JPH0256253B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は異る交流電源に接続された電源母線に
負替を切替接続する電源切替装置に係り、特に、
異る交流電源より受電するトロリー線の連結部分
に適用するに好適な電源切替装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に交流式電気鉄道に沿つて設けられるき電
線が異る電源に接続される場合、これらのき電線
より受電するトロリー線の突き合わせ端部には第
１図に示すような電源切替装置が用いられてい
る。

すなわち、交流電源１に接続されたき電線３と
トロリー線５とが接続され、同様に交流電源２に
接続されたき電線４とトロリー線６とが接続さ
れ、これらのトロリー線５および６の端部はそれ
ぞれセクシヨンと呼ばれる絶縁装置（以下単にセ
クシヨンと言う）８および９を介してもう一つの
トロリー線７の両端部に連結されており、トロリ
ー線５および７間にしや断器１１が、トロリー線
６および７間にしや断器１２がそれぞれ設けられ
ている。

また、線路１３に沿つて列車位置検出装置１４
が設けられており、しや断器１１，１２および列
車位置検出装置１４がここに言う電源切替装置の
主要部を構成している。

ここで、しや断器１１および１２は同時に投入
されることはなく、例えば、列車１０がトロリ線
５の架設された区間をＡ矢印方向に走行している
場合には、しや断器１１が投入され、このときし
や断器１２は開放されている。したがつて、トロ
リー線５および７には位相差がないため、セクシ
ヨン８の部分を通過するときでも力行運転が可能
である。次に、列車１０がセクシヨン８を通過し
てトロリー線７の区間を進行すると、その途中で
列車位置検出装置１４がこれを検出してしや断器
１１を開放させ、続いてしや断器１２を投入す
る。よつて、トロリー線６および７には位相差が
なくなるため、セクシヨン９の部分を通過すると
きでも力行運転が可能である。続いて、列車１０
がセクシヨン９を通過してトロリー線６の区間を
進行し始めると、列車位置検出装置１４がこれを
検出して、今度はしや断器１２を開放し、次い
で、しや断器１１を投入して後発の列車の進入に
そなえる。

しかして、交流電源１および２の位相が異るこ
とで、トロリー線５および６の電圧位相が互いに
異る場合でも、しや断器１１，１２および列車位
置検出装置１４の作用によつて、トロリー線５お
よび６が電気的に直接接続されることがなくな
り、誤つてこの両者を接続した場合に電源間に流
れる潮流を防いでいる。

〔背景技術の問題点〕

斯かる従来の電源切替装置にあつては、確かに
電圧位相の異るトロリー線５および６が電気的に
直接接続されるという事態を未然に防ぎ得るもの
の、しや断器１１および１２は列車が通過する度
毎に開閉動作するので、列車の運転本数の増大に
伴つて動作頻度が高くなり、機械的な摩耗も激し
いものであつた。このため、しや断器の点検回数
を増やさなければならず、部品交換も頻繁に行な
わなければならないという欠点があつた。

また、しや断器１１および１２が同時に投入さ
れることがないように、一方が開放し終つてある
時間を経過してから他方を投入するようにしてい
るため、列車の停電を伴うトロリー線７の無電圧
時間が長くなり、これに加えて、位相の異る電圧
が印加されることから、突入電流が比較的大きく
なるという欠点があつた。

