강체 전차선 공사

1. 급전선 및 급전장치

 

(1) 급전방식의 커티너리 방식은 AT급전방식과 동일하며 일반구간의 급전선은 Cable 사용시 쥐 피해 및 접속개소, 케이블헤드 장애 발생 시 복구에 장시간이 소요되므로 현수 클램프를 취부한 NSP-50 지지애자를 사용하여 Cu(Cu-OC 포함) 또는 ACSR 재질 전선으로 시공한다.
(2) 급전선 상호 간격은 1,200㎜이상을 이격하여 설치하고 강체 전차선로와 충분한 절연 이격거리를 유지하여야 한다.
(3) 급전선을 Cable을 사용하여 시설하는 구간(역구내-승강장 홈)은 전력 Cable 66㎸ 200 ㎟-1C를 터널 벽면을 따라 크리트 및 케이블 클램프를 사용하여 고정한다.
(4) Cable 단말개소는 Cable 헤드를 사용하여 접속하고, Cable의 차폐선을 비절연보호선 등에 연결한다.
(5) Cable의 직선접속은 Cable 중간 접속상을 사용하고 Cable 차폐선을 연결한다.
(6) Cable을 R-bar에 연결할 때는 R-bar용 클램프를 사용한다.

(7) 급전장치에는 R-bar 급전용 전원 케이블이 접속되어 강체 섹션간의 전기적 접속에 사용한다.
(8) 급전장치 각 접속 블럭은 강체(R-bar)의 상부 평면에 대향으로 배치된 2개의 반 블럭으로 구성되며, 2개의 반 블럭은 2개의 M10 나사 봉으로 연결되고. 스테인레스 너트는 15Nm의 힘으로 죄여진다.
(9) 2개의 반 클램프간에 설치되는 2개의 부재(brace)는 강체(R-bar)의 지압력을 제한하고 억제한다. 각 블럭에는 2개의 13㎜ 구멍이 있으며 이는 케이블 플럭 설치용이다.
(10) 동 케이블을 사용하는 경우에는 급전장치를 접촉 그리스로 도포하여야 한다. 각 반 블럭의 길이는 100[㎜]이며 강체(R-bar)와 접촉하는 면적은 1,000[㎟]이다.

(11) 급전장치의 공칭 정격전류는 1,200A이며 이 보다 높은 전류에 대해서는 다수 개의 급전장치가 설치될 수 있다.

 

 

2. 앵커볼트(Anchoring) 설치 공사

 

(1) R-Bar 브래킷 설치시 앵커볼트의 매입 위치를 정확하게 측정한 후 콘크리트면과 수직으로 규정된 직경 및 깊이(케미컬 앵커볼트 20Φ×250)로 구멍을 뚫어야 한다. 특히 곡선부에 있어서는 선로 캔트에 의한 레일 중심축의 이동(전차선 높이 기준)을 고려하여야 한다.
(2) 뚫은 구멍은 깨끗하게 청소하고 케미컬 앵커를 구멍에 삽입한 후 스타터 볼트(Starter bolt)를 임팩트 드릴(Impact drill)에 어댑터(Adapter)를 부착하여 진동 및 회전시켜 구멍속에 수직으로 삽입한다.
(3) 케미컬 앵커를 삽입한 후 50분이상 경과한 후 부하를 인가하여야 한다.
(4) 케미컬 앵커는 국제공인기관의 시험을 득한 제품을 사용하여야 하고 스터트 볼트는 용융아연도금을 하여야 한다.

 

 

3. 지지물 설치

 

(1) 강체가선방식의 지지물은 운행속도에 따라 최소 8m, 최대 12m까지 할 수 있으며 선로 조건, 분기개소의 중심지점, 건넘선 등을 고려하여 조정할 수 있다.
(2) 강체전차선의 지지점 간격은 강체의 Deflection 등을 고려하여 정하며, 일정한 지지 간격에 의한 무장력으로 지지되어진 상태로서 지지점 중앙의 강도는 지지점 간격의 1/1,000 이하를 유지하여야 하고 Deflection은 강체의 자중, 강도, 지지점 간격에 의하여 강체의 무게가 경량, 강도가 크면 지지점 간격을 크게 할 수 있다.
(3) 강체전차선의 지지점 간격은 열차속도에 따라 다음 표에 의거 설치하여야 한다.

