양회장 블로그

보호계전 방식 

목    표 

•기기 및 인명 보호 : 계통사고 발생시 계통 구성요소를 완전하게 보호

•복구시간 단축 : 기기손상을 최소화하여 복구시간의 단축을 도모

•사고예방 : 불필요한 정전사고에 의한 대중교통수단의 운영중단을 예방, 계통운영의 안정도 확보

기본 검토사항 

계통별 운영특성 분석 

특고압계통 

직류 750V 급전계통 

보호 계전기 

기타 주요 자재 

교류 차단기 

직류전원장치 

변 압 기 

 지하철의 5대 안전장치

 ATS(열차자동정지장치) 

 신호의 기능을 자동화한 것으로 신호장치가 차내에있는 ATC자동제어장치와 최근에는 무인운전이 가능한 ATO자동운전시스템도 있다

출입문 연동장치 

 승객이나 물건이 출입문에 끼일 경우 기계적인 DS접점(7.5mm~12.5mm)에 의해 전기적으로 역행이 안 되도록 한 장치

 DSD장치(데드맨 S/W) 

 기관사가 졸음이나 신체이상으로 운전이 불가능할경우를 대비해 POWER S/W에 기계적인 접점을 설치한 안전장치

 LSR연동(저속도계전기) 

 열차의 속도가 3Km이하 시에만 출입문이 작동되도록 전기적으로 연동시킨 안전장치

역내 안내게시기 

 전동차가 역사내로 진입시에 미리 경보부져 및 안내방송을 송출하고 열차가 진입한다는 등을 들어오게 함으로서 승강장사고를 대비한 장치

이외에도 신규도입한 PSD(플렛홈 스크린도어)장치가 있으며 일부 구간에서는 EGS(비상접지스위치)장치를 이용하여 전동차를 급히 정차시키고자 할 경우 이를 취급하면 전차선을 단전시켜 전동차를 비상정차 시킬수 있다

규정에 의한 지하철의 보안장치 

 신호장치, 폐색장치, 연동장치, 경보장치, 선로전환장치, ATS(자동정지)장치, ATC(자동제어)장치, ATO(자동운전)장치, CTC장치(중앙통제시스템)

전기철도의 애자 및 방식

애자의 사용목적

전차선로의 애자는 전선 및 진동방지, 곡선당김장치 등의 부속설비를 전주, 빔, 완금등에 지지하는 경우와 전차선을 전기적으로 구분하는 경우, 또한 가동브래킷 등에 직접 지지물과의 절연을 목적으로 사용한다.

전차선로용 애자는 대기 중의 습도, 분진, 매연, 염해 등에 의하여 애자표면이 오손되어 그 표면저항이 저하되므로 누설전류의 증대에 따라 전기적 파괴를 발생시킬 우려가 있다. 이 애자의 파손은 즉시 전기차 운전에 지장을 초래하므로 그 형상은 가능하면 표면 누설거리가 큰 것이 적합하지만 합리적인 절연강도가 되도록 애자를 선정하고 있다.

애자의 종별과 사용구분

애자의 종별

전차선로에 사용하는 애자는 전선의 지지.인류에는 현수애자가 사용되고, 가동브래킷 등에는 장간애자가 사용되며, 과선교 하부등 특수한 개소와 기기의 지지에는 지지애자가 사용되고 있다.

애자에는 절연부의 재질에 따라 자기제, 유리제, 수지제가 사용되고 있다.

현수 애자                                    장간 애자                               지지 애자

애자의 사용구분

교류전차선로용 애자에서는 오손으로 인한 애자섬락 등을 중점을 두어 절연강도를 정하고 있으며 그 사용구분은 다음과 같다.

애자의 오손 구분

애자의 오손

애자가 오손되어 비나 안개에 의하여 습윤을 받으면 애자 연면의 절연이 떨어진다. 이 절연저하 때문에 국부방전이 발생되어 가청 잡음, 라디오, TV장해를 유발시키거나 심한 경우에는 플래시 오버를 일으킨다.

전차선로용 애자는 인가에 접근되거나 운전 승무원이나 여객의 눈에 띄는 일이 많으므로 오손으로 인하여 방전 발광하면 사람의 마음에 불안감을 주는 일이 많아진다.

