北陸新幹線 新高田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,そのうち中間にあるのが上越妙高-糸魚川間の新高田き電区分所です.(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糸魚川-黒部宇奈月温泉間の新糸魚川き電区分所).また,新高田き電区分所から2kmほど金沢寄りの高田トンネル内には,2015年3月の延伸区間では唯一の50Hzき電を行う新上越変電所があります(トロリー線・き電線への接続部はトンネル内ですが,設備そのものは地上にあります).

新高田き電区分所の回路概略図
新高田き電区分所 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) 新高田き電区分所の建物全景.豪雪地帯のためか,主要な設備は全て屋内に収められています.
  • 写真2
    2) 新高田き電区分所の表示とゲート.
  • 写真3
    3) 架線との接続点(C地点)は高田トンネル内にあり,変電所横からケーブル洞道を通して結ばれています.
  • 写真4
    4) 建物から洞道に延びるケーブルにも覆いが設置されています.
  • 写真5
    5) 高田トンネルの入口.
  • 写真6
    6) 中セクショントロリー線への接続点(B地点).同軸ケーブルからケーブルヘッドを介して下り線(奥)のトロリー線に接続されています.また,中セクションの同軸ケーブル同士の接続点にもなっています.一方上り線(手前)は同軸ケーブル同士が結ばれているだけでトロリー線には接続されていません.
  • 写真7
    7) 中セクショントロリー線接続点(B地点)を少し角度を変えて見たところ.
  • 写真8
    8) 中セクショントロリー線接続点(B地点)をさらに少し角度を変えて見たところ.下り線トロリー線へ接続された電線が見えます.
  • 写真9
    9) 中セクショントロリー線接続点(B地点)を6)~8)とは反対側(南側)から見たところ.
  • 写真10
    10) 中セクショントロリー線接続点(B地点)と高田トンネル入口の位置関係.
  • 写真11
    11) 上り列車の車内から見た下り線中セクションのトロリー線接続点(B地点).
  • 写真12
    12) 下り線中セクションのトロリー接続点(B地点)に設置されたインピーダンスボンド.2台の中点同士が接続され,さらに同軸ケーブルの外部導体に接続される電線が見えます.
  • 写真13
    13) 下り列車の車内から見たB地点.下り線側とは異なり,上り線側の同軸ケーブルは予備用のため,トロリー線には接続されていません.また,レールに接続された2台のインピーダンスボンドも中点同士が結ばれているだけで,同軸ケーブルの外側導体には接続されていません.
  • 写真14
    14) 中セクション区間の高崎方終端にあるトロリー線・ATき電線接続点(A地点).
  • 写真15
    15) トロリー線・ATき電線接続点(A地点)を少し近寄って見たところ.
  • 写真16
    16) トロリー線・ATき電線接続点(A地点)を真下から見上げたところ.中セクショントロリー線,高崎方トロリー線および高崎方ATき電線に接続されるケーブルヘッドが見えます.
  • 写真17
    17) トロリー線・ATき電線接続点(A地点)を角度を変えて見たところ.
  • 写真18
    18) 高崎方のエアセクション部.
  • 写真19
    19) 高崎方のエアセクション部を拡大して見たところ.
  • 写真20
    20) 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21
    21) 高崎方のエアセクション部を反対側(北側)から見たところ.
  • 写真22
    22) 高崎方のエアセクション,架線の引き留め部分.電車線区分標が見えます.
  • 写真23
    23) トロリー線・ATき電線接続点(A地点)を14)~17)とは反対側(北側)から見たところ.
  • 写真24
    24) 接続点の電線には種類ごとに表示がされています.
  • 写真25
    25) 高崎方のエアセクション部の高崎側.ここから奥は常時60Hz区間となります.
  • 写真26
    26) 接続点のケーブルヘッドを拡大して見たところ.台座も小さな碍子で絶縁されており,同軸ケーブルの外側導体から中性線・レールに接続されています.
  • 写真27
    27) 同軸ケーブルの外側導体からの線が接続されて中性線となっています.
  • 写真28
    28) トロリー線・ATき電線接続点(A地点)を高崎方から見たところ.
  • 写真29
    29) 高崎方・下り線のATき電線引き出し部分.
  • 写真30
    30) 同じく高崎方・上り線のATき電線引き出し部分.
  • 写真31
    31) 上り列車の車内から見た高崎方60Hz区間のトロリー線・ATき電線接続部(A地点).線路脇に見える四角い機器箱が架線電源切替のVCBと連動するレール切替器です.
  • 写真32
    32) 下り線A地点に設置されているインピーダンスボンド.2台の中点は直接ではなく,31)のレール切替器を介して接続されています.
  • 写真33
    33) 上り線A地点に設置されているインピーダンスボンド.下り線側と同様に,2台の中点は直接ではなく,左に見えるレール接続器を介して接続されています.
  • 写真34
    34) エアセクションの高崎側の架線柱.列車後部がエアセクションに掛かる区間の架線柱には赤線の表示があります.
  • 写真35
    35) 列車後部が完全にエアセクションを抜け切った位置にも電車線区分標があります.
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