 

브래킷의 최대 허용간격

속도	최대 허용 이도	최대 허용 경간	비고
≤80[km/h]	a/750	12[m]
≤120[km/h]	a/1300	10[m]

 

(4) 곡선로, 건넘선 등 특수개소의 경간은 기준 편위 확보 가능한 범위 내에서 위치를 조정 할 수 있으나 접촉면의 설치높이는 3㎜의 오차 이내로 되어야 한다.
(5) R-bar 지지물은 다음의 3가지 방식으로 조정이 가능하도록 설치되어야 한다.
① 지그재그 편위의 횡방향 조정 : 지지물은 트롤리선의 지그재그 편위범위 ±210㎜의 횡방향 조정이 가능하여야 한다.

② 높이조정 : 매우 협소한 건축한계 터널 등의 특수한 경우를 제외하고 지지물은 충분한 높이조정(±30㎜범위)이 가능하여야 한다.
③ 곡선로에서 R-bar의 회전 조정 : 지지물에 의해 궤도 캔트(cant)에 대한 R-bar의 회전조정이 가능하여야 한다.

(6) 지지물은 선로길이 방향으로 강체 전차선로가 자유롭게 팽창 수축할 수 있도록 설치되어야 하며 이를 위해서 다음의 2가지 방식의 지지물 설치방법을 사용할 수 있다.
① 고정식 지지물(fixed support)
② 회전식 지지물(swiveling support)

 

 

4. 강체(R-Bar) 브래킷 공사

 

(1) R-bar 브래킷의 지지점 간격은 열차운행속도에 맞도록 설치하고 R-bar 브래킷의 지지 철물은 구조물의 높이 및 형태에 따라 적합하게 취부되도록 BOX형 및 NATM형으로 구분하여 현장위치를 정확하게 측정한 후 터널벽(천정) 브래킷 설치도면에 의거 제작하여 높이별로 설치한다.
(2) 지지철물의 취부는 케미컬 앵커볼트(20Φ×250) 4개를 사용하는 것으로 한다.
(3) 강재의 도금은 “KCS 14 31 40 도장 ”에 의한다.
(4) C 찬넬의 T볼트 설치시 설치 위치를 정확하게 측정한 후 C 찬넬 콘크리트면과 수직으로 시공하여야 한다.
(5) C 찬넬의 T볼트는 국제공인인증기관의 시험을 필한 제품을 사용하여야 한다.
(6) 토목공사시 매입시공된 C 챤넬 또는 매입전 개소는 규격의 볼트를 사용하여 R-Bar 브래킷을 설치하여야 한다.

 

 

2. 강체(R-Bar) 설치

(1) R-bar(AL 2,200㎟) 강체는 R-bar 보호용 표면 피막이 손상되지 않도록 포장된 상태로 현장에 반입한다.
(2) R-bar가 비틀렸거나 구부러진 것 등의 외형이 변형된 것은 설치 전에 교정 및 적합한 방법으로 원상한 후 사용한다.
(3) R-bar 설치 전 편위 브래킷의 취부상태를 확인 후 설치한다.
(4) 곡선 반경에 따라 R-bar를 구부린 후 설치한다.
(5) R-bar의 최소 높이는 레일면상 4,750㎜로 하고, 터널 구조에 따라 구배를 1/1,000이하 (측선 3/1,000이하)가 되도록 높게 설치한다.

(6) Expansion 개소의 편위를 0으로 하고 순차적으로 편위를 크게 하여 흐름방지개소 편위가 최대(200㎜)가 되도록 선로 중심선에서 지그재그로 설치한다. 실제적으로 편위의 형태는 커티너리 가선의 부분적 직선 형태가 아닌 사인곡선(sine curve)에 근접한다.
(7) R-bar는 접속판(splice plate)에 의해 상호간 접속되므로 접속은 기계적 및 전기적으로 연속성이 확실하도록 시행하여야한다.