오손물의 종류에 따라 섬락전압에 미치는 영향이 크게 다르므로 애자의 오손 섬락 특성은 복잡하다. 애자의 오손물은 해염 외에 공장에서 배출되는 여러 가지 화학합성물, 매연, 분진, 국부적이긴 하지만 시멘트가루 등이 있다. 이와 같은 오손물 중에서 애자의 절연에 가장 나쁜 영향을 주는 것은 물에 녹아서 강한 도전성을 나타내는 해염 등의 강전해질이다.

애자의 오손대책으로서는 애자의 증결, 애자의 세척, 실리콘 콤파운드도포 등이 있다.

(1) 애자의 오손 요인

애자 오손에 영향을 미치는 주 인자는 오손원에서의 거리, 지형, 풍향, 풍속, 천후, 강우량, 애자의 형상, 표면상태, 설치위치, 조가방법, 과전전압, 사용기간 등 많은 요인이 있으며 이와 같은 것의 총합이 애자의 오손실태로서 나타난다.

(2) 애자표면이 오손되었을 때 일어나는 플래시 오버(flash over) 발생과정

가. 애자의 표면은 사용환경에 따라 해염 등의 오손물이 부착되어 오손된다. 이와 같은 부착물은 건조상태에서는 절연에 대하여 악영향을 미치는 일은 없으나 안개, 비, 눈 등에 의하여 습해졌을 때 오손물 중의 염분, 그 외 가용성분이 물에 용해되어 표면 누설저항이 저하되면서 상당한 누설전류가 표면을 흐르게 된다.

나. 이 누설전류의 가열효과에 따라 특히, 전류밀도가 높은 곳, 현수애자에서 핀, 캡 주변에 소위 건조대를 형성한다. 그 결과 국부적으로 저항이 감소되어 부담 전압이 높아진다.

다. 오손의 정도가 가볍고 건조대에 걸리는 전압이 낮으면, 그 부분에는 방전이 일어나지 않으며 누설전류는 점차 감소되어 절연성은 회복된다. 그러나 오손의 정도가 높은 경우에는 최초 흐르는 전류는 크며, 건조작용이 강하므로 건조대에 걸리는 전압은 높아져서 국부 아크의 발생이 일어난다.

라. 국부 아크의 발생에 의하여 건조 부분은 단락되게 되므로 아크방전의 전류를 제한하는 것은 남은 습윤 부분의 저항이므로 아크발생과 동시에 누설전류는 급격하게 증대하게 된다.

마. 한편 가열건조 효과도 증대되므로 곧 전류는 감소되고 국부 아크도 소멸된다. 그리고 재차 표면이 습윤하게 된다.

바. 이와 같이하여 누설전류 서지를 반복하며, 그 결과 애자표면의 전압분포는 점점 불균등하게 되어 전압의 대부분은 건조부분에 걸리게 되어 아크는 방전의 강도를 더하여 드디어는 습윤부분의 저항이 전류를 억제할 수 없게되어 어느 치에 도달하면 플래시 오버로 진전된다.

염진 오손 구분

가. 일반지구

해안에서 떨어진 산간, 평야 등에서 특히 염해에 대하여 고려할 필요가 없는 선구

나. 오손지구

해안으로부터의 거리, 지형, 풍향, 태풍 등으로 습래정도 및 송전선의 염해사고 등으로 보아 상당량의 염해가 예상되는 선구

(2) 염진오손구분 및 애자의 표준사용 구분

(3) 화학공장의 매연 등에 의하여 오손을 받는 개소는 실정에 따라 (1) 및 (2)를 준용한다.

(4) 해수의 물보라 거품 등의 영향을 받는 개소 또는 염분을 포함한 눈이 부착되는 개소 등 특히, 오손이 심하며 또 급속하게 오손이 예상되는 개소에 대해서는 필요한 염해방지 대책을 강구하여야 한다.

급속 오손

태풍이나 계절풍에 실어서 바다로부터 해염 입자가 날아와 단시간에 애자가 오손되는 현상을 급속오손이라 부르고 있다. 태풍에 의한 것은 바다로부터 수 10[㎞]까지 미치는 것도 있으며 5[㎞]이내에서 많이 발생하고 있다.

과절연 설계

매연이나 분진, 염분의 오손을 고려하여 사전에 애자의 연면 절연을 강화하여 두고, 오손상태에서의 플래시 오버(flash over) 사고를 방지하는 것이 과절연 설계이다.