なお、上述した電源切替装置は異電源に接続さ
れたトロリー線の突き合わせ端部に限らず、列車
位置検出装置を他のものに置き換えることによつ
て、例えば、商用電源系統と自家発電系統との相
互切替、または、送配電線の系統切替にも適用で
きるものであるが、このような場合にも、停電時
間が長くなつたり、突入電流が大きくなる等の欠
点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、電源切替を頻繁に行つた
場合でも摩耗に対する格別な対策を必要とせず、
負荷側が一時的に停電する事態を防ぎ得、且つ、
電源切替時の突入電流を低く抑さえ得る電源切替
装置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明の電源切替
装置は、互いに異る交流電源に接続された第１の
電源母線および第２の電源母線が、セクシヨンを
介して第３の電源母線に連結されている場合、第
１および第２の電源母線の電圧位相をそれぞれ検
出する位相検出器と、負荷の接続位置を検出する
位置検出器と、第１の電源母線から電力を得て第
３の電源母線に電力を供給するとともに、この第
３の電源母線の電圧位相を連続的に変化させ得る
移相器とを具備し、負荷が第１の電源母線から第
３の電源母線に切替接続されるまで、位相検出器
および位置検出器の出力信号に基いて、移相器が
第３の電源母線の電圧位相を第１の電源母線の電
圧に同期させて保持し、負荷が第３の電源母線に
接続されている間に、移相器が第３の電源母線の
電圧位相を変化せしめて第２の電源母線の電圧に
同期させるように構成している。

〔発明の実施例〕

以下本発明を交流式電気鉄道に適用した一実施
例に基いて説明する。

第３図は本発明に係る電源切替装置の構成を示
し、第１図に示した要素と同一の要素には同一の
符号が付されており、ここではトロリー線５の電
圧位相を検出する位相検出器１５およびトロリー
線６の電圧位相を検出する位相検出器１６が新た
に設けられるとともに、第１図に示したしや断器
１１，１２の代わりに移相器１７が設けられてい
る。

ここで位相検出器１５および１６は正弦波交流
電圧が０〔Ｖ〕若しくは最大値を示す時点でパル
スを発生するもので、これらのパルス信号が移相
器１７に加えられる。

一方、移相器１７はトロリー線５の交流電圧を
整流して、一旦、直流に変換し、次いでインバー
タにより再び交流に変換するもので、位相検出器
のパルス信号に応じて出力端の交流電圧位相を連
続的に変化させ得るものである。なお、この移相
器１７には位相検出器１５および１６のパルス信
号が常時加えられており、列車位置検出装置１４
が列車を検出するまではトロリー線５の交流電圧
に同期した交流電圧を発生し、列車位置検出装置
１４が列車を検出するとこの交流電圧がトロリー
線６の交流電圧に同期するように、その位相を連
続的に変化させ、さらに、列車が通り過ぎた後は
再びトロリー線５の交流電圧に同期するようにそ
の位相を連続的に変化させるように講じられてい
る。

上記の如く構成された電源切替装置の作用を以
下に説明する。

先ず、列車１０がトロリー線５の架設された区
間をＡ矢印方向に走行している場合には、列車位
置検出装置１４が列車の「無」に対応する信号を
出力し、移相器１７がトロリー線７の電圧位相を
トロリー線５の電圧位相に同期させて保持してい
る。したがつて、列車１０はセクシヨン８の部分
を通過するときでも力行運転が可能である。

次に、列車１０がセクシヨン８を通過してトロ
リー線７の区間を進行すると、その途中で列車位
置検出装置１４がこれを検出して列車の「有」に
対応する信号を移相器１７に加える。この結果、
移相器１７はトロリー線７の電圧位相を連続的に
変化させてトロリー線６の電圧に同期させる。勿
論、この位相のシフトは列車１０がトロリー線７
の区間を走行中に完了するように極く短時間に行
なわれる。これによつて、列車１０はセクシヨン
９の部分を通過するときでも力行運転が可能であ
る。

続いて、列車１０がセクシヨン９を通過してト
ロリー線６の区間を走行し始めると、列車位置検
出装置１４の出力が列車の「無」に対応する信号
に変化するため、移相器１７は再びトロリー線７
の電圧位相を連続的に変化させてトロリー線５の
電圧に同期させた状態に保持する。

このことから明らかなように、列車１０がセク
シヨン８およびセクシヨン９を通過するときには
その両側のトロリー線は同位相に保たれるため電
源間の潮流は発生せず、しかも、移相器１７はサ
イリスタ等の素子が使われた、いわゆる、静止形
であるため、列車の運転本数が増えた場合でも、
しや断器を用いた場合に問題となつた機械的な摩
耗がなくなる。

