전차선 높이 및 구배의 기준

전차선 높이 및 구배의 기준

 

 

1. 서론

전차선의 높이는 팬터그래프의 유효 작용 범위 및 접은 높이, 절연상의 안전 이격거리 등에 의해 결정되며, 레일면에서 전차선 까지의 높이를 말한다. 또한 구배란 레일면에 대한 전차선의 높이의 변화를 말한다.

 

2. 전차선 높이 기준

조가 방식	최고 높이	표준 높이	최저 높이	비고
커티너리 방식	5,400[mm]	5.200[mm]	5,100[mm]
강체 가선 방식		4,750[mm]	4,750[mm]	AC 구간
커티너리 기존 터널			4,850[mm]	부득이한 경우

3. 전차선의 구배

전차선의 구배는 레일면에 대한 높이의 변화를 말하며, 전차선의 구배3/1,000이란 1,000[m]의 거리에서 3[m]높이가 변화하는 것으로 보통 1경간의 전차선 높이의 변화를 그 경간 길이로 나눈 것을 나타낸다.

4. 전차선 구배의 기준

종별	구배	비고
커티너리 본선	3/1,000
커티너리 측선	15/1,000
터널, 구름다리 등	4/1,000
강체 가선 구간	1/1,000	지지점 중앙의 이도
고속 전철 구간	1/1,000

5. 구배 변화점에서 이선하지 않고 집전할 수 있는 한도

팬터그래프가 전차선 구배 변화점에서 이선하지 않고 집전할 수 있는 한도를 생각해 보면, 팬터그래프는 어느 점에 도약해서 착점이 다음의 행어 이내이면 일단은 이선하지 않고 집전할 수 있다고 생각되며, 다음과 같이 정의할 수 있다.

 

2mbV = FH

 

여기서, m : 팬터그래프의 질량[kg](4.3kg)

b : 가공 전차선의 구배[‰]

V : 열차 속도[km/h]

F : 팬터그래프의 상승 압력[N]

5.5[kgf]×9.8=53.9[N]

H : 도약 거리[m](5m)

 

구배 3/1,000일 때 이선하지 않고 운행할 수 있는 속도는 다음과 같다.

V=√FH/2mb = √53.9 × 5/2×4.3×3/1,000 ≒102〔km/h〕

 

6. 결론

전차선은 그 집전 성능상 항상 레일면 위에 동일한 높이로 가설하는 것이 이상적이지만, 과선교, 터널 등으로 인해 그 높이를 바꿀 필요가 있는 경우에는 전차선에 구배 변화 또는 레일면에 대하여 구배가 변화된다. 구배는 그 양이 크게 되면 고속으로 운전하는 경우에 이선율이 크게 되기 때문에 구배 자체를 적게 하거나 팬터그래프의 질량을 적게 하고, 팬터그래프의 상승 압력을 크게 하여 고속 운전에 적용 하고 있다.