가선방식 검토

가선방식 검토

1) 개요

열차를 고속화하는 경우 기술상의 주요사항은 선로, 차량, 집전 등 크게 3가지로 볼 수 있다. 특히 집전시스템 중 전차선은 팬터그래프(Pantograph)와의 인터페이스를 담당하는 선로로서 전기적인 공급 능력과 기계적인 동력학 특성 및 마모 특성을 고려하여야 한다. 전차선은 열차의 고속화에 따라 집전용량의 증대로 전기적 도전도가 우수하며 마모성이 좋고 부식에 강한 무공해 재료의 개발이 절실히 요구되고 있으며, 전차선을 조가선에 접속시키는 접속용 금구는 열차의 속도와 가선거리가 길기 때문에 진동 및 피로, 환경 공해로 인한 부식, 접촉 저항으로 인한 발열의 문제 등을 해결하기 위해 전기적 성능 등의 기술적인 문제를 검토하여 전차선로 가선방식을 선정 하고자 한다.

2) 전차선로 가선 구비조건

전차선로는 지지물, 조가선, 전차선, 가선금구, 애자 등으로 구성되며 구성형태에 따라 커티너리 조가식, 직접 조가식, 강체 조가식 등으로 나눌 수 있으며, 고속 운전에 적합한 커티너리 방식에 대하여 검토하고, 전차선로 가선 구비 조건은 다음과 같다.

(1) 전기차에 필요한 전류를 충분히 감당할 수 있을 것.

(2) 전기차의 주행속도에 적합할 것.

(3) 열차의 편성 조건에 적합할 것.

(4) 온도 등 예상되는 외력에 대해서도 충분히 견딜 것.

3) 조가방식 종류 검토

(1) 직접 조가방식

(2) 강체 조가방식

(3) 커티너리 조가방식

가) 심플 커티너리(Simple Catenary) 가선방식

나) 변Y형 심플 커티너리 가선방식

다) 콤파운드 커티너리(Compound Catenary)가선 방식

4) 가공전차선의 조가방식 비교검토

가선 방식	조가선 [㎟]	보조조가선 [㎟]	전차선 [㎟]	가선장력 [N]/(㎏f)	속도측정 [㎞/h]	사용 예	비 고
강체 가선	Al T-Bar(2100) Al R-Bar(2214)		Cu 170 Cu 110		100	지하철, 과천선, 분당선	지하철에 적합
직접 조가			Cu 110 Cu 107	9,800/ (1,000)	45	노면전차 차고선	공사비 저렴,저속
심플 커티 너리	St 90 CdCu 70 (Bz 65)		Cu 110	일괄 19,600/ (2,000)	100	M:CdCu 수도권전철
헤 비 심 플 커 티 너 리	St 135		Cu 170	일괄 29,400/ (3,000)	140	DC 1,500V 지상 본선
	CdCu 80		Cu 170	일괄 29,400	140	수도권전철 일부
	MgSnCu 80		Cu 170	일괄 29,400	140
	Bz 65		Cu 150	M:13,720 T:19,600	300	호남선	1,400㎏f 2,000㎏f
	PH 150		GTCS 110 (동피복강선)	M:19,208 T:19,208	290		1,960㎏f
변형Y 심플 커티 너리	St 90	Y선:Cu35	Cu 110	일괄 19,600	120
	Bz 70	Y선:Bz35	CuAg 120	M:14,700 T:14,700	250		1,500㎏f
콤파 운드 커티 너리	St 180	Cu 150	Cu 170	M:24,010 A:14,406 T:14,406	270		2,450㎏f 1,470㎏f

 

 

