(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のき電線（５Ａ）（５Ｂ）間に配置される中セクション（１）と、上記２本のき電線（５Ａ）（５Ｂ）にそれぞれ電力を供給する２つの交流電源（６Ａ）（６Ｂ）からの電力を電車の進行に伴って選択的に切替えて上記中セクション（１）に供給する一対の切替遮断器（２Ａ）（２Ｂ）とを備えるき電区分用切替セクション装置において、上記中セクション（１）とレール（７）または接地電位との間に接続されたＣＲ装置（３）と、飽和しにくい構造を持ち、一次側巻線が上記中セクション（１）とレール（７）または接地電位との間に接続され、二次側巻線には電圧測定手段（１４）が接続された計測用逓降変圧器（１３）を備え、上記計測用逓降変圧器（１３）の一次側巻線と抵抗器（８）とを直列接続した構成を上記ＣＲ装置（３）と並列に接続したことを特徴とするき電区分用切替セクション装置。
【請求項２】
上記計測用逓降変圧器（１３）の二次側巻線に接続された抵抗器（１２）を備えたことを特徴とする請求項１のき電区分用切替セクション装置。
【請求項３】
上記計測用逓降変圧器（１３）の一次側巻線に対して直列に接続されたリアクトル（１５）を備えたことを特徴とする請求項２のき電区分用切替セクション装置。
【請求項４】
上記計測用逓降変圧器（１３）よりも飽和しにくい構造を持ち、一次側巻線が上記計測用逓降変圧器（１３）の一次側巻線に対して直列に接続され、二次側巻線には抵抗器（１２）が接続された第２の変圧器（１６）を備えたことを特徴とする請求項１のき電区分用切替セクション装置。
【請求項５】
２本のき電線（５Ａ）（５Ｂ）間に配置される中セクション（１）と、上記２本のき電線（５Ａ）（５Ｂ）にそれぞれ電力を供給する２つの交流電源（６Ａ）（６Ｂ）からの電力を電車の進行に伴って選択的に切替えて上記中セクション（１）に供給する一対の切替遮断器（２Ａ）（２Ｂ）とを備えるき電区分用切替セクション装置において、上記中セクション（１）とレール（７）または接地電位との間に接続されたＣＲ装置（３）を備え、リアクトル（４）と抵抗器（８）とを直列接続した構成を上記ＣＲ装置（３）に並列に接続したことを特徴とするき電区分用切替セクション装置。
【請求項６】
上記リアクトル（４）に対して直列に接続されると共に、上記リアクトル（４）よりも飽和しにくい構造を持つ第２のリアクトル（９）を備えたことを特徴とする請求項５のき電区分用切替セクション装置。
【請求項７】
上記リアクトル（４）よりも飽和しにくい構造を持ち、一次側巻線が上記リアクトル（４）に対して直列に接続され、二次側巻線には抵抗器（１２）が接続された変圧器（１０）を備えたことを特徴とする請求項５のき電区分用切替セクション装置。
【請求項８】
２本のき電線（５Ａ）（５Ｂ）間に配置される中セクション（１）と、上記２本のき電線（５Ａ）（５Ｂ）にそれぞれ電力を供給する２つの交流電源（６Ａ）（６Ｂ）からの電力を電車の進行に伴って選択的に切替えて上記中セクション（１）に供給する一対の切替遮断器（２Ａ）（２Ｂ）とを備えるき電区分用切替セクション装置において、上記中セクション（１）とレール（７）または接地電位との間に接続されたＣＲ装置（３）と、一次側巻線が上記中セクション（１）とレール（７）または接地電位との間に接続され、二次側巻線には抵抗器（１２）が接続された変圧器（１０）を備え、上記変圧器（１０）の一次側巻線と第２の抵抗器（８）とを直列接続した構成を上記ＣＲ装置（３）に並列に接続したことを特徴とするき電区分用切替セクション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば新幹線鉄道における交流き電設備としてき電突き合わせ箇所に設置されるき電区分用切替セクション装置に関し、さらに詳しくは、中セクションの残留電荷を低減することができると共に、当該中セクションの電圧を測定することができるき電区分用切替セクション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
き電区分用切替セクション装置は、２本のき電線間に配置される中セクションと、当該中セクションと２本の上記き電線との間にそれぞれ介設される２個の切替交流遮断器とを備えて構成される。上記２本のき電線にはそれぞれ異なる交流電源からの電力が供給されており、電車の運行に伴って上記２個の切替交流遮断器を予め定める順序に従って、かつ比較的短時間（３００ｍｓｅｃ程度）で切替えることによって、中セクションへの電力の供給と遮断とが繰返されている。このとき、一方の切替交流遮断器を閉じて一方の交流電源から電力を供給した後に、他方の交流電源に切替えるべく上記一方遮断器を開いた際には、中セクションには切替遮断時の交流電源の電圧値に対応した電荷（最大値は電源電圧の波高値に対応した値）が残留する。この状態で他方の切替交流遮断器を閉じると、その瞬間には上記値の数倍の過電圧が中セクションに発生することになる。また、中セクションへの電力供給の切替り頻度は、１日に約２００回程度であり、従って切替りに伴い上記過電圧も繰返して発生することになる。
【０００３】
また上記切替交流遮断器として真空遮断器を用いた場合、遮断器投入時に高周波再発弧振動が発生し、これが原因で車両故障が発生することがある。このため、故障対策として、コンデンサと抵抗とリアクトル等から成るＣＲ装置を設置している（特開平２−７７３３９号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＣＲ装置は、真空遮断器の高周波再発弧振動周期を、所定の時定数のＣ（キャパシタ）及びＲ（抵抗）によって長くすることで、高周波発弧振動を抑制すると共に、中セクションに生じる過電圧を小さくし、地上機器及び車両の絶縁への悪影響を小さくしている。しかし、中セクションの過電圧対策は必ずしも十分ではなく、過電圧の悪影響をより小さくするためにはＣの蓄積電荷を低減することが重要な課題となっている。