また、列車１０がトロリー線７の区間を走行中
に、このトロリー線７の電圧位相のみが連続的に
シフトされるだけであるため、列車１０が一時的
に停電するという現象を避け得るとともに突入電
流を極めて低い値に抑えることができる。

次に、第３図は本発明に係る電源切替装置の他
の実施例の構成を示し、特に、トロリー線の突き
合わせ部分に列車位置検出装置を地上側に設置し
難く、しかも列車が「上り」、「下り」の両方向に
走行する場合に適用するもので、図中、第２図と
同一符号を付したものはそれぞれ同一または同効
の要素を示す。

ここでは、セクシヨン８および９を介してトロ
リー線５および６の端部を連結するトロリー線を
もう一つのセクシヨン２０によつて２分し、トロ
リー線５と２分された一方のトロリー線７ａとの
間に移相器１８が、トロリー線６と２分された他
方のトロリー線７ｂとの間に移相器１９がそれぞ
れ設けられ、さらに、これらの移相器１８，１９
の出力側の電流を検出する電流検出器２１および
２２がそれぞれ設けられている。

この第３図において、移相器１８および１９に
は位相検出器１５および１６のパルス信号が常時
加えられており、列車１０がトロリー線７ａまた
は７ｂの区間を走行しない限り、すなわち、電流
検出器２１および２２の両方が負荷電流を検出し
ない限り、移相器１８はトロリー線５の電圧に同
期した交流電圧を、移相器１９はトロリー線６に
同期した電圧をそれぞれ発生している。

ここで、列車１０がＡ矢印方向に走行してトロ
リー線７ａの区間に到達すると、電流検出器２１
が列車１０の負荷電流を検出し、列車の「有」に
対応する信号を移相器１８に加える。そこで、移
相器１８は出力電圧位相を連続的に変化させて、
列車１０がトロリー線７ａの区間を走行している
間にトロリー線７ａの電圧位相をトロリー線６の
電圧に同期させる。この結果、列車１０がセクシ
ヨン２０を通過する直前に、トロリー線７ａ，７
ｂおよび６の電圧は全て同位相になり、セクシヨ
ン２０および９を何等の支障もない状態で通過す
ることができる。

一方、列車１０ａがＢ矢印方向に走行してトロ
リー線７ｂの区間に到達すると、電流検出器２２
が列車１０ａの負荷電流を検出し移相器１９に対
して列車の「有」に対応する信号を加える。そこ
で、移相器１９は出力電圧位相を連続的に変化さ
せて、列車１０ａがトロリー線７ｂの区間を走行
している間にトロリー線７ｂの電圧位相をトロリ
ー線５の電圧に同期させる。この結果、列車１０
ａがセクシヨン２０を通過する直前に、トロリー
線７ｂ，７ａおよび５の電圧は全て同位相とな
り、セクシヨン２０および８を何等の支障もない
状態で通過することができる。

しかして、第３図に示した構成を採ることによ
つて、地上側に列車位置検出装置を設置し難く、
しかも、列車が「上り」、「下り」の両方向に走行
する場合でも、列車の一時的な停電現象を避け得
るとともに突入電流を極めて低い値に抑えること
ができる。

なお、上記実施例では何れも、き電線を介して
異る交流電源より受電するトロリー線の突合わせ
端部を列車が走行する場合の電源切替装置につい
て説明したが、列車位置検出装置を他のものに置
き換えることによつて、商用電源系統と自家発電
系統との相互切替、または、送配電線の系統切換
にも適用することができる。

〔発明の効果〕

以上の説明によつて明らかな如く、本発明の電
源切替装置によれば、電源切替を頻繁に行つた場
合でも、摩耗に対する特別な対策が不要になり、
電源切替時に負荷側が一時的に停電するという事
態を解消し得、且つ、電源切替時の突出電流を極
めて低く抑えることができる。