 

 

6. 램프(Ramp) 설치

(1) 램프는 한 측 종단에서 만곡 되는 4m 길이의 강체 바(R-bar)로 제작한다.
(2) 경사부분의 길이는 1,500㎜이고, 최대경사 1/20 종단에서의 높이 70㎜로 점차적으로 높이가 증가하며 만곡부의 반경은 6m이다.
(3) 만곡부 굽힘 작업은 강체 바(R-bar)의 부리(beak)가 손상되지 않고 부리 간격이 4.7～5.3㎜로 유지되도록 한다.
(4) 램프에서 경사가 없는 다른 종단은 접속이 가능하도록 천공한다.
(5) 램프는 신축장치(expansion joint) 구분장치(sectioning device) 및 분기선 구성의 각 섹션의 종단에 설치한다.
(6) 램프의 경사부는 안전 목적으로 사용되며 실제적으로 신축장치(expansion device)의 램프조정에서는 팬터그래프가 한 측 램프에서 다른 측 램프의 곡선 부위가 아닌 직선부에서 이행되는 방식으로 수행된다.

 

 

7. 신축장치(Expansion Element) 설치

(1) 강체 전차선로 최대 설치 섹션의 길이는 주변 온도범위 ΔT(℃)=T max-T min에 의해 결정한다.
(2) 섹션의 중앙지점에 설치되는 행어 클램프의 주위에 앵커(anchor)를 설치하여 고정점을 설정하여야 한다.
(3) 신축장치(expansion joint)는 열차운행 속도에 따라 다음 것을 사용한다.
① 운행속도 100km/h를 초과하는 구간은 일체형
② 운행속도 100km/h 이하의 구간은 2개의 램프(ramp) 평행구간(parallel section)으로 구성되는 신축장치
(4) 온도변화에 의하여 R-bar의 수축을 원활하게 하기 위하여 R-bar 1섹숀 마다 Expansion joint를 설치한다.
(5) 평행개소는 연결금구(Expansion Element)를 사용하여 설치한다.

(6) 램프 평행구간 브래킷 간격은 4m로 설치하고 편위는 0으로 한다.
(7) 신축장치는 R-bar 섹션의 기저부에 일치하여 설치하고, 신축장치는 R-bar의 다른 부분과 동일한 방법으로 접속한다.
(8) 신축장치의 이격거리는 최소 200㎜이상으로 하고 높이와 수평조정은 전류 핀과 접촉 날의 동시 조정에 의하여야 한다.

 

 

8. 이행장치(Transition section 및 Transition device)

 

(1) 강체 전차선 Transition section은 다음 각 호와 같이 설치하여야 한다.
① 커티너리 전차선로와 R-bar의 이행구간에서는 트롤리선 접촉면의 전기적 및 기계적 연속성이 확보되어야 한다.
② 커티너리와 R-bar는 서로 다른 관성력을 가지며 이행구간에서 경점이 발생되지 않도록 전용 이행장치를 사용하여야 한다.
③ 이행장치는 장력 트롤리선에 유사한 가연성에 최대한 도달할 수 있도록 관성력을 점차적으로 경감시키는 방식을 적용하도록 한다.
④ 이행장치는 트롤리선이 이행장치의 부리(beak)내에서 미끄러지지 않도록 하기 위하여 트롤리선을 클램프로 고정시키고 이 클램프는 알루미늄 강체 외부로 돌출시킨다.
⑤ 이행장치와 클램프의 조합 장치는 커티너리 전차선로에서 발생하는 트롤리선의 기계적 장력을 견딜 수 있도록 고장력 앵커(heavy duty anchor)로 지지하여야 한다.
⑥ 알루미늄 강체 내부에 수분 또는 먼지 축적을 방지하도록 보호커버를 설치하여야 한다.

 

(2) 강체 전차선 Transition device는 다음 각 호와 같이 설치하여야 한다.
① 이행장치의 길이는 5m로 하고 알루미늄 강체 바(R-bar)의 상부를 기계 가공하여 제작하여야 한다.
② 이행장치의 강체 바에 480㎜ 간격으로 7개의 구멍을 천공한다.
③ 강체 바(R-bar)에 7개의 스테인레스 강제 M10 볼트를 15Nm로 조여 지압력이 충분 하도록 하여야 한다.
④ 이행장치의 하부에는 60×200㎜의 홈(groove)을 설치하여 트롤리선의 인장력에 의해 알루미늄 강체(R-bar) 내부에서 트롤리선이 미끄러지지 않도록 트롤리선을 고정 (clamping)한다.

