궤도회로 일반사항

1. 용어의 정의

(1) 궤도회로 : 열차 등의 궤도점유 유무를감지하기위하여레일을전기적으로구성한회로

(2) 궤도회로 사구간 : 궤도회로의 일부분에 열차가 점유 하여도 궤도계전기가 작동되지 않는 구간

(3) 저항자(Resistor) : 궤도회로에 흐르는 전류를 조절하는 저항(한류장치)

(4) 궤도회로기능감시장치(TLDS : Track Circuit Level Detection System) : 궤도회로의 전기적인 특성을 미리 보수자에게 알려 기능을 감시토록 하는 장치

(5) 궤조절연(Rail Insulation) : 궤도회로구간에서 레일을 전기적으로 분리시키기 위해 이음매부에 설치하는 절연물

(6) 궤도회로 단락감도(Train Shunting Sensitivity of Track Circuit) : 궤도계전기를 무여자 상태로 하기 위해 레일 양측을 단락하는 최대 저항값

(7) 레일본드(Rail Bond) : 선로에 신호전류 및 전차전류를 통하게 하기 위해 레일이음매 부에 설치하는 회선

(8) 크로스본드(Cross Bond) : 귀선전류의 평형을 유지하기 위해 궤도에 접속하는 회선

 

 

2. 개요

궤도회로(Track Circuit)장치는 레일을 전기회로로 이용하여 열차 또는 차량의 위치를 검지하고 차상속도코드를 전송함으로서 지상신호방식 및 차내신호방식에 있어 신호제어 설비를 직접 또는 간접적으로 제어하는데 그 목적이 있다.

 

 

3. 궤도회로 극성

(1) 인접 궤도회로와 이극으로 구성하고 레일절연이 파손된 경우 또는 인접 궤도회로와의 사이에 궤조절연을단락했을때궤도계전기가낙하되어안전측으로동작하여야한다.

(2) AF궤도회로는 인접하는 궤도회로 또는 병행하는궤도회로상호간에는사용하는주파수가 다르게 설비한다.

 

 

4. 궤도회로 단락

궤도회로는 열차점유, 송전불능 등의사유발생시궤도계전기가 낙하되어야 한다.

 

 

5. 궤도회로 단락감도

(1) 임펄스 및 AF 궤도회로(무절연 AF궤도회로 제외)의 경우 궤도단락감도는 그 궤도회로를 통과하는 열차에 대하여 맑은 날 0.06Ω이상으로 한다.

(2) 단락감도의 측정위치는 직류궤도회로는송전단레일위, 교류궤도회로는착전단레일위, 병렬궤도회로는 병렬부분의 끝 레일 위로 한다.

 

 

6. 궤도회로 사구간

궤도회로의 사구간은 부득이 한 경우에 다음 각 항에 정하는 범위내로 설비한다.

(1) 궤도회로 사구간 길이는 7m 이하로 한다.

(2) 궤도회로 사구간의 길이가 1,210㎜ 이상의 경우는 궤도회로 사구간 상호 또한 다른 궤도회로와는 15m이상 격리시켜야 한다.

 

 

7. 궤도회로 길이 궤도회로의 길이는 선정된 궤도회로장치의 제어거리 범위 내에서 폐색분할에 의하여 정한다.

 

 

8. 궤도회로의 원리

궤도회로장치는 레일을 일정한 구간으로 분할하여 인접 궤도회로와 독립된 회로를 구성 하기 위하여경계구간에궤조절연을설치하고, 궤도회로내의 레일이음매 부분의 접속저항을 최소화하기 위하여 본드로 양단레일을 접속한 다음 한쪽에는 전원을 연결하고 다른 한쪽에는 궤도계전기를 설치하여 <그림 1>과 같이 전기회로를 구성한 것이다.

그림 1. 궤도회로의 원리

 

궤도회로 내에 열차가 없을때에는 전원으로부터 흐르는 전류에 의하여 계전기가 여자되고 궤도회로 내에 열차가 진입하면 차축에 의하여 전기회로가 단락되어 계전기는 무여자되며 레일이 절손되거나 궤도회로 자체에 고장이 발생할 경우에도 궤도계전기는 무여자 된다. 또 신호기는 궤도계전기의 여자접점을 통할 때에는 진행을 지시하는 녹색등이 현시 되고 무여자 접점을 통할 때에는 열차를 정지시키는 적색등이 현시 되는데 이것은 열차에 의하여 자동적으로 제어된다.   

