アプト式電気機関車が信越本線(横軽)架線電圧・第三軌条600Vで運用されていたのは多くの成書に書かれていることである。本編はアプト式から粘着運転に切り換える際に、一時期出現した600V/1,500Vデッドセクションについて述べる。アプト式電気機関車運用時の変電き電については、別稿で述べる。
アプト式電気機関車 初期の運用時から、横川駅構内と軽井沢駅構内には架線が張られ架線と一部第三軌条からの650Vで電気機関車が運転されていた。ここで650Vと言う電圧が出てきたが、明治後半に電化された際は650Vの架線・第三軌条の電圧であった。その後輸送量が増大するにつれ電力が不足するようになり、首都圏から不要となった回転変流器(25,50Hz)が移設され、その直流変換電圧が600Vであったことで600Vでの運用が行われていた。この600Vでの運用は新線切換 粘着運転で終焉を迎えた。
粘着運転前は、首都圏から高崎まで標準架線電圧1,500Vで電化。高崎から横川までは非電化区間なので、蒸気機関車で運行、横川でアプト式電気機関車に付け替え600Vで軽井沢まで運行。軽井沢で、また蒸気機関車付け替えで運行する方式であった。
1950年 信越本線 高崎-横川間を電化として、1,500V電気機関車を高崎-横川間で運用する案があったことが確認できたので紹介する。
粘着運転以前の横川駅 デッドセクションの構想
以下引用(一部文言改変有)1. 緒言
高電圧電気機関車EF15型に対する電源1500Vと低電圧電気機関車ED42型に対する600Vとを如何に組合わせするか、ここに高崎横川間電化の隘路があるものとも云える。
2. 1,500V 600Vの接続
A案 横川駅構内は1,500V架空線式EF15型に全般対応、第三軌条600VでED42型を運用
デッドセクション無し
B案 デッドセクションを介して1,500V架空電車線と600V架空電車線を接続、現状の横川駅構内の第三軌条はそのまま残す。
A案 横川駅配線状況、機関庫の位置から構内入替、機関庫入出庫で問題
B案 上り本務側3両のED42型及び下り牽引機EF15型の到着廻転に対す競合する設備問題とEF15型600V区間運転可否の機関車性能上の問題
B案のEF15型電気機関車の600V運転可否は、昭和24年(1949)12月高崎管理部運転課において実施詳細な試験により運転可能との見通しが立つ
B案における検討
(イ)1,500Vと600V電車線の接続位置
(ロ)セクションの構造
(ハ)構内入替機の形式
(二)ED42型機廻線の電氣方式
(ホ)構内配線の改良
そのほか重要なことにセクションの構造が一番問題
1.セクションオーバーによる電気機関車の閃絡防止
2.セクションの漏洩による異電源短絡防止
3.電気機関車の異電源への不用意飛び込みの防止
を考慮しなければならない。
3. セクションの構造
セクションオーバーを切換て対応 セクションインシュレーターで区分
600Vから進行 C、B断路器 投入 CB区間600V加圧 さらに進行(列車長を過ぎる) C 断路器 開放 A 断路器 投入 C-A区間 1,500V加圧 |
抵抗セクション方式
600V/1,500V間を抵抗セクションで繋ぐ(デッドセクションでは無く、セクションインシュレータ)で区分
0.1Ωと0.2Ω間は列車長以上 |
起動試験
均衡状態試験 特に問題なし
そのほか、コンプレッサー 元溜蓄積に1,500V時より3倍の時間がかかるが問題なし、送風機の回転数1,500V時の64%で回転するが問題なし
引用終わり
1950年に実施された600VでのEF15型運転試験は特に問題なく運用できるとの結果が示されている。実機で25‰ 区間で運転試験(600V)が行われていたことは驚くべきことだと思う。
600VでのEF15型電気機関車運転に際しては、使用電流が多くなるため電圧降下が多くなれば、丸山変電所ー横川駅間のき電線増設が必要と判断された。
結局、この案はEF15型の運転試験も行ったが見送られて、1963年の粘着運転時一時期の出現(600V/1,500Vデッドセクション)まで日の目を見なかった。
