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문제 정의
- 본 연구에서는 전기 철도 전자파 규제에 대한 국내 . 외 동향을 살펴보고, 실측을 통해 전자파 발생원인 및 방송 통신 서비스 영향을 분석하였다.
- 본 연구에서는 전기 철도에서 발생하는 전자파가방송 및 무선 통신 서비스에 영향을 줄 수 있다는 우려가 제기되어 측정 . 검증을 통해 해결 방안을 모색하고 관련 기술 기준 및 시험 방법 개정을 추진하게되었다.
- 이에 따라 본 연구는 전기 철도에 의한 방송 통신서비스 영향을 최소화시키기 위하여 추진하게 되었다. 본 연구에서는 전기 철도 전자파 규제에 대한 국내 .
제안 방법
- 전자파 장해 방지 기준 제11조 및 시험 방법 제4 조제8항에서 규정하고 있는 전기 철도 EMC 기준 명칭 중 “고속철도기기류''를 “전기 철도기기류”로 변경하고, 조문 및 별표 명칭도 ''고속 철도'를 ''전기 철도, , 로 변경하였다. 전기 철도 기기류로의 변경 사유는 현재의 기술 기준 및 시험 방법 적용이 KTX, 산천과 같은 고속 철도에 한정되지 않고 모든 철도 기기류에 적용되고 있으며, 철도안전법 및 도시철도법에 따라 성능 검사를 받아야 하는 철도 차량은 모든철도 차량에 해당되고, 국제 표준 및 유럽 표준에서도 모든 철도기기에 철도 EMC 표준이 적용되므로관련 명칭을 현행화 하였다.
- 9 kHz~30 MHz 대역에서는 자기장을측정하기 위하여 철도궤도 방향으로 수평으로 하여측정토록 하였으며, 30 MHz-1 G田는 전기 장을 측정하기 위하여 철도 궤도 방향으로 위치한 안테나를수직, 수평으로 회전시켜 측정하도록 하였다. 우리나라 전기 철도 EMI 측정 결과, 30 MHz 이하에서는수평 자기 장이 수직 자기장보다 크게 측정 되 었으며, 국제 표준 및 유럽 표준에서도 수평 방향 측정을 규정하고 있어 현행 측정 방법을 유지토록 하였다.
- 열차는 안테나를 통과할 때 주어진 속도 범위 내에서 최대 견인력의 약 1/3로 가속하거나 감속해야한다. 9-150 區 대역에 대한 저속 이동 상태 방사예외 기준은 국제 표준을 수용하여 신설하였으며, 측정 시간의 단축과 비용의 절감을 위하여 CISPR 16-1-1 에서 규정하고 있는 FFT 측정 모드로 측정할 수 있도록 하였다.
- 분석하였다. KTX 및 도심 운행 25 kV 교류 전철을 대상으로 실제 운행 환경에서 전기 철도 전체 시스템에서 방사되는 전자파를 측정하였다. 전기 철도 전자파 측정을 위한 구성도는 [그림 3]과 같다.
- 제기되어 측정 . 검증을 통해 해결 방안을 모색하고 관련 기술 기준 및 시험 방법 개정을 추진하게되었다. 전기 철도 기술 기준 및 시험 방법 개정(안) 마련을 위하여 EMC 기준전문위원회 산하에 전기전기 철도 전자파 측정 분석 등을 실시하였다.
- 변경하였다. 또한 국제 표준을 수용하여 정지상태 기준을 개정하고 저속 운행 상태 기준을 신설하였으며, 9-150 眼 대역에 대한 기준 적용 예외 규정을 신설하였다. 저속 운행 상태에 시험 조건을 명확히 규정하였으며, 측정 시간을 줄이기 위해 CISPR에서 표준화된 FFT 측정 모드를 사용할 수 있도록 시험 방법을 개정하였다.
- 측정기의 조건 중 검파 모드를 첨두치로 정의하였고, 주파수 대역별 분해능 대역폭을 명확히 정의하였다. 또한 전기 철도 측정 . 분석 결과와 국제표준, 유럽 표준을 참조하여 9-150 kHz에 대한 예외 기준을 신설하였다.
- 외 동향을 살펴보고, 실측을 통해 전자파 발생원인 및 방송 통신 서비스 영향을 분석하였다. 또한우리나라 실정에 적합한 전기 철도 기술 기준 및 시험 방법을 제안하였다.