과절연 설계에는 애자의 증결, 표면누설거리가 긴 특수한 애자의 사용 등이 있으나 오손애자의 플래시 오버 전압은 애자의 표면누설거리에 거의 비례하여 상승한다고 생각되므로 애자의 연결개수를 증가시키는 방법이 일반적으로 채용되고 있다.

교류 25[㎸]용 현수애자 250㎜의 경우

교류 25[㎸]용 장간애자의 경우

애자청소

오손 플래시 오버(Flash over) 사고방지를 위하여 애자를 정기적, 응급적으로 청소하는 방법이다. 그 방법으로는

가. 사람이 손으로 하는 청소

나. 활선애자 청소기로 하는 청소

다. 활선 청소장치에 의한 청소

등이 있으며 일반적으로는 전차선로를 정전시키고 사람의 손으로 하는 청소를 하고 있다.

발수성 물질의 도포

애자가 오손되어도 습윤에 의하여 표면의 절연이 저하되지 않도록 애자의 표면에 발수성 물질을 도포하여 절연을 유지하는 방법이다. 이 발수성 물질에는 실리콘 콤파운드(Silicone compound)가 널리 사용되고 있다.

아연도금의 적용 구분

일반의 가선재료는, KS D 8308 용융아연도금 (HDZ) 인데, M14 이하인 볼트류는 나사정도에서 전기아연도금을 적용하고 있다.

이 아연도금의 피막방식 효과는 대기와의 접촉을 차단하는 안정된 산화피막에 의해 발휘된다. 그러기는 하지만 이 산화 피막은, 대기중의 아류산 가스나 염소의 흡수와 강하 매진의 부착으로 파괴되어 우수 등에 의해 유출된다. 이 때문에 그 잔존성이 도금의 내용 년수를 결정하는 요소인데, 환경지역성이 한결같지 않고, 세월과 함께 변화하는 경향이 있어, 내용년수의 설정은 곤란하게 된다.

그러나, 부식이 철 표면에 다다르기 까지, 페인트 도장 등에 의해 재도장을 하면, 본래의 기능이 유지될 수 있으므로 부식면의 색깔이나 거칠어짐 등으로 판단해서 보수를 하고 있다.

아연도금 사용 수명은 부착량에 비례하지만, 국부적으로 도금층이 없고, 소재면이 노출되어 있어도, 그것이 작은 경우는 아연의 희생적 보호작용에 의해, 내식상 그다지 영향은 없다.

아연도금의 색은 금속광택이 있는 것이 좋으나, 회색이라도 일반적으로는 그다지 영향은 없다.

아연도금의 추정 내용년수

비고 1. 일본용융아연도금협회(1964～1974년)대기폭로 시험결과 계산 의거

        2. 추정내용년수는, 도금피막의 90%가 소모되는 기간으로 표시.

화학공업의 부식성 유해가스

위 표는 몇 개의 시험 데이터로 금속선의 내식성을 비교 한 것인데, 아류산 가스에 대해서는 알루미늄계가 동계보다 낫지만, 해수에 대해서는 동계가 낫다.

큰 부식성을 가지는 알루미늄이, 실용적으로 내식성 금속으로 볼수 있는 것은, 표면에 자발적으로 물에 녹지 않는 산화 피막을 형성하고 그 때문에, 이후는 피막에 의해 내부가 보호되고 있기 때문이다.

염진해 등

애자나 전기재료 등의 열화는 자연조건 등 여러 가지 조건에 의한 경년열화 외에, 공장의 배연, 디젤 기관차의 매연, 시멘트 공장에서 배출되는 시멘트 비말, 해안지대의 염분 등에 의해 화학변화를 초래하는 부식과 이들로 부터의 부착상태에서 전기적 작용이 가해졌을 때의 열화 등이 있다. 특히, 이러한 피해가 있는 구간에 있어서의 전기재료(애자, 전선 등)의 사용은 필요에 따라서 오손, 열화, 부식 등을 경감하도록 대책을 시행할 필요가 있다.

해안에 접근한 구간

해안지대에는, 염분에 의한 전선류의 부식이나 애자의 절연열화가 일어난다. 전선류에 부착된 염분이 가져오는 화학변화에 의한 부식은 표와 같이 동 이외는 부식 속도가 증가하고 있다. 또한 애자는 염분부착에 의해 절연특성이 표와 같이 저하한다. 특히 애자는 태풍 등에 의해 단시일에 급속 오손 되어 절연열화에 의한 급전지장을 초래한 사례가 많다. 염해 발생의 원인은 기상상황 및 지형조건의 둘로 대별할 수 있다.

