを必要とせず、この発明の実現のためのコストアップを抑制することができる。さらに加えて、列車が中セクションに進入して抵抗器に電流が流れるようになった際に、何らかの原因で抵抗器に過電流が一定時間以上継続して流れ続ければ、過電流検出手段がその過電流を検出し、遮断手段によって交流電源から中セクションへの電力供給を停止するようにしているので、短絡用開閉器の投入不能が発生しても抵抗器を保護することができ、これにより抵抗器は短時間通電のみを考慮すればよくなり、外形を小さくし、抵抗器と短絡用開閉器の付加によるコストアップを抑制することができる。
【００６７】
請求項３の発明によれば、列車がトロリー線から中セクションに進入して列車進入側切替開閉器が開放され、反対に列車退出側切替開閉器が投入され、交流電源から中セクションを通じて列車に切換給電される際、これらの列車進入側切替開閉器と列車退出側切替開閉器との共通の接続点と中セクションとの間に接続されている短絡用開閉器を一時的に開放することにより、この短絡用開閉器と並列に接続されている抵抗器に交流電源から電流を流すようにしているので、異電源切替時の列車への突入電流をその負荷電流値程度に抑制することができ、また抵抗器に２０〜１５０msecの一定時間通電した後に短絡用開閉器を閉じて抵抗器を短絡させ、交流電源から中セクションへ短絡用開閉器を通じて電力供給するようにしているので、抵抗器での損失、抵抗器での電圧ドロップにより列車のパンタグラフ点電圧低下などを防止することができ、加えて、短絡用開閉器の投入電流も１０００Ａ以下の負荷電流値程度に抑えることができるので、切替開閉器、短絡用開閉器共に従来の切替開閉器と比べて特別の性能のものを必要とせず、この発明の実現のためのコストアップを抑制することができる。さらに加えて、列車が中セクションに進入して抵抗器に電流が流れるようになった際に、何らかの原因で抵抗器に過電流が一定時間以上継続して流れ続ければ、過電流検出手段がその過電流を検出し、遮断手段によって交流電源から中セクションへの電力供給を停止するようにしているので、短絡用開閉器の投入不能が発生しても抵抗器を保護することができ、これにより抵抗器は短時間通電のみを考慮すればよくなり、外形を小さくし、抵抗器と短絡用開閉器の付加によるコストアップを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回路ブロック図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の回路ブロック図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の回路ブロック図。
【図４】本発明の第４の実施の形態の回路ブロック図。
【図５】本発明の第５の実施の形態の回路ブロック図。
【図６】本発明の第６の実施の形態の回路ブロック図。
【図７】従来例の回路ブロック図。
【符号の説明】
１ 交流電源
２ トロリー線
３ 中セクション
４ 列車進入側切替開閉器
５ 交流電源
６ トロリー線
７ 列車退出側切替開閉器
８ 軌道回路
９ 列車
１０ 切替制御回路
１１ 切替制御回路
１２ 抵抗器
１３ 短絡用開閉器
１４ 短絡制御回路
１５ 短絡用開閉器
１６ 短絡制御回路
１７ 抵抗器
１８ 短絡用開閉器
１９ 短絡制御回路
２０ 計器用変流器
２１ 過電流継電器
【図１】
0003628090.tif 000002
【図２】
0003628090.tif 000003
【図３】
0003628090.tif 000004
【図４】
0003628090.tif 000005
【図５】
0003628090.tif 000006
【図６】
0003628090.tif 000007
【図７】
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