전차선 마모의 주요 원인, 경감 대책

전차선 마모의 주요 원인, 경감 대책

 

 

1. 서론

전차선의 마모에는 전기적인 마모와 기계적인 마모가 있다. 전기적 마모는 팬터그래프와 전차선의 이선, 아크 등의 전기적 원인에 의해서 발생하는 국부적인 마모를 말하며, 기계적 마모는 팬터그래프의 집전판과 전차선과의 기계적 마찰이나 충격에 의해 발생하는 마모이다.

 

2. 마모의 원인

1) 전기적인 마모

전기적인 마모는 팬터그래프와 전차선의 불완전한 접촉 또는 이선 등에 기인하여 발생하는 불꽃, 아크 등의 전기적인 원인에 의하여 발생하고 집전 전류의 증대에 따라서 커지게 된다. 일반적으로 역행 구간에서는 크게 나타나며, 특히 다음과 같은 개소에서 발생한다.

① 전차선의 구배 변환점

② 전차선의 가선 금구 설치 개소 등의 경점 개소(급전 분기, 더블이어 등)

③ 조가선, 전차선의 장력 불균형 개소(에어섹션, 에어조인트)

④ 전차선의 킹크 개소

 

2) 기계적인 마모

계적인 마모는 팬터그래프 집전판이 전차선을 접동하는 경우 양자의 마찰 및 충격에 의해 발생하며 다음과 같은 특징이 있다.

① 팬터그래프의 접촉 압상력에 비례한다.

② 열차 속도에 반비례한다.

③ 마찰 계수에 비례한다.

④ 팬터그래프의 도약 착선시 충격에 의한 국부적 마모가 발생한다.

 

3. 전차선의 마모 한도

마모된 전차선의 항장력이 표준 장력에 안전율 곱한 값에 도달하였을 때 전차선의 마모량을 ‘허용 마모 한도’라 하며, 마모 한도는 다음과 같다.

<전차선의 마모 한도>

전차선 종별	신품의 직경	마모 한도 지름	마모한도 단면적
Cu 170㎟	15.49mm	8.5mm	87.45㎟
Cu 110㎟	12.34mm	7.5mm	67.59㎟

4. 전차선의 마모 경감 대책

1) 국부 마모의 방지

① 전차선의 구배와 구배 변화점을 작게 한다.

② 전차선의 국부적인 경점을 적게 한다. 즉, 금구를 경량화하고 그 수를 감소 시킨다.

③ 자동 장력 조정 장치를 설치하여 조가선 및 전차선의 장력을 항상 일정하게 유지한다.

④ 전차선의 압상량을 균일하게 한다.

⑤ 전차선 가로 드럼 감기

2) 전체적인 마모 방지

① 팬터그래프의 집전판을 개량한다.

② 전차선에 경도가 높은 합금 재질을 사용한다.

 

5. 결론

전차선이 마모되면 단면적의 감소에 의해 단선될 위험이 있다. 이와 같은 위험을 방지하기 위해서는 전차선의 마모 한도를 정하여 이 한도치에 도달하면 신품으로 대체하는 등의 조치를 취해야 한다.