강체전차선을 이용한 직류전기철도용 이동식 전차선 시스템 개발 및 성능검증에 관한 연구 Research on Development and Evaluation Tests of Movable Catenary System Using Rigid Bar for DC Feeding System원문보기
전기철도 차량은 검수를 위한 단계가 복잡하며, 안전사고에 대한 위험도 내포하고 있다. 이동식전차선 시스템은 복잡한 과정의 검수고 입환 시스템에 대해 단순화가 가능하도록 하며, 사용자 편의성을 제공하고 안전성을 확보한다는 측면에서 매우 유용한 시스템이다. 본 논문에서는 기존 이동식전차선 대비 사용상 장점이 있고 국내 직류 시스템에 첫 적용되는 강체전차선을 적용하여 기계적인 내구성, 편의성, 작업자 안전성을 확보한 철도차량용 이동식 전차선 시스템에 대해 성능평가 및 연구개발 결과를 정리를 포함하여 현장설치를 위한 기본적인 특성을 종합적으로 분석하였다. 결론적으로 반복적인 사용 환경에 대한 내구성, 기계적인 하중에 대한 내구성, 안전성 등 요구 사양에서 우수한 결과를 나타내었다.
전기철도 차량은 검수를 위한 단계가 복잡하며, 안전사고에 대한 위험도 내포하고 있다. 이동식 전차선 시스템은 복잡한 과정의 검수고 입환 시스템에 대해 단순화가 가능하도록 하며, 사용자 편의성을 제공하고 안전성을 확보한다는 측면에서 매우 유용한 시스템이다. 본 논문에서는 기존 이동식전차선 대비 사용상 장점이 있고 국내 직류 시스템에 첫 적용되는 강체전차선을 적용하여 기계적인 내구성, 편의성, 작업자 안전성을 확보한 철도차량용 이동식 전차선 시스템에 대해 성능평가 및 연구개발 결과를 정리를 포함하여 현장설치를 위한 기본적인 특성을 종합적으로 분석하였다. 결론적으로 반복적인 사용 환경에 대한 내구성, 기계적인 하중에 대한 내구성, 안전성 등 요구 사양에서 우수한 결과를 나타내었다.
The process of inspecting electric railway vehicles is complicated and these vehicles accompany a risk of safety accidents. This developed system will be a great help in simplifying the shunting process and be very useful in terms of ensuring safety and providing user convenience. In this paper, the...
The process of inspecting electric railway vehicles is complicated and these vehicles accompany a risk of safety accidents. This developed system will be a great help in simplifying the shunting process and be very useful in terms of ensuring safety and providing user convenience. In this paper, the results of performance evaluation tests are studied on a movable catenary system for railway vehicles that secured mechanical durability, convenience, and operator safety by applying a specific rigid bar catenary of an existing mobile train line. We presented an analysis of the basic characteristics for site installation including sorting. In conclusion, this developed system was obtained in good results through durability test, durable mechanical load test and safety test in require specifications.
The process of inspecting electric railway vehicles is complicated and these vehicles accompany a risk of safety accidents. This developed system will be a great help in simplifying the shunting process and be very useful in terms of ensuring safety and providing user convenience. In this paper, the results of performance evaluation tests are studied on a movable catenary system for railway vehicles that secured mechanical durability, convenience, and operator safety by applying a specific rigid bar catenary of an existing mobile train line. We presented an analysis of the basic characteristics for site installation including sorting. In conclusion, this developed system was obtained in good results through durability test, durable mechanical load test and safety test in require specifications.
본 논문에서는 구성품에 대한 부품들의 개발 과정, 완성품에 대한 성능 시험항목 선정, 시험 결과를 정리하고 분석하여 현장에 실적용을 위한 기초연구로서 활용하고자 한다. 또한, 사용 시 안전을 위한 다양한 센서를 적용하여 그에 대한 특성 분석 및 개선을 통한 시스템의 완성도를 높이도록 하였다.
