JPH0965507A - 交直流電気車の交直切換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無電圧区間での直流電圧検出継電器の釈放動
作遅れを防止し、接触器の短絡故障時にも直流電源短絡
を防止できる交直切換回路を提供する。 【構成】 補助整流器６の直流出力端の(＋)側６Ａと補
助回路５の入力線の(＋)側との間に交流区間でオンし直
流区間でオフする１回路１接点の接触器１１Ａを設置し
て、補助整流器６の交流入力端のどちらか一方６Ｂと接
地装置８との間に交流区間でオフし直流区間でオンする
１回路１接点の接触器１１Ｂを設置する。 【効果】 特殊な装置である交直転換器を使用する必要
がなく、主回路機器の仕様を接触器で標準化できる。接
触器が故障した場合でも、電源短絡が発生せず、他の電
気車に影響を与えない。必要最小限の整流素子のみを補
助回路の逆電圧阻止に用いているので、補助整流器にお
ける電力損失を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交直流電気車の交直切
換回路に係り、特に、特殊な切換装置である交直転換器
を使用せず、１回路１接点でオン／オフ動作の機能しか
持たない通常の接触器を用いて、無電圧区間における補
助回路の逆起電力による直流電圧検出継電器の釈放動作
遅れを防止し、接触器の短絡故障時にも直流電源短絡を
防止できる交直流電気車の交直切換回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、交直切換地点付近の電車線の接
続状況を示す図であり、図４は、直流区間走行時の回路
状態を示す図であり、図５は、従来の交直流電気車の交
直切換回路の交流区間走行時の回路状態を示す図であ
る。

【０００３】図３は、交直切換地点付近の電車線の接続
状況を示す図である。交流電源１７から電車線１および
線路を介して給電されている交流区間１３と、直流電源
１６から電車線１および線路を介して給電されている直
流区間１４との間に、両区間の電車線１とは電気的に切
り離された電車線１が数十ｍに亘って架設された無電圧
区間(デッドセクション)１５を設けてある。

【０００４】図４は、従来の交直流電気車の交直切換回
路の直流区間走行時の回路状態を示す図である。直流区
間１４において、補助回路の電力は、電車線１に接触し
て集電するパンタグラフ２から、交流遮断器３，交直切
換器(ＡＤＣｇ)４，交直転換器(ＡＤＣｍ)７を介して、
補助回路５に供給される。このとき、接地側の帰線電流
は、補助回路５から、補助整流器６を経て、交直転換器
７(ＡＤＣｍ)を介して接続された接地装置８に流れる。

【０００５】パンタグラフ２には、直流電圧検出継電器
(ＤＣＶＲ)１０が接続されており、直流側転換時に、直
流電圧検出継電器１０が釈放(オフ)した場合、制御回路
１２により、交流遮断器３がオフするようになってい
る。したがって、交直切換地点での転換操作忘れによる
異電圧の印加を交直切換地点に設けた無電圧区間１５に
より検出し、補助回路５などを保護している。

【０００６】図５は、従来の交直流電気車の交直切換回
路の交流区間走行時の回路状態を示す図である。交流区
間１３において、補助回路の電力は、電車線１に接触し
て集電するパンタグラフ２から、交流遮断器３，交直切
換器(ＡＤＣｇ)４を介して供給され、主変圧器９により
降圧され、補助整流器６により整流され、交直転換器
(ＡＤＣｍ)７を介して、補助回路５に供給される。

【０００７】補助回路５の逆起電力が、直流電圧検出継
電器(ＤＣＶＲ)１０に直接印加された場合、電気車が無
電圧区間１５に進入しても、直流電圧検出継電器(ＤＣ
ＶＲ)１０が釈放(オフ)せず、交流遮断器３が投入(オ
ン)されたまま異電圧区間に進入するいわゆる冒進の可
能性がある。この場合、電気車の主回路・補助回路の各
機器が損傷することも考えられる。

【０００８】この現象を防止するため、従来は、交直転
換器(ＡＤＣｍ)７を介して、直流区間１４では、通常使
用しない補助整流器６を接地回路８側に逆接続し、逆流
阻止用整流素子として転用している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の交直流電気車の
交直切換回路において、交直転換器７は、通常の１回路
１接点でオン／オフ動作の機能しか持たない通常の接触
器ではなく、２回路複数接点で交流オン・直流オフ／交
流オフ・直流オンの機能を持つ特殊な交直転換器を使用
していた。このため、他の主回路の接触器と仕様を共通
化できず、標準化の障害となっていた。

