JPH07205689A

JPH07205689A - 直流き電回路

Info

Publication number: JPH07205689A
Application number: JP493794A
Authority: JP
Inventors: Toru Yoshida; 亨吉田; Takashi Kadowaki; 孝志門脇; Haruo Honda; 春雄本田; Shigetoshi Ouchi; 茂俊大内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1994-01-21
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】構成機器である帰線ケーブル部を利用し、イン
ダクタンスを挿入することにより事故電流の立上りを抑
制する直流き電回路を提供する。【構成】整流器１と正極用遮断器２とを直列接続した
複数の変成回路３が正極母線４に接続され、前記正極母
線４よりき電用遮断器５と、き電線６を直列接続した複
数のき電回路７とが接続され電車８に電力を供給し、そ
の帰路は、レール９と帰線ケーブル１０とを介し、整流
器１へ戻る直流き電回路を構成し、前記帰線ケーブル１
０にインダクタンス１１を挿入して構成したことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流き電回路に係り、
インダクタンスを挿入することにより、事故電流の立上
りを抑制する直流き電回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、き電方式には、直流方式と交流方
式があるが、大都市内の交通等輸送量の多い線区におい
ては、車両費の占める割合が大きいこと、地下鉄ではト
ンネル断面を小さくしうること、通信誘導対策の容易性
の面から直流方式が採用されている。図９は、従来の直
流き電回路の一例を示す単線図である。図９を参照して
説明する。図９において、１は整流器、２は正極用直流
遮断器、３は変成器回路、４は正極母線、５はき電用直
流遮断器、６はき電線、７はき電回路、８は電車、９は
レール、１０は帰線ケーブルである。

【０００３】図９に示すように、整流器１と正極用直流
遮断器２を直列接続した変成器回路３が正極母線４に接
続され、正極母線４からき電用直流遮断器５と、き電線
６を直列接続した複数のき電回路７が並列に接続され、
電車８へ電力を供給し、帰路はレール９を介し帰線ケー
ブル１０から整流器１へ戻る構成となっている。

【０００４】上記直流き電回路において、事故時の電流
立上りを抑制する手段としては、限流リアクトルが設置
されていた。前記限流リアクトルが有効に作用するため
には少なくとも０．２ｍＨ程度の容量が必要であり、そ
の大きさは１０ｍ³ぐらいとなり、大きなスペースが必
要であった。近時、輸送力の増加のため、直流き電回路
にて供給する電力が大容量となり、使用される整流器が
大容量となる程、また整流器台数が増加する程、事故電
流の立上りが急激となり、事故電流も大となり、上記直
流き電回路の直流遮断器の遮断容量が不足する事も生じ
ていた。

【０００５】前記直流き電回路の事故時に対する技術が
多く提案されている。例えば特開昭６０−９４８３３号
公報記載の技術、特開昭６２−２１３５０２号公報記載
の技術がある。前者は事故時に対する電車の運転を確保
する優れたものである。後者は、電車内の事故時の異常
電流を制御する優れたものである。しかし、いずれも直
流き電回路全体の事故時の電流に対する検討が不足して
いることは否めない点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記直流き電回路に電
力を供給する変電所においては、変電所相隣地区に対す
る配慮から直流遮断器の遮断音が低騒音であり、かつ、
アークレスであることが要望されてきた。また、都会地
においては、地価高騰による用地難から地下変電所が建
設されるようになり、上記の低騒音の条件に加え、供給
する電力が大容量となるに反し、用地面積の狭小化も要
望されるようになってきた。上記要望に応えるため真空
遮断器が採用されるようになってきた。前記真空遮断器
は動作時間が短いが、遮断能力に限界があり、事故時の
異常電流が小さい間に遮断しなけんばならなかつた。

