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이선현상을 포함한 고속철도차량의 전도성 잡음 해석
Analysis on Conductive Noise of High-Speed Train Including Pantograph Detachment 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.27 no.12, 2013년, pp.87 - 92  

이성근 (한양대학교 전기공학과) ,  조영만 (한양대 일반대학원 전기공학과) ,  고광철 (한양대학교 전기.생체공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In high-speed train, the EMI is generated by pantograph detachment and switching device of motor-block. Especially, the conductive noise flows through rail as return feeder influences unintended results to sub-station, transformer, etc. These phenomena were investigated by PSIM circuit analysis tool...

주제어

#Conductive Noises in High-Speed Train   #Pantograph Detachment   #Switching Frequency  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하지만, 재연성이 낮고 실측이 다소 쉽지 않아 연구에 어려움이 있다. 그러므로 철도 시스템에서 각 부분을 회로소자와 스위칭소자로 모델링하여 회로해석 함으로서, 전도성 잡음이 미치는 영향에 대한 해석의 재연성과 경제성을 확보하고자 한다.
  • 본 연구는 철도시스템의 각 부분을 회로소자와 스위치소자로 모델링 하여, PSIM 프로그램을 이용해 주행 중인 고속철도에서 발생하는 전도성 잡음에 대하여 연구하였다. 단권변압기와 단권변압기 사이를 300km/h의 속도로 주행 중인 고속열차에 이선이 발생할 경우를 시뮬레이션 하였으며, 결과는 아래와 같이 정리된다.

가설 설정

  • - 차량의 위치가 이동함에 따라 전차선로의 선로정수가 변화해 귀선전류의 왜형이 감소하므로, 출발점에서 가까운 곳에 더 큰 영향을 미친다.
  • 실제로 단권변압기는 8∼10km 간격으로 현장여건에 맞게 설비되어 있고, 결과의 변동 추이를 가시적으로 관찰하기 위해 관측점을 택하였다. 시뮬레이션은 주 전력변환장치가 귀선전류에 미치는 영향을 살펴보고 또 이선현상이 추가되었을 때를 가정하여 실시하였다. 이선현상은 0.
  • 모델링에서 이선현상을 스위치로 모델링하여 이선 발생 후 다시 접촉되는 현상을 표현하였다. 주행속도가 300km/h인 차량이 1km를 주행하는데 걸리는 시간이 12초(300km : 3600s = 1km : x, x=12s)이므로, 1% 이선율을 고려하여 이선시간을 0.12초로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이선현상이란? 이선현상은 철도차량의 팬터그래프와 전차선 사이에서 주행 속도와 전차선 높이의 변화, 전차선의 요동 등으로 의해 접촉력이 변화하여 물리적으로 순간 떨어지는 현상을 의미한다. 크게 세 가지로 분류되며 팬터그래프의 진동에 의한 소이선, 불연속점에 의한 중 이선, 지지점 주기에 의한 대이선으로 분류된다.
전도성 잡음의 악영향은 무엇인가? 일반적으로 고속으로 주행 중인 고속철도에서는 전력을 공급받기 위한 팬터그래프와 전차선 사이에서 접점이 물리적으로 떨어지는 이선현상과 주 전력변환 장치(Motor-block) 의 고속 스위칭을 주 발생원으로 전자파장해(EMI) 가 발생한다[1]. 전자파 장애에는 전도성 잡음과 방사성 잡음이 있으며, 두 잡음 중 특히 전도성 잡음은 귀선선로인 레일을 통해 유입되어 변전소나 변압기에 효율감소 및 과열, 포화, 고조파 성분 유입 등 악영향을 미친다. 기존의 연구들은 실측 자료를 바탕으로 한 현상 분석과 전자파 규정의 준수여부 확인, 그리고 모의실험 등이 주를 이루고 있다.
이선현상은 크게 3가지로 분류되는데, 3가지는 무엇인가? 이선현상은 철도차량의 팬터그래프와 전차선 사이에서 주행 속도와 전차선 높이의 변화, 전차선의 요동 등으로 의해 접촉력이 변화하여 물리적으로 순간 떨어지는 현상을 의미한다. 크게 세 가지로 분류되며 팬터그래프의 진동에 의한 소이선, 불연속점에 의한 중 이선, 지지점 주기에 의한 대이선으로 분류된다. 이선율은 수식 (3)과 같고, 철도의 건설기준에 관한 규정에 의해 1%를 넘지 않도록 해야 한다[3].
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참고문헌 (11)

  1. Kunihiro Kawasaki, "Methode to Calculate Fluctuations in the Strength of Radio Noise Emitted from Electric Railway Systems", Quarterly Report of Railway Technical Research Institute, Vol. 50, No. 3, Aug. 2009. 

  2. Yangsu Kim, Hae-Chul You, "Electric Railway", Donillbook, 2008. 

  3. "Regulations regarding the Construction of the Railway Standards", Ministry of Land, Notice No. 236, Article 37, Paragraph 2. 

  4. Sung-Joon Cho,, Man-Kyu Jeong, Kwang-Ju Lee, Geon -Tae Park, Du-Sik Kim, "A Study on Propulsion Control System for Korean Train Express(KTX-Sancheon)", Power Electronics Annual Conference, No. 7 pp. 295-296, 2010. 

  5. Sangsu Lim, Jeongchul Kim,, Yeong-Ho Park, Jeongsoo Han, "Study on Management Standard of Railway Vehicles Wheel Radius Difference", Autumn Conference & Annual Meeting of the Korean Society for Railway, No. 10, pp. 1896-1901, 2012. 

  6. Bernardo Tellini, Massimo Macucci, Romano Giannetti, Gabriele Alessandro Antonacci, "Conducted and Radiated Interference Measurements in the Line-Pantograph System", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 50, No. 6, Dec, 2001. 

    상세보기

  7. Andrea Cozza, Bernard Demoulin, "Onthe Modeling of Electric Railway Lines for the Assessment of Infrastructure Impact in Radiated Emission Test of Rolling Stock", IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. 50, No. 3, Aug, 2008. 

  8. Kyung-Chul Kim, Seong-Eun Jin, Joo-Hong Lee, Young-Soo Jeon, "Time-varying Harmonics Measurement and Evaluation of the High Speed Electric Train Loads", Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, Vol. 20, No. 7, pp. 29-37, Aug, 2006. 

    원문보기 상세보기 crossref

  9. Verschraegen, Pierre-Vincent. "A Model of the Pantograph Arc Impedance for 50Hz Catenary Voltage." Master of Science Thesis, Stockholm Sweden, 2010. 

  10. Midya, Surajit, and Rajeev Thottappillil. "An overview of electromagnetic compatibility challenges in European Rail Traffic Management System." Transportation Research Part C: Emerging Technologies 16.5 pp. 515-534, 2008. 

    상세보기 crossref

  11. Paul W. Smith, "Transient Electronics : Pulsed circuit technology", John Wiley & Sons Ltd, 2002. 

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