개념 한 쪽
전기철도용 설비는 열차 주행에 직접 관련된 섹션과 궤도 전기 연속성, 특수 변압기와 전동기 용도 등을 포함한다는 점을 이해해야 한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「전기철도용 전기설비」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 저항 종류 식별 | 1 | 열차 주행 시 받는 저항 항목을 구분하는 능력을 묻는다 |
| 곡선 속도 계산 | 1 | 캔트와 반지름·궤간을 이용해 곡선 최고속도를 계산하는 능력을 묻는다 |
| 곡선 보정 용어 판별 | 1 | 궤간 확대와 레일 고상 등 곡선 보정 용어의 의미를 가려내는 능력을 묻는다 |
열차가 주행할 때 받는 저항은 여러 종류로 분류한다는 점을 기억해야 한다. 대표적인 네 가지는 주행 저항, 곡선 저항, 구배 저항, 가속(관성) 저항이며, '복선 저항'처럼 궤도 형태를 가리키는 용어는 저항 종류에 해당하지 않는다고 정리한다.
곡선 주행에서의 보정은 고도(cant)와 확도(flange allowance)로 구분한다는 점을 분명히 한다. 고도는 외측 레일을 높여 원심력을 상쇄하는 조치이고, 확도는 내측 궤조의 궤간을 약간 넓혀 플랜지와 레일 두부 간의 측면 마찰을 줄이는 조치라고 정의한다.
곡선에서 캔트가 주어졌을 때 최고속도를 구하는 공식과 고도 산정 공식은 시험에서 자주 활용되는 계산 공식을 제공한다는 점을 인지해야 한다. 곡선 최고속도 공식은 v = √(127Rh/G) [km/h]이고, 고도 계산식은 C = G V² /(127 R)이며 각각 R은 반지름[m], h는 캔트[m], G는 궤간[m 또는 mm의 단위 규정에 따름], V는 속도[km/h]로 사용한다는 원리를 유지한다.
궤도 전기적 연속성을 확보하는 장치로 레일본드가 있으며, 이는 레일 이음부를 동연선으로 접속해 전기적 저항과 전압강하를 줄이는 것이 목적이라고 정의한다는 점을 확실히 한다.
전기철도에 사용되는 일부 기기 용도도 구분해야 한다는 점을 강조한다. 예컨대 흡상 변압기는 유도 장해를 흡수해 계기나 계전기의 2차측 보호와 계측 정확성 확보를 목적으로 쓰이고, 직류 직권전동기는 기동토크가 크고 속도 제어가 용이하여 전차 견인용 전동기로 대표적으로 쓰인다는 사실을 기억해야 한다.
곡선 최고속도 계산 예시는 다음과 같다. 반지름 R=1000 m, 캔트 h=0.01 m, 궤간 G=1.435 m를 공식 v = √(127 R h / G)에 대입하면 127×1000×0.01 ÷ 1.435 = 약 885가 되고, √885 ≈ 29.75이므로 최대속도는 약 29.75 km/h가 나온다는 과정을 따른다.
고도 계산 예시는 다음과 같다. 궤간 G=1067 mm, 속도 V=45 km/h, 반지름 R=1000 m를 공식 C = G V² /(127 R)에 대입하면 1067×45² ÷ (127×1000) ≈ 17.03 mm가 되어 고도는 약 17.0 mm가 된다는 계산 절차를 따른다.
직류 급전방식에 대한 설명중 맞지 않는 것은?
정답 ④ · 직류 급전 방식은 주파수 개념이 없으므로 교류급전과 달리 주파수 변동에 따른 속도 변화 문제가 발생하지 않습니다. 따라서 4번 설명은 직류 급전에 대한 맞지 않는 설명입니다.
직류에는 주파수가 없으므로 주파수 변동에 의한 속도 변화가 생기지 않는다.
다음 중 전기철도의 주전동기의 특성이 아닌 것은?
정답 ③ · 문제는 전기철도의 주전동기에 요구되는 특성 중 해당되지 않는 것을 고르라는 내용이다. 주전동기는 기동 시 큰 토크가 필요하고 고속에서는 작은 토크로 운전되는 특성이 바람직하므로 속도가 상승함에 따라 토크가 커지는 것은 요구 특성이 아니다.
주전동기는 저속에서 토크가 크고 고속에서 작아지는 특성이 유리하므로 속도 상승 시 토크 증가는 요구 특성이 아니다.
온도 변화에 따른 레일의 신축에 대비하여 연결부에 두는 틈새 여유를 무엇이라 하는가?
정답 ② · 문항은 레일 연결부에 온도 변화로 인한 신축을 흡수하기 위해 두는 틈새 여유의 명칭을 묻고 있다. 레일의 축열·수축으로 인한 길이 변화를 흡수하기 위해 연결부에 마련하는 간격을 유간(expansion gap)이라 한다.
레일 연결부에 온도 변화에 따른 신축을 대비해 두는 틈새 여유를 유간(expansion gap)이라 한다.
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