귀선로에 대하여 설명하시오

 

귀선로에 대하여 설명하시오

1. 개요

전차선에 공급된 전력을 변전소로 귀환 시키는 선로가 귀선로이며 저항이 크면  전압강화와 전력손실이 크고 전식 또는 유도장해의 원인이 된다. 따라서 레일의 이ㄹ음매와 본드에 의해서 전기적 접속을 양호하게 하고 필요시 보조귀선을 설치한다. 교류철도구간에서는 통신유도경감을 위하여 BT 또는 AT를 사용하여 귀선전류를 레일로부터 흡상하고 부급전선 또는 급전선을 통하여 변전소로 귀환토록 한다.

 

2. 레일의 전기저항

   레일 1조의 전기저항은 다음 식으로 주어진다.

R=1.47/W(Ω/km)  --------------------------------(1) 식

   (1)식에 레일본드 접석의 저항을 고려 궤도 1[km]의 전기저항은 보통 다음 식으로 주어진다.

R=1/W(Ω/km)  -----------------------------------(2) 식

        

표 1 레일의 저항 

레일의 종류	누설 전류[%]	저항[Ω/km]
50kg	0	0.01793
	30	0.01255

 

 

3. 본드

전기적 접속을 향상시키기 위하여 이음매를 도체로 단락한다. 레일본드는 용도에 따라 일반 본드, 크로스 본드, 신호 본드 등으로 분류된다.

 

 

[그림 1] 레일 본드

 

크로스 본드는 귀선저항을 감소시키고 전류를 평형시키기 위하여 좌우 레일 또는 인접궤도 사이를 접속하는 본드이다.

 

 

 

[그림 2] 크로스 본드

 

신호 본드는 일반 철도 구간에서 신호 전류 1-2A정도를 흘리는 레일 본드이다.

레일 본드는 100~200[mm²] 정도의 연동 연선 또는 연동 박편을 사용한다.

 

4. 보조귀선

직류 귀선로의 전압강하 및 레일 전위상승이 큰 경우 보조 귀선을 이용한다.

 

 

 

[그림 3] 보조귀선

 

5. 귀선의 균압

단선 궤도에서는 접촉 불량이 된 경우 좌우 레일을 크로스 본드에 의해서 각 개소마다 균압한다.

 

6. 점퍼선

점퍼선은 건널목등에서 레일과 대지간 전위차를 없애기 위해서 양단 이음매 개소를 절연하고 귀선로의 도통을 하기 위하여 전후의 레일간을 접속하는 전선을 말한다.

 

 귀선로

 

변전소로부터 전기차에 공급된 전기를 변전소로 되돌려 보내기 위한 설비를 귀선로라 하며, 운전용 레일을 전기회로의 일부로 이용한다.

귀선으로 이용되는 운전용레일은 레일의 이음매를 이음매판과 보울트로 견고히 접속하고 있으나 불완전한 접속으로 인하여 전기저항이 크고 그로 인한 전압강하가 심하며, 또는 대지에의 누설로 직류방식에서는 전식, 교류방식에서는 통신 유도장애의 원인이 된다. 따라서 이와같은 지장을 제거하기 위하여 이음매 부분을 레일본드를 사용하여 전기적으로 접속하는 외에도 필요에 따라 보조귀선을 설치하고 교류 전차선로에서는 부급전선을 레일과 병렬로 가설하여 레일에 흐르는 전류를 조정한다.

다시 귀선로의 구성을 요약하면 운전용 레일, 래일본드, 보조귀선, 변전소의 인입선과 교류용으로 부급전선, 흡상선, 흡상변압기, AT보호선, 중성선등과 이것을 지지하는 공작물로 되어 있다

 

직류방식 : 차륜→레일→임피던스본드→귀선케이블→변전소의 부극

교류 BT방식 : 차륜→레일→임피던스본드→흡상선→부급전선→변전소

교류 AT방식 : 차륜→레일→임피던스본드→중성선→급전선→변전소의 경로가 된다.

 

부급전선

 

부급전선은 교류 BT방식에서 궤조와 평행으로 가설한 전선으로 궤조저항을 감소시켜 전압강하를 줄임과 동시에 흡상변압기와 접속하여 레일에 흐르는 귀선전류를 흡상시켜 유도장애의 직접원인이 되는 대지에의 누설전류를 억제하는 한편 통신선에 대한 정전적인 차폐효과도 갖는다. 또한 애자에 섬락사고가 발생하였을 때에는 변전소의 차단기를 신속하게 동작시켜 전차선로를 보호하는 기능도 갖고 있다.