【０００５】
また、き電区分用切替セクション装置は新幹線などの電気鉄道におけるき電突き合わせ箇所に配置されるものであり、重要な設備である。特に、中セクションへの電力供給の切替え時間は、一定値に収まるように調整することが必要であるが、上記切替え時間の測定は測定用の専用車両を走行させて行っており、必要なときに即座に測定することは困難である。そこで、中セクションに測定装置を常時接続しておく必要性が生じるが、この場合は上記過電圧による測定装置への悪影響を小さくする必要があり、この観点からも中セクションの残留電荷の低減は重要な課題である。
【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、ＣＲ装置による高周波再発弧振動の抑制効果を維持しつつ、ＣＲ装置のＣに蓄積された電荷及び中セクション架線の電荷を低減することができるき電区分用切替セクション装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、中セクションの残留電荷を速やかに低減することができると共に、中セクションの電圧を随意に測定することができるき電区分用切替セクション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のき電区分用切替セクション装置は、２本のき電線５Ａ、５Ｂ間に配置される中セクション１と、上記２本のき電線５Ａ、５Ｂにそれぞれ電力を供給する２つの交流電源６Ａ、６Ｂからの電力を電車の進行に伴って選択的に切替えて上記中セクション１に供給する一対の切替遮断器２Ａ、２Ｂとを備えるき電区分用切替セクション装置において、上記中セクション１とレール７または接地電位との間に接続されたＣＲ装置３と、飽和しにくい構造を持ち、一次側巻線が上記中セクション１とレール７または接地電位との間に接続され、二次側巻線には電圧測定手段１４が接続された計測用逓降変圧器１３を備え、上記計測用逓降変圧器１３の一次側巻線と抵抗器８とを直列接続した構成を上記ＣＲ装置３に並列に接続したことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項１のき電区分用切替セクション装置では、通常時、即ち一対の切替遮断器２Ａ、２Ｂのうちの一方遮断器２Ａが閉じており、一方交流電源６Ａからの電力が中セクションに供給されているときは、計測用逓降変圧器１３の電磁誘導作用が中セクション１に生じる電圧を分担しており、従って流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においても上記変圧器１３の電磁誘導作用が電圧を分担するが、比較的飽和しにくい構造であるので、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制することができる。また、高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによって過電圧の発生が抑制される。さらに、放電突入電流が変圧器１３の巻線抵抗を流れることによって、中セクション１の残留電荷エネルギー（ＣＲ装置３のＣの蓄積電荷エネルギー及び中セクション架線の電荷エネルギー）を速やかに低減することができる。そして、変圧器１３には電圧測定手段１４が接続されているので、中セクション１の電圧を必要な時に測定することができる。例えば、通常時であれば、所定の電圧が中セクション１に供給されているか否かを確認することができ、切替時であれば電圧の変化のタイミングから切替遮断器２Ａ、２Ｂの切替え時間を知ることができる。また、上記き電区分用切替セクション装置では、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては計測用変圧器１３の一次側に直列接続された抵抗器８が、中セクション１に生じた電圧の一部を分担するように分担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制することができる。また、放電突入電流が当該抵抗器８及び計測用変圧器１３の巻線抵抗に流れることによって、中セクション１の残留電荷を速やかに低減することができる。
【０００９】
また請求項２のき電区分用切替セクション装置は、上記計測用逓降変圧器１３の二次側巻線に接続された抵抗器１２を備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記請求項２のき電区分用切替セクション装置では、切替遮断器の開閉時においても計測用逓降変圧器１３の電磁誘導作用が電圧を負担するが、当該変圧器１３は比較的飽和しにくい構造であるので、飽和しない範囲では二次側への出力電圧が期待できる。これによって、二次側に接続された抵抗器１２に電流が流れ、中セクション１の残留電荷エネルギーを消費することができる。
【００１１】
