1. 전차선 높이
레일 상단면으로부터 전차선 하단면까지의 높이를 전차선 높이라 하며 레일(궤조)면상 높이는 지상부에서는 5,000[㎜]이상 5,400[㎜]이하로 하고 도시철도의 표준은 5,000[mm]로 정하고 있다.
또한 지하부에서는 4,750[㎜]을 표준으로 한다. 전차선의 높이를 측정하는데는 정적인 측정방법과 동적인 측정방법이 있으며, 정적인 측정은 지상에서 수동작업에 의해 절연가선측정기를 사용하여 레일면에서 전차선까지의 높이를 측정한다.
이때에 곡선구간의 측정은 바깥쪽 궤조를 기준으로 한다.
동적인 측정은 가선시험차(검측차)에 의해 실제로 열차의 주행상태 하에서 판타그래프의 압상력과 차량동요의 영향으로 인해 전차선이 어떠한 높이로 변화하는지를 측정하여 그 측정치를 자동기록장치에 의하여 자동적으로 기록한다.
전차선의 높이
2. 전차선의 편위
궤도중심으로부터 수직인 위치에서 전차선이 이격된 간격을 편위라 하며, 전차선의 편위가 너무 크게 되면 판타그래프가 전차선에서 밖으로 이탈하든가 또는 전차선에 걸려 장애를 일으키게 되어 편위는 일정한 한계를 정하여 적용하고 있다.
또한, 전차선의 편위가 일정하면 판타그래프의 동일개소에만 습동하게 되므로 판타그래프의 습동판이 편마모되어 판타그래프를 파손하는 원인이 되므로 전차선을 궤도를 중심으로 하여 좌우로 지그재그로 가선하여 판타그래프의 습동판을 가능한 한 균등하게 마모되도록 한다.
또한 전동차량의 판타그래프에 습판체를 전체적으로 마모시킴으로서 판타그래프의 수명연장효과와 전차선의 안정적인 마모를 유지할 수 있다.
이 한계는 좌, 우 최대 250[㎜]로 하고 있으나 가급적 200[㎜] 이내로 시설하는 것을 표준으로 정하고 있다.
가. 전차선의 편위를 결정하는 요소
(1) 차량동요에 따른 판타그래프의 편위
(2) 풍압에 따른 전차선의 편위
(3) 곡선로에 있어서의 전차선의 편위
(4) 가동브라켓, 진지금구의 회전에 따른 전차선의 편위
(5) 지지물의 휨(움직임)에 따른 전차선의 편위
등이 있고 전차선의 위치와 판타그래프 위치와의 관계로부터 허용된 편위가 결정된다.
전차선의 편위는 시설위치에 따라 풍향, 풍압 등 지형적인 조건을 고려하여 전기차의 동요, 지지물의 변형 등이 항상 집전장치의 유효폭 이내에 있도록 지지물, 경간을 설치하여야 한다.
또한 전차선의 횡장력에 따라 전주의 경사 또는 선로의 캔트 불량에 따라 편위의 증대 등에 대해서 주의해야 할 필요가 있다.
나. 전차선 편위량
- 표준편위 : 200[mm]
- 최대편위 : 250[mm]
다. 전차선 편위최대 250[mm]의 계산
차량의 진동 시 최대경사를 궤도면상 585[mm]의 점을 중심으로하여 좌우610[mm]의 수평점에서 상․하 각 최대32[mm]로 하면 가공전차선의 표준높이 5,000[mm]의 점에서의 집전장치의 편위는
32
(5,000 - 585) × -------- ≒ 232[㎜]
610
집전장치가 가공전차선과 접촉하는 유효폭은 약 1,000[mm] 로 되기 때문에 가공전차선의 허용 편위는
1,000
-------- - 232 = 268[㎜]
2
가 되지만 이것을 250[mm]로 정한 것이다.
직선 구간의 전차선 편위
곡선 구간의 전차선 편위
3. 전차선 구배
전차선은 항상 궤조면상 동일높이로 가설하는 것이 가장 이상적이지만 교량, 터널 등으로 인해 그 높이를 변화시켜야 할 경우에는 전차선에 구배의 변화 또는 레일면에 대한 구배를 변화시키지 않으면 안된다.
구배가 크게 되면 판타그래프의 이선현상을 일으키게 되며, 이것은 열차속도가 빠르게 될수록 크게 되므로 전차선 구배를 일정한 한도 이하로 제한하고 있다.
전차선 구배가 3/1,000이란 1,000[m]의 거리에 3[m]의 수직높이 변화를 갖는 것을 말하며 대전도시철도는 다음과 같다.
가. 지상부
- 기지 : 3/1000이하
나. 지하부
- 터널내 : 1/1000이하
H2 - H1
구배 = ------------------
S
트로리선의 구배