전차선로 설비

전 기 방 식	단상 AC 25㎸ AT 방식	단상 AC 25㎸ AT 방식
조 가 방 식	심플 카테너리	심플 카테너리
조 가 선 선 종 및 장력	Bz 65㎟ 13,720N	Bz 65㎟ 11,760N	1,400㎏f, 1,200㎏f
전 차 선 선 종 및 장력	Cu 150㎟ 13,720N	Cu 110㎟ 11,760N	본선
	Cu 110㎟ 13,720N	Cu 110㎟ 9,800N	부본선, 측선, 건넘선
전차선 현수방식	균압용 드로퍼방식(5m)	균압용 드로퍼방식(5m)
급 전 선	ACSR 288(Al 233)㎟	ACSR 288(Al 233)㎟	일반구간
	66㎸ CV 케이블 200㎟×1C	66㎸ CV 케이블 200㎟×1C	터널구간
보 호 선	ACSR 93(Al 58.9)㎟	ACSR 93(Al 58.9)㎟	일반구간
	Cu 75㎟	Cu 75㎟	터널구간
전 차 선	5,200㎜	5,200㎜	높이
	960㎜, 710㎜	960㎜, 710㎜	가고
장력 조정장치	일괄 활차식	일괄 활차식	일반구간
	일괄 스프링식	일괄 스프링식	터널구간
가동 브래키트	아연도금 강관제	아연도금 강관제	재질
	고분자 장간애자	고분자 장간애자	애자
파동 전파속도	365㎞/h	393㎞/h
최 대 경 간	50m	50m
지 지 물	H형강주	H형강주	역간
	H형강주(조립철주)	H형강주(조립철주)	역구내(인출)
지 지 물 기 초	좌판식	좌판식
비 임	조립비임	조립비임
구 분 장 치	2중 절연방식	PTFE방식	이상구분
	에어섹숀(2경간 평행)	에어섹숀(2경간 평행)	동상구분(본선)
	다이아몬드형	다이아몬드형	동상구분(건넘선, 측선)
보 호 설 비	비절연보호방식	비절연보호방식

전기방식	단상 AC 25㎸ AT 방식	단상 AC 25㎸ AT 방식	단상 AC 25㎸ AT 방식
조가방식	심플카테너리	심플카테너리	심플카테너리
조가선 선종 및 장력	Bz 65㎟ 11,760N	Bz 65㎟ 11,760N	Bz 65㎟ 11,760N	본선, 부본선
	Bz 65㎟ 11,760N	Bz 65㎟ 9,800N	Bz 65㎟ 9,800N	측선, 건넘선
전차선 선종 및 장력	Cu 150㎟ 11,760N	Cu 110㎟ 11,760N	Cu 110㎟ 11,760N	본선, 부본선
	Cu 110㎟ 9,800N	Cu 110㎟ 9,800N	Cu 110㎟ 9,800N	측선, 건넘선
전차선 현수방식	균압용 드로퍼방식(5m)	균압용 드로퍼방식(5m)	균압용 드로퍼방식(5m)
사전 이도			S/1,000
급 전 선	Cu 150㎟	Cu 150㎟	Cu 150㎟	일반구간
	Cu 150㎟, 66㎸ CV 200㎟×1C	Cu 150㎟, 66㎸ TFR-CV 200㎟×1C	Cu 150㎟	터널구간
보 호 선	Cu 75㎟	ACSR 95㎟	Cu 75㎟	일반구간
	Cu 75㎟	Cu 75㎟	Cu 75㎟	터널구간
전 차 선	5,000~5,200㎜	5,800㎜	5,800㎜	높이
	250, 710, 960㎜	250, 500, 710, 960㎜	500, 710, 960㎜	가고
장력조정장치	일괄 활차식	일괄 활차식 일괄 스프링식	일괄 활차식, 일괄 스프링식	일반구간
	일괄 스프링식	일괄 스프링식	일괄 스프링식	터널구간
가동브래키트	아연도금 강관제	아연도금 강관제	아연도금 강관제	재질
	고분자 장간애자	고분자 장간애자	고분자 장간애자	애자
	터널브래키트	터널브래키트	-	단선터널
최대경간	50m	60m	60m
지 지 물	원형강관주	원형강관주	원형강관주	단독, 비임
	조립철주	조립철주	조립철주	인출개소
지지물 기초	좌판식(원형강관 기초/사각기초)	좌판식(원형, 사각 기초/사각기초)	좌판식(원형, 사각 기초/사각기초)
비 임	사각비임	사각비임	사각비임
이상구분장치	이중절연	이중절연/ FRP×22m	이중절연	단팬터/다 및 단팬터
동상구분장치	에어섹숀(2경간 평행)	에어섹숀(2경간 평행)	에어섹숀(2경간 평행)	본선
	다이아몬드형	다이아몬드형	다이아몬드형	건넘선,측선
보호설비	비절연보호방식	비절연보호방식	비절연보호방식