구분장치의 종별과 설계

1. 구분장치의 종별과 사용구분

 

구분	종별	세목	사용구분	속도[㎞/h]	비고
전기적 구분	에어섹션 (Air Section)		동상의 본선 구분용	설계속도	동상 구분장치
	애자섹션 (Section Insulator)	현수애자제	동상 상, 하선 및 측선 구분	45	"
		장간애자제	"	85	"
		FRP제	"	120	"
	절연구분장치 (Neutral Section)	FRP제	이상 구분 또는 교/직 구분	120
		PTFE제	이상 구분	180
		NS25	이상 구분	200
		이중에어 섹션	이상 구분	설계속도
	비상용 섹션		사고시 긴급 구분용	설계속도	상시는 전기 적으로 접속
기계적 구분	에어조인트 (Air Joint)	본선 구분	합성전차선 평행설비 구분	설계속도
	R-Bar조인트 (Expansion Element) T-Bar조인트 (Expansion Joint)	본선 구분	강체 전차선 평행 설비 구분	120	단, 설계속도에 적합한 시스템 변경 및 개발시 따로 적용 가능

 

 

2. 전기적 구분장치의 설치위치

① 복선구간에서 장내신호기 부근에 설치하는 구분장치는 장내신호기의 위치와 일치시키거나 또는 그 내측에 시설한다.
② 복선구간에서 출발신호기 부근에 설치하는 구분장치는 입환을 행하는 역단 분기기에서 인상 열차 길이에 50[m]를 가산한 길이 이상 이격한다.
③ 제2호의 이격거리를 택한 경우 구분장치와 그 전방의 폐색신호기까지의 거리가 당해선구를 운전하는 열차장에 50[m]를 더한 값 이하일 경우에는 폐색신호기의 내측에 시설한다.

④ 단선구간에서 장내신호기 부근에 설치하는 구분장치는 장내신호기의 외측에 당해선구를 운전하는 열차장에 50[m]를 더한 값 이상 이격한 위치에 설치하며 입환을 행하는 구간은 제2호에 준한다.
⑤ 정거장간에 설치하는 구분장치는 폐색신호기 위치와 일치시킨다. 다만, 단선구간으로 상․하의 폐색신호기의 외방이 중복할 경우에는 대향의 신호기 어느 것에서 당해선구를 운전하는 열차장에 50[m]를 더한 값 이상 이격한 위치에 시설한다.
⑥ 입․출고선에 설치하는 구분장치는 차량정지표지에서 전방 20[m] 이격한 위치에 시설한다.
⑦ 절연구분장치(Neutral Section)는 변전소 앞 및 구분소 앞 선로 곡선반경, 선로기울기,신호기 위치, 급전조건, 차량의 성능 등을 고려하여 열차타력운행이 가능한 위치 중 운영자 등 관련부서 관계자와 협의 후 설계 단계에서 선정한다.
⑧ 전기 차량이 상시 정차하는 등 전기차가 장기간 정차하는 곳에는 구분장치를 두지 않는다.

 

3. 에어섹션

(1) 두 개의 평행한 전차선 상호간의 이격거리

속도등급	이격거리[㎜]	비 고
300킬로급 이상	500 이상
250킬로급	400 이상
200킬로급 이하	300 이상	부득이 한 경우 250[㎜]까지 단축

 

(2) 무가압 부분의 전차선과 조가선 및 이에 근접하는 가압부분의 조가선도 상호 균압한다.
(3) 경간과 편위, 가고는 기본도에 의해 설치하여야 하며 중심전주의 쌍브래킷개소 전후에서 평행 등고 구간이 이루어지도록 한다.
(4) 구분용 애자의 하단은 본선의 전차선 높이에서 200[㎜] 이상으로 한다.
(5) 평행부분에 있어서 양방향의 전차선의 레일면 높이의 등고 부분이 500[㎜] 이상 되도록 시설한다.
(6) 평행부분의 경간은 2경간 이상으로 설치함을 원칙으로 한다. 단, 속도등급 200킬로급 이하에서는 경간이 40[m]이상 일때 1경간으로 설치할 수 있다.

