합성전차선의 설계

1. 합성전차선의 설계일반

(1) 전차선로는 가선범위를 확인하고 설계속도 및 노반조건에 따라 선정된 가선계를 적용하여 경제적으로 설계한다.
(2) 전철변전소, 구분소를 중심으로 상별․상하선별․운전계통별로 전기적으로 구분하여 급전할 수 있도록 설계한다.
(3) 전기적으로 인접한 구간에서 전차선로간의 다른 상(相) 또는 다른 전원의 접속 구간에는 절연구분장치로 설계한다.
(4) 전차선로의 운영 및 유지보수를 위하여 필요시 전기적으로 구분이 필요한 개소에 동상구분장치로 설계한다.
(5) 선로의 분기개소에는 건넘선장치를 설치한다.
(6) 인류구간별 전차선의 연결은 에어조인트로 한다.
(7) 동 설계로 선로에 따른 전차선의 선형, 높이, 편위값, 지지물의 종류와 위치, 각 구간별 인류길이와 전차선, 조가선의 조장 등을 결정한다.

2. 합성전차선의 가고

속도등급	표준가고〔mm〕	비 고
70～200킬로급	960	터널구간 710mm
250킬로급	1,200	터널구간 850mm
300/350/400킬로급	1,400

 

3. 사전이도
커티너리 가선방식에서 열차운행속도 향상을 위하여 설계속도 및 차량제원에 따라 경간/1,000 또는 경간/2000, 경간/3000의 사전이도(Pre-Sag)를 줄 수 있으며, 설계속도가 향상된 새로운 전차선로 시스템의 경우 별도로 정할 수 있다

4. 가공전차선 절연
(1) 구름다리․승강장․지붕 근접 등에 시설하는 조가선은 밀어 올림 등으로 접지될 우려가 있을 경우에는 애자 등을 삽입하여 무가압 조가선으로 하여야 한다.
(2) 제1항에서 조가선을 무가압으로 하였을 때에는 순환전류에 의한 장해를 방지하기 위해 그 양단의 조가선과 전차선에 균압장치를 설치하고 무가압구간은 조가선과 동등 이상의 허용전류를 가진 동연선으로 연결한다.

5. 조가선 보호
(1) 카드뮴동연선․강심동연선 및 청동연선을 사용한 조가선의 지지점에는 보호슬리브, 행거이어 개소에는 보호덮개, 소선이 손상될 우려가 있는 교차개소의 조가선은 접촉되지 않도록 설치하여 보호하여야 한다.
(2) 아연도강연선을 사용한 조가선에는 다음 각 호에 의한 조가선 보호덮개를 설치하여야 한다.

① 직선구간은 지지점에서 양방향으로 제1행거, 곡선구간은 제2행거까지
② 평행설비는 그 경간의 모든 행거까지
(3) 카드뮴동연선․청동연선 및 강심동연선을 조가선으로 사용하고 행거이어를 설치할 경우 조가선 보호덮개를 전량 설치한다.

 

6. 피복조가선의 시설
(1) 선상역사, 과선교 및 구름다리 하부 또는 터널입출구 등 조가선 소선 단선의 위험성이 있는 개소에는 낙하물 등에 의한 조가선 소손 및 단선의 방지를 위해 피복조가선을 설치하여야 한다. 다만 이물질을 던지거나 낙하시킬수 없는 밀폐형 구조의 선상역사, 보호망이나 안전벽이 설치된 터널 입․출구, 안전막이나 미세투시형 그물막이 설치된 과선교로서 조가선과 각부 시설물까지 1.2m이상 개소는 예외로 한다.
(2) 이중에어섹션으로 구성된 절연구분장치는 팬터그래프 통과시 발생할 수 있는 아크열로 인한 소선 단선의 방지를 위해 피복조가선을 설치하여야 한다.

 

7. 드로퍼의 시설
(1) 드로퍼의 설치 간격은 속도 등급에 따라 다음 표와 같이 설치할 수 있으며 전차선로의 가선시스템 및 특수경간에 따라 조정할 수 있다. 다만, 기존 산업선 전철구간(BT방식)에 한하여 드로퍼 간격을 10[m]로 설치할 수 있다.

속도등급	설치간격[m]	비 고
300킬로급	4.5～6.75	350/400킬로급 : 4.5～6.5m
250킬로급	3～4.5～5
150～200킬로급	2.5～5
70～120킬로급	2.5～5	행어이어 사용 가능

(2) 교차장치에서 본선과 교차되는선의 드로퍼(행어이어 포함)는 서로 접촉되지 않도록 설치한다.

 

8. 합성전차선의 경사
전차선 지지점에서 조가선과 전차선이 만드는 면과 조가선 지지점에서 궤도면으로 내린 수직선과의 간격.

속도등급	최대간격[mm]
250킬로급 이상	10
200킬로급 이하	50

 

9. 전차선로 가고의 적합성 검토 사항

▪가고에 따른 동력학 특성 변화 파악
▪동력학 시뮬레이션을 통한 정상운행조건에서 동적 압상량 확인
▪동력학 시뮬레이션을 통한 최대 풍속에서 동적 압상량 확인
▪선로와 차량 조건에 따른 차량의 주행 중 동적 수직 움직임 파악
▪곡선당김금구 및 가동브래키트의 사양 확인
▪팬터그래프 게이지 확인
▪팬터그래프 최대 압상 시 곡선당김금구 및 암지지금구와의 위치관계 검토
▪최악조건에서 팬터그래프가 최대로 기울어지는 각도 계산
▪곡선당김금구 사양에 대한 팬터그래프와의 접촉관계 평가

 

10. 높이에 따른 팬터그래프 운동 한계 계산

높이	집전판 반폭 넓이 (m)	Swing Gauge (m) 직선부 (E<0.066)	Swing Gauge (m) 곡선부 (E=0.180)	비고
5	0.725	0.206	0.287
5.1	0.725	0.211	0.294
5.2	0.725	0.216	0.301
5.3	0.725	0.222	0.308
5.4	0.725	0.227	0.315
5.5	0.725	0.232	0.322
5.6	0.725	0.238	0.329
5.7	0.725	0.243	0.336
5.8	0.725	0.248	0.343

 

11. 드로퍼 길이

드로퍼 배치

 

경간	구분	A	B	C	D	E
50 m	드로퍼 길이(m)	0.872	0.748	0.655	0.593	0.562
	선의 길이(m)	0.81	0.68	0.59	0.53	0.52
40 m	드로퍼 길이(m)	0.890	0.802	0.743	0.714
	선의 길이(m)	0.83	0.74	0.68	0.65
30 m	드로퍼 길이(m)	0.908	0.855	0.829
	선의 길이(m)	0.84	0.79	0.76

※ “선의 길이”는 아래 식으로 구한 값을 cm 단위로 반올림한 값임
     선의 길이 = 드로퍼 길이 - 크램프 길이(전선 압착부 제외) = 드로퍼 길이 - 0.065m

 

 

출처-국가철도공단 KRE-03130