기상조건에 의한 염해에 대해서는 풍향, 풍속, 강우 등에 의한 직접염해의 경우와, 바람의 영향은 없고 이미 염분 입자가 부착되어 있어, 강우, 안개, 이슬 등에 의해 적당한 수분이 가해져 염해 발생이 될 경우 등을 생각할 수 있다.

지형조건에서는 바다로 둘러싸인 환경이나, 계절풍, 태풍에 의한 염의 습래빈도에 의한다.

공장 등의 매연구간

공장지대에 의한 배연 디젤 기관차의 매연 등의 불용성 물질이 전기재료의 표면에 고착되어, 우세 등의 세정작용을 둔화시키며, 또한 수분을 흡수하여 누설 전류를 증대시키고, 절연열화나 부식이 생기어 결국 파괴하게 된다. 따라서, 다음의 오손지구는 대책을 강구할 필요가 있다.

1. 디젤기관차 병용 터널 구간

2. 디젤 기관차의 장시간 정거개소 및 정거장구내

3. 구배등에 있어서 디젤기관차 역행구간

이종 금속의 조합에 의한 부식특성

이종금속의 조합에 의한 부식 특성은, 피접촉 금속과 접촉금속 상호간의 여러 가지 접촉면적에 대한 특성을 일괄하여 표현한 것이며, 2종류의 금속이 접촉하고 있는 개소가 염분등 전해질의 용액에 접촉하면, 거기에서 국부전지가 구성되어, 그 용액중 금속의 전극전위에 따라서 전위가 높은 금속(비금속)이 양극이 되어, 용해, 부식한다.

주요 접촉부식의 원인

1. 수분 부착의 영향

접촉 부식은 일종의 전기분해작용이며, 수분이 전해질이 되므로 물이 없으면 부식은 발생하지 않는다.

2. 분진, 매연, 염분 등의 부착 영향

금속표면에 이것들이 부착되어 있으면 수분을 흡수하므로, 전해질을 얻게되어 전기분해를 일으킨다. 더구나, 부착물의 수용액이 전도도가 높을 수록, 또는 그 농도가 진할수록, 부식은 가속화 된다.

3. 2종 금속 조합의 영향

각 금속은 각각 고유 이온화 경향을 가지고 있고, 일반적으로 이온화 경향이 큰 금속일수록 부식되기 쉽다. 또한 2종 금속을 조합할 경우, 양자의 이온화 경향의 차가 적을 수록 부식은 작다.

4. 전계, 누설전류의 영향

직류회로에서는, 2금속간에 직접 주전류가 흐르면 전식이 커지므로, 금속재료의 선정은 신중하게 하여야 한다. 또한, 부하전류에 의한 전계 및 누설전류에 의한 부식이 일어나지만, 일반적으로 부식량은 근소하다.

5. 온도의 영향

화학변화는 모두 고온이 될 수록 촉진된다. 이종금속접촉에 의한 부식도 일종의 전기화학변화이고, 고온이 될 수록 부식의 진행은 빠르게 된다.

6. 접촉부식에 의한 부식량은 부식 전류밀도에 비례하므로, 금속간의 전극 전위차가 클수록 부식량은 많아진다. 실용 금속에 있어서 접촉부식의 관계를 나타낸 것이 표다.

그러나, 이 접촉부식량은, 부식 전류밀도와 접촉면적과의 관계로 다르기 때문에, 이종금속조합에 의한 금구류의 설계 시공에 있어서는, 접촉면적을 고려하는 것이 중요하다.

식염수중에서 측정한 전극전위 [V]

접촉부식의 방지법

1. 이금속 경계면에서 수분이 없으면 부식이 일어나지 않으므로, 경계면에 물이 괴지 않는 구조로 한다.

2. 경계면의 도장, 피복 등으로 수분을 차단한다. 또한 다소의 수분이 있더라도 도장 등에 의해, 이금속간의 거리가 멀어지면 전위경도가 낮아지므로 부식량은 감소한다.

3. 원칙적으로 전극전위가 접근한 것을 선택한다.

4. 중간 금속을 넣은 것으로, 이금속 상호간의 전위차를 줄여서, 부식을 감소시킨다.

