트로리선과 집전판의 마모상황

트로리선과 집전판의 마모상황

1. 마모형상과 마모율
(1) 트로리선의 마모상황
트로리선의 마모율은 선로구간에 따라 크게 다르다. 재래선의 한냉지에서는 수 경간의 평균치로 01.mm/104 팬터 정도가 되나,동경의 山の手선에서는 0.001mm/104 팬터이다. 이 값을 비마모량으로 나타내면, 2~20×10-7mm2/N으로 몸체 주위의 마모현상의 중에서는 많은 마모 쪽에 들어간다.

트로리선의 마모로 문제가 되는 것은 평균치가 큰 것 외에 장소에 따라 균일하게 마모되지 않는 것이다. 그 상황은 2종류로 나눌 수 있으며, 하나는 국부마모로 사고 방지를 위해 그 관리는 중요하다. 다른 하나는 파상마모이다. 이것은 접촉력이 짧은 파장이며, 주기적으로 변화하는 것인데, 다음 절에서 상세하게 서술하기로 하낟.

*비마모량 : 각족의 마모량을 비교하는 경우에 사용되는 표현 방법. 일반적으로 마모량은 2물체가 접동한 거리와 압부력에 대략 비례하기 때문에 단위 거리 (mm)와 단위력(N)당의 마모체적(mm3)으로 표시
 비마모량 mm2/N=mm3/mm⋅N

(2) 집전판의 마모상황
집전판의 마모는 그 재질, 주행 선로구간의 상황뿐만 아니라 집전하는 전류와 이선정도에 따라 크게 다르다. 그러나 한냉지에서의 트로리선에 낀 서리 등을 제거하면 동일선로구간에서 상당히 안정되게 된다.

재래선에서의 마모상황은 최근의 고형 윤활제의 사용으로 대폭적으로 저감할 수 있다.
이전에는 팬터그래프의 주행 1만km에서의 집전판의 최대 마모높이는 4~8mm이었지만, 현재에는 1~3mm/104km 정도까지 감소되어 있다. 이 값을 비마모량으로 표현하면, 0.3~1×10-7mm2/N으로 트로리선의 비마모량에 비교하면 상당히 적다.

신간선에서는 1팬터그래프가 1유닛(2량)의 집전으로 하는 경우로 0.1mm/104km정도로 약 10일~14일마다 집전판의 교환을 하고 있다.

집전판의 마모를 평균화하기 위해서 트로리선에는 지그재그 편위를 주고있는데, 그 효과는 좋다. 그림9.3.1은 東海道, 山陽 신간선의 트로리선 편위분포도이다. 이 선로간을 주행한 집전판의 마모현상은 그림3.2인데, 2개가 잘 일치한다.

트로리선의 편위분포

집전판의 마모현상(東海道,山陽신간선의 예)

3. 마모에 영향을 주는 요인
(1) 요인의 작용개념
트로리선과 집전판의 마모에 영향을 준다고 생각되는 주된 요인으로는 팬터그래프의 접촉력, 열차의 주행속도, 진전전류와 이들에 따른 이선을 들 수 있다. 또한, 환경으로서는 우천시의 수분이나 윤활에 의한 유분의 부착 등이 있다.

집전판이 연속적으로 접동 집전하는 것에 대해 트로리선은 간헐적으로 접동되기 때문에 동일한 요인의 영향도는 양자가 다른 경우가 많다. 또한, 트로리선과 집전판의 재질과 그 조합도 양자의 마모에 있어 중요한 인자가 된다.

(2) 요인마다의 영향
각 요인마다 그 영향을 트로리선과 집전판으로 나누어 표시한 것이 표다. 각 요인의 효과를 단독으로 정량적으로 표시하는 것은 어려우며, 다른 요인의 상황에 따라 다르게 된다.