전차선로 시스템분야 설계에 관한 연구

Abstract

철도 르네상스 시대가 열리고 있다. 최근 기술의 발달로 인하여 전 세계적으로 철도의 고속화가 급속하게 진행되고 있으며 미국, 중국, 브라질을 비롯해 중동, 아프리카 등 세계 각지에서 앞 다투어 철도 프로젝트를 발표하고 있다. 전기철도에서 전차선로 시스템은 고속철도 전체 시스템을 구성하고 있는 작은 시스템들 중에서 가장 독립적인 시스템이며, 전기차량에 전력을 공급하는 설비로서 전기철도의 속도를 결정해주는 중요한 설비중의 하나이다. 전차선은 팬터그래프가 일정한 압상력으로 주행함으로써 진동에 의한 파동이 발생하며, 이 파동에 의해 전차선과 팬터그래프 사이에 이선이 발생하는데 이에 따라 전력공급 장애, 아크발생, 전차선 및 습동판의 이상마모, 전자파 발생 등의 원인이 된다. 또한 환경변화와 외부 작용에 의하여 미소한 변화가 발생하며 이러한 것들이 전차선 가선구조의 성능에 결정적인 영향을 주게 된다. 이러한 현상을 감안하여 설계 시 가능한 한 균일한 탄성을 갖도록 설계되어야 하며 팬터그래프와의 인터페이스에서 원활한 접촉력을 유지하기 위해 정·동역학적인 해석과 이를 토대로 한 설계가 요구된다. 이에 본 논문에서는 경부고속철도 및 호남고속철도, 해외 고속철도의 전차선로 시스템 설계기법을 분석하고, 실제 설계속도 350km/h급의 호남고속철도에 적용된 설계조건을 적용하여 고속 전차선로 시스템 설계 시 설계자가 직접 활용할 수 있도록 제 3장에서 전차선의 최대 경간길이 및 최대 인류길이 계산, 전철주 하중 및 모멘트 계산, 합성전차선 현수장치 계산, 가동브래킷 부하 계산, 급전선 현수장치 계산 방법에 대하여 상세 설계기법을 정립하였다.