 

 

9. 에어섹숀

(1) 에어섹숀은 구분소 등의 급전구분 지점 등에 설치하는 것으로 R-bar 전차선을 전기적으로 구분하기 위하여 두 개의 R-bar 전차선을 평행하게 300㎜로 이격하여 설치한다.
(2) R-bar를 사용하여 팬터그래프가 원활히 습동하도록 R-bar 상호간의 높이 조정을 정확히 하여야 한다.
(3) 전차선 상호 중심거리를 300㎜로 하여 팬터그래프가 원활히 습동하도록 R-bar 상호간의 높이 조정을 정확하게 한다.
(4) 전차선 상호간 중심 위치의 편위는 0으로 한다.

 

 

10. 에어조인트

(1) 건넘선 개소 등의 본선과 접속개소에는 에어조인트를 설치한다.
(2) 건널선 R-bar의 양단은 에어섹숀 R-bar로 설치한다.
(3) 전차선 상호 중심거리를 350㎜하고 균압선(가요동연선 Cu 100㎟) 2조로 R-bar 상호간은 균압한다.

 

 

11. 분기선 및 건넘선

(1) 분기선은 램프로 구성되며 직선궤도는 직선 R-bar에 의해 급전된다.
(2) 분기궤도는 전철기 위치에서 시작되는 다른 전차선로 섹션에 의해 급전된다.
(3) 직선 섹션에서 분기섹션으로 이행이 가능하도록 램프는 분기섹션의 종단점에 설치한다.
(4) 에어 섹션 또는 신축장치 섹션과 동일하게 직선 섹션에서 분기섹션으로의 이행은 램프의 직선 수평구간에서 수행되며 램프의 경사부분은 2개 전차선의 상대적 높이가 서로 다르게 조정된 경우에 안전구간으로 이용할 수 있게 한다.
(5) 분기기에서 분기궤도의 R-bar는 직선궤도 전차선로보다 약간 높게 설치하여 직선궤도를 주행하는 팬터그래프와의 접촉을 피할 수 있도록 하여야 한다.

 

 

12. 흐름방지장치

(1) 강체 가선구간에서는 인류구간(섹션) 중앙점에 흐름방지장치를 설치한다.
(2) Box형 개소 및 단선 NATM 구간은 장간애자(N-a)를 사용하여 설치한다.
(3) 알루미늄 강체(R-bar)상부에 고정판을 설치하고 이 고정판에 쐐기형클램프를 사용하여 아연도강연선 90㎟, 현수애자(고분자 T-S. 3호), 종단 턴버클을 일직선으로 연결하여 터널벽면에 견고하게 고정시킨다.
(4) 터널 벽면에 고정시 앵커볼트를 사용하여 고정시키며 설치 높이는 R-bar 상단보다 300 ㎜이상 높게 설치하여 Pantograph 통과에 지장이 없도록 하여야 한다.

 

 

13. 전차선 가선

(1) 전차선의 가선은 센터가선을 하여야 하며 가선에 필요한 장비와 공구를 완전히 정비 점검하여야 한다. 또한 관계처와 협의 완료 후 시행하여야 한다.
(2) 전차선(Cu 110㎟)은 가선차량(모터카)과 전차선 가선 도르래 (Inject)및 그리스 펌프를 이용하여 R-bar에 삽입하는 방식으로 가선 한다.
(3) 가선시 그리스 펌프를 사용하여 R-bar와 전차선이 접속되는 홈에는 이종금속(알루미늄과 동) 접속으로 인한 부식현상이 일어나지 않도록 그리스를 도포 한다.
(4) 전차선의 끝부분은 팬터그래프의 습동에 지장이 없도록 위로 구부려서 마감한다.
(5) 가선 열차 편성은 한국철도시설공단에서 대여하는 대형 모터카 및 평판차 등으로 편성 한다.
(6) 전차선은 드럼은 일련번호를 작성하여 부여된 번호순으로 가선하고 사전에 승인된 조장 표와의 일치여부를 확인 후 작업한다.

(7) 전차선 가선에 의한 R-bar의 흐름을 방지하기 위하여 적합한 방법으로 R-bar가 움직이지 않도록 고정한다.

