궤도회로 종류

1. 용어의 정의

(1) 보상콘덴서 : AF궤도회로에서 주파수 레벨이 감쇄되는것을 보상하기위해레일사이에 설치하는 콘덴서

(2) 전기적 절연개소 : 무절연 궤도회로 구간에서 전기적인 소자를 이용하여 궤도회로의 경계를 전기적으로 구분하는 개소

(3) 단궤조식 궤도회로(Single Rail Insulation Type Track Circuit) : 레일 한쪽에만 절연을 사용하여 전기회로를 구성한 궤도회로 (4) 복궤조식 궤도회로(Double Rail Insulation Type Track Circuit) : 레일 양측에 절연을 사용하여 전기회로를 구성한 궤도회로 (5) 사구간(Dead Section) : 궤도회로의 일부에서 열차나 차량에 의해서 궤도계전기가 동작되지 않는 구간

 

 

2. 개요

궤도회로장치는 열차가운행하는선로에전기회로를구성하여열차점유유무검지와 레일절손 유무를 검지하여 신호제어조건으로 사용하는 설비로 대부분의 설비가 현장에 설치됨에 따라 고압전원 및 전차선 트립과 같은 외부의 영향을 그대로 받기 때문에 항상 장애를 유발할 수 있는 요인을 내포하고 있다. 따라서 궤도회로장치는 장애발생빈도를 가급적 억제시킬 수 있고, 유지보수 및 관리에도 용이하면서 장애 발생 시 신속하게 복구될 수 있는 궤도회로방식별 특성(전압 등) 및 안전성, 경제성 등을 고려하여 선정하여야 한다.

 

 

3. 궤도회로의 종류

3.1 직류(바이어스) 궤도회로 송전용 정류기 및 축전지는 선로 변 송전 측에 설치하고 궤도계전기는 계전기실에 설치한다.

3.2 고전압임펄스 궤도회로 송ㆍ수신용 설비는 계전기실에 설치하며 선로 변에는 임피던스본드를 설치한다.

3.3 가청주파수(AF) 궤도회로

(1) 역구내의 송ㆍ수신용 설비는 계전기실에 설치하며 선로 변에는튜닝유니트및임피 던스본드(B2)를 설치한다.

(2) 역간 폐색구간에는 선로변의 기구함에 송·수신용 설비를 설치할 수 있다.

3.4 UM71C/UM2000형 AF궤도회로

3.4.1 보상콘덴서

(1) 보상콘덴서의 설치 간격은 F1(2040, 2400Hz)의 경우 60m, F2(2760, 3120Hz)의 경우 80m를 원칙으로 한다.

(2) 보상콘덴서의 용량은 25㎌으로 한다.

(3) 콘덴서를 제 위치에 설치할 수 없을 때는 ±3m의 허용범위 안에 설치할 수 있으며, 그 다음 콘덴서는 제 위치에 설치한다.

(4) 콘덴서는 분기의 첨단 끝에서 5m 이내에 설치할 수 없으며 5m 이외의 개소와 크로싱 부에 설치할 때는 용접을 하여야 한다.

(5) 분기부를 제외하고는 볼트 취부 식으로 한다.

(6) 공심유도자를 SVaC로 설치했을 때는 첫 번째 콘덴서 위치에 콘덴서대신양극자블록 장치(DB)를 설치한다.

 

3.4.2 전기적 절연개소의 길이

(1) 공심유도자(SVaC)와 동조유니트(BU) 사이의 거리는 토공구간(터널구간 포함)에서는 9.6m± 0.2m, 교량구간에서는 10.2m± 0.2m(큰크리트 슬라브구간 10.075m± 0.2m)로 한다.

(2) 동조유니트(BU) 간의 거리는 토공구간에서는 19.2m± 0.1m, 교량구간에서는 20.4m± 0.1m로 한다.

 

3.4.3 정합 변성기

UM71C/UM2000형 궤도회로의 정합변성기(Tad430) 권선 비는 궤도 측을 기준으로 하여 2760㎐와 3120㎐는 1:11, 2040㎐와 2400㎐는 1:12로 한다.

 

3.4.4 동조유니트 주파수

(1) 동조유니트 204는 2040㎐에서 ‘최대’를 2760㎐에서 ‘최소’를 나타내야 한다.

(2) 동조유니트 240은 2400㎐에서 ‘최대’를 3120㎐에서 ‘최소’를 나타내야 한다.

(3) 동조유니트 276은 2760㎐에서 ‘최대’를 2040㎐에서 ‘최소’를 나타내야 한다.