さらに請求項３のき電区分用切替セクション装置は、上記計測用逓降変圧器１３の一次側巻線に対して直列に接続されたリアクトル１５を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項３のき電区分用切替セクション装置では、通常時は計測用逓降変圧器１３の電磁誘導作用が中セクション１に生じる電圧を分担しており、リアクトル１５の電磁誘導作用はほとんど電圧を分担していない。従って、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、リアクトル１５の電磁誘導作用が中セクション１に生じる電圧を分担するように分担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制することができる。また、計測用変圧器１３が飽和しない範囲では二次側への出力電圧が期待でき、これによって二次側に接続された抵抗器１２に電流が流れ、中セクション１の残留電荷エネルギーを消費することができる。
【００１３】
請求項４のき電区分用切替セクション装置は、上記計測用逓降変圧器１３よりも飽和しにくい構造を持ち、一次側巻線が上記計測用逓降変圧器１３の一次側巻線に対して直列に接続され、二次側巻線には抵抗器１２が接続された第２の変圧器１６を備えたことを特徴としている。
【００１４】
上記請求項４のき電区分用切替セクション装置では、通常時は計測用逓降変圧器１３の電磁誘導作用が中セクション１に生じる電圧を分担しており、第２の変圧器１６の電磁誘導作用はほとんど電圧を分担していない。従って、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、計測用変圧器１３は飽和して第２の変圧器１６の電磁誘導作用が中セクション１に生じる電圧を分担するように分担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制することができる。また、第２の変圧器１６が飽和しない範囲では二次側への出力電圧が期待でき、これによって二次側に接続された抵抗器１２に電流が流れ、中セクション１の残留電荷エネルギーを消費することができる。
【００１７】
請求項５のき電区分用切替セクション装置は、２本のき電線５Ａ、５Ｂ間に配置される中セクション１と、上記２本のき電線５Ａ、５Ｂにそれぞれ電力を供給する２つの交流電源６Ａ、６Ｂからの電力を電車の進行に伴って選択的に切替えて上記中セクション１に供給する一対の切替遮断器２Ａ、２Ｂとを備えるき電区分用切替セクション装置において、上記中セクション１とレール７または接地電位との間に接続されたＣＲ装置３を備え、リアクトル４と抵抗器８とを直列接続した構成を上記ＣＲ装置３に並列に接続したことを特徴としている。
【００１８】
上記請求項５のき電区分用切替セクション装置では、通常時は、中セクション１に生じる電圧はリアクトル４の電磁誘導作用が分担しており、従って流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一方、他方交流電源６Ｂに切替えるために一方遮断器２Ａを開いたときには、リアクトル４に放電突入電流が発生し、他方遮断器２Ｂを閉じたときは励磁突入電流が発生すると共に、高周波再発弧振動及び残留電荷による過電圧も発生する。つまり、遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時には中セクション１には通常時よりも高い電圧が発生するが、高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによって過電圧の発生が抑制される。さらに、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、過渡現象によりリアクトル４は飽和しやすく、リアクトル４の電磁誘導作用の分担する電圧が低下するが、その一方でリアクトル４の巻線抵抗が電圧を分担することによって適正な電流が流れるため、中セクション１の残留電荷（ＣＲ装置３のＣの蓄積電荷及び中セクション架線の電荷）は速やかに低減されて過電圧の発生が抑制されると共に、放電突入電流及び励磁突入電流もある程度抑制できる。これによって、中セクション１に接続される電気回路部品などへの影響を小さくすることができる。また、上記き電区分用切替セクション装置では、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、上記リアクトル４に対して直列接続された抵抗器８が中セクション１に生じる電圧の一部を分担するように分担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制することができる。
【００１９】
請求項６のき電区分用切替セクション装置は、上記リアクトル４に対して直列に接続されると共に、上記リアクトル４よりも飽和しにくい構造を持つ第２のリアクトル９を備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記請求項６のき電区分用切替セクション装置では、通常時は、中セクション１に生じる電圧は第１のリアクトル４の電磁誘導作用が分担しており、直列接続された飽和しにくい構造を持つ第２リアクトル９の電磁誘導作用はほとんど電圧を分担していない。従って、流れる電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによって過電圧の発生が抑制される。さらに、第１のリアクトル４は飽和しやすく、誘動電圧が低下するが、その一方で過渡現象により第２のリアクトル９の電磁誘導作用が電圧を分担すると共に、第１のリアクトル４の巻線抵抗も電圧を分担することになる。これによって適正な電流が流れるため、中セクション１の残留電荷（ＣＲ装置３のＣの蓄積電荷及び中セクション架線の電荷）は速やかに低減されて過電圧の発生が抑制されると共に、放電突入電流及び励磁突入電流も抑制できる。これによって、中セクション１に接続される電気回路部品などへの影響を小さくすることができる。
