高速鉄道と集電方法

質問

鉄道の集電（給電）方法には架線方式、第3軌条方式がありますが、後者は地下鉄など比較的速度が低く、尚且つ電圧もDC750Vまで（と記憶）ですね。

高速域での騒音や風圧が問題になってくる300km/hという高速で、しかもAC25000Vともなると第3軌条方式では無理なのでしょうか？

新幹線で特に問題になる騒音問題は第3軌条方式だと解決できると思うのです。

分岐器部分では無給電になることは解りますが、隣の車両の台車から給電すればいいことですし…。
第3軌条方式はACで、そして高圧には不向きなのですか？

回答No.3

TOSHIZOU365 · ベストアンサー

質問者様こんにちは
電気一般に言われていることなのですけれども、高電圧になればなるほど、導体に接近するだけで感電してしまいます。交流の２０ｋＶや２５ｋＶとなると、５０ｃｍ～１ｍで人が近づくと感電してしまいます。
また、第３軌条としたとき、地面（もちろん走行用レールからも）から十分に離さなければなりません。これは地絡に関連しています。

新幹線や交流電化区間の架線の吊っている状態を想像していただければなんとなく判っていただけると思いますが、直流電化（交流電化に比べると低電圧）に比較して碍子の襞の数が多いと思います。これも、支持している架線柱ビーム（金属製）からなるべく離すためです。

鉄道の電気回路の構成はいざというとき（電気事故）に、高速度遮断機を動作させる帰線側は接地しています。帰線はレールを使用しているわけで、高電圧の第３軌条を設置したときに、十分に離れていないと雨が降ったときなどで、簡単に変電所の高速度遮断機が働き停電してしまうでしょう・・・そうなるといつも停電で電車が動かないという事態に陥るわけです。

あと、高速走行の面から考えてみると、第３軌条はレールです。当然あまりたわまないので、高速で走らせると、集電靴がいわゆる（離線）が発生しやすくなって、スパークが大発生してしまいます。これはこれで、電気的ノイズをばら撒く訳で、電波障害などの悪影響も覚悟しなければなりません。

なお、現在の電気法（だったかな？）では、たしか第３軌条の最高電圧が決められているため、７５０Ｖ以上は不可であったと記憶しております。

お礼

有難うございます、よく理解できました。

＞支持している架線柱ビーム（金属製）からなるべく離すためです。

交流式電車のパンタグラフを支えている碍子が大掛かりなのは単に高電圧だからというわけでなく、そういった理由があったのですね。

速度との兼ね合いも解りました。
原始的とも思える、架線式＋パンタグラフ式がいかに優れているかよく解りました。

回答No.2

neko2100

ロンドン－パリ・ブリュッセルのユーロスターが、イギリス国内の在来線を、第３軌条で走っています。

しかし、電圧は直流７５０Ｖと低く、最高速度は本来架線区間なら３００ｋｍ／ｈ出るところが、１６０ｋｍ／ｈしか出せません。

それなら現在の日本の狭軌の在来線でも出せる速度です。

高速鉄道への第３軌条の採用は事実上不可能だと思われます。

参考URL：

http://www1.odn.ne.jp/~aaa81350/kaigai.htm

お礼

有難うございます。

ユーロスターの集電は架線、第3軌条、この二つの方式を持っているのですね、知りませんでした。
ヨーロッパは動力集中式電車が主流ですね。
これは機関車+客車と表現したほうがいいでしょうけど。

回答No.1

uncadeau

地下鉄ではトンネル断面積を小さくして建設費を抑える、そのために第三軌条式が採用されました。
銀座線や丸の内線です。
駅ホームの箇所ではホーム反対側に設けられます。
降車側が変わる場合は、第三軌条の左右が変わり、その箇所で一瞬停電状態になって、車内が暗くなったのは昔の思い出です。
なぜ？ ホーム真下に高電圧の軌条が走っていたら怖いですよね。
感電死の危険があるからです、第三軌条は。
在来線の交流区間でも、雨の日に傘をさして踏み切りを横断すると稀にちょっとピリッと感じる事があります。
第三軌条にAC25000Vをかけたらどうなるでしょう。
保線作業員は文字通り命がけの作業になりますね。
大地と大変近い位置になるので、風にあおられて何かが飛んでくるとすぐショートになって変電所で送電停止になります。
雨が降っても心配ですね。
大変危険な方式なので、旅客線に採用されることはありません。

お礼

お答え有難うございます。

＞その箇所で一瞬停電状態になって、車内が暗くなったのは昔の思い出です。
そうそう、架線式でも600V区間では電動発電機も無かったので離線が原因でそういうことはよくありましたね。

危険だから採用されないということですね、よく解りました。
電気的に不可能というわけでもないのですね。