北陸新幹線 新糸魚川き電区分所の異周波数切替セクション


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 北陸新幹線は,上越新幹線の高崎から長野,上越,富山,金沢,福井,敦賀を経由して大阪までを結ぶ路線(ただし敦賀~大阪間はルート未定)で,2015年3月14日現在は高崎~金沢間が開業しています.

 北陸新幹線の特徴の一つとして,ルートの途中で電源周波数が50Hz⇔60Hzの間で切り替わることが挙げられます.最初に開業した東海道新幹線も静岡県の富士川を境に商用電源の周波数が変わりますが(東側が50Hz~西側が60Hz),当時は車両側での両周波数対応が困難であったこともあり,50Hz地域内では東京電力から受電した50Hzの電力を専用の周波数変換変電所で60Hzに変換しており,列車に供給される電源としては全線60Hzで統一されています.一方,その後の技術の進歩で車両側での両周波数対応が可能になったことから,北陸新幹線では電源周波数の切り替えが行われることとなりました.しかも,ルートの関係で下り列車の場合では高崎(東京電力50Hz)→長野(中部電力60Hz)→上越(東北電力50Hz)→富山(北陸電力60Hz)と3回も切り替わることになります.

実際に異周波数の境界となっているのがき電区分所で,そのうち最も終点側にあるのが糸魚川-黒部宇奈月温泉間の新糸魚川き電区分所です.(他の2ヶ所は軽井沢-佐久平間の新軽井沢き電区分所および上越妙高-糸魚川間の新高田き電区分所).すぐそばには2015年3月の北陸新幹線延伸と同時にJR西日本北陸本線から第三セクターに移管されたえちごトキめき鉄道の青海変電所(交交セクション)があります.さらに,少し距離はありますが同じ糸魚川市内のえちごトキめき鉄道糸魚川-梶屋敷間に交流20kV 60Hz⇔直流1500Vの交直セクションもあります.

新糸魚川き電区分所の回路概略図
新糸魚川き電区分所 下り線の回路概略図(上り線はC地点を中心に左右対称.予備回路などは省略).
T:架線(トロリー線),F:ATき電線,R:レール,AT:単巻変圧器,BT:吸上変圧器

周辺の地図

 
  • 写真1
    1) 中セクション区間の高崎方終端にあるトロリー線・き電線接続部(A地点).手間に重なって見える架線は北陸本線から移管されたえちごトキめき鉄道のものです(交流20kV 60Hz).
  • 写真2
    2) トロリー線・き電線接続部(A地点)を1)の反対側(南側)から見たところ.中セクショントロリー線,高崎方トロリー線およびATき電線に接続された同軸ケーブルヘッドが見えます.
  • 写真3
    3) ケーブルヘッド部の拡大.中心導体はブッシング先端からトロリー線・き電線へ,外部導体は小さな碍子で絶縁された台座から中性線とレールへ接続されています.
  • 写真4
    4) 高崎方のエアセクション部.ここから右は(通常時は)50Hz区間となります.
  • 写真5
    5) 高崎方のエアセクション部を角度を変えて見たところ.
  • 写真6
    6) 上り列車の車内から見た高崎方トロリー線・き電線接続部(A地点).
  • 写真7
    7) A地点の線路脇に設置されたインピーダンスボンド(手前金網の中)と架線電源切替用のVCBに連動するレール切替器(奥の機器箱).
  • 写真8
    8) 中セクション区間のトロリー線接続部(B地点).
  • 写真9
    9) 中セクション区間のトロリー線接続部(B地点)を8)と反対側(南側)から見たところ.同軸ケーブルヘッドから下り線の中セクショントロリー線への接続線が見えます.一方,上り線のケーブルヘッドは相互に結ばれるだけでトロリー線には接続されていません.
  • 写真10
    10) 中セクション区間のトロリー線接続部(B地点)をさらに別角度から見たところ.
  • 写真11
    11) 上り列車の車内から見た中セクション区間のトロリー線接続部(B地点).
  • 写真12
    12) 上り線中セクション区間のトロリー線接続部(B地点)に設置されたインピーダンスボンド.下り線側のB地点は軌道回路の境界ではないため,インピーダンスボンドは1台のみで中点が同軸ケーブルの外部導体に接続されています.
  • 写真13
    13) 新糸魚川き電区分所のゲートと表示.
  • 写真14
    14) 新糸魚川き電区分所の建物全景.
  • 写真15
    15) 新糸魚川き電区分所の建物外壁からの引き出し線.高崎方下り線へのトロリー線(T)・ATき電線(F)および中性線(N)で通常時は50Hzです.
  • 写真16
    16) 新糸魚川き電区分所の建物外壁からの引き出し線.下り線中セクションのトロリー線(SNT)および中性線(N).建物内の切替遮断器の動作により50Hz/60Hzが切り替わります.
  • 写真17
    17) 新糸魚川き電区分所の建物外壁からの引き出し線.金沢方下り線へのトロリー線(T)・ATき電線(F)および中性線(N)で常時60Hzです.
  • 写真18
    18) 新糸魚川き電区分所の建物外壁からの引き出し線.高崎方上り線へのトロリー線(T)・ATき電線(F)および中性線(N)で通常時は50Hzです.
  • 写真19
    19) 新糸魚川き電区分所の建物外壁からの引き出し線.上り線中セクションのトロリー線(SNT)および中性線(N).建物内の切替遮断器の動作により50Hz/60Hzが切り替わります.
  • 写真20
    20) 新糸魚川き電区分所の建物外壁からの引き出し線.金沢方上り線へのトロリー線(T)・ATき電線(F)および中性線(N)で常時60Hzです.
  • 写真21
    21) 建物外壁からの引き出し線の様子.
  • 写真22
    22) 引き出し線の鉄構(C地点)への接続.切替セクション全体のちょうど真ん中に位置しています.
  • 写真23
    23) ケーブルヘッド部の拡大.外側導体は電流検出用のCT(カレントトランス・四角い箱状の装置)を貫通しています.
  • 写真24
    24) ケーブルヘッド部の拡大その2.
  • 写真25
    25) き電区分所からの接続鉄構(C地点)を別の角度から見たところ.
  • 写真26
    26) 上り列車の車内から見たき電区分所への接続点(C地点).
  • 写真27
    27) 下り線のき電区分所への接続点に設置されたインピーダンスボンド.2台が向かい合わせに設置され,中点同士が接続された上に同軸ケーブルの外部導体にも接続されています.
  • 写真28
    28) 中セクション区間の遠景.左に小さく見えているのがえちごトキめき鉄道の青海変電所です.
  • 写真29
    29) 異周波数切替セクション通過中の下りE7(W7)系電車.
  • 写真30
    30) 異周波数切替セクション通過中の上りE7(W7)系電車.
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