【００２１】
請求項７のき電区分用切替セクション装置は、上記リアクトル４よりも飽和しにくい構造を持ち、一次側巻線が上記リアクトル４に対して直列に接続され、二次側巻線には抵抗器１２が接続された変圧器１０を備えたことを特徴としている。
【００２２】
上記請求項７のき電区分用切替セクション装置では、通常時は、中セクション１に生じる電圧はリアクトル４の電磁誘導作用が分担しており、直列接続された変圧器１０の電磁誘導作用はほとんど電圧を分担していない。従って、流れる電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、リアクトル４は飽和しやすく、誘動電圧が低下するが、直列接続された変圧器１０の電磁誘導作用が電圧を分担するように分担電圧が変化する。そのため、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制できる。また、高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによって過電圧の発生が抑制される。さらに、変圧器１０が飽和しない範囲では二次側への出力電圧が期待でき、この出力電圧により二次側に接続された抵抗器１２に電流が流れるため、変圧器１０の二次側において中セクション１の残留電荷エネルギー（ＣＲ装置３のＣの蓄積電荷エネルギー及び中セクション架線の電荷エネルギー）を低減して、過電圧の発生を抑制することができる。これによって、中セクション１に接続される電気回路部品などへの影響を小さくすることができる。
【００２５】
請求項８のき電区分用切替セクション装置は、２本のき電線５Ａ、５Ｂ間に配置される中セクション１と、上記２本のき電線５Ａ、５Ｂにそれぞれ電力を供給する２つの交流電源６Ａ、６Ｂからの電力を電車の進行に伴って選択的に切替えて上記中セクション１に供給する一対の切替遮断器２Ａ、２Ｂとを備えるき電区分用切替セクション装置において、上記中セクション１とレール７または接地電位との間に接続されたＣＲ装置３と、一次側巻線が上記中セクション１とレール７または接地電位との間に接続され、二次側巻線には抵抗器１２が接続された変圧器１０を備え、上記変圧器１０の一次側巻線と第２の抵抗器８とを直列接続した構成を上記ＣＲ装置３に並列に接続したことを特徴としている。
【００２６】
上記請求項８のき電区分用切替セクション装置では、通常時は変圧器１０の電磁誘導作用が中セクション１に生じる電圧を分担しており、従って流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、変圧器１０の巻線抵抗が中セクション１に生じる電圧を分担するように分担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制することができる。また、高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによって過電圧の発生が抑制される。さらに、変圧器１０の二次側への出力電圧によって、二次側に接続された抵抗器１２に電流が流れるため、変圧器１０の二次側において中セクション１の残留電荷エネルギー（ＣＲ装置３のＣの蓄積電荷エネルギー及び中セクション架線の電荷エネルギー）を低減して、過電圧の発生を抑制することができる。尚、この場合は、過渡時の励磁突流がやや大きくなるが、変圧器１０の諸元を適切に検討することで、信頼性の高いシステム設計が可能となる。
【００２８】
また、上記き電区分用切替セクション装置では、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時においては、上記変圧器１０の一次側に直列接続された抵抗器８が、中セクション１に生じる電圧の一部を分担するように分担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次にこの発明のき電区分用切替セクション装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する各実施形態において、同一の構成には同一の参照符号を付すことによって詳細な説明は省略する。
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態の構成を示す回路図である。中セクション１は、２本のき電線５Ａ、５Ｂの間に配置されている。き電線５Ａには、３０ｋＶの交流電源６Ａからの電力が常時供給され、き電線５Ｂには、同様に３０ｋＶの交流電源６Ｂからの電力が常時供給されている。また、２つの交流電源６Ａ、６Ｂからの電力はそれぞれ切替遮断器２Ａ、２Ｂにも与えられており、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉によっていずれか一方の電力が中セクション１に供給される。尚、切替遮断器２Ａ、２Ｂをき電線５Ａ、５Ｂと中セクション１との間にそれぞれ介設し、き電線５Ａ、５Ｂを介して交流電源６Ａ、６Ｂからの電力を中セクション１に供給するようにしてもよい。中セクション１とほぼ接地電位であるレール７との間には、ＣＲ装置３と計測用変圧器１３が並列に接続されている。ＣＲ装置３は、直列接続されたコンデンサＣ及びリアクトルＬと、これらに対してそれぞれ並列接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２とを備え、真空遮断器で実現される切替遮断器２Ａ、２Ｂの高周波再発弧振動周期を長くすることで高周波再発弧振動を抑制すると共に、中セクション１に生じる過電圧を小さくし、地上機器及び車両の絶縁への悪影響を小さくする。計測用変圧器１３は、比較的飽和しにくい構造で実現された逓降変圧器であり、二次側に電圧測定装置１４が接続されており、後述する動作によって中セクション１の残留電荷を低減する。
