도시철도 직류 전차선 이상 마모의 원인 분석에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 전차선의 마모와 이상 마모 현상인 버(Burr)의 발생으로 인하여 전동차가 아크로 손상되고 접지로 인하여 도시철도 급전계통이 순간 단전되는 문제를 예방하기 위하여 전차선과 직접 접촉하며 버의 발생을 유발하는 전동차 팬터그래프를 국내·외 도시철도 운영기관별, 주습판 재질별로 비교·분석하였다.

서울교통공사 4호선의 경우 팬터그래프 주습판 재질로 철계소결합금, 동계소결합금, 금속함침카본을 혼용하여 사용할 때 철계소결합금 재질이 전차선 마모를 촉진한다는 사실을 알게 되었고, 철계소결합금과 동계소결합금 재질을 혼용할 때 전차선 마모와 버 발생량이 동계소결합금 재질만 사용하는 것보다 높다는 것을 확인하였다. 또한, 동계소결합금과 금속함침카본 재질을 혼용할 때 전차선 마모량에 대한 특이사항은 없었으나 버 발생은 여전하였다. 다만, 금속함침카본 재질을 사용하는 6호선의 경우 일부 구간을 제외하고는 버 발생이 없다는 것을 확인하였고 전차선 마모량 변화에도 특이사항을 발견할 수 없었다. 그러나 인천교통공사와 부산교통공사의 경우 오히려 금속함침카본 재질을 사용하면서 버 발생을 확인하였으며 부산교통공사는 금속함침카본 재질로 인한 버 발생이 호선에 따라 다르게 나타난다는 것도 확인하였다.

결과적으로 팬터그래프 주습판 재질이 전차선 마모와 버 발생에 영향을 주고 있으나 전동차의 속도와 전차선 마모에 의한 주습판과의 접촉 면적 증가 등 기타 다양한 요인을 검토해야 하며 주습판 주요 재질이 같더라도 버 발생이 도시철도 운영기관별, 동일 기관 내 호선별로 다르게 나타날 수 있다는 것을 확인하였다.|In this paper, the train pantograph which directly contacts the trolley wire and causes the occurrence of Burr due to wear and abnormal wear is compared and analyzed by domestic and foreign urban railroad operating corporation and strip.

In the case of Seoul Metro Line 4, we found out that Fe-based sintered alloy Strip accelerates the wear of trolley wire. The combination of Fe-based sintered alloy Strip and Copper-based sintered alloy Strip confirmed that trolley wire wear and burr incidence was higher than using Copper-based sintered alloy Strip alone. The combination of Copper-based sintered alloy Strip and Metallized Carbon Strip did not provide any specific information about the wear on the trolley wire, but burr still occurred. Seoul Metro Line 6 using Metallized Carbon Strip confirmed that no burr occurred except for some sections, and no specificity was found in the change in trolley wire wear.

However, Incheon Transit Corporation and Busan Transportation Corporation confirmed the occurrence of burr by using Metallized Carbon Strip, and Busan Transportation Corporation also confirmed that burr incidence due to Metallized Carbon Strip is different depending on the line.

As a result, pantograph strips affect trolley wire wear and burr occurrence, but various other factors such as increased trolley wire and pantograph strip contact area due to wear and tear are considered, and even if strips are the same, burr occurrence can vary by corporation and line.