 

 

9. 구성기기

9.1. 전원장치

전원장치(Power Supply Equipment)는 각 궤도회로의 송신단에 설치하는 것으로서 직류궤도 회로에서는 정류기와 축전지를 사용하고, 교류궤도회로에서는 궤도변압기, 주파수 변환기, 송신기 등이 사용된다. 정전발생 시 선로상의 열차운행상태를 확인하거나 감시하기 위하여 교류전원을 직류 전원으로 정류하여 축전지를 부동충전방식으로 연결하여 사용한다. 일반적인직류궤도회로에서사용하는정류기로는2/4V, 1A 또는 5A용을 사용하고 축전지는 연축전지(Lead Battery) 등을 사용하는데 용도에 따라 2V, 4V로 구분하여 사용하고 있다.

 

9.2. 한류장치

한류장치(Current Limiting Equipment)는 열차의 차축에 의하여 궤도회로의 전원을 단락 하였을 때 직류궤도회로에서는 전원장치에 과전류가 흐르는 것을 제한하고 전압을 조정하기 위해서 설치한다. 또한 교류궤도회로에서는 2원형 궤도계전기의 회전역률의 위상을 조정해 주는 중요한 역할을 한다. 이러한 한류장치는 직류궤도회로에서는 가변저항기(저항자)가 사용되고 교류궤도회로에서는 저항 또는 리액터가 사용한다.

 

9.3. 궤조절연

궤도회로는 레일을 사용하여 전기회로를 구성하는 것이므로 인접 궤도회로와 전기적 으로 절연하기 위하여 궤조절연(Insulation Rail Joint)을 사용한다. 궤조절연은 레일 이음개소에 삽입하는 것이므로 기계적 강도가 커야하고 선로상태 기후의 변동 등에 의하여 파괴되거나 탈락, 균열되지 않고 수명이 길어야 한다.

 

9.4. 레일본드

레일에 전류가 잘 흐르게 하려면 레일이음매부분을 볼트만으로 결합해서는 완전한 전기회로를 구성할 수가 없으므로 레일이음매부분의 전기저항을 적게 하기위하여레일 상호간을 본드(Bond)로 연결시킨다. 전철구간에서는 귀선전류가 흐르게 되므로 수백[A]의 전류를 안전하게 흐르게 하기 위하여 단면적이 큰 레일본드(Rail Bond)를 사용한다. 또한 전차선회로의 귀선저항을 감소시키기 위한 목적으로 상․하 레일 또는 인접궤도 회로와의 사이를 접속시키는 크로스(Cross) 본드 등도 사용되고 있다.

 

2.5 점퍼선

궤도회로의 어느 한 곳으로부터 떨어진 동일 극성의 다른 레일 상호간을 접속시키는 전선을 점퍼선(Jumper Wire)이라 한다. 궤도회로에 점퍼선을 설치하는 방법에 따라 직렬법, 병렬법, 직․병렬법 등으로 구분 하고 있으나 직렬법이 안전도가 가장 높으며 병렬법이나 직․병렬법은 안전도가 다소 떨어지는 방법이다.

 

 

10. 궤도회로의 극성

10.1. 직류바이어스와 고전압임펄스 궤도회로

(1) 인접 궤도회로와 이극으로 구성하고 레일절연을 단락했을때궤도계전기가안전측으로 동작하여야 한다.

(2) 착전단 이외의 개소는 전항에 적합하게 궤도회로 극성을 조정한다.

(3) 임펄스궤도회로의송신기및송전임피던스본드의연결은극성을정확하게일치시켜야한다.

 

10.2. AF궤도회로 주파수 배열

인접하는 궤도회로 또는 병행하는 궤도회로 상호간에는 주파수가 다르게 설비한다.

 

10.3. 궤도회로 극성 구성 방법

그림 2. 임펄스 및 직류 궤도회로 극성 구성

 

그림 3. AF회로 주파수 배열

 

10.4. 절연파괴에 의한 극성시험법

궤조절연을 단락하고 인접궤도회로의 송전전류로 궤도계전기를 동작시켜 극성을 시험 하는 방법으로 <그림 4>의 (a)와 같이 양쪽 절연을 단락했을 때 궤도계전기는 45° 또는 무여자 접점으로 되도록 한다.

 

10.5. 전압계에 의한 극성시험법

<그림 4>의 (b)와 같이 한쪽 궤조절연을 단락하고 다른 쪽 궤조절연간의 전압 E2와 송전전압 E1을 측정하여 극성을 알 수 있다. E2 < E1이면 동극성이고, E2 > E1이면 이 극성이다.

그림 4. 궤도회로의 극성시험

 

출처-국가철도공단 KR S-04010