【００３１】
まず、き電区分用切替セクション装置における中セクション１への電力供給動作を説明する。電車は、き電線５Ａから中セクション１に進入し、き電線５Ｂへ通過するものとする。電車進入待機状態では、切替遮断器２Ａが閉じており、切替遮断器２Ｂは開いている。従って、この状態では中セクション１には交流電源６Ａからの電力が供給されている。今、電車が中セクション１に進入完了すると、切替遮断器２Ａを開く。その後、一定時間（３００ｍｓｅｃ程度）経過後に、切替遮断器２Ｂを閉じる。従って、この状態では、中セクション１には交流電源６Ｂからの電力が供給されている。電車が中セクション１を通過してき電線５Ｂに進入完了すると、切替遮断器２Ｂを開き、さらに一定時間経過後に切替遮断器２Ａを閉じて、電車進入待機状態に復帰する。尚、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉制御は、図示しない制御手段からの切替信号に基づいて行われる。
【００３２】
次に、計測用変圧器１３の作用を説明する。通常時は中セクション１に生じる電圧は変圧器１３の電磁誘導作用が分担している。また、変圧器１３の二次側に出力された電圧は、電圧測定装置１４によって測定されるが、電流はほとんど流れない。従って、通常時では、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。
【００３３】
一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時は、飽和しにくい構造の計測用変圧器１３の電磁誘導作用が電圧を分担する。そのため、放電突入電流及び励磁突入電流を抑制できる。また、放電突入電流が変圧器１３の一次側の巻線抵抗を流れることによって、中セクション１の残留電荷を低減することができる。
【００３４】
以上のように本実施の形態によれば、非常に簡易な構成で中セクション１の残留電荷の低減を実現することができる。また、通常時に変圧器１３を流れる電流は少なく、従って発熱が少なく、省エネルギー性に優れると共に、部品の寿命も長くなりメンテナンス上も有利である。さらに、可動部分がないため騒音が少なく、また可動部分の保守、交換等を行う必要がなく、メンテナンスコストを削減することができる。
【００３５】
また、電圧測定装置１４を接続したことによって、中セクション１の電圧を必要な時に測定できるようになる。例えば、通常時であれば中セクション１に交流電源６Ａ、６Ｂから所定の電力（電圧）が供給されているか否かを確認することができ、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時であれば中セクション１に生じる電圧が変化するタイミングを読取ることによって遮断器２Ａ、２Ｂの切替え時間を知ることができる。
【００３６】
図２は、図１に示す第１実施形態の変形例を示す回路図である。この変形例は、抵抗器８を変圧器１３の一次側巻線に対して直列に接続している。これによって、回路定数の調整を行うことができる。また、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時に中セクション１に生じる電圧の一部を分担することによって電流が流れ、放電突入電流と励磁突入電流の抑制、及び中セクション１の残留電荷の低減に寄与することができる。
【００３７】
図３は、本発明の第２実施形態を示す回路図である。第２実施形態の構成は、図１に示す第１実施形態の構成において、計測用変圧器１３の二次側に制御装置１１を介在して抵抗器１２を接続したものである。第２実施形態では、通常時は、中セクション１に生じる電圧は変圧器１３の電磁誘導作用が分担している。また、変圧器１３の二次側に出力された電圧は、電圧測定装置１４によって測定されるが、制御装置１１によって遮断されて抵抗器１２には与えられないので、電流はほとんど流れない。従って、通常時では、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。
【００３８】
一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時の動作は、基本的には上記第１実施形態と同じである。さらに、第２実施形態では、飽和しにくい構造の計測用変圧器１３を用いているので、飽和しない範囲では二次側への出力電圧が期待できる。従って、この出力電圧を抵抗器１２に与えて電流を流すことによって、中セクション１の残留電荷エネルギーを消費することができる。
【００３９】
以上のように第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、図４に示す変形例のように、計測用変圧器１３の一次側巻線に対して直列に抵抗器８を接続してもよい。この抵抗器８の役割は、図２の場合と同じである。
【００４０】
図５は、本発明の第３実施形態を示す回路図である。第３実施形態の構成は、図３に示す第２実施形態の構成において、計測用変圧器１３の一次側巻線に対して直列にリアクトル１５を接続したものである。リアクトル１５は、変圧器１３よりも飽和しにくい構造で構成されている。第３実施形態における通常時の動作は、中セクション１に生じる電圧は主として変圧器１３の電磁誘導作用が分担し、リアクトル１５の電磁誘導作用はほとんど分担していないので、上述の第２実施形態の場合と同様である。
