JPH0478727A - トロリ線の氷結防止用通電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トロリ線に着霜・着雪して氷結するのを防止
する通電装置に係り、特に長い条長のトロリ線が使用さ
れる本線上に適した氷結防止用通電装置に関する。

（従来の技術） 冬期における気温低下により、トロリ線に霜や水滴が付
着すると、車両のパンタグラフにょる集電に支障が生じ
、運転が阻害されることがある。

このようなトロリ線への水滴付着を防止する手段として
、トロリ線に定期的に油を塗布する方法やトロリ線とし
てヒーター線を内蔵したものを用い、このヒーター線に
通電してトロリ線を加熱する方法が知られている。

油を塗布する方法では、定期的な塗布作業に労力を要す
るほか、塗布によりトロリ線のしゅう面が荒れたり、油
の滴下により車体を汚損するという問題点がある。しか
し、トロリ線に内蔵されたヒーター線を通電加熱する方
法ではこのような問題は生じることがな（、車両走行用
の直流高電圧が印加されたトロリ線本体を通電回路の一
部として用い、ヒルター線両端に交流電圧を印加して、
車両の走行中にもヒーター線へ通電可能な方法が知られ
ている。

これは第４図に示すように、トロリ線１０としてトロリ
線本体１１にヒーター線１２が絶縁して内蔵されたもの
を用い、トロリ線本体１１には、直流電源２０により直
流高電圧（例えば、１５００Ｖ）が印加される。ヒータ
ー線１２の一端１２ｂはトロリ線本体１１と接続され、
他端１２ａは絶縁変圧器２１の二次巻線の一方の端子に
開閉器２３を介して接続される。絶縁変圧器２１の二次
巻線の他方の端子はコンデンサ２２および開閉器２３を
介してトロリ線本体１１と接続される。絶縁変圧器２１
の一次巻線は配電線１５に接続されている。上記のよう
な交流通電回路がトロリ線１０の必要な区間に設けられ
、連続的にトロリ線の氷結を防止するようになっている
。ここでヒーター線１２はトロリ線本体１１に内蔵され
ているが、トロリ線本体１１とヒーター線１２との絶縁
は、絶縁変圧器２１の二次巻線に生じる最大電圧に対応
する絶縁性能を有するものとされている。

トロリ線本体１１にはき電線１３を介して直流高電圧が
常時印加されており、電車３０はいつでも運転可能であ
る。

以下に、この氷結防止装置の動作を説明する。

開閉器２３を投入すると、絶縁変圧器２１の二次巻線か
らトロリ線本体１１を介してヒーター線１２の両端１２
ａ、１２ｂに交流電圧が印加される。この交流電圧の印
加によってヒーター線１２が発熱し、トロリ線本体１１
の氷結を防止する。

このとき、トロリ線本体１１の直流電流はコンデンサ２
１によって遮断され、配電線１５への流入が防止される
。同様に、絶縁変圧器２１も直流電圧の配電線１５への
課電を防止する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の通電装置によると、車両基地などの比較
的短い条長のトロリ線（５００Ｍ程度未満）が並設され
るところで実施するのには問題は生じないが、本線上で
実施した場合は、約８００〜１６００Ｍごとにトロリ線
を引き止め、区分施工されているので、ヒーター線の単
位長、すなわち第４図における符合１２ａから１２ｂま
での長さが太き（なってヒーター線の電気抵抗が増大し
、必要な発熱量が得られない。

この対策として印加電圧を大きくするか、電気抵抗の増
大を制限するか、いずれかの措置が必要となる。

しかし、印加電圧を大きくするとヒーター線とトロリ線
との電位差が大きくなり、両者間の絶縁性能を改善する
必要がある。また、電気抵抗の増大を制限する方法とし
てヒーター線を大径化する方法があるが、太径化するこ
とによってトロリ線全体の重量が増加し、付属金具、電
車線構造の変更や支持物の改修が必要となって改修費用
が多大となる。