5. 양극 금속의 표면적을 음극 금속에 비해 크게 해서, 양극의 전류밀도를 줄이는 것으로 부식을 감소시킨다.

6. 염수 등의 전도도가 높은 물이 부착되면, 부식이 커지므로, 공.염해지구는 주의를 요한다.

응하중장치 (應荷重裝置)를 설명하시오.

1. 개요

가. 응하중 장치는 공기 스프링이나 축중변에서 검지한 차량의 하중에 대응하여 역행 주회로 전류 전기 브레이크 전류 공기 브레이크 압력등을 자동적으로 증감시키어,

나. 항상 차량의 하중에 대응하는 역행력 또는 브레이크력을 구함으로써 하중에 관계없이 거의 일정한 가속도 감속도를 얻도록 하는 장치이다.

2. 응하중 기능 (Variable Load Function)

가. 대부분의 차량은 응하중제어를 실행하며 전자 밸브 사용 방식을 많이 사용한다.

나. 차체의 하중을 탄성장치의 변위량으로 검출한다.

다. 이 하중에 대응하도록 한다.

라. 또한 한류 계전기 회로에 직렬로 접속된 가변 저항기 저항값을 변화 시키는 방법으로 한류 계전기의 한류치를 조정하여 역행 및 브레이크 시 전류를 승객하중에 대응하여 제어한다.

1. 개요

가. 응하중 기능은 공전변환회로(두개의 공기스프링 압력으로부터)에 의한 두개의 하중감지신호의 평균에 의한 차량중량과 제동지령의 합을 연산하여 혼합된 연합지령을 주제어장치(회생제동회로)와 공기제동작용 장치에 전송한다.

나. 공기스프링이 파손하거나 공전변환회로의 출력이 공차의 신호보다 적을 때, 적어도 소요 공기제동력이 공차의 80%에 상당하는 제동력이 확보 될 수 있도록 하고,

다. 공전변환회로의 출력이 만차 신호보다 많은 때도, 소요공기제동력이 만차의 120%에 상당하는 제동력이 생성될 수 있도록 이 회로는 구성되어 있다.

라. 또한, 이 기능은 응 하중신호를 주제어장치의 추진회로에 보낸다.

2. 적용

가. 차량의 하중이 증가함에 따라 제동율이 저하되는 곳을 보상해 주기 위해 대차의 볼스타 스프링 높이의 변화에 따라 하중의 변화를 감지하여 같은 감압량에서도 승객의 증/감에 따라 제동실린더 압력이 자동적으로 증/감 될 수 있도록 응 하중장치를 설치하여

나. 승객의 변화에 관계없이 동일한 감속도가 얻어지도록 되어있다. VVVF 전동차의 제동장치는 응 하중장치를 갖고 있기 때문에 승객이 많아서 차량중량이 무거워지면 같은 감압량이라도 제동력은 크게 된다.

다. 이것은 차량중량이 무거워짐에 따라 대차 스프링의 변위가 커지는 것을 측중변이 검출하여 응하중변에 이 정보를 보내 응하중변이 변환기에 가는 공기를 자동 조정하기 때문이다.

전력기술관리법에 따른 전기공사 감리원의 수행업무를 기술하시오.

1. 개요

가. 감리란 건축주 및 설계자의 의도를 공사의 착공에서 준공에 이르기까지 감독, 지도, 확인, 검토를 시행하여 건설의 원하는 목표를 차질 없이 완수하는 중요한 과정으로서 다음의 FLOW에서 표시하는 부분이다.

                                ↓  승인

    공사발주   ↓                                ↓    감리시행

                                ↓

나. 감리의 법적 근거

1) 전력기술관리법에 의한 감리 → 법 제 12조 및 동법시행령 제 20조

2) 건축법에 의한 공사감리 → 법 제 21조 및 동법시행령 제 19조

3) 건설기술관리법에의한 책임감리 → 법 제 27 조 및 동법시행령 제 52 조

2. 감리자가 수행하여야할 사항

가. 감리대상

1) 전력기술관리법에 의한 공사감리

동법 시행령상에서 정하는 단서조건의 감리 제외 대상을 제외한 모든 전력시설물 설치 및 보수공사

2) 건설기술관리법에 의한 책임감리

국가, 지방자치단체, 정부투자기관 및 대통령령으로 정하는 기관이 발주하는 일정규모 (공사비 50억원 이상) 이상의 건설공사

3) 건축법에 의한 공사감리

가) 종합공사감리 : 주택건설촉진법에 의한 공동주택

나) 상주공사감리 : 건축법에 의한 상주감리 대상물

다) 일반공사감리 : 기타 건축물

나. 감리자의 수행업무내용

일반적으로 감리자는 공사가 설계도서, 기타관계 서류의 내용대로 시행되고 있는지의 여부를 확인하고 품질관리, 공사관리, 안전관리, 행정관리, 환경관리 등에 대한 기술지도를 하여 발주자의 위탁에 따라 발주자로부터 감독의 권한을 대행하는 것으로서 전력기술관리법에서 정한 감리원의 업무내용은 다음과 같다

