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2008年6月11日 (水)

2008年6月2日 東北本線黒磯駅を訪れる(その1)

電気には交流電源と直流電源があります。

当然、電車にも交流電源で走る電車と直流電源で走る電車、交流直流両方で走れる電車と存在します。

首都圏の鉄道は大部分が直流電源となっておりますが、地方では交流電源が多かったりします。

交流電源には以下のようなメリットがあります。(ウィキペディアより抜粋。)

送電ロスが少なく地上設備のコストが低い

同一電力を送電する場合のロスはおおむね電圧の2乗に反比例することから、電圧はできるだけ高くした方が送電には有利である。交流は変圧器を用いて容易に電圧を変えられるため、1500~3000Vを用いる直流電化の約10倍の高圧が用いられており、送電ロスが少なく変電所間隔を長く取ることができる。さらに、直流電化に必要な整流設備や「き電線」(架線に並行した電力線)も不要であり、全体として地上設備コストの低減が図れる。そのため、直流電化区間には高い鉄塔を造って特別高圧線やき電線等を配備している複雑な電線設備から比較して交流電化区間は一般住宅街並の電柱の高さに留まっており、シンプルな電線設備である。ただし、高電圧ゆえ地上設備の絶縁距離を長めにとらなくてはならない。

大容量送電が可能

前述のとおり、交流は高電圧を用いて送電ロスを抑えることができるため、大容量送電に適している。
日本の新幹線は、高速運転で大量に電力を消費するため、このメリットを活かせる交流電化を採用した。
電動機起動制御のロスが少ない
抵抗制御を用いた直流車では、主電動機に与える電圧を制御するために、抵抗器を用いて一部を熱として捨てていた。これに対し交流車では、無段階に電圧を制御できるタップ制御やサイリスタ制御が基本となっており、無駄なく電力を利用できる。

粘着係数が高い

交流車は粘着係数が高いという長所を持つ。これは、回転が上がると急激にトルクが下がる交流制御の特性によるものであり、空転を起こしトルクを失った車輪は容易に再粘着する。この特性は、いったん空転すると再粘着しにくい抵抗制御を用いた直流車に対して優位な点の一つであり、一時は交流電気機関車のD級(動軸数4)は直流電気機関車のF級(動軸数6)に匹敵すると評された。しかし近年では、直流車・交流車の区別なくVVVF制御方式が主流となり、再粘着制御が容易に行えることから、交流車としての利点は少なくなっている。

車両コストが高い

特別高圧を電動機が使用可能な電圧に下げるため、車両には変圧器を搭載しなければならない。また、主電動機は一般に直流を電源として用いるため整流器も必要であるほか、集電設備も高電圧対応である必要がある。したがって、車両の製作費およびメンテナンスコストが高くなり、重量も大きくなりがちである。

以上が交流電化の特徴であり、地上設備と車両のコストに鑑みると、需要が少ない地域の輸送や動力集中方式に適した方式と言える。


この日訪れた黒磯駅は、東北本線での交流・直流と電源が変わる駅になります。

この駅を通過する旅客列車は、寝台特急カシオペヤ、寝台特急北斗星と臨時で郡山まで延長される快速フェアーウェイしかありません。

あとは、貨物列車しかありませんが、殆どの列車でこの黒磯で機関車の付け替えが行われます。
その様子を見に行って参りました。また、トヨタロングパスエクスプレス貨物が明るい時間に黒磯を通過するので、それも記録にしようと考えていました。

この日は平日ですが、この時期しか休めないってことで休暇を頂き、朝から武蔵野線新秋津駅へ。
すると、武蔵野線は事故の影響でダイヤが乱れておりました。

西船橋行きに乗る前に来た石油貨物は新秋津に中線に待避していました。待避といっても、東所沢よりの出発信号の前で停車していたので、駅からは撮影できませんでした。

行きは那須塩原まで新幹線に乗車しようと考えいたのですが、武蔵浦和乗換えだと早く着いてしまうので、南浦和乗換えで行こうと南浦和で下車。京浜東北線のホームで大宮行きを待っていると、高崎・宇都宮線を「修学旅行」表示の183系6両(大宮総合車両センター所属か?)が走行していきました。写真に取れなくて残念・・・。

さて、大宮から「なすの255号」に乗車。月曜日の昼前で下りのなすのということで、自由席での乗車を考えていたのですが、ガラガラを想像していたら大間違い!!やっとの思いで席を確保しました。結構乗っている方、いらっしゃるもんですね。指定席はそこそこ空席はありましたが・・・。

那須塩原からは1駅在来線に乗ります。

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在来線(東北本線)のホーム「那須塩原」

Img_1880

乗車した211系5両編成

黒磯駅は1番ホームに到着。ホームに進入前に交直デッドセクションに突入。数秒ですが、車内の電気と空調が止まりました。

到着後、駅のトイレに行っていると、5番ホームに下り貨物列車が早速入線してきました。

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EH500-57 牽引 郡山から川崎貨物 石油返空 1074レ

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ここからは、直流専用機 EF210-123が牽引していきます。

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出発準備万端。
この後、定刻で発車していきました。

Img_1888

EH500は、3番線と4番線の間にある中線を通って、郡山方の留置線まで行きます。

Img_1905

黒磯駅の郡山方に留置されている電気機関車たち。ほとんどが、EH500の3次形ですが、1機だけED75がいました。ED75の出番はあるのでしょうか・・・。

Img_1906
Img_1907

宇都宮方に留置されている電気機関車。EF65、EF66、EF210がいました。

さて、この続きは、また次回です。黒磯駅の設備や交流・直流の電源交換の様子をご紹介します。

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