一方、本線においてもヒーター線を短（して電気抵抗の
増大を制限する方法もあるが、この方法ではトロリ線を
短尺化し、この短いトロリ線ごとに引き止めて配設する
か、ダブルイヤー接続でヒーター線の端末を取り出すこ
とになる。条長の短いトロリ線を引き止めることは改修
費用が多大となり、また、ダブルイヤー接続で端末を取
り出した場合には車両が高速走行したときにパンタグラ
フの離線な発生させる原因となるという問題がある。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
ものであり、条長の長いトロリ綿が配設される本線にお
いても、トロリ線を短尺化せず、また、トロリ線に内蔵
されるヒーター線を大径化したり、絶縁性能を改善する
ことを要しない氷結防止用通電装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を実現するため、ヒーター線をトロ
リ線本体と絶縁して内蔵したトロリ線を用い、トロリ線
と電車線路に直流高電圧を印加する直流電源と別個に、
トロリ線両端に配電線より取り出した交流電源を配する
。この両端の交流電源を含んでヒーター線およびトロリ
線本体で閉ループを形成し、得られる直列加算電圧をヒ
ーター線に印加する。

長い区間に上記通電装置を用いる場合は、ヒター線を内
蔵するトロリ線を複数連続して配し、隣接するトロリ線
の端部が突合せられる部分に、単一の交流電源を設けて
両側のヒーター線に給電する。このとき、両側に隣接す
るいずれの交流電源とも、２つずつをトロリ線本体で直
列に接続し、２つの電源間のヒーター線に課電する。ま
た、トロリ線の表面温度を感知するセンサーとトロり線
の表面温度が０°Ｃ以上になるようにヒター線の通電及
び遮断を行う開閉器を含む制御器を設ける。この制御器
は、上記交流電源の１箇所おき毎に配置して、両側のヒ
ーター線の通電制御を行えるようにする。

（作用） 上記のような構成の通電装置では、トロリ線本体に車両
走行用の直流高電圧が印加された状態であっても、トロ
リ線本体とこれに内蔵されたヒーター線とを含む通電回
路に交流が通電され、トロリ線を加熱して氷結が防止さ
れる。

このとき、トロリ線両端に配した交流電源は加算電圧が
電源電圧より大になるように直列接続されており、ヒー
ター線両端には、この加算電圧が印加される。しかし、
トロリ線本体とヒーター線との電位差はひとつの電源電
圧の最大値以上とはならない。このため、従来の方法と
比較し、トロリ線本体とヒーター線との間の電位差は同
一であってもヒーター線両端には最大２倍までの電圧が
印加されている。

トロリ線を複数連続して配し、それぞれに上記交流通電
回路を設けた場合においては、その突合わせ部に、単一
の交流電源が配設され、両側に隣接するいずれの電源と
も、それぞれ直列となるようにトロリ線本体で接続され
ており、すべてのヒーター線に二つの電源の直列接続に
よる加算電圧が印加される。

また、電源の投入および遮断を制御する制御器は両側に
配設されたヒーター線の通電を制御するようになってお
り、電源一箇所おき毎に設けられているが全てのヒータ
ー線のそれぞれの通電制御を行なうようになっている。

しかし、各電源に固有の制御器を設けること、および１
個の制御器により３つ以上のヒーター線の通電制御を妨
げるものではない。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明に係るトロリ線の氷結防止用
通電装置の好ましい実施例を詳細に説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例であって基本
的−通電回路を示し、トロリ線１０は、トロリ線本体１
１とこれと絶縁して内蔵されたヒーター線１２からなっ
ており、トロリ線本体１１と電車線路１４には、直流電
源２０により、き電線１３を介して直流１５００Ｖが課
電される。

ヒーター線１２の両端に設ける交流電源として絶縁変圧
器２１−１．２１−３を用い、−次巻線は、信号回路や
保守用動力の電源供給のために電車線支持物等に添架さ
れている配電線１５に接続される。ヒーター線の一端１
２ａは開閉器２３−３を介して絶縁変圧器２１−１の二
次巻線側の一端子と接続され、二次巻線の他端はコンデ
ンサ２２−Ｉと開閉器２３−２とを介してトロリ線本体
１１と接続される。

さらにトロリ線本体１１はトロリ線の他端側において絶
縁変圧器２１−２の二次巻線側の一端子とコンデンサ２
２−２と開閉器２３−５を介して接続されている。絶縁
変圧器２１−２の二次巻線の他方の端子は、開閉器２３
−４を介してヒーター線の他端Ｌ２ｂと接続され、この
とき絶縁変圧器２１−１．２１−２の二次巻線はトロリ
線本体１１およびヒーター線１２によって直列に接続さ
れ、両者に生じる電圧のベクトルの和がヒーター線１２
の両端に加算して印加されるように位相が合わせられて
いる。すなわち、第１図（ｂ）の等何回路から明らかな
ように、ヒーター線１２の両端にはＶｓｉｎθ−（−Ｖ
ｓｉｎθ）＝２Ｖ６　ｉｎθの電圧が印加される。一方
、ヒーター線１２とトロリ線本体１１の間にはＶｓｉｎ
θの電圧しか印加されない。

