개념 한 쪽
전기철도의 전차선로는 전차에 전력을 공급하는 가공 전차선과, 전류를 변전소로 되돌려 보내는 귀선·배류선으로 구성된다. 곡선부에서는 원심력에 대비하기 위해 레일 높이를 달리 하고, 직선부에서도 탈선 방지를 위한 보조 설비를 둔다. 집전장치와 접지공사의 종류도 함께 정리해 둔다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「전차선로의 일반사항」의 공개 문제 2개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 장선 접지공사 종류 판단 | 1 | 60cm 이외 부분에 해당하는 접지 종류를 가리기 |
| 강색 차선 최소 지름 | 1 | 강색철도 전차선에 쓰는 경동선의 최소 지름을 확인 |
전기철도가 곡선을 달릴 때는 원심력 때문에 차체가 바깥쪽으로 쏠려 넘어질 위험이 있다. 이를 막으려고 외측 레일을 내측 레일보다 약간 높게 설치하는데, 이때 생기는 내외측 레일의 높이 차를 캔트(cant), 우리말로 고도라고 한다. 비슷한 이름의 용어로 이도와 확도가 있으므로 구분해 둔다. 이도는 전차선이 늘어져 처지는 정도이고, 확도는 곡선부에서 궤간을 넓혀 주는 폭의 개념이다.
직선 궤도에서는 차륜이 엉뚱한 방향으로 흘러 들어가 탈선하거나 궤도 교차부를 타고 올라설 위험이 있는 곳이 있다. 호륜궤조(호륜 레일, 안내 레일)는 본선 레일 안쪽에 덧붙여 설치하는 보조 레일로, 차륜의 플랜지가 바깥으로 이탈하는 것을 잡아 탈선을 방지한다. 직선 구간에서는 분기 개소에 반드시 설치하며, 병용 궤도·고속운전 구간·교량 위는 상황에 따라 설치하는 곳이다.
집전장치는 전차가 가공 전선이나 레일에서 전기를 받아 차량으로 끌어들이는 부품이다. 팬터그래프는 차량 지붕 위에서 프레임이 접혔다 펴지며 가공선에 넓게 밀착되어, 고속 주행과 큰 전류에서도 접촉이 잘 유지된다. 우리나라의 일반 전기철도는 이 팬터그래프 방식이 표준이다. 뷔겔과 트롤리봉은 구형 노면전차용, 집전슈는 제3레일 방식용이라 구분한다.
시가지에 시설한 가공 직류 전차선의 장선은 접지 의무가 있으며, 접지 종류는 전차선과의 거리로 갈린다. 전차선으로부터 60cm 이내처럼 접촉 우려가 큰 부분은 특별 제3종 접지공사를 하고, 그 이외의 일반 부분은 제3종 접지공사를 한다. 강색(강가)철도의 전차선은 진동과 하중에 견디도록 굵기가 7mm 이상인 경동선이나, 이에 뒤지지 않는 세기·굵기를 지닌 선재를 쓴다.
직류 귀선은 누설 전류가 땅속으로 새어 나가 지하 매설물을 부식시키는 전식을 막기 위해 원칙적으로 대지로부터 절연한다. 예외는 귀선용 레일 상호 간과 레일의 바깥쪽 30cm 이내에 시설하는 부분뿐이다. 배류선의 상승부분 중 지표상 2.5m 미만 구간은 사람이 닿을 염려가 있으므로 피복이 있는 전선이나 케이블류를 사용한다. 누설전류를 인위적으로 빼내는 배류접속 시설에서는 강제배류기용 전원장치의 외함을 제3종 접지한다.
전차선로의 일반사항 문제는 용어와 수치를 서로 바꿔 놓고 가린다. 곡선부 레일 높이 차를 이도나 확도로 바꾸는 선지가 대표적이다. '높이 차=캔트=고도, 처짐=이도, 궤간 확장=확도'로 묶어 구분한다.
수치형은 세트로 외우는 것이 빠르다. 직류 귀선 절연 예외는 레일 간 및 레일 바깥쪽 30cm 이내 부분이고, 배류선 상승부분은 지표상 2.5m 미만 구간에서 절연전선 등을 쓴다. 강색 차선은 지름 7mm 이상의 경동선이다. 장선 접지는 전차선으로부터 60cm 이내가 특별 제3종, 그 이외가 제3종이므로 '이내/이외' 조건 문구를 정확히 읽어야 한다.
가공직류 전차선 또는 이와 전기적으로 접속하는 조가용선이 가공약전류전선 등과 접근되어 시설되는 경우, 가공약전류전선 등과의 수평거리는 전차선로의 사용전압이 고압인 경우에는 최소 몇 m 이상으로 하면 되는가?
정답 ② · 문항은 가공 직류 전차선 또는 이와 접속하는 조가용선이 가공 약전류전선 등과 접근 설치될 때의 수평 이격거리(사용전압이 고압인 경우)를 묻고 있다. 규정상 고압 조건에서는 최소 1.2 m 이상으로 확보해야 하며 저압일 때는 0.6 m가 기준이다.
전차선 조가용선 ↔ 약전류전선 접근 수평거리: 고압 1.2m 이상, 저압 0.6m 이상.
도로에 시설하는 가공 직류 전차선로의 경간은 몇 m 이하로 하여야 하는가?
정답 ④ · 전기설비기술기준 제97조에 따르면, 도로에 시설하는 가공 직류 전차선로의 경간(지지물과 지지물 사이의 거리)은 안전 및 유지보수를 위해 60m 이하로 하여야 합니다. 전차선로는 전력을 공급받는 전차선이 팬터그래프 등과 접촉하며 이동하므로 처짐이나 장력 관리를 위해 경간을 엄격히 제한하고 있습니다.
도로에 시설하는 가공 직류 전차선로의 경간(지지물 간 거리)은 60m 이하로 제한한다.
전기철도에서 흡상변압기를 사용하는 주된 목적은?
정답 ② · 문제는 전기철도에서 흡상변압기(Booster Transformer)를 사용하는 주된 목적을 묻는 문제이다. 흡상변압기는 전차선과 복귀선 사이의 귀로전류를 조정해 두 전선의 자기장을 상쇄시키고, 그로 인해 인근 통신선에 유도되는 간섭을 줄이는 기능을 한다.
흡상변압기(BT 방식)는 귀로전류를 복귀선으로 보내 통신선 유도장해를 방지한다.
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