(4) 동조유니트 312는 3120㎐에서 ‘최대’를 2400㎐에서 ‘최소’를 나타내야 한다.

 

3.4.5 양극자 블럭장치의 특성

(1) UM71C/UM2000형 궤도회로의 양극자 블럭장치(DB) 특성은 동조유니트의 특성과 같 다.

(2) ‘최대’의 특성에 있어서는 보상콘덴서의 역할을, ‘최소’의 특성에 있어서는 동조유니트의 역할을 하여야 한다.

 

3.4.6 전송회선

계전기실에서 정합변성기(Tad430)까지의 회선은 ZCO3 케이블을 사용한다.

 

3.4.7 방향변경회로

UM71C형 궤도회로는 한 선로에서 신호에 의한 열차의 양방향운전이 가능하도록 궤도회로의 송, 수신 단을 절체 할 수 있는 방향선택회로(ORT)가 설치되어야 하며 UM2000형 궤도회로는 보드에서 처리된다.

 

3.4.8 UM71C/UM2000형 궤도회로 가상선

UM71C/UM2000형 궤도회로는 정상방향과 역방향의 임피던스가 일치되도록 보상 용 가상선(LF)을 설치할 수 있다.

 

 

4. 궤도회로의 적용

4.1 직류 전철구간

(1) AF 궤도회로

(2) 고전압임펄스 궤도회로

(3) PF 궤도회로

 

4.2 교류 전철구간 및 비 전철구간

(1) AF 궤도회로

(2) 고전압임펄스궤도회로

(3) 분주, 배주 궤도회로

(4) 직류바이어스 궤도회로

 

 

5. 궤도 회로장치의 장․단점비교

유절연과 무절연방식의 특성 비교

구분	유절연방식	무절연방식
장점	․궤도회로 경계가 명확하게 구분	․절연파괴에 의한 장애발생이 없다. ․절연유지보수 불필요 ․급곡선개소에도 궤도회로 경계구성이 가능 ․소음공해 감소 및 열차 승차감 개선
단점	․절연파괴로 장애발생 가능성이 높다 ․궤도회로 구성시 제약받는 사항이 많다 (급 곡선개소,교량상등)	․궤도회로경계지점에Overlap구간이발 생된다.

 

 

고전압임펄스와 무절연AF궤도회로 특성 비교

구분	고전압 임펄스 궤도 회로	AF 궤도회로
장점	․궤도회로 경계구분이 명확 ․비용이 AF궤도보다 저가	․절연불량으로 인한 장애요인 제거 ․승차감 향상 및 차륜 마모 감소 ․유지보수 간편
단점	․절연설치로장애빈도높음 ․귀선회로구성복잡	․궤도 경계구분 불명확(동조영역 20m) ․상대적 고가 (임펄스의 약1.1배)

 

 

AF궤도회로장치 제품별 특성

구분	UM71	JADE	TI21	FTG-S
사용주파수	F1～F4	F1～F4	F1～F8	F1～F8
변조방식	주파수변조 (FM)방식	주파수천이 (FSK)방식	주파수천이 (FSK)방식	주파수천이 (FSK)방식
현장설비	궤간내 TuningUnit	궤간내 TuningUnit	궤간내 TuningUnit	궤간내 TuningUnit
궤도회로길이	50m～1,500m	50m～2,000m	50m～1,100m	50m～600m
제어현장	7.5Km	5Km	5Km	6.5Km
공급사	프랑스 CSEE Transport	프랑스 ALSTOM	스웨덴 Bonbardier (구:ADtranz)	독일 SIEMENS

 

 

궤도회로 송․수신기 설치 방법에 따른 장․단점 비교

구분	기기집중식	기기분산식
장점	․송수신 장치 집중 설치 -송수신설비 장애 시 복구 시간 단축 -기기사용 수명 연장 -보수유지 간편	․다량의 송수신 케이블 불필요 -건설비 저렴 -케이블 접속장애 예방 ․지상 신호방식의  ABS장치와 인터페이스 용이
단점	․궤도회로 송수신 케이블 증가 -건설비 증가 -케이블 접속개소 장애 발생 우려 ․지상 신호방식 사용 시 원격제어 방식 자동폐색 시스템설치 필요	․송수신 장치현장 기구함에 설치 -장애발생 시 복구 시간 지연 -가스,분진에 의한 기기 조기 노후화 -보수유지 불편

 

출처-국가철도공단 KR S-04030