1) 공사계획의 검토 

2) 공정표의 검토

3) 발주자, 공사업자 및 제조자가 작성한 시공 설계도서의 검토,확인

4) 공사가 설계도서의 내용에 적합하게 행하여 지는지에 대한 확인

5) 전력 시설물의 규격에 관한 검토,확인

6) 사용자재의 규격 및 적합성에 관한 검토,확인

7) 전력시설물의 자재 등에 대한 시험성과에 대한 검토 확인

8) 재해예방대책 및 안전관리의 확인

9) 설계변경에 관한 사항 검토,확인

10) 공사진척 부분에 대한 조사 및 검사

11) 준공도서의 검토 및 준공검사

12) 하도급에 대한 타당성 검토

13) 설계도서와 시공도면의 내용이 현장조건에 적합한지 여부와 시공 가능성 등에 관한 사전검토

14) 기타 공사의 질적향상을 위하여 필요한 사항으로서 통상산업부령이 정하는 사항

3. 결  론

가. 감리자는 설계의 내용을 정확히 파악하여 공사의 품질을 향상시키는 중요한 위치에 있다.

나. 시공과정 중 각종사항의 확인 검토를 통하여 기술검토 및 지도를 시행하는 등 그 업무의 내용과 권한이 법적 지위가 점차 증가되는 실정에 있으나 감리원의 질적 향상이 시급한 현실이며 또한 전력 시설물의 감리에 임하는 감리자의 책임이 막중하다고 할 것이다.

전동차에서 주 전동기를 대용량 집중방식으로 채택할 때 장,단점

1. 개요

가. 전기철도의 효과로는 먼저 수송능력의 증강이다. 수송능력을 디젤에 비해 10～40％이상 증가시킬 수 있다.

나. 또한 석유에너지에 거의 의존하는 수송부분의 에너지를 전철화시 원자력 등 비교적 원가가 싼 전기에너지로 대체 활용할 수 있기 때문에 국가에너지를 효율적으로 이용할 수 있고,

다. 특히 철도에서 디젤과 전철간의 에너지 소비율 차이는 약 25％정도 전철이 유리하여 에너지 절약 효과를 얻을 수 있으며,

라. 디젤기관차에 비해 전기기관차는 내연기관등 설비가 적어 유지보수 비용이 40％정도 감소되고 차량의 내구연한도 2배가 길며 차량중량도 줄게 되어 궤도 보수비용 절감과 운용효율 증대로 수송원가를 낮출 수 있다.

마. 전철은 무엇보다도 매연이 없고 경음이 적어서 공해문제가 심각한 현시점에서 볼 때 그 장점이 돋보이며 짧은 시간 간격의 고빈도 운전으로 대량 고속수송이 가능하며 높은 품질의 교통서비스를 제공해 준다.

바. 상기와 같이 디젤 동력원에 비교하여 전기를 사용하고 있는 전기차는 매우 우수함을 알 수 있다. 이러한 전기차는 전기차의 배치 방식에 따라 동력 집중방식과 동력 분산방식으로 분류하고 그 장단점에 대하여 설명하고자 한다.

2. 동력 배치 방식 별 장단점 비교

가. 동력집중방식

1) 장점

가) 동력차의 동력원을 집중 배치하는 방식으로써 주로 전기기관차 1대 또는 2대로 객차를 견인하는 방식으로 구동전동기 수가 작기 때문에 고장 발생률이 비교적 적고

나) 객차에 구동전동기가 없기 때문에 진동, 소음이 적고 승차감이 양호하다.

다) 또한 여객과 화물수송을 병행운용이 가능하여 동력차(전기기관차)의 운용효율이 향상된다.