- 변전소로부터 전자파 즉정 거리는 국제 표준을 수용하여 현재 울타리로부터 “3 m”를 TO m”로 개정하였다. 개정 이유는 변전소 울타리 존재 여부에 따라 3 m(울타리가 존재하는 경우), 10 m(울타리가 없는경우)로 규정되어 있어 울타리가 존재하면 실질적으로 측정거리가 짧아져 실질적인 기준이 강화되는 현상을 방지하기 위함이다.
- 본 연구에서는 전기 철도 전자파 규제에 대한 국내 . 외 동향을 살펴보고, 실측을 통해 전자파 발생원인 및 방송 통신 서비스 영향을 분석하였다. 또한우리나라 실정에 적합한 전기 철도 기술 기준 및 시험 방법을 제안하였다.
- FFT 측정 모드는 순간적으로 발생하는 전자파를 측정하는데 장점이 있으므로 자동차, 전기 철도 전자파 측정을 효과적이라는 CISPR의 설명이 있었다. 이에 따라 전자파 장해 방지 시험 방법 개정에 전기 철도 시험 방법에 FFT 측정 모드를 추가하여 측정 시간 및 비용을 줄일 수 있도록 하였다.
- 우리나라는 경부고속철도 시스템을 프랑스에서 기술을 이전 받아 설치하였다. 이에 따라 전자파적합성에 대한 기준 및 시험 방법을 유럽 표준을 참조하여 마련하고, 전기 철도에 대한 전자파를 실측 . 분석 및 이해 당사자의 협의를 통해 확정하여 2004년부터 시행하고 있다.
- 또한 국제 표준을 수용하여 정지상태 기준을 개정하고 저속 운행 상태 기준을 신설하였으며, 9-150 眼 대역에 대한 기준 적용 예외 규정을 신설하였다. 저속 운행 상태에 시험 조건을 명확히 규정하였으며, 측정 시간을 줄이기 위해 CISPR에서 표준화된 FFT 측정 모드를 사용할 수 있도록 시험 방법을 개정하였다.
- 검증을 통해 해결 방안을 모색하고 관련 기술 기준 및 시험 방법 개정을 추진하게되었다. 전기 철도 기술 기준 및 시험 방법 개정(안) 마련을 위하여 EMC 기준전문위원회 산하에 전기전기 철도 전자파 측정 분석 등을 실시하였다., 10년 10월에는 기술 기준 및 시험 방법 개정(안)에 대한 의견수렴 및 전자공청회를 실시하였으며, '10년 11월 EMC 기준전문위원회를 개최하여 개정(안)을 심의하였다.
- 전기 철도에서 발생하는 전자파가 방송 및 무선통신 서비스에 영향을 줄 수 있다는 우려가 제기되어 즉정 , 검증을 통해 해결 방안을 모색하고, 관련기술 기준 및 시험 방법 개정을 추진하였다. 우리나라 전기 철도 기술 기준은 2(X)4년 유럽 표준을 참조하여 제정되었으나, 2006년 유럽 표준이 개정되고 IEC 국제 표준이 새롭게 제정됨에 따라 개정의 필요성이증가하였다.
- 전기 철도에서 발생하는 전자파의 영향을 분석하기 위하여 도심에서 고속으로 운행하고 있는 전기철도에 대한 EMI를 측정 . 분석하였다.
- 또한 국토해양부는 성능 시험에 관한 성능 시험 기관을 지정할 수 있도록 하였으며, 성능 시험의 대상 및 기준은 철도안전법 시행령에서규정하며, 세부 기준은 철도 차량 성능 시험 지침(국토해양부고시)에서 정하도록 하였다. 철도 차량 성능 시험 지침에서는 성능 시험 기준 및 방법을 성능시험 기관이 시험 신청자가 제줄한 기술 자료 등을 토대로 시험 신청자 및 차량 발주자와 협의하여 정하도록 하였다. 전기 철도 전자파 적합성에 대한 성능시험을 위한 구체적인 기준도 제시하지 않고, 성능시험 기관이 협의하여 정하도록 하고 있다.