なお、第３図に示した如き構成を採用した場合
には、通常地上側に設置される列車位置検出装置
を省き得るとともに、列車の走行方向に限定され
ない電源切替えが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は交流式電気鉄道における従来の電源切
替装置の構成を示す結線図、第２図は交流式電気
鉄道に適用した本発明に係る電源切替装置の一実
施例の構成を示すブロツク図、第３図は交流式電
気鉄道に適用した本発明に係る電源切替装置の他
の実施例の構成を示すブロツク図である。 １，２…交流電源、３，４…き電線、５，６，
７，７ａ，７ｂ…トロリー線、８，９，２０…絶
縁装置、１０，１０ａ…列車、１１，１２…しや
断器、１３…線路、１４…列車位置検出装置、１
５，１６…位相検出器、１７，１８，１９…移相
器、２１，２２…電流検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに異る交流電源に接続された第１の電源
   母線および第２の電源母線が、それぞれ絶縁装置
   を介して第３の電源母線に連結され、前記第１の
   電源母線に接続された負荷を、先ず、前記第３の
   電源母線に切替接続し、次いで、前記第２の電源
   母線に切替接続する電源切替装置において、前記
   第１の電源母線および第２の電源母線の電圧位相
   をそれぞれ検出する位相検出器と、前記負荷の接
   続位置を検出する位置検出器と、前記第１の電源
   母線から電力を得て前記第３の電源母線に電力を
   供給するとともに、この第３の電源母線の電圧位
   相を連続的に変化させ得る移相器とを具備し、前
   記位相検出器および位置検出器の出力信号に基い
   て、前記負荷が前記第３の電源母線に切替接続さ
   れるまで、前記移相器が前記第３の電源母線の電
   圧位相を前記第１の電源母線の電圧に同期させて
   保持し、前記負荷が前記第３の電源母線に接続さ
   れている間に、前記移相器が前記第３の電源母線
   の電圧位相を変化せしめて前記第２の電源母線の
   電圧に同期させるように構成したことを特徴とす
   る電源切替装置。 ２ 互いに異る交流電源に接続された第１の電源
   母線および第２の電源母線が、それぞれ絶縁装置
   を介して第３の電源母線に連結され、前記第１の
   電源母線に接続された負荷を、先ず、前記第３の
   電源母線に切替接続し、次いで、前記第２の電源
   母線に切替接続する電源切替装置において、前記
   第３の電源母線をその長手方向で２分する絶縁装
   置と、前記第１の電源母線および第２の電源母線
   の電圧位相をそれぞれ検出する位相検出器と、２
   分された前記第３の電源母線の電流をそれぞれ検
   出する電流検出器と、前記第１の電源母線から電
   力を得て、２分された前記第３の電源母線の一方
   に電力を供給するとともに、この電源母線の一方
   の電圧位相を連続的に変化させ得る第１の移相器
   と、前記第２の電源母線から電力を得て、２分さ
   れた前記第３の電源母線の他方に電力を供給する
   とともに、この電源母線の他方の電圧位相を連続
   的に変化させ得る第２の移相器とを具備し、前記
   位相検出器の出力信号に基いて、前記第２の移相
   器は、２分された前記第３の電源母線の他方の電
   圧位相を前記第２の電源母線の電圧に同期させて
   保持し、前記位相検出器および電流検出器の出力
   信号に基いて、前記負荷が２分された前記第３の
   電源母線の一方に切替接続されるまで、前記第１
   の移相器が２分された前記第３の電源母線の一方
   の電圧位相を前記第１の電源母線の電圧に同期さ
   せて保持し、前記負荷が２分された前記第３の電
   源母線の一方に接続されている間に、前記第１の
   移相器が２分された前記第３の電源母線の一方の
   電圧位相を変化せしめて前記第２の電源母線の電
   圧に同期させるように構成したことを特徴とする
   電源切替装置。