 

보호선

 

AT방식에서 섬락보호를 위하여 180㎜ 현수애자의 취부로 밴드, 비임, 완금등을 연접하여 귀선레일에 접속하는 가공전선을 보호선이라고 한다.

보호선은 전차선로 애자 섬락보호 및 검출을 위하여 설치하는 것으로 애자에 섬락사고가 발생하면 보호선을 통하여 사고전류를 흐르게 하여 변전소에 설비된 보호장치의 사고검출과보호차단을 용이하게 함과 동시에아-크열에 의한 애자의 파손을 방지한다.

보호선은 AT설치개소와 AT간의 중간점에서 임피던스본드를 통하여 레일에 접속하고 단말은 AT의 중성점에 접속한다.

 

흡상선

부급전선과 귀선레일을 접속한 전선을 흡상선 이라고 하며 동연선(CU 100㎟)을 사용한다.

흡상변압기 설치간격의 중앙에서 복궤조식은 임피던스본드의 중성점에, 단궤조식은 귀선레일 측에 부급전선을 접속한다.

 

중성선

AT방식에 있어서 단권변압기 권선비 1:1의 중간과 귀선레일을 접속하여 BT방식의 흡상선과 같은 역할을 하는 전선을 중성선이라 하며 AT보호선쪽은 보안기를 통하고 귀선레일 쪽은 임피던스본드에 접속한다.

 

귀선로의 접속

 

귀선로는 다음 각 호에 의하여 설치한다.

1. 귀선로는 우선적으로 레일을 통하므로 레일의 도전성과 연속성(이음매의 접속)이 최대로 확보되도록 설치하여야 한다.

 

2. 귀선로는 임피던스를 최저로 낮추기 위해 가급적 짧고 접속 케이블의 길이가 100[m]를 넘지 않도록 하여야 한다.

 

3. 귀선로는 최대한 직선을 이루어 최단거리가 되도록 하여 임피던스를 최대로 낮출 수 있도록 직렬 연속성이 확보 되도록 설치하여야 한다.

 

4. 주귀선레일과 변전소(AT 설치개소) 사이에 설치되는 변전소인입귀선(중성선)은 최단거리로 케이블 길이가 100[m] 이하가 되도록 설치하여야 하며 다음 각목의 2단계로 구분되도록 설치하여야 한다. 단 부득이한 경우 예외로 한다.

 

가. 궤도로부터 변전소간에 설치된 맨홀에 위치한 접속단자판까지

나. 접속단자판에서 변전소까지

 

5. 접속단자판과 궤도 사이의 배선 수는 궤도당 절연전선 Cu 70[㎟] 4선으로 배선하고 각 레일간에는 절연전선 Cu 70[㎟] 2선으로 레일에 견고히 고정 연결하여야 한다.

 

6. 궤도회로가 없는 주귀선레일에 연결된 보조귀선레일(측선, 부본선 등)은 주귀선레일과 적어도 두 지점의 각 끝을 연결한다. 그러나 선로 끝 부분이며 짧은 거리만 전철화 되어 있으면 단일(두 선으로) 연결도 할 수 있다.

 

7. 궤도회로가 구성되어 있고 주귀선레일에 연결되는 보조귀선레일 궤도회로의 정상적인 운전을 방해하지 않기 위해 보조귀선레일의 한쪽 끝만이 주귀선레일에 연결한다. 그러나 보조귀선레일의 길이가 적당하면(두 개의 외부접속의 허용거리와 같으면) 주귀선레일에 대한 추가적인 접속을 할 수 있으며 이 접속은 횡단접속 쪽에 위치하도록 하여야 한다. 전선의 접속은 임피던스본드의 중앙 또는 궤도공심자기유도코일에 연결하여야 한다.

 

8. 보조귀선레일은 반드시 매설접지선에 연결하든가 또는 가공보호선이 설치된 전차선로 지지물의 아래 부분에 설치된 접지단자 볼트에 접속하여야 한다.

 

9. 보조귀선레일이 주귀선레일과 연결된 지점으로부터 100[m]가 초과되면 접지설치를 하여야 한다