EF62,EF63型電気機関車も横軽新線、旧線併用時 横川駅、軽井沢駅で600Vでの運用を行ったが、この際もコンプレッサーの元溜圧上昇に時間が掛かるので滞留時間を短くするなど対応を行っている。
横軽 旧線、新線併用時の600V/1,500Vデッドセクション
デッドセクションの構造
横川・軽井沢に設置されたデッドセクションの長さは、一ケ所を除き26mで設置された。
26mのデッドセクション決定の根拠
高崎起点 39K200地点 矢ヶ崎変電所方諸説あります 電化工事記録より |
デッドセクション標識は現在の交交セクションの標識が使われていた様子である。
根拠は以下のブログ
地方鉄道 1960年代の回想 碓氷峠のアプト式撮影会4 katsumi kazamaさんのリンク左 奥にデッドセクション標識がある |
拡大 木製デッドセクションと標識 長さは2m位か? アーク安全距離 0.003×500A×1.5kV=2.25m 500Aは起動時電流 0.003は1kVA当たりのアーク長 片パン時 |
左奥 新型機関車の前にデッドセクションと標識 |
拡大 |
拡大 架線に電車線区分標とセクションインシュレーター |
デッドセクション位置(諸説あります)配線図ではありません
対策の一覧 |
1編成で2,000Aから3,000A弱の電力が必要 余裕を見て力行4,000A、起動時5,000Aで設計 |
別の資料では高崎方28k600にデッドセクション 旧横川SSは丸山変電所を示す |
矢ヶ崎信号所での運用
別の資料では高崎方39k629にデッドセクション 既設変電所は矢ヶ崎 変電所を示す |
別の電化工事記録でも2種の記載が載っている |
碓氷峠鉄道文化むら 展示資料から複写 熊ノ平方 |
車轍66.7‰より引用 旧線 |
鉄道ピクトリアル記載のデッドセクション位置
杉田 肇;EF63形電気機関車のあゆみ:鉄道ピクトリアル,Vol.38,No.4,pp.42-47,1988熊ノ平での運用
熊ノ平ではデッドセクションは必要とされていないが併用時運用の状況を記す。当初の計画では、熊ノ平構内で新旧線を結ぶことは、きわめて困難であり、かつ将来は熊ノ平が不要のため廃止する計画であった。その後66.7‰の2kmの試験線運転の結果、慎重を期するため旧線の営業運転をしながら新線での横川・軽井沢の通し運転をすることになり、熊ノ平で新旧の連絡を取ることになった。
旧線は、上り方(下り勾配)新線と交換可能 新線(下り方)上り勾配は交換無し |
調査の過程で、粘着運転時に検討された線形について記した文献があったので挙げる。
雑誌等でよく挙げられている線形
田村房吉;信越線電化に対する横川駅構内電気切替其他について:電気鉄道,Vol.4,No.7,pp
.26-28,1950
信越本線高崎・横川間電化工事記録;日本国有鉄道東京電気工事局編:日本国有鉄道東京電気工事局, 1964 (群馬県立図書館蔵)
信越本線横川・軽井沢間電化工事記録;日本国有鉄道東京電気工事局編:日本国有鉄道東京電気工事局, 1964 (京都鉄道博物館蔵)
信越本線軽井沢・長野間電化工事記録;日本国有鉄道東京電気工事局編:日本国有鉄道東京電気工事局, 1964 (芝浦工大図書館蔵)
高野光;信越本線 高崎―横川間の電化:電気鉄道,Vol.16,No.3,pp.2-4,1962
佐藤能章;信越本線横川ー軽井沢間旧線改良工事;交通技術,Vol.19,No.3,pp.7-9,1964
松久恒三;横川ー軽井沢間(アプト区間)改良計画/信越線 Ⅲ 電化設備:電気鉄道,Vol.15,No.11,pp2-12
沢野周一;横川ー軽井沢間(アプト区間)改良計画/信越線 Ⅱ 電気機関車:電気鉄道,Vol.15,No.11,pp2-12
佐々木貢;信越線高崎ー横川間電化工事の概要:鉄道ピクトリアル,Vol.12,No.8,pp.34-35,1962
古河寿之ら;信越線―横川・軽井沢間粘着運転をふりかえって:電気鉄道,Vol.18,No.5,pp.11-17,1964