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架空電車線方式 (かくうでんしゃせんほうしき)とは、電車が通る空間の上部に架線を張り、ここからパンタグラフなど車両上部にある集電装置を通じて電車を動かす電気を集める鉄道の電化方式の一種。架線集電方式ともいう。

架線はトロリー線、電車線などとも呼ばれる。

鉄道の電化方式としては架空電車線方式と第三軌条方式がほとんどとなる。

◆ 概要

通常の架線では、確実に送電するために架線に沿って「饋電線(きでんせん)」が張られており、一定の間隔で架線に接続されている。また、集電装置の摺板の磨耗が偏らないよう、架線は接触する摺板に対して横方向にジグザグに張られている。架線・き電線は、線路脇に建てられた架線柱や橋梁・トンネルなどの天井に固定された金具にがいしなどを挟んで絶縁して固定される。電圧が高い交流電化区間では直流電化区間より、がいしの数を増やしていることがある。

架線を張る高さは軌道から4700mm以上という建築基準があるが、狭いトンネル内(狭小トンネル、剛体架線の区間、ミニ地下鉄)ではこれよりも低くなることがある。また特に桜木町事故以降、架線の断線による列車火災が起きないよう、絶縁を確実にするために集電装置を折りたたんだ時の架線との距離を直流1500Vの場合は250mm以上(ミニ地下鉄では150mm)とすることや、車両の屋根を絶縁体で覆うことが決められている。

途中で架線(電化区間)が終わる箇所には架線終端標識が設置される。

◆ 分類

架線柱等からの吊架方式により、以下の分類がある。

◇ 直接吊架式(直吊架線方式)

トロリー線のみを直接吊したもの。列車速度が制限されるものの、費用が安くて済む。路面電車や、弥彦線・越後線・和歌山線、境線のそれぞれ一部区間、土讃線の電化区間など運転密度の低い閑散線の一部等で使用されている。

◇ カテナリー吊架式

カテナリー = Catenary とは懸垂線の意味。

; シンプルカテナリー式

: 最も多く用いられる代表的な架線である。パンタグラフが接触する部分であるトロリー線と、トロリー線をハンガーと呼ばれる金属線で吊して支えるための吊架線とで成り立っている。なお、この方式にて地方の幹線などでメンテナンス頻度の低減を狙ってトロリー線・吊架線を特に太くし、張力を高めたものを「ヘビーシンプルカテナリー式」と呼ぶことがある。

; ツインシンプルカテナリー式

: シンプルカテナリー方式の架線を2組並べたもの。デュアル、あるいはダブルシンプルカテナリー式とも呼ばれる。シンプルカテナリー式とほぼ同じ設備で電流容量を増大できるため、運転密度の高い大都市圏の路線や幹線で使用されている。

; ダブルトロリーシンプルカテナリー式

: トロリー線を2重にしたもの。集電効率が良くなり電流容量が増大する。

; ダブルメッセンジャーシンプルカテナリー式

: 吊架線を横に2本並べたもの。風による影響が小さくなるため支持間隔を長くすることができる。

; コンパウンドカテナリー式

: パンタグラフによるトロリー線の押し上げ量を平均化する目的で、吊架線とトロリー線の間に補助吊架線というものを追加したもの。高速走行時の離線が少なく集電容量も増加するため、新幹線(北陸・九州を除く)をはじめとする、運転密度が高く高速走行する路線(JR神戸線・近鉄大阪線・阪急京都線など)で使用されている。現在の新幹線では、線を特に太くし、張力を高めた「ヘビーコンパウンドカテナリー式」が採用されている。

; 合成コンパウンドカテナリー式

: 東海道新幹線では開業当初、高速で通過する集電装置による架線の振動を減衰させるために、コンパウンドカテナリー方式の吊架線と補助吊架線の間のドロッパーに合成素子(ばねとダンパーの機能を兼ね備えた部品)を挿入した合成コンパウンドカテナリー式が採用されたが、合成素子の重量による強風の際の架線系全体の揺れが大きく、事故が多発したため、後にヘビーコンパウンドカテナリー式に改修された。

◇ き電吊架式

カテナリー式の吊架線を、太く電流が流れやすい線条として「き電線」と兼用させたものをき電吊架式(フィーダーメッセンジャー)と呼ぶ。例として、中央本線などの狭小トンネルで使用される π 架線方式がある。き電吊架式の大きな利点として、線条数や部品点数を削減できることから、地下区間のほか、明かり区間でも適用が進んでおり、東日本旅客鉄道(JR東日本)の「インテグレート架線」、西日本旅客鉄道(JR西日本)の「ハイパー架線」などの開発名称がつけられている例がある。

◇ 剛体架線式

剛体(棒状のもの)を直接トロリー線とするものや、剛体に直接トロリー線をつけたものを「剛体架線式」と呼び、断線しにくいという特徴を持つ。カテナリー吊りのスペースを取れない地下路線に多く見られる。地下鉄での採用例が多い。架線の柔軟性が無いためにパンタグラフの離線が多く、高速走行には向かない。そのため、JRや大手私鉄での採用区間では、当該区間を走行する車両のパンタグラフを多めに設置した例が多い。近畿日本鉄道ではこの弱点を克服するため、剛体架線にカテナリー付きとした独自の剛体架線を採用し、新青山トンネルや近鉄難波線などのトンネルや地下区間で採用している。

◆ 張力調整機

◇ 重力式

錘によって、架空線の張力調整をするタイプ。最も広く用いられている。

◇ 油圧式

油圧ダンパーによって、架空線の張力調整をするタイプ。駅終端部やカーブ区間で用いられる事が多い。

◇ ばね式

バネによって、架空線の張力調整をするタイプ。油圧式と同じ箇所に使用されることが多い。

◆ 関連項目

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