【０００７】また、近時、変電所および電車等の構成機
器が固体素子化により低損失化が進むに伴い、機器固有
のインダクタンスが減少してきている。一方、直流き電
回路のインダクタンスとしては、き電線および帰線ケー
ブル等の線路定数によるインダクタンスがあるが、これ
ら線路定数によるインダクタンスは小さい。前記機器固
有のインダクタンスおよび線路定数によるインダクタン
スでは、事故時の電流立上りを抑制するには十分ではな
く、事故点の位置によっては事故時の電流立上りが急激
となり、直流遮断器の遮断性能を超える場合がある。

【０００８】上記事故時の電流立上りについては、Ｊａ
ｐａｎｅｓｅＥｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｎｉｃａｌＣ
ｏｍｉｔｔｅｅ（電気規格調査会、以下、ＪＥＣとい
う）の規格１５２により定められている。図１０は、そ
の事故電流の立上りを示す線図である。例えば、変電所
から遠隔点おいて、直流き電回路に事故が発生したとき
は、き電線の距離が長いので、上記線路定数によるイン
ダクタンス値が大きくなる。したがって、事故電流の立
上りは図１０の曲線Ｂに示されるように、ＪＥＣ１５２
に規定された図１０の曲線Ａよりも遅い。

【０００９】また、変電所の直近において、直流き電回
路に事故が発生したときは、き電線の距離が短いので、
上記線路定数によるインダクタンス値が小さくなる。し
たがって、事故電流の立上りは、図１０の曲線Ｃに示す
如くＪＥＣ１５２で規定された図１０の曲線Ａよりも
早くなる。

【０００１０】図１０の曲線Ｃの場合、事故電流の立上
りが急激であるため、事故電流値が早く大きくなり、構
成機器に対する事故電流による電気的、機械的に与える
影響が大きくなる。さらに、事故電流値が、直流遮断器
の能力以上の電流値となった場合には、遮断不能とな
る。前記事故電流の立上りに合わせた直流遮断器とする
と、遮断容量が大きくなり、大型、かつ、高価になると
いう問題がある。

【００１１】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、インダクタンスを挿入するこ
とにより、事故電流の立上りを抑制し、小さな遮断容量
の直流遮断器を構成機器とした直流き電回路を提供する
ことをその目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る直流き電回路の構成は、整流器と正極
用直流遮断器を直列接続した回路が正極母線に接続され
ており、正極母線からき電用直流遮断器と、き電線を直
列接続した複数のき電回路が接続され、車両へ電力を供
給し、帰路はレールから帰線ケーブルを経て整流器へ戻
る直流き電回路において、帰線ケーブル部にインダクタ
ンスを挿入したことを特徴とする。

【００１３】インダクタンスは、コアを用い、前記コア
内に帰線ケーブルを貫通させて構成したことを特徴とす
る。インダクタンスは、分割構造のコアを用い、前記分
割構造のコアを帰線ケーブルに挾着して構成したことを
特徴とする。インダクタンスは、帰線ケーブルの収納ピ
ットを磁性体とすることにより構成したことを特徴とす
る。インダクタンスは帰線ケ−ブルを往復平行導体とす
ることにより構成したことを特徴とする。

【００１４】また、整流器と正極用直流遮断器を直列接
続した回路が正極母線に接続されており、正極母線から
き電用直流遮断器と、き電線を直列接続した複数のき電
回路が接続され、車両へ電力を供給し、帰路はレールか
ら帰線ケーブルを経て整流器へ戻る直流き電回路におい
て、前記き電用直流遮断器の主回路導体にインダクタン
スを挿入したことを特徴とする。インダクタンスは、コ
アを用い、コア内側にき電用直流遮断器の主回路導体を
貫通させて構成したことを特徴とする。インダクタンス
は、分割構造のコアを用い、前記分割構造のコアをき電
用直流遮断器の主回路導体に挾着して構成したことを特
徴とする。