 

 

4. 애자섹션

(1) 건넘선 및 측선에 설치하는 애자섹션은 본선을 통과하는 열차 팬터그래프에 지장이 없도록 본선 궤도중심으로부터 가급적 멀리 이격시켜 설치하여야 한다.
(2) 애자섹션의 설치위치는 전차선 지지점(현수지지점 포함)에서 애자섹션 중심까지(건넘선 4.5[m], 측선 1.5[m]) 이격된 위치에 설치하며, 애자섹션의 처짐 및 좌․우 진동이 최소화 되도록 하여야 한다.
(3) 애자섹션의 팬터그래프 접촉 동작부인 슬라이더부와 전차선접속부는 열차통과에 지장이 없도록 수평으로 설치하여야 한다.
(4) 애자섹션은 인류점으로부터 가급적 가까운 곳에(200[m] 이내) 설치하여 온도변화에 따른 변형이 없도록 한다.
(5) 팬터그래프 통과시 동요가 적고 아크가 완전히 끊어져 아크로 인해 절연이 파괴되지 않도록 하여야 한다.
(6) 애자섹션은 합성전차선 또는 전차선의 장력을 자동조정할 경우에 변형되지 않도록 시설한다.
(7) 애자섹션이 설치된 개소에는 구분장치 앞뒤의 전차선과 조가선을 상호 균압한다.
(8) 애자섹션의 설치위치는 레일의 절연이음매부 설치위치의 연직선상으로부터 3m 이상 이격하여 설치한다.

 

 

5. 절연구분장치의 설계

(1) 절연구분장치(Neutral Section)의 길이는 당해선구를 운행하는 전기차의 속도․팬터그래프의 성능 및 설치간격․지형조건 등을 고려하여 설계한다.
① 절연구분장치(Neutral Section)의 길이는 운행될 열차의 최대 길이와 그 열차의 팬터그래프 사이 거리(동일 회로로 연결되는 팬터그래프간 거리) 등을 고려하여 절연구간에서 다른 위상 간 전기적으로 단락시키지 않는 길이 이상으로 설계하여야 한다.
② 절연구간 내 전기차가 정차하여 자력으로 이동할 수 없는 구간은 자력 이동이 가능하도록 전원을 투입할 수 있는 개폐설비를 반영하여야 한다.

(2) 절연체를 사용하는 구분장치는 다음 각 호에 의하여 설계한다.
① 절연구간을 갖는 인류구간의 길이는 600[m] 이하로 하며 자동장력조정장치에 의한 일단 조정을 시행한다.
② 절연구분장치 양단의 전차선과 조가선을 상호 균압한다.
③ 절연구분장치 구간의 조가설비는 팬터그래프 통과로 생기는 아크(Arc)에 의한 손상이 없도록 시설한다.

(3) 이중에어섹션에 의한 절연구분장치는 다음 각 호에 의하여 설계하여 한다.

① 절연구분장치는 기본도에 따라 각 경간, 편위, 가고 등을 고려하여 정밀하게 설치하여야 한다.
② 절연구분장치는 상이 다른 두 개의 전원 사이에 무가압의 중성구간을 만들기 위해 2개의 에어섹션으로 구성되며, 두 전원이 완전하게 구분되도록 설치하여야 한다.
③ 절연구간 양측에 설치된 에어섹션의 인류주 앞쪽 중간전주 전차선 지지점에서 절연구간측으로 2.0[m] 이상 이격된 위치에 설치되는 애자 사이와 또한 두 전원의 에어섹션개소인 평행구간 조가선(중성구간 측 중간전주 쪽은 전주중심에서 2.5[m], 반대측 즉, 절연구간 끝 쪽의 중간전주의 전차선 지지점으로부터 1.5[m] 이격된 위치간)은 피복조가선으로 설치하여야 한다.
(4) 강체구간의 절연구분장치는 에어갭(Air Gap)식 또는 FRP식, 이중에어섹션방식으로 할 수 있으며 강체는 고정한다.

