전차선의 이선

전차선의 이선

 

전동차가 주행 중 판타그래프가 전차선에 대한 접촉력이 0(제로)으로 되어 전차선으로부터 분리되는 것을 말한다.

 

1. 이선율

이선율이란 전동차의 판타그래프가 전차선에 습동 할 때 이선시간의 전 시간에 대한 백분율을 말한다.

                    일정구간의 이선된 시간의 합

이선율 = --------------------------------------------× 100(%)

                          일정구간의 전 주행시간

         

 

2. 이선 시간에 따른 분류

(1) 소이선(판타그래프 진동에 따른 이선)

이선 시간이 수분의 일초 정도의 것으로, 전차선 또는 판타그래프 습판의 미세한 진동에 의한 것으로 보고 있다.(수십분의 일초)

(2) 중이선(불연속점[경점(전차선로에서 부분적으로 중량이 큰개소(국부적으로 압상량이 작은개소), ]의 이선)

이선 시간이 수분의 일초 정도의 것으로 주로 판타그래프가 경점 등의 충격에 의하여 전차선과 이선 충격이 반복되어 발생되는 것으로 보통 10～100[㎳]로 수회 반복되는 상태를 말한다. 이와 같은 이선을 방지하기 위하여 제거 가능한 경점은 제거하고 제거될 수 없는 경점은 전차선의 높이, 탄성 계수, 질량의 변화를 작게 하는 방안 등이 있다.

(3) 대이선(지지점 주기의 이선)

전차선의 경성점 또는 연성점에 의하여 일어나는 것으로서 보통 이선 시간이 수분의 일초로부터 1～2초 정도이다.

전차선의 지지점을 통과한 직후에 판타그래프 전체가 도약하여 발생하는 현상으로 전차선의 지지점 간격을 주기로 하여 발생한다.

가선의 탄성이 지지점 부근에서는 강하고 지지점과 지지점 중간에서는 약하기 때문에 압상량이 일정한 판타그래프는 그 아래를 추종하면서 주행하게 된다.

따라서 어느 정도 이상에서는 관성력이 작용하여 판타그래프가 추종하지 않게 되고 이윽고 판타그래프와 가선의 진동이 공진에 가까운 상태가 된다.

결국 속도가 높게 되면 완전한 공진에 도달하게 되고 진동의 진폭은 최대로 된다. 이 이선이 집전에 영향을 주어 고속주행에 장애가 된다.

3. 이선에 따른 장애와 대책

(1) 이선에 따른 장애

(가) 트롤리선의 표면에 아크 스폿트가 생겨서 이상마모의 원인이 되어 이것이 전차선의 피로 단선의 계기가 되는 예가 있다.

(나) 이선하기 직전 또는 재 착전 시에 그 부분의 트롤리선이 쉽게 마모된다.

(트롤리선과 판타그래프간의 접촉력이 순간적으로 크기 때문)

(다) 아크 방전이 심하면 판타그래프 습판체의 마모가 빨라지고 때에 따라서는 습판체가 용단된다. 직류구간에서는 교류구간에 비하여 전기차(부하) 전류가 크기 때문에 판타그래프에 대한 영향이 크다. 또 카본, 동습판은 아크성이 크므로 대 이선에서 큰 아크 방전이 발생되면 판타그래프의 동습판체 또는 본체에 아크가 이행하여 용손될 수 있다.

(라) 이선될 때에 아크 방전 또는 스파크 방전으로 전류가 급변하기 때문에 무선 기기에 고주파의 잡음을 주로 듣게 된다. 예를 들면 대 이선에서 아크 방전이 발생할 때와 미소한 이선이 단속적으로 계속되는 경우에 후자의 경우가 잡음이 더 심하게 된다.

(마) 큰 아크가 발생되면 접근하는 접지물(지상측의 구조물, 차량의 상단 등)에 아크가 이행되어 지락 될 우려가 있다.

 

(2) 이선 장애 대책

(가) 전차선의 경점을 작게 한다. (이선 자체를 감소시켜서 집전특성을 향상시킨다.)

(나) 전차선의 구배를 완화한다. (한도 내에 유지한다.)

(다) 내 아크성이 우수한 재료를 선택한다. (아크 방전에 따른 소모는 재질에 따라 차이가 나기 때문에 내 아크성이 우수한 재료를 판타그래프 측에 사용한다.)

(라) 2대의 판타그래프를 모선에 연결한다.

(2대의 판타그래프의 모선에 연결하면, 한 대가 이선했을 때 발생하는 아크가 즉시 소멸하기 때문에 습판의 마모를 경감하는 역할을 하게 되고, 특히 고속의 직류 구간은 집전 전류가 크기 때문에 효과가 크며 철도공사의 일부 차량을 제외하고 국내의 도시철도 전동차는 2판타 방식을 사용하고 있다.)