(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリー線（２）に直列に１次巻線を接続し、負き電線（１）に直列に２次巻線を接続したブースタートランスを設けると共に、上記１次巻線と並列にエアセクション（４）を設け、ブースタートランスの１次電流と２次電流とを等しくすることにより電磁誘導を軽減するように構成した交流電気鉄道等のき電系統において、列車検知センサ（１３）を有し、列車（５０）の接近を検知して列車接近信号を出力する検知装置（１２）と、上記列車接近信号に従ってスイッチ閉成信号を出力する制御装置（１１）と、上記スイッチ閉成信号に従ってエアセクション（４）の両端を短絡するスイッチ（１５）を有する短絡装置（１０）とを備えたことを特徴とする鉄道き電系統におけるアーク抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、交流電気鉄道等のき電系統におけるエアセクションのアーク抑制装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
交流電気鉄道等のき電系統においては、事故時や保守作業時に電車線路を局部的に停電させる必要があるため、変電所やき電区分所の前、駅の上下渡り線などにおいて、開閉設備によってき電区間を限定するセクション（区分装置）が設けられている。また、ＢＴ（ブースタートランス）の設置のためのセクションがある。図３はＢＴ方式におけるこのセクション５を示している。変電所からの電力はトロリー線２を介して列車５０に供給される。そして、上記トロリー線２は、セクション５内に設けられたエアセクション４によって、２つのき電区間２ａ、２ｂに分離され、この２つのき電区間２ａ、２ｂに直列に巻線比が１：１のブースタートランス３が挿入されている。このエアセクション４はＢＴ方式におけるセクションとして最も代表的なもので、ちょう架線、トロリー線の引留箇所の平行部分における電線相互の離隔空間を絶縁に用いている。
【０００３】
なおＢＴ方式では、このブースタートランス３の１次電流と２次電流が等しくなる特性を利用して、レール６への漏れ電流を吸上線７を介して負き電線１に吸い上げ、電磁誘導の軽減を図っている。
【０００４】
ところで近年の鉄道における輸送力の増強に伴い、き電系統の負荷電流も増大する傾向にある。このため、従来対策の必要がなかったエアセクション４においても、パンタグラフがこのエアセクション４を通過するときのアークの発生が問題となってきている。アークが発生すれば、パンタグラフのすり板の消耗やトロリー線の磨耗が増大する。さらに、アークが大きくなると、ちょう架線が切断される場合がある。したがって、負荷電流が５００〜６００Ａ以上となる特別な場合に限り、抵抗セクション化してパンタグラフによるしゃ断電流を抑制し、アークの発生を抑制している。図４はこの抵抗セクション２０を示している。抵抗セクション２０においては、エアセクション４が連続して設けられ、抵抗８が上記エアセクション４に並設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図４に示すように、抵抗セクション２０では連続してエアセクションを設ける必要があるため、上記アークの防止のために抵抗セクション化すれば工事費および保守費が非常に高くなること、また在来線ではカーブ区間が多く、連続してエアセクションを設置することができず、抵抗セクション化では解決できないという欠点があった。
【０００６】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は安価に構成可能であり、しかも保守が容易な鉄道き電系統におけるアーク抑制装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の鉄道き電系におけるアーク抑制装置は、トロリー線２に直列に１次巻線を接続し、負き電線１に直列に２次巻線を接続したブースタートランスを設けると共に、上記１次巻線と並列にエアセクション４を設け、ブースタートランスの１次電流と２次電流とを等しくすることにより電磁誘導を軽減するように構成した交流電気鉄道等のき電系統において、列車検知センサ１３を有し、列車５０の接近を検知して列車接近信号を出力する検知装置１２と、上記列車接近信号に従ってスイッチ閉成信号を出力する制御装置１１と、上記スイッチ閉成信号に従ってエアセクション４の両端を短絡するスイッチ１５を有する短絡装置１０とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
また請求項２の鉄道き電系におけるアーク抑制装置は、上記検知装置１２が列車５０の離反を検知して列車離反信号を出力し、この列車離反信号に従って上記制御装置１１が短絡装置１０を制御することにより、上記スイッチ１５を開放して上記エアセクション４の両端を開放するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
さらに請求項３の鉄道き電系におけるアーク抑制装置は、上記エアセクション４の両端の電圧を検出する電圧検出手段２５を設け、地絡事故等による異常電圧発生時に上記短絡装置１０をエアセクション４の両端から遮断する遮断器２６を設けたことを特徴としている。
【００１０】
【作用】
上記請求項１の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、列車５０がエアセクション４に接近していることを検知してエアセクション４の両端を短絡している。したがって列車５０のパンタグラフがエアセクション４を通過する際に発生するアークを抑制することができる。
【００１１】
また請求項２の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、さらにエアセクション４の両端を開放する場合にも列車５０の離反を検知して行なうようにしているので、列車５０がエアセクション４を通過し終わるまで確実にエアセクション４を短絡しておくことが可能である。