【００４１】
一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時の動作は、過渡現象によって変圧器１３は飽和しやすく、分担する電圧が低下するが、これに代わって飽和しにくい構造のリアクトル１５の電磁誘導作用が電圧を分担するように分担電圧が変化する。従って、放電突入電流及び励磁突入電流を抑制することができる。また、変圧器１３が飽和しない範囲では、二次側への出力電圧が期待できるので、当該出力電圧を抵抗器１２に与えて電流を流すことによって、中セクション１の残留電荷エネルギーを消費することができる。
【００４２】
以上のように第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、図６に示す変形例のように、計測用変圧器１３の一次側巻線に対して直列に抵抗器８を接続してもよい。この抵抗器８の役割は、図２の場合と同じである。
【００４３】
図７は、本発明の第４の実施形態を示す回路図である。第４実施形態の構成は、図１に示す第１実施形態の構成において、計測用変圧器１３に対して直列に別の変圧器１６を接続したものである。変圧器１６は、逓降変圧器であり、変圧器１３よりも飽和しにくい構造で実現され、その二次側には抵抗器１２が接続されている。第４実施形態における通常時の動作は、中セクション１に生じる電圧は主として変圧器１３の電磁誘導作用が分担し、変圧器１６の電磁誘導作用はほとんど分担しないので、抵抗器１２に電流はほとんど流れず、上述の第１実施形態の場合と同様である。
【００４４】
一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時は、過渡現象によって変圧器１３は飽和しやすく、分担する電圧が低下するが、これに代わって飽和しにくい構造の変圧器１６の電磁誘導作用が電圧を分担するように分担電圧が変化する。従って、放電突入電流及び励磁突入電流を抑制することができる。また、変圧器１６が飽和しない範囲では、二次側への出力電圧が期待できるので、当該出力電圧は抵抗器１２に与えられて電流が流れるので、中セクション１の残留電荷エネルギーを消費することができる。
【００４５】
以上のように第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、図８に示す変形例のように、計測用変圧器１３の一次側巻線に対して直列に抵抗器８を接続してもよい。この抵抗器８の役割は、図２の場合と同じである。
【００４６】
図９は、本発明の第５実施形態の構成を示す回路図である。第５実施形態の構成は、図１に示す第１実施形態の構成において、計測用変圧器１３に代えてリアクトル４を接続したものである。このリアクトル４は、そのインピーダンスが、高周波再発弧振動の周波数に対してはＣＲ装置３のインピーダンスよりも大きいものが用いられる。第５実施形態では、通常時は、中セクション１に生じる電圧はリアクトル４の電磁誘導作用が分担している。この状態では、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。
【００４７】
一方、電力供給を切替えるために閉じている切替遮断器２Ａ又は２Ｂを開くと、過渡現象によってリアクトル４は飽和しやすく、リアクトル４の電磁誘導作用の分担する電圧が低下し、かつ放電突入電流が発生する。このときは、リアクトル４の巻線抵抗が電圧を分担することになり、適正な電流が流れる。この電流が流れることによって、中セクション１の残留電荷が速やかに低減されると共に、放電突入電流も抑制することができる。続いて、中セクション１に電力を供給するために切替遮断器２Ｂ又は２Ａを閉じるとき、切替遮断器に生じる高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、過電圧の発生が抑制される。また、過渡現象によってリアクトル４は飽和しやすく、リアクトル４の電磁誘導作用の分担する電圧が低下し、かつ、励磁突入電流が発生するが、このときも、上記と同様にリアクトル４の巻線抵抗が電圧を分担することになり、適正な電流が流れる。この電流が流れることによって、励磁突入電流を抑制することができる。また、中セクション１の残留電荷は、切替遮断器２Ａ又は２Ｂを開いたときにかなり低減されており、さらに上述したリアクトル４の巻線抵抗に流れる電流は中セクション１の電圧を下げる方向に働くので、切替遮断器２Ｂ又は２Ａを閉じたときでも過電圧は発生しないか、あるいは発生しても従来に比べてかなり低減される。
【００４８】
以上のように第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、図１０に示す変形例のように、リアクトル４に対して直列に抵抗器８を接続してもよい。この抵抗器８の役割は、図２の場合と同じである。
【００４９】
図１１は、本発明の第６実施形態の構成を示す回路図である。第６実施形態の構成は、図９に示す第５実施形態の構成において、リアクトル９をリアクトル４に対して直列に接続したものである。リアクトル９は、リアクトル４よりも飽和しにくい構造で実現されている。第６実施形態では、通常時は、中セクション１に生じる電圧はリアクトル４の電磁誘導作用が主に分担し、リアクトル９の電磁誘導作用はほとんど分担していない。この状態では、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。
【００５０】
