新幹線のパンタグラフでの放電

質問

夜、新幹線を見るとパンタグラフと架線の間で放電しているのを確認できますが、放電しているのはどのような運転状態の時でしょうか。集電している加速時と回生電流が発生している減速時だけなのか、もしくは惰性で走行している時も放電しているのでしょうか。惰性走行時も、照明や空調など車内では電力が必要なので常に放電してる気がします。ただし、パンタグラフと架線との間隙が発生する高速走行時に限ると考えています。
　ご存知の方、よろしくお願いします。

回答No.2

x530 · ベストアンサー

> 放電しているのはどのような運転状態の時でしょうか。
・この放電はアーク放電です。
アーク放電は、電圧が高いほど発生しやすくなります。
新幹線の架線電圧は２５０００Ｖと、国内鉄道では尤も高電圧であるため、アーク放電も発生しやすい鉄道です。

１・架線とパンタグラフのスライダーが数ｍｍ程度、反動、氷結、埃などにより離脱した場合。
２・スライダーが傾斜して、架線との接触面積が減少し、必要な電流量が接触面から給電、回生放電できない場合。

に、アーク放電が発生します。
「力行、回生制動」時は１と２のアーク放電。
「惰行」時は２の状態のアーク放電は減少。

アーク放電は、気体中の放電としては最も電流密度が大きく、電圧降下が少ない特徴があります。
上記の１・２の状態で、盛大に「ピカピカ、バリバリ」発光している状態でも、シッカリと車両と架線の間では、電力のやり取りが行われ運行に支障をきたすことはマズありません。

回答No.3

BASKETMM

振動のお話を少しいたします。
１．パンタグラフはバネを持っており、バネ力で架線に押し付けられています。
２．一方、架線もある弾性を持ってパンタグラフからの押し上げ力を受けています。
３．架線が下からの力を受ける弾性は、架線を吊っている場所（鉄柱の場所、２重架線の場所など）と中間点で異なります。
４．架線の弾性が場所により異なると、走行中のパンタグラフが少し持ち上がったり、少し押し下げられたりします。
５．結果としてパンタグラフは上下に振動することが避けられません。
６．新幹線の架線が、山手線、都電の架線と異なることを目で見て確認して下さい。新幹線の架線は３重架線で場所による弾性の変動が小さいのです。
７．振動が大きくなれば、離線が起こり、火花が飛びます。
８．新幹線が出来た頃（ずいぶん前ですね）この問題は一つの大きな研究テーマでした。

お礼

No.1～3の皆さま、ご回答ありがとうございます。大変参考になりました。

回答No.1

nourider

新幹線は交流２万５千ボルトと高圧なので、架線から給電されているだけで火花が出ています。夜だとよく見えます。

扇風機などのスイッチを入れたままコンセントを抜く時にコンセント部分から小さな発光が確認できると思いますが、それと同じですね。