【００１２】
さらに請求項３の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、地絡事故等による異常電圧発生時において、上記短絡装置１０の確実な保護が行える。
【００１３】
【実施例】
この発明の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置の具体的な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１は、上記アーク抑制装置のブロック図である。１３は、エアセクション４の近傍を走行する列車５０を検知するための列車検知センサであり、具体的には赤外線やレーザ、音波等を利用したセンサである。１２は検知装置であり、上記列車検知センサ１３の信号に基づき、列車５０の接近と離反とを検知して、それぞれ列車接近信号と列車離反信号とを制御装置１１に出力する。この制御装置１１には１００Ｖ単相の常用電源１４ａと予備電源１４ｂとが供給され、上記検知装置１２からの信号に応じて短絡装置１０を制御する信号を出力する。この短絡装置１０は、真空コンタクタやサイリスタ等で構成されるスイッチ１５を有し、このスイッチ１５はエアセクション４の両端に接続されている。上記短絡装置１０は制御装置１１の制御に従い、上記スイッチ１５を用いてエアセクション４の両端を短絡あるいは開放するようになっている。なお図１において、１は負き電線、２はトロリー線、３はブースタートランスをそれぞれ示し、また図１のものがレール、吸上線等を具備しているのは、図３と同様である。
【００１５】
次に、上記アーク抑制装置の動作を説明する。まず、列車５０がエアセクション４に接近してくると、列車検知センサ１３を有する検知装置１２によって列車５０の接近が検知され、列車接近信号が制御装置１１に出力される。そして、この制御装置１１は短絡装置１０へスイッチ閉成信号を出力し、この信号に従ってスイッチ１５は閉成され、エアセクション４の両端が短絡する。その後、上記列車５０は、短絡されたエアセクション４を通過することになる。列車５０がエアセクション４を通過し終わると、検知装置１２から列車離反信号が出力され、制御装置１１はこの信号に従ってスイッチ１５を開放するよう短絡装置１０を制御する。これにより、上記スイッチ１５は開放され、上記エアセクション４の両端も開放されて一連の動作は終了する。
【００１６】
以上のように、エアセクション４の両端を短絡及び開放させる装置と、列車５０の接近及び離反を検知する装置とを設置して連動させることにより、列車５０がエアセクション４を通過する間はこのエアセクション４を短絡させておくことができる。このため、エアセクション４でのアークの発生は大幅に抑制されることとなる。
【００１７】
また図２は、この発明の他の実施例を示すブロック図である。この実施例では、上記アーク抑制装置のほかに、高速しゃ断器２６をトロリー線２とスイッチ１５の両端との間に設け、セクション５の両側に電圧検出手段としてのポテンショトランス（計器変圧器）２５、２５を設けている。このポテンショトランス２５、２５によってセクション５の両端またはセクション間の電圧を監視し、地絡事故等で電圧が異常になったときは、上記高速しゃ断器２６でスイッチ１５を切り離し、短絡装置１０を保護する機能を有している。
【００１８】
以上にこの発明の具体的な実施例について説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば上記では１つの検知装置１２を図示しているが、接近検出用と離反検出用との２つの装置を用いてもよいし、それぞれをセクション５の両側に設置するようにしてもよい。また上記実施例では列車通過後のエアセクション４の開放も検知装置１２からの信号に従って行なっているが、これはタイマ等で行なってもよい。
【００１９】
【発明の効果】
上記請求項１の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、列車がエアセクションに接近していることを検知してこのエアセクションの両端を短絡するようにしている。したがって、列車のパンタグラフがセクションを通過する際に発生するアークを抑制することができる。また、上記アーク抑制装置では、抵抗セクションのように複数のエアセクションを連続して設ける必要がないので安価で、工事費が安く、また保守も容易となる。
【００２０】
また請求項２の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、エアセクションの両端を開放する際にも列車の離反を検知して行なうようにしているので、列車がエアセクションを通過し終わるまで確実にエアセクションを短絡しておくことができる。しかも、装置が安価で工事費が安く、保守の容易なことは、上記請求項１の場合と同じである。
【００２１】
さらに請求項３の鉄道き電系統におけるアーク抑制装置では、地絡事故等による異常電圧発生時において、上記短絡装置の確実な保護が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のアーク抑制装置の一実施例におけるブロック図である。
【図２】この発明のアーク抑制装置の他の実施例におけるブロック図である。
【図３】交流電気鉄道等のき電系統におけるセクションの従来例を説明する図である。
【図４】従来例における抵抗セクションを説明する図である。
【符号の説明】
４  エアセクション
１０  短絡装置
１１  制御装置
１２  検知装置
１３  列車検知センサ
２５  計器変圧器
２６  高速しや断器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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