AT饋電方式

AT饋電方式（Auto-Transformer Feeding System）

AT饋電方式は、交流電気鉄道において、単巻変圧器（オートトランス）を用いて饋電電圧を降下させ、電車に電力を供給する方式です。BT饋電方式と同様に、通信線への誘導障害を軽減する目的で使用されます。

原理

AT饋電方式は、電気的に平衡伝送路と不平衡伝送路の変換を応用した構造を持ちます。変電所から架線とAT饋電線で構成される平衡伝送路に、饋電電圧の2倍の電圧（2E）を送電します。架線とAT饋電線は、巻数比2:1の単巻変圧器に接続され、その中点タップがレールに接続されます。これにより、架線とレールで構成される不平衡伝送路を通じて列車に電力が供給されます。

平衡伝送路区間では、電流は伝送路内のみを流れ、地中に流れる成分はほとんどありません。また、架線とAT饋電線の中間電位は常に接地電位に保たれ、流れる電流は同じ大きさで逆位相となるため、互いの誘導電磁場を相殺し、誘導障害を大幅に軽減できます。

歴史

AT饋電方式の概念自体は古くから存在しましたが、交流電化開発当時の通信線事情から、誘導障害対策の面でBT饋電方式が優先されました。しかし、計算機による解析技術の進歩により、1966年に日豊本線と水戸線で低電圧での実証試験が行われ、1970年に鹿児島本線、1972年に山陽新幹線で初めて実用化されました。

特徴

電圧降下の軽減と送電距離の延伸: 変電所からの送電電圧を高くできるため、電圧降下が軽減され、変電所の設置数を減らすことができます。
ブースターセクションの廃止: BT饋電方式で必要だったブースターセクションが不要となり、集電の安定性が向上し、保守も容易になります。
誘導障害の軽減: 平衡伝送路の採用により、通信線への誘導障害を大幅に軽減できます。

課題

高い絶縁レベルの要求: 架線・AT饋電線間には高い電圧がかかるため、高い絶縁レベルが求められます。これにより、設備のコストが増加し、BT饋電方式からの更新が進んでいない要因となっています。

新幹線への適用

東海道新幹線では、開業当初BT饋電方式が採用されていましたが、パンタグラフがブースターセクションを通過する際にアークが発生し、架線断線の原因となっていました。そこで、AT饋電方式への変更と渡り線部の同一給電化、ブースターセクションの撤去が行われました。これにより、編成内のパンタグラフを並列接続とし、パンタグラフ数を削減することが可能となり、300系新幹線「のぞみ」の時速270km運転を可能にしました。

まとめ

AT饋電方式は、交流電化における電力供給の効率化と誘導障害の軽減に大きく貢献するシステムです。新幹線をはじめとする高速鉄道を中心に広く採用されており、今後の鉄道の発展に不可欠な技術と言えるでしょう。

関連項目

BT饋電方式
新幹線
架線
饋電線
* 集電装置

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