交直流機関車のパンタグラフ

質問

交直流機関車のパンタグラフについて教えてください。
交流電化区間ではパンタグラフは、ひとつ上げていて
直流区間では、ふたつパンタグラフを上げていますが
これは電圧の違いで使い分けているのでしょうか？
直流区間でも機関区内の走行などではパンタグラフを
ひとつしか上げてない時があるのですが、何故なの
でしょうか？教えてください。

回答No.6

suroeste

電圧×電流＝出力（パワー）です。
　大出力を出すには、電圧が低いと大電流を流さないといけません。
　パンタグラフの数は電流に関係して、大電流を取らなければならない場合は、１個では無理で２個パンタグラフを上げなければなりません。
　ＪＲ在来線、直流電化では1,500Ｖ、交流電化では20,000Ｖなので、交流電化だと電圧が13.3倍なので、同じパワーを得るのに電流は１／13.3ですむので、パンタグラフの数を半減してもまだまだ余裕で集電できます。
　ANO.4さんの言うように、パンタグラフの数が少ないほうが、架線の傷みが少なく経済的なことは勿論のこと、交流電気機関車が１つのパンタグラフしか上げないのは、ANO.3さんなどの言うように、セクションでの短絡の影響で１つしか上げれないせいもあります。
　直流電気機関車が基地内等で１つしかパンタグラフを上げないのは、基地内やローカル線などでは、架線の張っている張力が弱く、電気機関車はパンタグラフの押上げ力が強いため、２個パンタグラフを上げて架線を押し上げると、張力の弱い架線は上がりすぎて、上空の跨線橋やビームなどに近づいて離隔不足などになる心配もあり、架線張力の弱い区間では１パンしか上げれず、パワーを制限しての運転せざるをえない状況です。

お礼

たいへん参考になりました。ありがとうございます。

回答No.5

noname#109588

＃３です。
誤解がないように補足させていただきます。

私が言っている交交セクションというのは50ｈｚと60ｈｚの境目ではありません。
あくまでも、同じ周波数の電源の境目です。
変電所が違うと、プラスとマイナスの切り替わるタイミングに差があるため、混ざらないように設けられている物です。
パンタグラフを2つ上げたまま、この区間を走行しますと機関車を介してつながってしまうのです。
ちなみに古いタイプの電車ではこの区間を通過しますと一瞬電燈がチラつきます。

余談ですが在来線では＃4様が言っておられるように50ｈｚと60ｈｚが直接変わるところはありませんが、
長野新幹線では軽井沢駅-佐久平駅間で50ｈｚと60ｈｚが直接切り替わるため、き電区分所（切替セクション）があります。

お礼

交流のため、プラス・マイナスの切り替わりのサイクルが
機関車を介して混ざらないようにパンタひとつあげている
わけですね。わかりました。ありがとうございます。

回答No.4

kuni-chan

一般にパンタグラフの数は少ない方が経済的に良いですが、直流で高速走行をする場合、１個では集電に不十分で、その時は２個使用します。高速走行しない場合は１個の場合もあります。交流の場合、１個で十分に集電できますから、２個使用する事はありません。

　あと、No.2さんの回答に誤りがありました。

＞直江津から以北部分で交流６０ヘルツから５０ヘルツへ切り替わり（デットセクション）もあるようですが、
　これは存在しません。
　糸魚川－梶屋敷間に交流と直流のデッドセクション、村上－間島間に直流と交流のデッドセクションが設置され交流同士ではありません。

＞機関車（ＥＦ６２）の牽引する客車をＥＦ６３が引いて走行する場合、３両目になるＥＦ６２は前部のパンタグラフを下げて走行していました。
　写真や書籍を含めてもこのような光景を私は見た事がありませんが、絶対に無かったと否定する材料もありません。私は一般的ではなかったと思っています。

＞これもＥＦ６３に牽かれているのでＥＦ６２自身は単機回送となるのでしょう。
　単機回送になる意味が理解できないのですが、回送は無いでしょう。ＥＦ６２の前にＥＦ６３が連結されるのは碓氷峠を下る場合で、急勾配の下りは故障が起きて速度制御ができなくなると危険です。ここを通過する機関車には安全の為にいろいろなブレーキが装備されています。非常時を考えますとＥＦ６２も本来の性能が使える体制にしていたはずです。

お礼

どうもありがとうございます。

回答No.3

noname#109588

交流区間の場合、変電所と変電所の境目に2つの電流が混ざらないように交交セクションがあります。

交交セクションは交直セクションと比べて距離がないので2つあげていると混ざってしまう可能性があります。
このため交流区間下では2つあげられないのです。

直流区間では高速走行時の離線対策で2つあげてます。
低速走行しか行わない時などは1つしかあげない場合があります。

お礼

交交セクションというのが、あるのですね。
どうもありがとうございます。

回答No.2

C62-1971

初めまして。あまり詳しくないので参考程度でお聞きください。

交直流電気機関車

直流区間（1500Ｖ）の時は２個パンタグラフを上げています。
これは直流電気機関車と同じ性能を発揮するために２個パンタグラフを上げていると思います。

交流区間（単層20000Ｖ）（５０または６０ヘルツ）の時は１個だけパンタグラフを上げています。
これは交流電気機関車と同じ性能を発揮するために１個だけパンタグラフを上げています。

仰る通り、電圧、電流の違いからパンタグラフを１個または２個にしていると思います。
交流区間では一般的に後部のパンタグラフを上げて走行しております。
前部のパンタグラフを上げて後部を下げて走行も可能です。
万が一、前部のパンタグラフが破損した場合、電気機関車の屋根上機器の破損を防ぐために
後部のパンタグラフを上げて走行しています。

青函トンネルの区間だけは北海道側の方のパンタグラフを上げて走行しているようです。
これは凍結防止のためだそうです。

大阪から札幌までトワイライトエクスプレスという寝台特急が運行されております。
このトワイライトエクスプレスで事例をあげてみます。

大阪からＥＦ８１交直流両用電気機関車が牽引します。
大阪～京都～湖西線経由～敦賀までは直流区間です。
この区間はパンタグラフを２個上げて走行します。

敦賀～南今庄は直流から交流に切り替わる区間（デットセクション・・・一部無電化区間）
があります。無電化区間にも当然架線は張られています。
トワイライトは敦賀駅で停車中にパンタグラフを１個下げます。
敦賀駅を出発してすぐにデットセクションがあるので１個のままで交流区間に侵入します。

直江津から以北部分で交流６０ヘルツから５０ヘルツへ切り替わり（デットセクション）も
あるようですが、同じ交流なのでパンタグラフは１個のままです。

直流電気機関車が機関区内でパンタグラフを１個のみで走行しているシーンを私も見ました。
これは単機で走行（スロースピード）する時、パンタグラフは１個で十分電力を供給できるみたいですね。

昔、碓氷峠（横川～軽井沢間）でＥＦ６３が重連で電車や客車を押し上げしてました。
機関車（ＥＦ６２）の牽引する客車をＥＦ６３が引いて走行する場合、３両目になるＥＦ６２は前部のパンタグラフを下げて走行していました。
これもＥＦ６３に牽かれているのでＥＦ６２自身は単機回送となるのでしょう。

あまり詳しくは分かりませんが、参考程度でお答えさせて頂きました。長文で失礼（＞。＜）

お礼

詳しくご説明いただきまして、ありがとうございます。

回答No.1

SaKaKashi

このあたりに参考情報が

参考URL：

http://www2.u-netsurf.ne.jp/~tetumiya/panta.htm

お礼

どうもありがとうございます。