 

항 목	전동차 (VVVF)	비 고
A + B + C + D	1410 [㎳]	속도 110 [㎞/h]
유 효 길 이	43.08 [m]	1,410×10-3×110×103÷3,600
팬터그래프의 간격	14.05 [m]
소요 섹션길이	57.13 ≒ 60 [m], 여유 6[m] = 총 길이 66[m]

 

6. 에어조인트

① 평행부분에서 전차선의 상호간격은 다음 표와 같이 설치하여야 한다.

속도등급	간 격	비 고
250킬로급 이하	표준 : 150[㎜] 최대 : 250[㎜]	단, 부득이한 경우 100[㎜]까지 할 수 있다
250킬로급 초과	200[㎜]

 

② 에어조인트에서 균압장치는 제121조에 의거 설계 한다
③ 지지점에 있어서 전차선의 인상 높이는 속도등급에 따라 인상하여 접속금구 등이 팬터그래프의 통과에 지장을 주지 않도록 시설한다.
④ 평행부분의 경간은 2경간 이상으로 설치함을 원칙으로 한다. 단, 속도등급 200킬로급 이하는 경간이 40[m]이상에서는 1경간으로 설치할 수 있다.
⑤ 평행부분에서는 단독주에 평행틀을 설치한다. 다만, 곡선개소등 평행틀에 불평형 하중이 걸리는 경우에는 복주를 설치할 수 있다.

7. 비상용섹션

(1) 비상용섹션은 재해 또는 사고시에 합성전차선을 전기적으로 구분할 필요가 예상되는 곳에 설치한다.
(2) 정거장간의 비상용섹션은 에어섹션(Air Section)에 준하여 시설한다.
(3) 정거장구내의 비상용섹션은 애자섹션(Section Insulator)에 준하여 시설한다

 

 

8. 타력운행구간의 설계

(1) 고속철도구간에서는 필요할 경우 전차선로의 사고시 열차가 타력으로 통과 할 수 있도록 ZCP(Zone for Catenary Protection, 전차선로 타력운행구간)를 설계할 수 있으며, 설치 조건은 다음과 같이 한다.
① 설계속도 및 열차의 운행 조건 등을 고려하여 설계 한다.
② ZCP의 설치구간 길이는 선로기울기 10‰이하는 20km이하로 하고, 10‰넘는 선로에서는 15km이하로 한다. 다만, ZCP전,후에 도중건넘선 등 이 있는 경우 현장 선로여건을 고려하여 설치구간 길이를 조정 할 수 있다.
③ 급전구간별 구분용 부하개폐기를 설치하고, CTC에 전차선로 ZCP 정보가 전달되도록 구성한다.

 

 

9. 구분장치의 구비조건

 

(1) 충분한 절연성을 가질 것
① 절연이 완전하고 누설전류가 적을 것
② 팬터그래프 통과시 아크가 완전히 소멸될 것
③ 아크에 의한 절연이 파괴되지 않을 것

(2) 팬터그래프의 통과에 지장이 없을 것
① 가볍고 집전상 경점이 되지 않을 것
② 팬터그래프 통과시 동요가 적으며, 적당한 압상량이 있을 것
(3) 가볍고 기계적 강도가 클 것
(4) 그 구간을 운전하는 열차의 속도에 대응할 수 있을 것
(5) 기계적 구분장치는 온도변화에 의한 전선의 신축 및 과도한 장력을 방지하도록 전차선을 적당한 간격으로 구분하여 인류할 것

 

 

출처-국가철도공단 KRE-03230