上記のような氷結防止用通電装置では、開閉器２３の投
入により通電状態となったとき、ヒーター線１２の両端
には、前述したように二次巻線に生じる最大電圧の和の
電圧が生じる。従って、従来と比べてトロリ線本体ｌｌ
とヒーター線１２との間に生じる電位差は同じであって
もヒーター線画端１２ａ、１２ｂ間に印加される電圧が
最大２倍となる。このためトロリ線の条長を長くして通
電加熱するためのヒーター線長が最大２倍になっても絶
縁性能の変更なしで同じ発熱量を得ることができる。

なお、トロリ線本体１１には直流電源２０による直流高
圧が課電されていても、コンデンサ２２が絶縁変圧器の
二次巻線に分流するのを防止し、電車３０の走行中であ
っても、トロリ！１１とヒーター線１２と２つの絶縁変
圧器で構成される回路に交流を通電することができ、ト
ロリ線の氷結防止が可能である。また、交流通電回路の
電源を絶縁変圧器とすることによって二次側の異常時に
直流１５００Ｖが一次側に流入するのが防止される。

第２図は、本線などの長い区間に本発明の氷結防止用通
電装置を設置した場合の実施例を示し、連続して複数の
単位で設置されたトロリ線１０−〜１Ｏ−４はトロリ線
本体１１−＋〜１１−．とこれに内蔵されたヒーター線
１２−＋＝　１２−４からなるものとし、各条長ごとに
引き止められている。各引き止め位置には絶縁変圧器２
１−１〜２１−４を設置し、これらの一箇所おき毎に、
トロリ線の表面温度を感知するセンサー２５−１〜２５
−４及び通電と遮断を行う開閉器２３を制御する制御器
２６−〜２６−２が設けられている。

制御器が併設された絶縁変圧器（符号２１−２．２１−
４、・・・）の二次巻線側の一方の端子は分岐して、そ
れぞれがコンデンサ２２と開閉器２３を介して両側のト
ロリ線に内蔵されたヒーター線と接続される。二次巻線
の他方の端子は、直流電源２０によって、電車線路１４
との間に直流１５００Ｖが課電されたトロリ線本体１１
に接続されている。制御器２６−１．２６−２が併設さ
れていない絶縁変圧器（例えば符号２１−ｓ）の二次巻
き線の一方の端子はトロリ線本体１１と接続され、他方
の端子は両側に配設されたトロリ線ｔｏ−ｉ、１Ｏ−３
の双方のヒーター線１２−２．１２−１に接続される。

このとき各絶縁変圧器２１−５〜２１−４とも２倍の加
算電圧が生じるように位相を合わせて直列に接続されて
いる。

このような通電装置では、それぞれの絶縁変圧器の二次
巻線には両側の通電回路の和の電流が流れるが、一つの
絶縁変圧器で両側の通電回路に給電することができる。

例えば、絶縁変圧器２１−８の二次巻線から、トロリ線
本体１１−２と絶縁変圧器２１−１の二次巻線とヒータ
ー線１２−２とを含む通電回路と、トロリ線本体１１−
３と絶縁変圧器２１−３の二次巻線とヒーター線１２−
３とを含む通電回路との双方に給電される。このため双
方に給電するのに充分な容量の絶縁変圧器を用いること
を要するが、ヒーター線１２−２には絶縁変圧器２１−
２と絶縁変圧器２１−１の二次巻線に生じる電圧の和を
印加することができ、ヒーター線１２には絶縁変圧器２
１−２と絶縁変圧器２１−３の二次巻線に生じる電圧の
和を印加することができる。

以下、区間１Ｏ−３を例に動作を説明する。

センサー２５−１がトロリ線本体１１−３の温度信号を
制御器２６−１へ与える。トロリ線本体１１−の表面温
度が００Ｃ以下になると、制御器２６−はヒーター線１
２−１に接続された開閉器２３を投入し、絶縁変圧器２
１−１．２１−１の電源電圧の和である加算電圧２Ｖｓ
　ｉ　ｎθをヒーター線１２−８に印加する。ヒーター
線１２−１の発熱によってトロリ線本体１１−１の表面
温度が所定の温度に上昇すると、制御器２６−１はヒー
ター線１２−１に接続された開閉器２３を解放して電源
を遮断する。