- 측정 안테나 방향은 시험 방법에 있는 내용(30 MHz 미 만은 수평 방향, 30 MHz 이상은 수직 방향)을 개정하였으며, 기술 기준에서도 관련 규정을 포함토록신설하였다. 9 kHz~30 MHz 대역에서는 자기장을측정하기 위하여 철도궤도 방향으로 수평으로 하여측정토록 하였으며, 30 MHz-1 G田는 전기 장을 측정하기 위하여 철도 궤도 방향으로 위치한 안테나를수직, 수평으로 회전시켜 측정하도록 하였다.
대상 데이터
- 있다. 측정 거리는 변전소 울타리가 있는 경우울타리로부터 3 m, 울타리가 없는 경우 변전소로부터 10 m로 규정하고 있다. 고속 철도 변전소는 고정된 시설이므로 측정의 정확도를 확보하기 위하여 유럽 및 국제 표준에서는 첨두치 측정을 준첨두치 측정으로 개정하였으며, 별도의 변전소 방사 기준 정하고 있어 우리나라 기준의 개정이 필요한 실정이다.
이론/모형
- 9-150 kHz 대역에 대한 정지 상태의 방사 예외 기준은 국제 표준을 수용하여 신설하였다. 개정 이유는개활지에 대한 철도 노선의 예외 기준 신설 사유와같다.
- 이에 따라 측정거리는 변전소와 변전소 울타라로부터 10 m로 통일하였다. 이동하는 열차에 대한 측정 방법에서는 QSPR 16- 1-1 에서 규정하고 있는 FFT 수신 모드 즉정을 허용하였다. 철도는 빠르게 움직이므로 주파수별 전자파측정을 위해서는 짧은 시간에 이루어져야 한다.
성능/효과
- 30 MHz 이하 대역에서는 전동차와 안테나 사이의 거리를 10 m에서 측정하는 것보다 30 이에서 측정한 자기장의 세기는 20 dB 정도 작게 측정되었다.
- 또한 전기 철도 측정 . 분석 결과와 국제표준, 유럽 표준을 참조하여 9-150 kHz에 대한 예외 기준을 신설하였다. 전기 철도 EMC 측정 .
- 안테나 방향에 따라서는 30 MHz 이하에서는 수평으로 측정한 값이 수직으로 측정한 자기장의 세기보다 높이 측정되는 것을 알 수 있었다. 그러나 30 MHz 이상에서는 주파수에 따라 수직 .
- 이에 따라 국제 표준 및 유럽 표준에서 무선 통신서비스에 간섭을 주지 않은 경우에 기준치 이상을 허용한다는 예외 규정 이 있음을 확인하였다. 30 MHz 이하의 자기장의 세기는 전동차가 안테나 바로 앞에있을 때보다 통과되기 전과 통과 후에 크게 측정되었다.
- , 로 변경하였다. 전기 철도 기기류로의 변경 사유는 현재의 기술 기준 및 시험 방법 적용이 KTX, 산천과 같은 고속 철도에 한정되지 않고 모든 철도 기기류에 적용되고 있으며, 철도안전법 및 도시철도법에 따라 성능 검사를 받아야 하는 철도 차량은 모든철도 차량에 해당되고, 국제 표준 및 유럽 표준에서도 모든 철도기기에 철도 EMC 표준이 적용되므로관련 명칭을 현행화 하였다.
- 측정 결과, 150 kHz~1 GHz 이상에서는 기술 기준과 국제 표준 기준을 만족하였다. 그러나 9-150 kHz에서는 날씨, 부하 등의 조건에 따라 기술 기준에서 규정한 기준보다 높이 측정될 우려가 제기되었다.
후속연구
- 다만 시험품 등의 안전성 및 호환성을 고려하여 시험 항목의 세부 기준및 방법을 국토해양부장관이 따로 정한 경우에는 이에 따르도록 하고 있다. 따라서 성능 시험 기관, 시험 신청자, 차량 발주자는 방송통신위원회에서 의무적으로 준수토록 규정하고 있는 전자파 장해 방지기준 및 전자파 보호 기준 고시를 성능 시험 기준으로 활용할 수 있을 것이다.
- 이번에 마련된 전기 철도 EMC 기준 및 시험 방법은 주파수 자원을 보호하고 안전한 전자파 환경 조성에 기여할 것으로 판단된다.
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