電車線構造研究室

Contact Line Structure

電気車両が必要とする電気エネルギーは、電車線と呼ばれる給電線からパンタグラフを介して供給されます。このため、電車線はレール・車輪と同様に電車線・パンタグラフの境界領域の現象を扱う分野であり、パンタグラフとあわせて研究を進めています。

具体的な研究課題は、速度向上や保守性の向上、耐震性の向上を目指した電車線の構造と、そのための性能の計測方法や評価方法等です。現在は、新幹線や在来線電車線の高速化と保守性向上、剛体集電系等の新しい集電方式の開発、電車線支持物の耐震性向上や取替基準の策定、集電部材の損傷メカニズムの解明等のテーマに取り組んでいます。電車線の開発には、電気的、機械的特性、パンタグラフとの動的な相互作用、すり板との摩擦、摩耗、さらには土木構造物の振動特性等、様々な特性や現象を考慮する必要があり、関連分野の研究室等と連携しながら取り組みを進めています。

研究開発

電柱振動抑制部材

電柱は列車通過時に振動する場合があり、特に、高架橋と電柱の固有振動数が一致する場合には共振により振動が大きくなり電車線や架線金具に不具合が生じる可能性があります。そこで、電柱下部の剛性を高めて共振を抑制するための電柱振動抑制部材を開発しました。

コンクリート電柱の取替基準

コンクリート電柱の補修や取替の判断を容易に行えるように、ひび割れ状況などを判断指標とした取替判定フローを新たに提案しました。

高速用き電ちょう架方式架線

従来型のき電ちょう架方式架線が持っていた高速域における集電性能の課題を、コンパウンド方式とすることで解決した新しい電車線構造です。

PHCシンプル架線

高強度の銅合金トロリ線であるPHCトロリ線を採用することにより、高速性と経済性を両立した新幹線用の架線方式です。

剛体電車線とカテナリ架線の移行構造

簡易な構造で、パンタグラフの離線や電車線部材の疲労の原因となる振動の発生しにくい、低コストな剛体電車線とカテナリ架線の新しい移行構造を開発しました。

剛体電車線の狭小トンネルへの適用

狭小トンネルに剛体電車線を適用するために必要とされる仕様を検討し、試験結果から支持点間のたわみを低減する事で適用可能であることを確認しました。

160km/h超用剛体架線

将来の高速鉄道のトンネル区間への剛体電車線の適用を目的として、160km/h以上の速度に対応可能な性能を持った、新しい剛体電車線を開発しました。

ちょう架線支持滑車の抑制抵抗と集電特性への影響

滑車支持方式のき電ちょう架式電車線における張力分布を測定したところ、引留から離れたドラム中央付近の径間では温度によって張力が大きく変動していることがわかりました。

紫外線検出式離線測定装置

車両の屋根上に設置して離線の発生状況を測定できる、紫外線検出式離線測定装置を紹介します。

新幹線高速走行に対応した電車線架設指針

300km/hを超える高速走行においても安定した集電を実現するための電車線の新しい基準(架設指針)を提案しました。

トロリ線とパンタグラフすり板間で発生するアーク放電現象

電車の速度が増加するにともない、わずかなトロリ線の凹凸にパンタグラフが追随できなくなり、トロリ線とパンタグラフすり板間でアーク放電が発生します。

実験設備

集電試験装置

電車線とパンタグラフの動的な相互作用を測定し,性能評価を行う装置です。リニアモータ駆動により,実物のパンタグラフを搭載した走行台車が全長500mの走行路を最高速度200km/hで走行します。

基準図書・書籍

電車線路設備耐震設計指針・同解説の改訂

平成25年3月に改定された「電車線路設備耐震設計指針・同解説」の改訂までの経緯と改訂内容を簡単に説明します。

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