(8) 전차선 삽입용 전차선 가선도르레(Injector)와 그리스 도포용 그리스 펌프를 전차선 가선열차에 설치하여 가선한다.
(9) 전차선 가선공정은 다음과 같다.
① 강체 섹션의 종단에서 가선을 시작한다.
② 가선 트롤리를 장착한다.
③ 그리스 주입장치를 설치한다.
④ 강체의 알루미늄 부리(beak)내에 트롤리선이 정확하게 삽입되는지를 검사하면서 천천히 가선을 시작한다. 정확한 가선 방법으로 트롤리선의 설치속도는 2km/h로 시행한다.
⑤ 강체 섹션의 종단 지점에서 램프 또는 이행장치 직전에서 일시 가선을 정지한다. 이 장소에서는 가선 트롤리를 수동으로 눌러서 트롤리선을 삽입한다.
⑥ 램프에서는 램프길이보다 100㎜ 길게 전차선을 절단하여 구부려 둔다.
⑦ 이행장치에서는 M10 볼트를 7개 채운다.
⑧ 접촉면의 편위와 높이를 검사하고 3㎜의 허용오차를 확인한다. 신축장치 또는 구분 장치 구간에서는 접촉면의 높이를 매우 정교하게 조정하여야 한다.

 

 

14. 보호설비

 

(1) 비절연보호선은 다음 각 호에 의하여 시설한다.
① 비절연보호선에는 Cu 75㎟ 이상의 것을 사용한다.
② 비절연보호선 클램프는 동합금제를 사용한다.
(2) 보호선용접속선 다음 각 호에 의하여 시설한다.
① 레일과의 접속은 F-GV 95㎟(2회선)을 사용하고 PVC전선관(HI 36㎜)에 수용한다.
② PVC 전선관은 반새들(3.2t)과 앵커볼트(M8x50)로 고정한다.
(3) 보호카바(protective cover) 및 보호슬리브(protective sleeve) 설치
① 보호커버는 누수가 우려되는 개소에 사용하며 열, 충격 및 자외선 차단효과를 가지는 반투명 재질을 사용하여야 한다.
② 전차선 이행구간에서 이행장치의 확장 공에 물이 차는 것을 방지하도록 PVC 재질의 보호 슬리브를 설치하여야 한다.
(4) 접지설비
① 전차선로에 따라 설치되어 있는 건조물의 금속부분 등에서 유도에 의한 위험전압이 발생할 우려가 있는 시설은 매설접지선에 연결하여 접지를 하여야 한다.
② 접지장치(earth connector)는 강체 바(R-bar)의 상부에 설치하여 접지걸이가 용이하게 접속되도록 16㎜직경의 봉을 설치한다.
③ 접지장치는 강체 바(R-bar)에 장치를 고정시키는 4개의 반 클램프로 구성된다.

④ 반 클램프는 대향으로 설치하고 스텐레스스틸 M8 스크류와 너트로 연결하여 자체 쇄정하고 8Nm의 토크로 조이며 강체 바(R-bar)의 상면에 가해지는 응력을 억제하도록 4개의 반 클램프 사이에 블록을 설치한다.
⑤ 접지걸이가 접속되는 접지 접속봉은 부재에 볼트로 고정하고 접지장치는 궤도에 연결하여 실치 하되 설치간격 역구내에 한하여 50~100m 간격으로 설치한다.
(5) 터널 내 방재설비인 비상용 접지걸이 설치 여부를 확인한다.

 

 

15. 표지류

(1) 강체구간에 설치하는 각종 표지류는 터널용을 사용하여야 하며 취부시에는 앵커볼트 (M12x130)를 사용하여 콘크리트 벽면에 견고하게 설치하여야 한다.
(2) 지하구간에 설치되는 전주번호표는 지지금구에 설치하고 전주번호표는 공단이 정한 참고도에 의한다.
(3) 전주번호의 부여는 선로의 서울 쪽을 기준으로 복선 이상의 경우에는 하선을 기준으로 한다.
(4) 지하구간의 전주번호표는 5경간마다 설치한다.(처음 및 마지막 전주번호표 포함)

 

출처-국가철도공단 (KRACS 473030)