一方、切替遮断器２Ａ又は２Ｂの開閉時は、過渡現象によってリアクトル４は飽和しやすく、分担する電圧が低下するが、これに代わってリアクトル９の電磁誘導作用が電圧を分担するようになる（リアクトル４の巻線抵抗も電圧の一部を分担する）。これによって、放電突入電流及び励磁突入電流を抑制することができる。また、切替遮断器２Ａ又は２Ｂを開いたときに放電突入電流が流れることによって、中セクション１の残留電荷を低減することができる。従って、切替遮断器２Ａ又は２Ｂを閉じたときに発生する過電圧を従来に比べて低くすることができる。さらに、切替遮断器に生じる高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによっても過電圧の発生が抑制される。
【００５１】
以上のように第６実施形態においても、第５実施形態と同様の効果が得られる。また、図１２に示す変形例のように、抵抗器８をリアクトル４に対して直列に接続しても良い。抵抗器８の役割は、図２の場合と同じである。
【００５２】
図１３は、本発明の第７実施形態の構成を示す回路図である。第７実施形態の構成は、図５に示す第５実施形態の構成において、変圧器１０、制御装置１１、抵抗器１２を付加したものである。変圧器１０は、リアクトル４よりも飽和しにくい構造で実現された逓降変圧器であり、一次側巻線がリアクトル４に対して直列に接続され、二次側巻線には制御装置１１を介在して抵抗器１２が接続される。制御装置１１は、必要に応じて抵抗器１２に電流を流すための装置である。
【００５３】
第７実施形態では、通常時は、中セクション１に生じる電圧はリアクトル４の電磁誘導作用が主に分担し、変圧器１０の電磁誘導作用はほとんど分担していない。また、変圧器１０の二次側に出力された電圧は、制御装置１１によって遮断されて抵抗器１２には与えられず、電流は流れない。従って、通常時では、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。
【００５４】
一方、切替遮断器２Ａ又は２Ｂの開閉時は、過渡現象によってリアクトル４は飽和しやすく、分担する電圧が低下するが、これに代わって変圧器１０の電磁誘導作用が電圧を分担するようになる。これによって、放電突入電流及び励磁突入電流を抑制することができる。従って、リアクトル４に過大な電流が流れることを抑えることができ、電磁的及び熱的なストレスが緩和され、寿命が長くなる。また、切替遮断器２Ａ又は２Ｂを開いたときに、変圧器１０の二次側に出力される電圧を抵抗器１２に与えて電流を流すことによって、中セクション１の残留電荷エネルギーを消費することができる。従って、切替遮断器２Ａ又は２Ｂを閉じたときに発生する過電圧を従来に比べて低くすることができる。さらに、切替遮断器に生じる高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによっても過電圧の発生が抑制される。
【００５５】
以上のように第７実施形態においても、第５実施形態と同様の効果が得られる。また、図１４に示す変形例のように、抵抗器８をリアクトル４に対して直列に接続してもよい。抵抗器８の役割は、図２の場合と同じである。
【００５６】
図１５は、本発明の第８実施形態の構成を示す回路図である。第８実施形態の構成は、図１３に示す第７実施形態において、リアクトル４を取り除いたものである。第８実施形態では、通常時は、中セクション１に生じる電圧は変圧器１０の電磁誘導作用が分担している。また、変圧器１０の二次側に出力された電圧は、制御装置１１によって遮断されて抵抗器１２には与えられず、電流は流れない。従って、通常時では、流れる励磁電流は小さく、エネルギーロスも少ない。
【００５７】
一方、切替遮断器２Ａ、２Ｂの開閉時は、過渡現象によって変圧器１０は飽和しやすく、分担する電圧が低下するが、これに代わって変圧器１０の一次側の巻線抵抗が電圧を分担するように変化する。従って、この巻線抵抗に電流が流れることによって、放電突入電流及び励磁突入電流を抑制することができる。これによって、変圧器１０に過大な電流が流れることを抑えることができ、電磁的及び熱的なストレスが緩和され、寿命が長くなる。また、切替遮断器２Ａ、２Ｂを開いたときに、変圧器１０の二次側に出力される電圧を抵抗器１２に与えて電流を流すことによって、中セクション１の残留電荷エネルギーを消費することができる。尚、放電突入電流が流れることも、中セクション１の残留電荷を低減することに寄与する。従って、切替遮断器２Ａ又は２Ｂを閉じたときに発生する過電圧を従来に比べて低くすることができる。さらに、切替遮断器に生じる高周波再発弧振動はＣＲ装置３によって抑制され、これによっても過電圧の発生が抑制される。
【００５８】
以上のように第８実施形態においても、第５実施形態と同様の効果が得られる。尚、第８実施形態では、過渡現象によって発生する突流がやや大きくなるが、変圧器１０の諸元を適切に設計することで、信頼性の高いシステム設計が可能となる。また、図１６に示す変形例のように、抵抗器８を変圧器１０の一次側に対して直列に接続してもよい。この抵抗器８の役割は、図２の場合と同じである。
【００５９】
以上この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態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、主となるリアクトル４と直列接続されたリアクトル９及び計測用変圧器１３とリアクトル１５を別々のものとして説明したが、１タンク内に両方を組込むこともできるし、さらに鉄心の構成によっては１個のものとして構成することができる。また、計測用変圧器１３と抵抗器１２及び変圧器１６と抵抗器１２についても、別々のものとして説明したが、１タンク内に両方を組込むこともできる。
