급전선의 종류

양 회장 2017. 10. 16. 14:54

급전선의 종류

직류 전차선로의 급전선은 주로 경알루미늄연선(HAL) 또는 경동 연선(Cu)을 사용하고 있다.

최근에는 고속화와 장대 편성화에 따라 부하증대로 용량이 큰 전선이 요구되고 있으나 전선이 굵어지면 시공상의 어려움 때문에 적당한 선종을 2～3조 복합해서 사용하기도 한다.

전차선에 전류를 공급해 주는 전선에는 전철용 변전소와 전차선을 연결하는 정급전선과 변전소와 주행레일을 연결하는 부급전선 및 이에 따른 분기선로에 사용되는 전선류 등이 있으며 급전선의 단면적은 변전소간격, 전기차 출력과 열차밀도, 선로조건 등을 기본으로 하고 전기차 수전점의 전압강하와 급전선의 온도상승을 고려하여 결정하게 된다.

여기에서 도시철도에 사용되고 있는 Cable에 대해 중점적으로 설명하기로 한다.

1. 정 급전선

전차선에 정(+)전류를 공급해주는 Cable로 다음과 같은 종류가 있다.

1) 3.3㎸F-CV400[㎟]

지상구간인 차량기지는 기지변전소에서 인출되어 HAL 510[㎟] 에 연결되며 지하구간에서는 각 변전소에서 인출되고 Al T-Bar는 Feed Branch T-Type을 사용하여 압착접속하며 Feed Branch Terminal은 Welding하여 T-Bar와 접속한다.

포설방법은 지중관로(ELP전선관)방식과 콘크리트트러후 및 본선 구조물 Hunch로 Cleat를 사용 지지하여 포설하는 방식으로 하였다.

(1) 구조 : 가교 폴리에틸렌으로 절연하고 염화비닐수지 또는 폴리에틸렌 쉬이즈를 한 구조이다.

CV 케이블 구조

- 반도전층 : 차폐층과 절연체, 도체와 절연체사이의 공기 GAP을 없애주며 전계균일효과도 가져온다.

- 보호테이프 : 기계적 강도 유지

- 외피 : 기계적 보호, 방수

(2) 성능

특 징	성 능
공칭 단면적	400[㎟]
연선구성(소선수/소선지름)	61/2.9[mm]
도체 바깥지름	26.1[mm]
완성 바깥지름	41[mm]
도체저항(20℃)	0.0454[Ω/㎞]
시험전압	9,000[V]
절연저항	1,000[㏁/㎞]
표준조장	150[m]

2) HAL 510[㎟]

3.3㎸ F-CV 400[㎟]에 연결되어 전차선과 병행하면서 급전할 수 있도록 하는 가공급전선으로 Beam 상부에서는 전주대용물을 시설, 가공급전선을 지지할 수 있도록 하였으며 단독주에 가공급전선을 가선할 경우는 단독주에 암을 가설하여 지지하는 방식을 취하였다.

경알루미늄연선은 경동연선에 비하여 강도가 작고 팽창계수가 큰 단점이 있지만 가격이 저렴하고 중량이 가벼우므로 지지물을 경감할 수 있어 경제적이기 때문에 특수개소를 제외하고 일반적으로 경알루미늄연선(Al)이 사용되고 있으며, 최근에는 알루미늄연선의 이도를 축소하기 위하여 강심 알루미늄연선(ACSR)이 사용되고 있다.

(1) 구조

경알미늄을 꼬아서 만든 연선으로서 인장강도와 도전율이 우수하다.

(2) 성능

구 분	성 능
공칭 단면적	510[㎟]
연선구성(소선수/소선지름)	37/4.2[mm]
최소인장하중	7,460[kgf]
계산단면적	512.5[㎟]
바깥지름	29.4[mm]
중량	1,413[/㎞]
전기저항	0.0563[Ω/㎞]
조의 길이	1,300[m]

(3) 재사용 경알루미늄 연선의 접속

알루미늄 전선의 접속에 있어서는 알루미늄 전선 소선표면에 발생하는 산화물이 견고한 절연물로 되기 때문에 전기저항이 증가하여 접속부분에 온도상승을 가져와 전선의 단선으로 인한 위험을 초래할 염려가 있기 때문에 사용했던 전선(중고선과 신선, 중고선과 중고선)을 접속할 때에는 사용하지 않은 신선접속보다도 필히 전선의 산화피막제거를 할 필요가 있다.

전선표면이 황색이 아닌 흑색으로 변색하는 것은 전선접속부 외층만 잘라내고 단말을 돌출(철) 상태로 하여 노출한 2층의 소선의 산화물을 제거한다.

또 이 부분의 외경 부족분에 알루미늄컬러를 입혀 보강하고 접속용 충진제를 도포하여 압축한다. 이와 같은 방법에 따라 두 층의 전기적 접속저항을 작게 하여 접속부분의 안전을 확보한다.

3) 경동연선

급전분기개소의 전차선과 조가선에 전기를 공급하며 지지하기 위한 전선으로서 다음과 같다.

(1) 종류

종 류	사 용 개 소
200[㎟]	급전선의 분기
38[㎟]	전차선, 조가선의 금구류지지
60[㎟]	M- T 균압

(2) 성능

구 분	성 능
공칭 단면적[㎟]	38	60	200
연선구성 (소선수/소선지름)	7/2.6[㎜]	19/2.0[㎜]	37/2.6[㎜]
계산 단면적[㎟]	37.16	59.70	204.3
최소 인장 하중[kgf]	1,480	2,410	7,900
바깥지름[㎜]	7.8	10,0	18.2
중량[㎏/㎞]	334.4	537.0	1,838
전기저항[Ω/㎞]	0.484	0.301	0.0880
표준길이[m]	1,000	1000	700

2. 부 급전선

변전소 정류기에서 인출 트러후를 통하여 기지 각 구내선로인 궤도로 연결되며 지하구간은 케이블 크리트를 통하고 귀선로로 사용되는 레일에 접속하여 귀환전류를 흘려주는 전선을 말하며 다음과 같은 종류가 있다.

1) 종류

(1) 600V F-CV400[㎟] : 변전소 Negative D.S반에서 인출하며 레일부분의 접속단자(Joint Box)까지 연결된다.

(2) 600V F-CV200[㎟] : 접속단자(Joint Box) 박스의 600VF-CV400[㎟]로 부터 연결되어 Rail에 볼트너트로 체결한다.

2) 성능

특 징	성 능
공칭 단면적	400[㎟]
연선구성(소선수/소선지름)	61/2.9[mm]
도체 바깥지름	26.1[mm]
완성 바깥지름	41[mm]
도체저항(20℃)	0.0454[Ω/㎞]
시험전압	9,000[V]
절연저항	1,000[㏁/㎞]
표준조장	150[m]

※ 변전소 및 공동구(난연케이블)는 F-CV케이블, 일반개소 CV케이블