라) 아울러 기존 사용되고 있는 객차의 사용이 가능하기 때문에 전철화 시 차량 투자비를 절감할 수 있으며

마) 일시적으로 디젤기관차등과 공통운용을 할 수 있기 때문에 초기 투자자본이 집중되는 것을 피할 수 있다.

바) 차량 보수비 면에서도 동력집중방식이 유리하다고 할 수 있다. 따라서 이 방식은 장거리 여객열차나 화물수송 전용열차에 사용되고 있는 방식이다.

2) 단점

가) 전기기관차 형식(집중형) : 기관차 중량의 증가로 인하여 곡선부 고속주행시 횡압이 과다해져 안전성에 문제가 발생하고

나) 기관차와 객차의 중량 차이로 인한 점착력의 저하 등으로 인하여 감, 가속 성능과 제동, 등판능력이 떨어지는 단점을 가지고 있다.

3) 적용 사례

대표적으로 미국의 Metroliner, American Flyer, 영국의 IC225, 스웨덴의 X2000, 스페인 S252  등을 들 수 있다.

나. 동력분산방식

1) 장점

가) 구동(驅動)전동기를 분산 배치하여 탑재한 방식으로써 속도 급상승, 급제동이 용이하고 축중이 가볍고, 선로의 제한속도를 높일 수 있다.

나) 또한 편성의 양단에 운전실이 있어 운전이 용이하며 편성 량 수를 가감하여도 성능을 동일하게 할 수 있는 장점이 있다.

다) 전기동차 형식(분산형)에서 볼 수 있는 바와 같이 동차 형식의 장점인 높은 등판 능력과 감, 가속도를 실현하였으며 차체길이 전부를 승차공간으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

2) 단점

가. 초기 투자비가 많이 드는 단점이 있다. 즉 동력분산방식은 성능면을 고려할 때 유리하고 경제적인 면에서는 불리하다.

나. 따라서 이 방식은 정차, 출발이 반복되는 여객수송 전용의 도시전동열차에 사용되고 있는 방식이다.

다. 전기동차 형식(분산형) 단점으로는 고 전압 송전선이 차체를 통해 각 차량의 변압기에 연결되어야 한다는 점과 틸팅을 채용할 경우 유지보수가 까다로운 틸팅 판토그라프 메커니즘을 채용하여야 한다는 것이다. 전철화에 요구되는 시설투자 비용의 증가와 그 시설의 유지보수 비용도 문제시되고 있다. 때문에 여객수요가 밀집되어 있는 구간에 적합한 방식이라고 볼 수 있다.

3) 적용 사례

이탈리아의 ETR 시리즈, 일본의 신간선, 스위스의 IC-Neigezug 등을 들 수 있다.

1) 현수애자의 과 절연 설계 (교류 25[kV] 현수애자 250[mm]의 경우) 

2) 장간애자의 과절연 설계 (교류 25[kV]용 장간의 경우) 

(  )는 이중 절연 방식

집전용 판타그래프의 구비조건을 서술하시오.

1. 개요

집전장치는 속도한계와 직접적인 관계가 있다 즉 이선현상에 의한 아크 발생 고속에서의 진동 현상에 의한 전차선의 진동 등의 문제가 있으며 실제 300 kph이상의 속도 상승에 있어서는 주행 장치보다 집전계의 공진에 의한 파손이 문제시된다.

2. 집전용 팬터그래프의 구비조건

가. 집전판과 접촉점에서의 적은 유효질량을 가질 것

나. 접촉력이 일정할 것

다. 공기저항을 적게하고 소음이 적을 것

라. 이선율이 적을 것

마. 열차당 팬터그래프의 수를 줄이고 최소화 할 것

바. 충분한 집전 용량과 마모율이 작아야 함

3. 집전속도 산출 공식

가. 집전체의 고유진동수

나. 팬터의 공진 속도

4. 이선율

가. 이선율은 집전시스템의 양부를 판정하는 중요하며 작을수록 좋다

나. 이선율은 다음식으로 나타낸다

5. 파동전파속도

가. 전차선의 진동을 줄일 수 있는 방안으로 파동 전파 속도를 높여 주는 방법을 사용한다 파동 전파 속도는 다음 식으로 나타낸다

-------------------------(1) 식

여기서,T : 전차선 장력[N] p : 단위길이 질량[kg/m]

나. 위식에서 보는바와 같이 파동 전파 속도는 전차선 장력에 비례하며 집전체 단위질량에 반비례한다.