【００１５】

【作用】上記各技術的手段の働きは次ぎのとおりであ
る。本発明の構成によれば、直流き電回路の帰線ケーブ
ルおよび直流き電回路の構成機器である直流遮断器の主
回路導体をコアの内側で貫通させることにより、特別な
リアクトルおよび付帯設備を必要とせずに、事故電流の
立上りを抑制するのに必要なインダクタンスを形成し、
遮断時における事故電流値を小さくすることができる。
さらに、コアの設置スペースが取れない場合は、帰線ケ
ーブルを往復平行配置にしもしくは帰線ケーブルの収納
用ピットを磁性体とすることにより、事故電流の立上り
を抑制するのに必要なインダクタンスを形成し、遮断時
における事故電流値を小さくすることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図８によ
って説明する。〔実施例１〕図１は、本発明の一実施例に係る直流き
電回路を示す単線図である。図１において、図中、図９
と同一符号は同等部分であるので詳細な説明は省略す
る。新たな符号のみ説明する。１１は立上り電流を制限
するインダクタンスである。

【００１７】図１に示すように、整流器１と正極用直流
遮断器２を直列接続した複数の変成器回路３が正極母線
４に接続されている。前記正極母線４からき電用遮断５
とき電線６とを直列接続した複数のき電回路７が接続さ
れ、電車８へ電力が供給されている。帰路は、レール９
から帰線ケーブル１０を経て整流器１へ戻る。立上り電
流を制限するインダクタンス１１は、前記帰線ケーブル
１０に挾着され設けられている。

【００１８】次に、図２ないし図５を参照して、前記帰
線ケーブル１０に挿入されるインダクタンス１１につい
て具体的に説明する。図２は、図１の一実施例に係る直
流き電回路に挿入されるインダクタンスの一例を示す略
示説明図である。図３は、図１の一実施例に係る直流き
電回路に挿入されるインダクタンスの他の一例を示す略
示説明図である。図４は、図１の一実施例に係る直流き
電回路に挿入されるインダクタンスのさらに他の一例を
示す略示説明図である。図５は、図１の一実施例に係る
直流き電回路に挿入されるインダクタンスのさらに他の
一例を示す略示説明図である。

【００１９】図２において、１２は空心コアであり、前
記空心コア１２の内側を帰線ケーブル１０を貫通させた
場合を示している。この場合、前記コアの断面を１００
ｍｍ×１００ｍｍとし、外径を４００ｍｍとし２００個
並べることで０．２ｍＨのインダクタンスが得られる。
必要なインダクタンス値は、前記コア１２の数を調整し
て構成される。

【００２０】図３において、１３は分割構造のコアであ
り、前記分割構造のコア１３を帰線ケーブル１０に挾着
した場合を示すものである。本実施例においては、二分
割構造となっているため、既設の帰線ケーブル１０に対
しても簡単にコアが取付けることができる。

【００２１】図４において、帰線ケーブル１０を利用す
るものでレール９に接続された帰線ケーブル１０を往復
平行導体になるように配設したものである。往復平行導
体とする区間は、１５０ｍ〜１７０ｍ程度である。帰線
ケーブル１０の自己インダクタンスおよび相互インダク
タンスを利用したものである。

【００２２】図５において、１４は帰線ケーブル１０を
収納するためのピットである。前記ピット１４を磁性体
製とし、この内に帰線ケーブル１０を付設することでイ
ンダクタンスを形成したものである。

【００２３】〔実施例２〕図６は、本発明の他の一実
施例に係る直流き電回路を示す単線図である。図６に示
される直流き電回路は、〔実施例１〕において説明し
た図１とほぼ同様であるので、詳細な説明を省略する。
相違点のみを説明する。図６において、１１ａは、立上
り電流を制限するインダクタンスである。立上り電流を
制限するインダクタンス１１ａは、構成機器である正極
用直流遮断器２と、き電用直流遮断機器５の主回路導体
部へ挿入されている。

【００２４】上記直流高速遮断器の主回路導体部へイン
ダクタンスの装着を図７、８により詳細説明する。図７
は、図６の一実施例に係る直流き電回路に挿入されるイ
ンダクタンスの一例を示す略示説明図である。図８は、
図６の一実施例に係る直流き電回路に挿入されるインダ
クタンスの他の一例を示す略示説明図である。