【００６０】
さらに抵抗器８、１２は、単純な抵抗器であってもよいし、パワーエレクトロニクスによるチョッピング作用で電流調整するものでもよく、その他放電抵抗の電流調整機能と同等の機能を有するものであればよい。また、制御装置１１は、単純な入り切りを制御する装置やチョッピング作用で電流調整を制御するものでもよく、その他抵抗の電流調整制御機能と同等の機能を有するものであればよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように本発明のき電区分用切替セクション装置によれば、簡易な構成で中セクションの残留電荷を速やかに低減することができる。即ち、本発明のき電区分用切替セクション装置は、通常時は主となるリアクトルや変圧器等の電磁誘導作用が電圧を分担しており、流れる励磁電流もエネルギーロスも少なく、一方、切替遮断器が開いて中セクションへの電力供給が遮断された時は、過渡現象によって主となるリアクトル等が飽和して分担電圧が低下し、これに伴って直列接続された他の飽和しにくいリアクトル等の電磁誘導作用や抵抗分が電圧を分担し、適正な電流が流れるという特性を有する。また、高周波再発弧振動はＣＲ装置によって抑制され、これによって過電圧の発生が抑制される。さらに、放電突入電流が変圧器の巻線抵抗を流れることによって、中セクションの残留電荷エネルギー（ＣＲ装置３のＣの蓄積電荷エネルギー及び中セクション架線の電荷エネルギー）をすみやかに低減できる。従って、例えば開閉器及びそれを制御する制御装置などが不要であり、コンパクトなシステム構成が可能である。また、必要なタイミングで電圧低減機能が自動的に機能する自動化システムを実現することができる。さらに、通常時の発熱が少なく、省エネルギー性に優れると共に部品寿命が長くなり、メンテナンス上も有利である。そして、ほとんど可動部分のない静的な装置であるので、騒音が少なく、可動部分の保守、交換作業がほとんど不要であり、メンテナンスコストが安価になる。さらに、変圧器の二次側に抵抗器を接続した構成では、低圧側に負荷として機能する抵抗器が配置されるため、特高側での発熱がないので特高側機器の劣化が防止され、装置の信頼性が高くなる。以上の点から、多頻度で使用される状況下でも高い信頼性を維持することができる。また、この発明のき電区分用切替セクション装置では、切替遮断器の開閉時においては抵抗器が、中セクションに生じた電圧の一部を分担するように分担電圧が変化する。これによって、励磁突入電流及び放電突入電流を抑制することができる。
【００６２】
また請求項１〜請求項４のいずれかのき電区分用切替セクション装置によれば、中セクションの電圧を随意に地上側で簡易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回路図である。
【図２】上記第１実施形態の変形例を示す回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す回路図である。
【図４】上記第２実施形態の変形例を示す回路図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す回路図である。
【図６】上記第３実施形態の変形例を示す回路図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示す回路図である。
【図８】上記第４実施形態の変形例を示す回路図である。
【図９】本発明の第５実施形態を示す回路図である。
【図１０】上記第５実施形態の変形例を示す回路図である。
【図１１】本発明の第６実施形態を示す回路図である。
【図１２】上記第６実施形態の変形例を示す回路図である。
【図１３】本発明の第７実施形態を示す回路図である。
【図１４】上記第７実施形態の変形例を示す回路図である。
【図１５】本発明の第８実施形態を示す回路図である。
【図１６】上記第８実施形態の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
１  中セクション
２Ａ  切替遮断器
２Ｂ  切替遮断器
３  ＣＲ装置
４  リアクトル
５Ａ  き電線
５Ｂ  き電線
６Ａ  交流電源
６Ｂ  交流電源
７  レール
８  抵抗器
９  リアクトル
１０  変圧器
１１  制御装置
１２  抵抗器
１３  計測用変圧器
１４  電圧測定装置
１５  リアクトル
１６  変圧器
【図１】
0004337148.tif 000002
【図２】
0004337148.tif 000003
【図３】
0004337148.tif 000004
【図４】
0004337148.tif 000005
【図５】
0004337148.tif 000006
【図６】
0004337148.tif 000007
【図７】
0004337148.tif 000008
【図８】
0004337148.tif 000009
【図９】
0004337148.tif 000010
【図１０】
0004337148.tif 000011
【図１１】
0004337148.tif 000012
【図１２】
0004337148.tif 000013
【図１３】
0004337148.tif 000014
【図１４】
0004337148.tif 000015
【図１５】
0004337148.tif 000016
【図１６】
0004337148.tif 000017