전차 선로의 자동 장력 조정 장치

전차 선로의 자동 장력 조정 장치에 대하여

 

 

1. 서론

전차 선로의 장력을 조정하는 방법은 자동식과 수동식으로 대별되는데, 자동 장력 조정 장치는 중력추의 상하 이동을 이용하는 활차식, 스프링의 탄성을 이용한 스프링식, 지렛대의 원리를 이용한 레버식, 기름의 열팽창 및 수축 작용을 이용 한유압식 등이 사용되고 있다.

 

2. 전차 선로의 자동 장력 조정의 필요성

외기 온도가 상승하거나 전류열을 발생하여 전차선의 온도가 상승하면 전차선의 신축이 발생하고 장력이 감소하며, 행어이어 사이의 이완을 야기하여 파상으로 되고, 교차 개소 등에는 2본의 전차선에 불규칙한 고저차를 발생한다. 이와 같은 장소에 전기차의 팬터그래프가 진입하여 주행하면 격심한 이선과 아크가 발생하

여 고속 운전이 불가능하게 되고 전차선이나 집전판의 마모가 크게 된다.

팬터그래프의 원활한 집전을 확보하기 위한 방법으로는 온도 변화에 의한 전차선의 장력을 항상 일정하게 유지하고 레일면의 높이를 균일하게 유지하기 위하여 자동 장력 조정 장치를 설치하여야 한다.

 

3. 자동 장력 조정 장치의 설치 기준

① 활차식은 인류 구간의 길이가 800[m] 이하의 경우는 한쪽에, 800[m]를 넘고 1,600[m] 이하의 경우는 양측에 설치한다.

② 스프링식은 인류 구간의 길이가 300[m] 이하의 경우 한쪽에, 300[m]를 넘고 600[m] 이하의 경우는 양측에 설치한다.

③ 구배 구간에서 자동 장력 조정 장치를 한쪽에 설치하는 경우 그 아래쪽에 설치한다.

④ 장력을 자동 조정하는 조가선 및 전차선은 억제 저항이 작게 되도록 시설한다.

4. 자동 장력 조정 장치의 종류

1) 활차식

활차식 자동 장력 조정 장치는 활차의 원리를 응용한 것으로, 활차부에 각각 와이어 로프를 감고 소활차에 전차선을 인류하고 대활차에 중추를 걸어 내린 것이다. 활차비는 1:3, 1:4, 1:5로 되어 있고, 그 주된 구성 요소가 활차부와 중추부로 되어 있어 그 동작이 확실하고 정확하여 현재 가장 많이 사용되고 있다.

2) 스프링식

스프링식 자동 장력 조정 장치는 스프링의 탄성을 이용하여 장력을 조정하는 것으로, 구조 및 외형은 간단하지만 조정 거리가 긴 경우에는 밸런서의 길이가 길게되는 단점이 있어 역 구내 등에서 조정 거리가 짧은 건넘선, 빔하 스팬선 등에 사용되고 있으나, 최근에 활차식과 동일한 성능의 스프링 자동 장력 조정 장치가 개발되어 사용되고 있다.

3) 레버식

레버식 밸런서는 지렛대의 원리를 응용한 것으로, 온도 변화로 전차선의 장력이 변화하면 레버가 이동하고 이와 동시에 중추가 상,하로 움직이는 데 따라 전차선의 장력을 적정하게 유지하도록 되어 있다.

 

4) 유압식

유압식 밸런서는 원통 용기에 밀봉된 기름이 외기 온도의 변화에 따라 기름의 열팽창 및 수축 작용으로 인해 체적의 변화가 발생하는 것을 이용하여 이것을 피스톤 운동으로 전환하여 전차선의 장력을 조정하는 것이다.

 

5. 결론

온도 변화에 대하여 전차선의 집전 성능을 항상 양호하게 유지하기 위하여 본선로 의 전차선에는 장력을 자동으로 조정하는 장치를 설치하고 있다. 현재는 활차식이 가장 많이 사용되고 있으며, 최근에 도르래를 이용한 조가선, 전차선에 개별 자동 장력 조정 장치를 설치하고 장력을 높게하여 고속철도 등에 활용하고 있

으며, 스프링식 자동 장력 조정 장치를 신형으로 개발하여 일반 개소의 활차식과 동일한 조건으로 사용하고 있다.