집전계의 마모 경감대책

집전계의 마모 경감대책

트로리선⋅집전판의 마모를 경감하는 대책으로는 전차선측과 팬터그래프측으로 각각 다음과 같은 것을 생각할 수 있다.

 

1. 전차선측의 대책

(1) 전차선에서의 윤활

트로리선의 윤활로는 그리스 도포하는 것이 오래전부터 행해졌다. 자동 급유장치도 개량이 거듭되어 점점 사용범위가 확대되고 있다.

 

(2) 트로리선의 재질 향상

트로리선은 오랫동안 순강이 사용되었으며, 극히 일부로 은이 들어간 구리가 적용되었을 뿐이다. 그러나 주석이 들어간 동합금 트로리선이 개발되었고, 재래선 직류구간을 팬헤드에 널리 사용되어 효과를 거두고 있다. 또한, 이른바 기계적인 마모가 많은 장소에는 강삽입 복합트로리선도 마모대책으로 효과를 나타내는 경우가 있다.

집전계 마모에 끼치는 인자의 효과

인 자	트로리선	집전판
속 도	저속인 곳에서는 평균마모율이 크며, 마모율의 장소애 따른 편차는 작음. 고속인 곳에서는 편균마모율은 작지만, 국부적인 마모가 있음.	동일한 재질에서는 고속선로구간쪽이 많이 마모함.
팬터그래프의 압상력	평규적으로 압상력애 비례	압상력이 커지면 일반적으로 마모가 증가. 그러나 이선이 감소하면, 마모도 감소하는 경우가 있음.
전 류	역행구간은 타행구간보다 마모하는 경우가 많음. 기계적 마모가 많으면 전류의 영향이 상대적으로 적음. 이선이 발생하는 경우에는 전류가 많으면 마모가 급격히 진행됨.	전류의 1~1.5에 거의 비례
이 선	동일장소에서 팬터그래프가 이착선을 반복하면 마모는 급격히 진행됨. 항상 이선하여 접동하지 않는 곳에서는 거의 마모는 진행되지 않음.	이선에 의해 발생하는 아크양에 거의 비례하여 증가함.
재 질	집전판 재질에 따르 크게 다름. 카본 집전판이 마모 최소 소결합금은 중 한냉지역에서 동판을 사용하면 심하게 마모	집전판과 트로리선의 접동면의 상황에 따라 차이
윤 활	트로리선에 유분 10mg/m 이상 부착하면 마모감소에 효과 있음. 그러나 이선하는 장소에서는 윤활효과 없음.	팬터그래프가 이선하지 않으면 효과 있음.
우수(雨水)	빗물에 의해 마모 진행	빗물에 의해 마모 진행
착상(着霜)	아크발생으로 마모가 진행되며, 때로는 가열로 인해 단선에 이름.	아크발생으로 마모는 급격히 진행함.

(3) 전철선의 정정(正整:일정하게 함)등

트로리선의 국부마모를 경감하는 데는 트로리선 높이를 일정하게 하는 것과 가선금구의 경량화가 중요하다. 국부마모의 발생장소는 금구부근인 경우도 있지만, 일반 장소에서도 상당히 발생하고 있다.

 

2. 팬터그래프측의 대책

(1) 집전판의 재료 선정

집전판의 재질향상에 대해서도 항상 연구가 진행되어 왔다. 그 때문에 최근에는 재래선, 신간선 모두 안정된 마모율을 나타내고 있다. 그러나 고속구간이나 한냉지의 마모율을 더욱 내리기 위해 개량을 계속하고 있다.

 

또한, 트로리선의 마모의 입장에서는 탄소계 집전판의 사용이 가장 바람직핟. 仙石선에서의 탄소계 집전판의 도입 전후의 트로리선의 상황을 그림에 나타냈는데, 접동면의 상태가 개선되고 있을음 알 수 있다.

트롤리선 접동면의 표면거칠기

철거트로리선의 금속조직

(2) 팬터그래프에서의 윤활

팬터그래프의 팬헤드에 그리스를 도포하는 것도 옛날부터 행해져왔다. 최근에는 고형윤활제의 개발로 재래선에서 큰 효과를 거두고 있다. 신간선에서의 효과는 아직 확인되어 있지 않다.

 

 

(3) 1열차의 팬터그래프수 삭감

트로리선의 마모는 팬터그래프 통과회수에 거의 비례하며, 집전전류의 크게의 영향은 작기 때문에 1열차의 팬터그래프 수의 삭감이 실시되고 있다. 집전판의 마모율은 증가하지만, 전체적인 비용은 저감된다.

 

(4) 팬터그래프 사이의 모선 연결

2개의 팬터그래프를 모선으로 연결하면, 1대가 이선된 경우에 발생하는 아크는 곧 소명되기 때문에 집전판의 마모경감에 도움이 된다. 특히 고속의 직류구간은 집전전류가 크기 때무에 효과가 높다.

 

(5) 이선의 감소

신간선의 이선감소를 위해 팬터그래프의 개량이 계속되어 있다. 또한, 재래선의 160km/h 주행을 위해서도 개량이 검토되고 있었고, 이들은 집전판의 마모경감에도 큰 효과를 보여 줄 것이라고 생각된다.