전기,철도 기술자료/전차선

전차선 마모 및 장력 검토

양 회장 2017. 4. 21. 14:57



전차선 마모 및 장력 검토

 

 

1. 개 요

전차선은 레일면상에 일정한 높이로 가설되어 전기차 팬터그래프와 직접 접촉하여 전기차 모터에 전기를 공급하기 위한 전선으로써 전차선로 설비에서 가장 중요한 설비이며 다음과 같은 성능이 요구된다.

  • 가선의 장력에 대하여 충분히 견딜 수 있도록 인장 강도가 클 것.

  • 팬터그래프의 통과 및 집전에 지장이 없도록 도전율이 높고, 전류용량이 크며 내열성이 우수할 것.

  • 내마모성 및 내식성이 우수하고 피로강도에도 충분할 것.

  • 접속개소의 통전상태가 양호할 것.

그러나 상기 모든 조건의 성능을 구비한 재질을 얻기는 어려워 일반적으로 경동선을 사용하고 일부 국가에서는 동합금선으로 경동선의 부족한 전선의 장력, 내마모성, 내열성, 피로 강도 등을 보강하여 사용하고 있으나 단점으로 경동선보다 도전율과 가요성이 낮으며 가격도 고가이다. 국내에서는 동합금선은 생산하지 않고 있으며 경동선을 주로 사용하고 있다.

 

2. 전차선 선종 특성 비교

선 종

구 분

홈경동선

Cu 110㎟

홈경동선

Cu 170㎟

홈경동선

Cu 150㎟

외 경(㎜)

12.34

15.49

13.6

단위중량(kg/m)

0.987

1.511

1.334

전기저항(Ω/km)

0.1592

0.104

0.1173

파괴강도(N)

38,220

57,820

52,097

저항 온도계수(20℃)

0.00383

0.00383

0.00383

선 팽 창 계 수

허용하중(N)

17,375

26,284

23,677

도 전 율(%)

97.5

97.5

97.5

탄성계수(kgf/㎠)



3. 전차선의 마모한도 및 제 특성표

전차선선종

(㎟)

신품직경

(㎜)

잔존직경

(㎜)

잔존단면적

(㎟)

항장력

(N)

허용하중

(N)

전기저항(20℃)

(Ω/km)

마모량

(㎜)

110

12.34

9.0

84.96

29,227

13,285

0.2081

3.34

8.5

79.38

27,308

12,413

0.2228

3.84

8.0

73.55

25,302

11,501

0.2404

4.34

7.5

67.59

23,252

10,569

0.2617

4.84

170

15.49

11

124.67

42,402

19,274

0.1418

4.49

10

110.21

37,484

17,038

0.1604

5.49

9.5

102.73

34,940

15,882

0.1721

5.99

9.0

95.14

32,359

14,708

0.1858

6.49

8.5

87.45

29,743

13,520

0.2021

6.99

150

13.60

10

119.26

41,421

18,828

0.1475

3.60

9.5

113.12

39,288

17,858

0.1555

4.10

9.0

106.79

37,090

16,859

0.1647

4.60

8.5

100.28

34,829

15,831

0.1754

5.10



4. 급전선 및 비절연 보호선 선종 특성비교

 

구 분

강심알루미늄 연선

경 동 연 선

경알루미늄연선

240㎟

95㎟

150㎟

75㎟

200㎟

95㎟

현 황 도

 

 



 

연선구성

Al/St

Cu

Al

장 점

∘가격이 저렴하다.

∘중량이 가볍다.

∘인장하중이 크다.

∘선팽창계수가 작다.

 

∘도전율이 좋다.

∘염해 및 공해에

강하다.

∘허용전류가 크다.

∘선팽창계수가 작다.

∘중량이 가볍다.

∘공해 및 염해에

강하다.

 

 

단 점

∘도전율이 적다.

∘염해 및 공해에

약하다.

∘허용전류가 작다.

∘가격이 비싸다.

∘중량이 무겁다.

∘인장하중이 적다.

 

∘인장하중이 적다.

∘허용전류가 작다.

∘선팽창계수가 크다.

 

사용실적

경부고속철도

전라선, 호남선

경전선, 경춘선

수도권전철

수도권 전철 초기