【００１０】また、補助整流器６全体を逆起電力阻止用
整流素子として転用しているため、補助整流器６の交流
側入力端を挟んで２つの整流素子が直列に接続される形
となっていた。逆起電力阻止用整流素子の耐圧は、１直
列分で充分であるのに、２直列となっている従来の回路
構成では、順電圧降下が倍増し、補助整流器６におい
て、必要以上の電力損失が発生していた。

【００１１】本発明の目的は、無電圧区間の直流電圧検
出継電器の釈放動作遅れを防止し、接触器の短絡故障時
にも直流電源短絡を防止でき、補助整流器における電力
損失を抑制可能な交直流電気車の交直切換回路を提供す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、直流区間では交直切換器を介して取り込
んだ直流電源を補助回路の電源として直接使用し、交流
区間では交直切換器，変圧器を介して取り込んだ交流電
力を補助整流器により整流し補助回路の電源として使用
する交直流電気車の交直切換回路において、補助整流器
の直流出力端の(＋)側と補助回路の入力線の(＋)側との
間に交流区間でオンし直流区間でオフする第１の接触器
を設け、補助整流器の交流入力端のいずれか一方と接地
装置との間に交流区間でオフし直流区間でオンする第２
の接触器を設けた交直流電気車の交直切換回路を提案す
るものである。

【００１３】

【作用】本発明においては、交直切換回路に、２回路複
数接点で交流オン・直流オフ／交流オフ・直流オンの機能
を持つ特殊な交直転換器に代え、１回路１接点でオン／
オフ動作の機能しか持たない通常の接触器を２つ用いる
こととし、補助整流器直流出力端の(＋)側と補助回路８
の直流電源入力線の(＋)側との間に、第１の接触器を設
け、補助整流器交流入力端のうちどちらか一方と接地線
との間に、第２の接触器を設置する。

【００１４】直流区間では、補助整流器直流出力端側の
第１の接触器を開放(オフ)し、交流入力端側(接地側)の
第２の接触器を投入(オン)する。第２の接触器は、補助
整流器交流入力端と接地装置との間を接続し、補助回路
電流の直流電源(−)側への経路を形成する。補助整流器
の一部の整流素子は、補助回路の逆阻止整流素子として
機能し、別の一部の整流素子は、直流区間において第１
の接触器が短絡故障した時に、直流電源の短絡を防止す
る逆阻止用整流素子として機能する。

【００１５】交流区間では、補助整流器直流出力端側の
第１の接触器を投入(オン)し、交流入力端側(接地側)の
第２の接触器を開放(オフ)する。第１の接触器は、補助
整流器直流出力端と補助回路の直流電源(＋)側入力線と
を接続して、補助整流器からの電力を補助回路に供給す
る。補助整流器は、通常の整流器として動作し、主変圧
器からの電力を整流し、補助回路に供給する。

【００１６】

【実施例】次に、図１および図２を参照して、本発明に
よる交直流電気車の交直切換回路の実施例を説明する。
図１は、本発明による交直流電気車の交直切換回路の一
実施例における直流区間走行時の回路状態を示す図であ
り、図２は、本発明による交直流電気車の交直切換回路
の一実施例における交流区間走行時の回路状態を示す図
である。

【００１７】本実施例では、従来用いられていた２回路
複数接点で交流オン・直流オフ／交流オフ・直流オンの機
能を持つ特殊な交直転換器７に代えて、補助整流器６の
直流出力端の(＋)側６Ａと補助回路５の入力線の(＋)側
との間に、交流区間でオンし直流区間でオフする接触器
１１Ａを設け、補助整流器６の交流入力端のいずれか一
方(この場合は６Ｂ)と接地装置８との間に、交流区間で
オフし直流区間でオンする接触器１１Ｂを設けてある。

【００１８】図１は、本発明による交直流電気車の交直
切換回路の一実施例における直流区間走行時の回路状態
を示す図である。直流区間において、補助回路の電力
は、電車線１に接触して集電するパンタグラフ２から、
交流遮断器３，交直切換器４を介して、補助回路５に供
給される。このとき、接地側の帰線電流は、補助回路５
から、補助整流器６を経て、交直転換接触器１１Ｂを介
して、接地装置８に流れる。

【００１９】この帰線電流は、補助整流器６の一部の整
流素子６Ｃを経由するが、直流電源１６があり、補助回
路５が電力を消費している状態では、整流素子６Ｃの順
方向に電流が流れているため、補助回路５は、整流素子
６Ｃの影響を受けず、正常に動作する。

