전차선에서 발생하는 기울기의 요소에 대하여

전차선에서 발생하는 기울기의 요소에 대하여

 

 

 

1. 서론

전차선의 기울기에는 풍압에 의한 기울기, 곡선로에 의한 기울기, 지지물의 변형에 의한 기울기, 차량의 동요에 의한 집전 장치의 기울기, 온도 변화에 의한 가동 브래킷의 회전 기울기 등이 있으며, 각 기울기 총합의 값이 집전 장치 유효폭 이내로 되어야 한다.

 

2. 기울기의 요소

1) 풍압에 의한 기울기

바람이 불면 전차선에 기울기가 발생하기 때문에 열차의 안전 운행을 위해서 는 풍압에 의한 전차선의 기울기가 집전 장치의 유효폭보다 작게 되도록 경간이나 기울기를 제한하여야 한다.

d1 = S2(Wm+Wt) / 8(Tm+Tt) (단순 가선의 경우)

여기서, d1: 풍압에 따른 전차선 기울기량[m]

S : 전주 경간[m]

Wm : 조가선의 풍압 하중[N/m]

Wt : 전차선의 풍압 하중[N/m]

Tm : 조가선의 장력[N]

Tt : 전차선의 장력[N]

2) 곡선로의 전차선기울기

곡선로의 전차선은 지지점에서는 곡선의 외방에, 경간 중앙에서는 곡선 내방에 위치하게 된다.

곡선로의 경우 전차선의 기울기는 각각의 곡선 반지름에 대하여 구한다. 경간 중앙의 기울기량은 다음과 같다.

d0 = S2/8R-ds [m]

여기서, d0 : 경간 중아의 전차선 기울기[m]

R : 곡선 반지름[m]

S : 전주 경간[m]

ds : 지지점에서의 전차선 기울기[m]

3) 지지물 경사에 따른 기울기

바람의 영향, 전선의 수평 장력 등에 의하여 전주의 굽힘과 기초 변형에 의한 전주 경사가 발생하므로 전차선의 높이에 대하여 100[mm] 정도의 경사를 고려한다.

4) 차량 동요에 따른 집전 장치 기울기

궤도면상 585[mm]의 점을 중심으로 좌, 우 610[mm]의 수평점에 차량 동요를 3°로 할 경우 최대 상, 하 32[mm]까지 이동하게 되므로, 전차선 높이를 5,200[mm]로 하면 집전 장치면의 기울기는

          (5,200-585) × 32 / 610 ≒ 242[mm]가 된다

5) 온도 변화에 따른 가동 브래킷 회전 기울기

전차선은 온도 변화와 장력 변하에 따라서 이동하기 때문에 가동 브래킷의 회전에 의하여 기울기가 발생될 수 있다.

가동 브래킷의 회전에 따른 기울기는 각각의 전차선 인류 길이와 가동 브래킷 길이에 대해서 구하면, 보통 전차선 마모의 영향이 없는 것으로 보고 온도 변화에 따른 전차선의 신축에 대해서만 구한다.

           σ = M - √M2-△l2

여기서, σ : 가동 브래킷의 회전에 따른 전차선의 기울기[mm]

M : 가동브래킷의 회전에 따른 회전 반지름(가동 브래킷 케이지)

           △l : 전차선의 이동량[mm]

또한,

          △l = σ ․ (t-t0) ․ L×103[mm]

여기서, σ : 전차선의 팽창 계수 1.7×10-5

t : 최고 온도 40[℃]

t0 : 표준 온도 40[℃]

L : 전차선의 조정 길이[m]

 

3. 결론

상기와 같은 기울기를 계산하여 기울기의 여유를 감안하고 집전 장치의 유효폭을 1,310[mm]라 할 경우 1,310/2=655[mm] 이내에 전차선이 시설되도록 하여야하며, 전차선의 최대 기울기가 집전장치 유효폭보다 작게 되는 경우에는 지지 경간이나 지지점의 기울기를 조정하여야 한다.