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2011/08/07

列車の補助電源の周波数

2011年8月7日

東日本大震災後の電力危機以来日本の周波数統一が取りざたされていますが、これはおそらく無理でしょう。全国の周波数を統一するには、社会的な影響も含めてあまりにもコストがかかりすぎ、双方で発電能力を向上させた方がまだ経済的だからです。ただ鉄道、旧国鉄では、一部の例外を除いて日本全国で周波数を統一していました。

旧型客車の電源は、停車中もバッテリーで電源を確保する必要もあったため、直流です。電灯も白熱灯の時代はそのまま直流で点灯していました。車内の照明に蛍光灯が普及し始めた頃は、直流点灯式の蛍光灯や、後にはインバータ点灯式の蛍光灯が使われました。電車では電動発電機を積むようになり、交流が使われ始めましたが、これは全国的に60Hzが使われました。気動車の発電機も60Hzで、その後登場した大型の発電機を搭載した固定編成の客車/電車/気動車(特急用の20系、151系、80系など)も、すべて60Hzでした。

やがて急行の一等車だけ冷房が始まった頃、電車は60Hzでしたが気動車(キハ58系)に搭載する小型ディーゼル発電機は回転数が上がらなかったのか、50Hzが採用されました。ディーゼルエンジンの連続運転で3000回転と3600回転では騒音も違いますし故障の発生率も違うと思われるので、安全サイドを取ったものと思われます。やがて急行普通車も冷房が始まり、気動車には同じ50HzのAU13Aが搭載されました。これが国鉄時代の例外、50Hzの使用例です。気動車は照明電源は60Hzが使われていますので、冷房用と二つの周波数を使っていたわけですね。なおAU13は電車にも搭載されていますが、電車に搭載されているAU13Eは60Hzです。

はっきりした検証ができていないのですが、やはり50Hzを使ったと思われるのが、オハ12系の冷房です。キハ58と同じAU13Aを使っています。そして東北地方で電気機関車が供給する暖房電源(AC1500V、東北地方なので50Hz)で冷房が動くように改造された2000番台が存在しますので、やはり元々が50Hzだったと思われます。

それから細かいことですが、旧型客車の電気暖房に使われていた1500/200Vの降圧トランス、これも50Hz仕様ですね。50Hzで設計したトランスは同じ電圧の60Hzでも使えますが、その逆はオーバーヒートして使えません。旧型客車の電気暖房が使われていたのは東北地方(50Hz)と北陸本線(60Hz)だけですから、60Hzの専用設計は存在しなかったでしょう。

こうやってまとめてみると、例外が結構多かったことに気がつきました。ただすべて冷暖房電源で、「一年中使うわけではない」という例外でしょうね。

最近、例外ではない本格的な50Hz仕様が現れました。東北新幹線の新車群で、詳しい確認はできていませんが、車内に乗客用コンセントを付けたもの(E2系1000番台、E3系2000番台など)はコンセントが50Hzになっていますので、補助電源すべてが50Hzになっているのでしょう。全国統一だった国鉄から、地域主体のJRになって、とうとうここまで来たかという感じです。

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コメント

はじめまして。
空が大好きと申します。

昨年になりますが、片目が桐沢型ぶどう膜炎になりました。

両目の失明の可能性も高いとのことで、精神的に厳しい状況に追い込まれました。

その際、南海さんのページを拝見することができ、心の準備など精神的に非常に助かりました。

運が良かったのか、失明せずに乱視はありますが矯正視力もなんとか0.3程度で落ち着いており、普通に生活しております。

この場をお借りしてお礼申し上げます。

空が大好きさん、いらっしゃいませ。コメントありがとうございます。
桐沢型ぶどう膜炎の場合、初動が遅れるとやはり予後も悪いようですね。矯正視力0.3とは、なかなかのものです。おめでとうございます。
手術はなさいましたか?手術をするにしろしないにしろ大変な治療ですので、治療が終わってもいきなり加速せず、少しのんびり目に元の生活ペースに戻られることをおすすめします。
小生のホームページがお役に立ったのなら、何よりです。

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