이중절연방식(이중 Over Lap방식)

이중절연방식(이중 Over Lap방식)

 

1.개요

가. 이중절연 방식의 구조는 에어 섹션을 이중으로 설치하여 절연 구분장치 개소에 절연체를 사용하지 않고 전차선만 구성되므로 무가압구간(47m)을 삽입하고

나. 이 중성구간에는 에어섹션을 설치하여 팬터그래프가 A상 측 전원에서 중성으로 이행하는 동안 집전이 중단되지만 무가압 중성 구간을 통해 다른 전원측인 B 전원 에어섹션을 설치하여 팬터그래프가 A상 측 전원에서 중성구간으로 이행하는 동안 집전이 전기적으로는 중단되지만

다. 기계적으로는 완전 연속성으로 습동할 수 있도록 구성된다.

라. 구분장치란 전차선로 전구간이 전기적으로 모두 연결되어 있으면 전차선로 일부에 단선등의 전기적 고장이 발생할 경우 또는 정전작업을 할 필요가 생길 경우에 전 구간이 전기운전을 정지하여야만 되기 때문에

마. 이런 피해를 없애기 위해 구간을 절연 구분하여 고장이나 작업상의 정전시 그 영향을 고장구간 작업구간만 한정시키고 타구간의 급전을 가능하게 하는 장치를 말한다.

 

2. 구분장치의 설치목적

전차선의 급전계통을 구분하여 전차선의 일부분에 사고가 발생하는 경우 또는 일상의 보수작업을 위하여 정전 작업의 필요가 있을 경우 등에 급전 정지 구간을 한정하고 다른 구간의 열차 운전 확보를 목적으로 한 설비이다. 또한 팬터그래프의 습동에 지장을 주지 않으면서 전차선을 전기적으로 구분하기 위해 설치한다.

 

3. 구분장치의 설치개소

전차선로의 계통을 한정 구분하기 위해서는 다음과 같은 계통을 구분하고, 그 구분점에는 구분장치를 설치하여야 한다.

가. 전기차의 운전 계통에 대응하여 상하선별, 방면별로 구분한다.

나. 큰 역구내, 차량기지는 본선으로부터 분리하여 계통을 구분한다.

다. 역구내의 선로 배선과 반복 운전의 가능성 및 전기차고로부터 본선에의 출입 방향을 고려하여 구분한다.

라. 보수 작업 구간을 설정하기 쉽도록 구분한다.

마. 보호계전기의 사고 검출 능력에 상응하도록 한다.

 

4. 구분장치의 구비조건

가. 충분한 절연성을 가질 것

1) 절연이 완전하고 누설전류가 적을 것

2) 팬터그래프 통과시 아크가 완전히 소멸될 것

3) 아크에 의한 절연이 파괴되지 않을 것

나. 팬터그래프의 통과에 지장이 없을 것

1) 가볍고 집전상 경점이 되지 않을 것

2) 팬터그래프 통과시 동요가 적으며, 적당한 압상량이 있을 것

다. 가볍고 기계적 강도가 클 것

라. 그 구간을 운전하는 열차의 속도에 대응할 수 있을 것

마. 기계적 구분장치는 온도변화에 의한 전선의 신축 및 과도한 장력을 방지하도록 전차선을 적당한 간격으로 구분하여 인류하여야 한다.

 

5. 고속철도에서 사용되는 이중절연방식

가. 구조

에어 섹션을 이중으로 설치하여 절연구분 장치 개소에 절연체를 사용하지 않고 전차선만으로 구성되므로 전차선 구분장치의 경량화로 팬터그래프와 전차선과 상호작용시 다른 두 개의 이상 전원(M상, T상)이 상호 접촉되지 않도록 이상 전원간 무가압 중성 구간(Neutral section : 47m)을 삽입하고 이 중성 구간 양쪽에는 Air section을 설치하여 팬터그래프가 A상측 전원에서 중성 구간으로 이행하는 순간 집전이 중단되지만 무가압 중성 구간을 통해 다른 전원측인 B전원 Air section 평행 구간으로 이행하여 집전함으로써 전기적으로는 순간적으로 단전되나 기계적으로는 완전 연속성으로 습동할 수 있도록 구성되어 있다.

나. 적용성

절연체를 사용하고 있는 구부장치에 비해 발전 개선된 구분장치로 기능상으로나 운용보수상으로 볼 때 시설의 Maintenance free에 크게 기여할 것으로 판단되므로 고속화 구간에는 이장치의 사용이 적합할 것으로 판단된다.

다. 문제점

1) 기존선 구간의 전철화인 경우 선로곡선이 많고 구배가 클 경우 절연 구분 장치의 길이가 길기 때문에 장소를 선정하는데 문제점이 있다.

2) 이중절연 방식 구간의 조가선을 아크 발생에 따른 단선사고 방지를 위하여 피복 조가선을 사용하여야 하는데 수요가 적어 우리나라에서는 생산되지 않고 있다.

3) 나선과 피복선을 특수한 클램프를 사용하여 접속하는데 외자재로 도입해야 하는 어려움이 있다.

 

6. 구분장치의 종별과 사용구분

구분	종 별	세 목		사용장소	속 도 ㎞/h	비고
전기적구분	에어섹션 (Air Section)	공기절연		동상의 본선 구분용, 동상 및 이상 구분용, 흡상변압기 및 직렬콘덴서 사용	120	고속선사용은 동상 및 이상 구분용, 흡상변압기용
	애자형섹션 (Section Insulator)	현수애자제		동상, 상하선 및 측선구분	45	S형
		장간애자제		- “ -	85	A,B,C,D형
		수지제	FRP제	- “ -	85	F,FE형
			GF제	- “ -	200	G형
	사구분장치 (Dead Section)	수지제	FRP제	이상구분 또는 교직구분	120	수도권, 산업선
			GF제	이상구분	120	산업선 40M
	비상용	역구분 (에어섹션) 역구내 (애자삽입)		사고시 긴급복구용	120	상시는 전기적으로 접속
기계적구분	에어조인트 (Air Joint)	본선구분		합성전차선 평행개소 구분	120	전기적으로 접속
	R-Bar조인트(Expansion Element)	본선구분		강체전차선 평행개소 구분	160	전기적으로 접속 R-Bar구간