【００２５】図７は、直流遮断器１００の上側主回路導
体１０１と下側主回路導体１０２とを空心コア１５の内
側に貫通させ、インダクタンス１１ａを形成したもので
ある。図８は、直流遮断器１００の上側主回路導体１
０１と下側主回路導体１０２とを分割構造のコア１６で
挾み、主回路導体を貫通させ、インダクタンス１１ａを
形成したものである。前記コア１６は、二分割構造であ
るため既設の直流遮断器でも解体することなくインダク
タンスが追加できる。上記実施例においては、コア１
３、１６は、二分割構造としたが、二分割に限らず、多
分割構造として差し支えない。

【００２６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明に係る直流
き電回路によれば、インダクタンスを挿入することによ
り、事故電流の立上りを抑制し、小さな遮断容量の直流
遮断器を構成機器とした直流き電回路を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る直流き電回路を示す単
線図である。

【図２】図１の一実施例に係る直流き電回路に挿入され
るインダクタンスの一例を示す略示説明図である。

【図３】図１の一実施例に係る直流き電回路に挿入され
るインダクタンスの他の一例を示す略示説明図である。

【図４】図１の一実施例に係る直流き電回路に挿入され
るインダクタンスのさらに他の一例を示す略示説明図で
ある。

【図５】図１の一実施例に係る直流き電回路に挿入され
るインダクタンスのさらに他の一例を示す略示説明図で
ある。

【図６】本発明の他の一実施例に係る直流き電回路を示
す単線図である。

【図７】図６の一実施例に係る直流き電回路に挿入され
るインダクタンスの一例を示す略示説明図である。

【図８】図６の一実施例に係る直流き電回路に挿入され
るインダクタンスの他の一例を示す略示説明図である。

【図９】従来の直流き電回路の一例を示す単線図であ
る。

【図１０】事故電流の立上りを示す線図である。

【符号の説明】

１…整流器２…正極用直流遮断器３…変成器回路４…正極母線５…き電用直流遮断器６…き電線７…き電回路８…電車９…レール１０…帰線ケーブル１１、１１ａ…インダクタンス１２、１５…空心コア１３、１６…二分割構造のコア１４…磁性体製のケーブル収納ピット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大内茂俊茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所国分工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】整流器と正極用直流遮断器を直列接続し
た回路が正極母線に接続されており、正極母線からき電
用直流遮断器と、き電線を直列接続した複数のき電回路
が接続され、車両へ電力を供給し、帰路はレールから帰
線ケーブルを経て整流器へ戻る直流き電回路において、帰線ケーブル部にインダクタンスを挿入したことを特徴
とする直流き電回路。
【請求項２】インダクタンスは、コアを用い、前記コ
ア内に帰線ケーブルを貫通させて構成したことを特徴と
する請求項１記載の直流き電回路。
【請求項３】インダクタンスは、分割構造のコアを用
い、前記分割構造のコアを帰線ケーブルに挾着して構成
したことを特徴とする請求項１記載の直流き電回路。
【請求項４】インダクタンスは、帰線ケーブルの収納
ピットを磁性体とすることにより構成したことを特徴と
する請求項１記載の直流き電回路。
【請求項５】インダクタンスは、帰線ケ−ブルを往復
平行導体とすることにより構成したことを特徴とする請
求項１記載の直流き電回路。
【請求項６】整流器と正極用直流遮断器を直列接続し
た回路が正極母線に接続されており、正極母線からき電
用直流遮断器と、き電線を直列接続した複数のき電回路
が接続され、車両へ電力を供給し、帰路はレールから帰
線ケーブルを経て整流器へ戻る直流き電回路において、
前記き電用直流遮断器の主回路導体にインダクタンスを
挿入したことを特徴とする直流き電回路。
【請求項７】インダクタンスは、コアを用い、コア内
側にき電用直流遮断器の主回路導体を貫通させて構成し
たことを特徴とする請求項６記載の直流き電回路。
【請求項８】インダクタンスは、分割構造のコアを用
い、前記分割構造のコアをき電用直流遮断器の主回路導
体に挾着して構成したことを特徴とする請求項６記載の
直流き電回路。