【００２０】交直流電気車が無電圧区間１５に進入し、
直流電源電圧を喪失した場合、補助回路５の持つ逆電圧
により、電流は直流電圧検出継電器(ＤＣＶＲ)１０を経
由して逆方向に流れようとするが、整流素子６Ｃに対し
て逆方向となるので、電流の流れが阻止される。

【００２１】このように、補助回路５の逆電圧による電
流は、直流電圧検出継電器(ＤＣＶＲ)１０に流入しない
ため、交直切換操作をせずに無電圧区間１５に突入した
場合でも、直流電圧検出継電器(ＤＣＶＲ)１０が直ちに
動作し、異電圧の印加を防止できる。

【００２２】また、直流区間において、補助整流器直流
出力端の(＋)側６Ａの交直転換接触器１１Ａが、短絡故
障した場合、補助整流器６の一部の整流素子６Ｄが補助
回路５の直流電源の(＋)側と接地装置８との間に逆方向
に接続されており、電流の流入を阻止しているので、直
流電源の短絡による過電流を未然に防止できる。

【００２３】さらに、補助整流器６の整流素子のうち必
要最小限の素子例えば６Ｃまたは６Ｄのみを補助回路５
の逆電圧阻止用整流素子として用いているので、補助整
流器６全体を逆電圧阻止に使っていた従来の交直切換回
路と比べて、補助整流器６における電力損失を大幅に抑
制できる。

【００２４】図２は、本発明による交直流電気車の交直
切換回路の一実施例における交流区間走行時の回路状態
を示す図である。交流区間において、補助回路の電力
は、電車線１に接触して集電するパンタグラフ２から、
交流遮断器３，交直切換器４を介して供給され、主変圧
器９により降圧され、補助整流器６により直流に整流さ
れ、交直転換接触器１１Ａを介して、補助回路５に供給
される。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、１回路１接点でオン／
オフ動作の機能しか持たない通常の接触器を２つ用いる
のみで、交直流電気車の交直切換回路を構築でき、特殊
な装置である交直転換器を使用する必要がなく、主回路
機器の仕様を接触器だけを用いるように共通化でき、標
準化に有利となる。また、直流区間において、接触器が
故障した場合でも、電源短絡が発生せず、同一電源に接
続された他の電気車に影響を与えることがない。さら
に、補助整流器の整流素子のうち必要最小限の素子のみ
を補助回路の逆電圧阻止用整流素子として用いているの
で、補助整流器全体を逆電圧阻止に使っていた従来の交
直切換回路と比べて、補助整流器における電力損失を抑
制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による交直流電気車の交直切換回路の一
実施例における直流区間走行時の回路状態を示す図であ
る。

【図２】本発明による交直流電気車の交直切換回路の一
実施例における交流区間走行時の回路状態を示す図であ
る。

【図３】交直切換地点付近の電車線の接続状況を示す図
である。

【図４】従来の交直流電気車の交直切換回路の直流区間
走行時の回路状態を示す図である。

【図５】従来の交直流電気車の交直切換回路の交流区間
走行時の回路状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 電車線(電源線) ２ 集電装置(パンタグラフ) ３ 交流遮断機 ４ 交直切換器(ＡＤＣｇ) ５ 補助回路 ６ 補助整流器 ６Ａ 補助整流器直流出力端 ６Ｂ 補助整流器交流入力端 ６Ｃ 補助整流器整流素子 ６Ｄ 補助整流器整流素子 ７ 交直転換器(ＡＤＣｍ) ８ 接地装置 ９ 主変圧器 １０ 直流電圧検出継電器(ＤＣＶＲ) １１Ａ 交直転換用接触器 １１Ｂ 交直転換用接触器 １２ 制御回路 １３ 交流区間 １４ 直流区間 １５ 無電圧区間(デッドセクション) １６ 直流電源 １７ 交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼野 稔夫 東京都千代田区丸の内一丁目番６番５号 東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 神孫子 博 東京都千代田区丸の内一丁目番６番５号 東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 東 義行 東京都千代田区丸の内一丁目番６番５号 東日本旅客鉄道株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流区間では交直切換器を介して取り込
   んだ直流電源を補助回路の電源として直接使用し、交流
   区間では交直切換器，変圧器を介して取り込んだ交流電
   力を補助整流器により整流し補助回路の電源として使用
   する交直流電気車の交直切換回路において、 前記補助整流器の直流出力端の(＋)側と前記補助回路の
   入力線の(＋)側との間に交流区間でオンし直流区間でオ
   フする第１の接触器を設け、 前記補助整流器の交流入力端のいずれか一方と接地装置
   との間に交流区間でオフし直流区間でオンする第２の接
   触器を設けたことを特徴とする交直流電気車の交直切換
   回路。