新幹線の切替セクション


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1.異相区分切替セクション

 交流電化区間の場合,隣接する変電所から供給される電源は位相がずれているのが普通です.また,三相交流の2線からそのまま大電力の単相交流を取り出すと三相の電流のバランスが崩れ(三相不平衡),送電系統に悪影響を与えます.そのため,一般的に交流電化区間では,スコット結線や変形ウッドブリッジ結線,あるいはルーフ・デルタ結線と呼ばれる特殊な結線のトランスを用いることによって,変電所を境にして両方面に90°位相がずれた交流を供給しています.

新幹線も交流電化を採用しているため,変電所およびき電区分所の個所で位相のズレを区分するためのセクション(異相区分セクション)が必要ですが,高速運転・常時力行を要求されるため,在来線に設置されているような惰行が必要なデッドセクションではなく,「異相区分切替セクション」と呼ばれる方式の設備が設置されています.異相区分切替セクションは下図のように,約1km間隔で設置された2つのエアセクションと,その間の独立した区間である「中セクション」で構成されています.区間Aから区間Bに進む場合,最初スイッチ(切替遮断器)AがON,スイッチBがOFFになっています.列車が中セクションに完全に進入したことを軌道回路により検出すると,まずスイッチAをOFFし,その数100ms後にスイッチBをONにして区間Bの電源に切り替えます.その際,数100ms間だけ列車全体が停電します.列車が中セクションから区間Bへ完全に出ると,再びスイッチBがOFF,スイッチAがONになり,次の列車の進入に備えます.切替セクションは異電源の区間を空間的に隔てるのではなく,数100ms程度の無電時間をはさんで隔てているわけで,あるいはこれも一種のデッドセクション(時間的デッドセクション?)と言えるのかもしれません.


新幹線の切替セクション

また,停電の際には空調機器などが一瞬止まりますので,乗車中でも注意していればセクションの通過を知ることができます.

新高槻変電所の切替セクションを通過する300系の車内音(mp3形式,424KB).

空調が停止してから再起動するまでにかなりの間があります.

新高槻変電所の切替セクションを通過する700系の車内音(mp3形式,79KB).

浜松町変電所の切替セクションを通過する500系の車内音(mp3形式,298 KB).

新田端変電所の切替セクションを通過するE3系の車内音(mp3形式,215 KB).

以下のページでは異相区分切替セクションの例の一部を紹介しています.

新高槻変電所(東海道新幹線 京都-新大阪間)

新塚本き電区分所(山陽新幹線 新大阪-新神戸間)

その他の場所については新幹線の全切替セクションの一覧をご覧下さい.

2.異周波数切替セクション

 北陸(長野)新幹線は上越新幹線の高崎と金沢を結ぶ路線ですが,商用電源の周波数が50Hzの地域と60Hzの地域を縫うように走っています.そのため,途中の軽井沢-佐久平間の新軽井沢き電区分所,上越妙高-糸魚川間の新高田き電区分所および糸魚川-黒部宇奈月温泉間の新軽井沢き電区分所に設置された異周波数切替セクションで電源周波数の切り替えが行われています.異周波数切替セクションは新幹線で異相区分のために一般的に用いられている切替セクションと同様に,2つのエアセクションで区切られた中セクションで構成されており,列車が中セクションを通過中に地上側で架線電源が50 Hzから60 Hz(またはその逆)へ切り替わります.ノッチオフせずに力行したまま通過できるのが切替セクションの特徴ですが,実際には周波数が切り替わることを考慮してか,惰行で通過しているようです.

 ちなみに,東海道新幹線も新富士-静岡間の富士川を境に商用電源の周波数が変わりますが(東側が東京電力(50Hz),西側が中部電力(60Hz)の供給地域),東京電力の供給地域内では,受電した50Hzの電力を大井・綱島・西相模・沼津の4ヶ所にある専用の周波数変換変電所で60Hzに変換しており,架線電源としては全線60Hzで統一されています.そのため,東海道新幹線には異周波数切替セクションは設置されていません.

新軽井沢き電区分所(軽井沢-佐久平間)の異周波数切替セクション

新高田き電区分所(上越妙高-糸魚川間)の異周波数切替セクション

新糸魚川き電区分所(糸魚川-黒部宇奈月温泉間)の異周波数切替セクション


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