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전원외란 시뮬레이터를 이용한 고속전철 이선현상과도 특성 연구
Transient Characteristic Study on Contact Loss of High Speed Electric Railway Using a Power Line Disturbance Simulator 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.58 no.4, 2009년, pp.427 - 431  

김재문 (한국철도대학 철도차량전기과) ,  김양수 (한국철도대학 철도차량전기과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the dynamic characteristic of a contact wire and pantograph suppling electrical power to high-speed trains are investigated from an electrical response point of view. To analysis power line disturbance by induced contact loss phenomenon for high speed operation, a hardware Simulator w...

주제어

#EMI(Electromagnetic Interference)   #PLD(Power Line Disturbance)   #Pantograph Contact Loss   #Simulator  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 고속전철 주행시 이선 발생에 따른 아크현상을 모의할 수 있는 PLD 모의 시뮬레이터를 제작하고 EMI 대책을 수립하기 위한 선행연구로 이선 현상시 부하(R, R-L)에 미치는 과도특성 현상을 연구하였다.
  • 본 논문에서는 이선으로 인한 전원외란이 차량내의 전력변환장치에 미치는 영향을 살펴보기 위해 전원외란 시뮬레이터를 제작하였다. 이를 위해 400km/h급 차세대 고속철도 차량에 대한 전력변환장치의 시스템 요구사항에 준하여 파라미터를 산정한 후 이선현상을 모의하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전자파장해에는 어떠한 요소가 존재하는가? 전자파장해(EMI)는 Source, Victim 그리고 전달매체라는 3가지 요소가 존재하고, 전달매체는 공간으로부터의 전자파 복사에 의한 전달(Radiated Emission)과 전원라인을 통한 전달(Conducted Emission)로 구분한다. 전원외란(PLD)의 주요원인은 표 1과 같이 구분되는데, 외인성은 각종 전기ㆍ전자기기로부터 발생되어 공간을 통해 전력선로에 유입되는 잡음이고 내인성은 불안정한 발전설비, 과부하, 급격한 부하 변동 등으로 고조파 및 주파수 변동으로 나타난다.
고속전철의 고속화로 인해 대두되고 있는 문제점 중 하나는 무엇인가? 특히 국내 IT 기술 및 신소재 개발, 제어 기술 및 반도체 성능향상 등 산업전반에 걸쳐 비약적인 기술 발전을 보임에 따라 복합기술을 요구하는 철도분야에 신기술이 접목되고 있다. 고속전철의 고속화에 따라 대두되고 있는 문제점 중의 하나는 안정된 집전 능력을 확보하는 것이다. 즉, 고속전철의 속도 성능향상은 집전 시스템이 고속에서도 안정된 집전 능력을 갖추어야 하는 선행 해결과제로 철도 선진국을 중심으로 많은 연구가 이루어지고 있다.
고속전철은 이선으로 인해 불규칙적 아크현상이 빈번하게 발생되는데, 이는 어떠한 것으로 작용하는가? 고속전철은 집전장치를 통해 외부로부터 전력을 공급받아 움직이는 동적부하(Dynamic Load)이므로 고속전철이 주행하는 동안 차량상부에 설치된 팬터그래프(Pantograph)와 전력을 공급하는 전차선(Contact wire) 사이에 이선(Contact loss)이 발생하여 전원외란(Power Line Disturbance ; PLD)이 일어난다. 이선으로 인해 불규칙적인 아크현상은 빈번히 발생하게 되는데, 전자파복사에 의한 방사성 노이즈뿐만 아니라 전도성 노이즈 잡음원(Noise Source)으로 작용한다[1][2].
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참고문헌 (8)

  1. 철도청, "전철구간에서 발생하는 고조파 현황 및 대책 연구보고서", 1998 

  2. 한국전기연구원, "전원방해(PLD) 현상과 기술동향 연구보고서", 2000 

  3. 김진우 외 4인, "고속전철용 가선-팬터그래프 시스템의 모델링 및 접촉력 해석", 한국소음진동공학회 논문집 Vol. 13, No. 6, pp.474-483, 2003 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. 김정수 외 1인, "주행 중 발생하는 고속전철 집전 신호의 동적 해석", 홍익대 과학기술연구논문집, Vol. 14, 2003 

  5. 이봉이 외 3인, "팬터그래프와 전차선 사이에서 발생되는 아크 특성에 관한 연구", 한국조명.전기설비학회추계 학술대회 논문집, pp.367-370, 2005 

  6. 김재문, 김양수 외 2인, "전차선-팬터그래프 사이의 이선현상에 따른 전원외란이 보조전원장치에 미치는 영향, 대한전기학회 전기설비위원회 춘계학술대회 논문집, pp197-181, 2008 

  7. Berardo Tellini, Massimo Macucci, et al., Line-Pantograph EMI in Railway Systems, IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, 2001 

  8. 한국철도기술연구원, "차세대 고속철도 기술개발사업 1차년도 Workshop", 2008 

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