第３図（ａ）は、絶縁変圧器の一次巻線を三相の配電線
に接続した本発明の通電装置の例を示す。

三相間の負荷の不均衡が生じないように、各絶縁変圧器
２１−＋〜２１−８の一次巻線は順次異なる相に接続さ
れている。これらの二次巻線側端子は上記第２図に示す
実施例と同様に、両側に隣接するいずれの絶縁変圧器と
も直列に接続され、コンデンサ２２、開閉器２３を介し
てヒーター線１２の両端に課電するようになっている。

本実施例では、第３図（ｂ）に示すように、隣接する絶
縁変圧器の二次巻線に生じる電圧のベクトルの和＜／１
＋９２がヒーター線両端に印加されるような位相で接続
されている。従って、相電圧の１３倍の電圧がヒーター
線両端に印加される。

また、複数個配置される絶縁変圧器の一次巻線を順次異
なる相と接続することによって三相の配電線の負荷に不
均衡を生じることな（、第２図の実施例と同様に長い区
間にわたる通電装置を得ることができる。

なお、三相から受電する場合において相間の負荷の不均
衡を生じさせない方法として、配置される絶縁変圧器の
数を三分割し、同相から受電する絶縁変圧器を続けて配
置し、一つのヒーター線の両端の絶縁変圧器が同位相と
なるようにして二次巻線に生じる電圧の和が印加される
ようにすることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のトロリ線の氷結防止用通
電装置では、トロリ線両端に配置した交流電源を直列に
接続し、ヒーター線両端に二つの電源のベクトルの加算
電圧を印加することによって、トロリ線本体とヒーター
線との電位糸の２倍までの電圧をヒーター線両端に印加
することができる。

この結果、本線上においても既存のトロリ線条長すなわ
ち引止め位置間の距離（約８００〜１６００Ｍ）を変更
したり、従来の方法において便用するのと同じ断面のト
ロリ線でダブルイヤー接続を行なったりすることなく、
充分な発熱量が得られ、改修費用が低廉で経済的なトロ
リ線の氷結防止用通電装置を得ることができる。

また、長い区間に連続して通電装置を設ける場合に°お
いてトロリ線の突合せ部ごとにに一つの絶縁変圧器を設
け、両側のヒーター線に給電し、絶縁変圧器の設置位置
の１箇所おき毎に制御器を配置することによって絶縁変
圧器および制御器の数が少なくて設置費用が低廉である
とともに、長い区間のうち必要な範囲のみの通電加熱が
行なえる、経済的な通電装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施例であって基
本的な一通電回路およびその等低回路を示す説明図。第
２図は、本線上の長い区間における本発明の実施例を示
す説明図。第３図（ａ）、（ｂ）は、長い区間における
本発明の他の実施例を示す説明図およびベクトル図。第
４図は、従来のトロリ線の氷結防止用通電装置を示す説
明図。 符合の説明 １０・・・・・・トロリ線 １１・・・・・・トロリ線本体 １２・・・・・・ヒーター線 １３・・・・・・き電線 １４・・・・・・電車線路 １５・・・・・・配電線 ２０・・・・・・直流電源 ２１・・・・・・絶縁変圧器 ２２・・・・・・コンデンサ ２３・・・・・・開閉器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電圧が印加されるトロリ線本体と、これと絶
   縁して内蔵されたヒーター線とを含む通電回路に、交流
   電流を通電するトロリ線の氷結防止用通電装置において
   、 前記ヒーター線両端に交流電源を配し、これらの電源を
   前記トロリ線本体を介して直列接続として前記ヒーター
   線両端に前記電源の加算電圧を印加することを特徴とす
   るトロリ線の氷結防止用通電装置。
2. （２）トロリ線に内蔵されたヒーター線に通電してトロ
   リ線の氷結を防止する氷結防止用通電装置において、 前記ヒーター線の両端に接続され、前記トロリ線ととも
   に閉ループ回路を構成することにより、個々の電源電圧
   より大なる加算電圧を前記ヒーター線に印加する２つの
   電源回路と、 前記トロリ線の温度を検出する検出手段と、前記電源電
   圧を前記ヒーター線に印加および遮断する開閉手段と、 前記検出手段が検出した前記温度に基づいて前記開閉手
   段の投入および解放を制御する制御手段を含むことを特
   徴とするトロリ線の氷結防止用通電装置。