전식의 원인과 영향

 

직류급전방식에서 발생하는 전식의 원인과 영향 및 대책

1. 개요

가. 직류전기방식의 가공단선식 및 3궤도 방식에서 주행 레일을 귀선으로 이용하므로 귀선전류의 일부가 대지로 누설 전기차와 변전소간 전위차(레일)에 의해 전기차(+)측에서 (-)측으로 흘러간다.

나. 직류 전차선로의 레일에 근접하고 있는 케이블 수도관등의 지중매설 금속체가 있으면 누설되는 전류는 대지보다 저항이 낮은 이들 금속체를 통해 변전소 부근에서 레일로 되돌아가게 된다.

다. 이때 대지중의 금속체는 전식 작용에 의해 전류 유출 부분이 부식되고 구멍이 나 장해를 일으킨다.

 

2. 원리설명

 

 

 

 

[그림 1] 누설전류 흐름도 및 전위

가. 그림과 같이 금속매설관의 전식은 주로 귀선의 부절연 부분으로부터 대지에 유출하는 누설전류에 원인이 있으며 변전소 가까운 개소의 금속매설관에서 전식발생이 일어난다

나. 유출지점에서

      M = Zit만큼의 전식이 발생한다. 

          여기서, M : 전식량, Z : 금속의 전기화학 당량

 

3. 전식 대책

가. 전철측에 레일과 도상간의 절연을 좋게 한다.

나. 레일본드의 접속을 완전하게 한다.

다. 보조 귀선을 설치하여 귀선 저항을 감소시킨다.

라. 지중 매설 금속체에서는 궤도와의 이격거리가 크게 되도록 매설 루트를 선정한다

마. 매설 금속체를 절연 피복한다.

바. 금속관 차폐한다.

사. 배류개소의 매설 금속체와 레일 또는 변전소 부극과의 사이에 선택 배류기를 설치한다.

아. 지중금속체의 양극 접지체를 설치 금속체에 전류가 흐르도록 양자간에 직류 전압을 가하여 강제 배류 등 방법에 의해 지중 매설 금속체를 흐르는 전류가 대지에 유출 방지한다.

자. 레일로부터 누설 전류에 의한 전식의 방지를 목적으로 지중 매설 금속체와 레일에 흘려서 분산 유출하는 것을 방지하며 전식을 작게 한다.

 

4. 접속 방법

가) 직접 배류 방식 : 전철변전소가 부근에 한 개 뿐이고 레일 측으로부터 전류가 역류할 우려가 없는 경우에 적용하나 적용하는 경우가 적다.

나) 선택 배류 방식 : 배류선에 선택 배류기를 설치 금속체가 레일에 대하여 높은 전위에 있는 경우에만 전류를 유출시키는 방법으로서 접지가 필요하지 않고 경제적이기 때문에 전식 방지에 널리 이용된다.

다. 강제 배류 방식 : 외부 전원법으로서 외부에서 직류 전원을 레일과 지중 매설 금속체 사이에 가하는 방법이다.

 

 

[그림 1]전식방지를 위한 전기적인 접속방법