抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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電気鉄道では,軌道上空に設けた電力線(電車線)を通じ,パンタグラフを電車線にしゅう動させながら電力を受電(集電)している。電車が高速化すると,電車線とパンタグラフ間の接触力の変動が大きくなり,接触力が0になるとパンタグラフが電車線から離れ(離線),接触力が大きくなると,電車線の損傷を招くおそれがある。これらを生じぬように,電車線とパンタグラフの接触状態を良好に保つことが,高速化のための技術的課題となる。電車線は,パンタグラフとしゅう動するトロリ線が,ちょう架線にハンガで吊された構造をしている。電車線とパンタグラフ間の接触状態の良否を示す指標として,離線率,トロリ線押上量,曲げ応力がある。これら3つの指標は,β=v(走行速度)/c(トロリ線波動伝搬速度)に依存し,βが1に近づくと急に大きくなる。そこで,電車線の高速性能を高める手法の1つとして,cを高くすることがある。cを高くするためにはトロリ線の高張力化や軽量化が必要となる。また,電車線のばね定数は支持点間隔を周期として変動するため,走行中のパンタグラフの接触力変動が生じる。この対策には,支持点間内のばね定数の均一化が必要である。山陽新幹線以後,ヘビーコンパウンド架線が採用され,補助ちょう架線を付加することで支持点間のばね定数を均一化している。12年度からは,東北新幹線において320km/h化が検討されており,これらには,トロリ線張力を19.6kNへ高くし,波動伝搬速度を355km/hから410km/hへ高くした。また,引張強度の高いトロリ線として,PHCトロリ線が開発されている。このように,電車線の架設精度は,電車線とパンタグラフ間の接触状態に与える影轡が大きく,近年の高速化に伴って離線や曲げ応力が増してきているため,接触状態のさらなる改善が必要である。