제안 방법
전동차의 입출차시, 작업자, 크레인 동작, 전압감지 시스템 등을 구현하여 작업자의 안전과 사고를 방지하는데 가장 중점을 두어 설계 및 제작을 하였다. 세 번째로 전동차용 직류 시스템에 국내에선 처음으로 강체전차선을 적용하였으며, 강체전차선 적용으로 안전성과 검수 용이성을 확보하였다.
제어장치의 설계에 있어서 중요한 것은 구동장치의 작동과 더불어 각 센서들간의 인터록 기능을 얼마나 정확하고 효과적으로 구현할 수 있는가에 대한 것이다. 이를 위해 열차의 입환 및 출차 시 센서의 작동으로 인한 전원장치와의 인터페이스 구현, 작업자 감지 시 자동으로 전원을 차단하는 기능, 크레인 작동 시 전원선과의 혼촉을 방지하기 위한 크레인 정위치 센서 등 다양한 센서를 구비하고 이를 통해 안전사고를 방지할 수 있는 시스템을 구축하였다. Fig.
대상 데이터
이동식 전차선의 구성품은 크게 구동부, 제어부, 전원공급부로 구분할 수 있으며, 구동부에는 강체 전차선, 연결부를 구동하기 위한 서보모터를 포함한다. 서보모터는 정밀제어가 가능하고 속도 감응에 대한 제어가 가능하여 기존 일반 구동모터에 비해 구동 성능을 개선시킬 수 있는 장점이 있어 적용을 하였다.
데이터처리
본 이동식 전차선 시스템 개발과 관련하여 검증방법은 IEC, KS 규격 등에서 별도로 제시하고 있지 않아, 사용 환경에 적합한 검증이 되도록 제작자 제시 사양으로 공인시험기관에 의뢰하여 시스템 검증을 실시하였다.
성능/효과
본 논문에서는 강체전차선을 적용한 이동식 전차선 시스템 개발시 필요한 설계적인 요소를 동작특성, 하중특성, 제어판넬과의 인터페이스 기능과 전원공급장치부로 나누어서 검토를 하였고, 설계 요소에 대한 검증으로서 각 해당 항목별로 검증시험을 수행하였다. 결과적으로 개발 된 이동식 전차선 시스템은 안정적인 성능과 Test bed에 설치하기 위한 기본 성능을 갖춘 것으로 확인하였으며, 설계 및 성능 검증 결과를 통해 현장 설치를 위한 기초적인 설계 기준에 대해서도 확립하였다.
후속연구
감지센서는 열차의 진출입, 작업자, 크레인, 전차선 전압감지 등의 역할을 수행하도록 설치가 되었으며, 검증을 위해 공장구내에 설치되어 있는 시제품에 감지 센서를 설치하여 성능검증시험을 실시하였다. 열차의 입환을 위해서는 열차와 유사한 형태의 것을 이용해 이동 시 감지 유무를 검증하였고, 상부 작업자의 유무, 크레인 작동 유무에 대한 센서 감지에 대한 검증을 수행하였고, 향후 설치 예정인 현장 시험에서 시험 동작을 통해 오류 발생 시 개선하도록 추가적으로 검증할 예정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
이동식 전차선 시스템의 특징은 무엇인가?
전기철도 차량은 검수를 위한 단계가 복잡하며, 안전사고에 대한 위험도 내포하고 있다. 이동식 전차선 시스템은 복잡한 과정의 검수고 입환 시스템에 대해 단순화가 가능하도록 하며, 사용자 편의성을 제공하고 안전성을 확보한다는 측면에서 매우 유용한 시스템이다. 본 논문에서는 기존 이동식전차선 대비 사용상 장점이 있고 국내 직류 시스템에 첫 적용되는 강체전차선을 적용하여 기계적인 내구성, 편의성, 작업자 안전성을 확보한 철도차량용 이동식 전차선 시스템에 대해 성능평가 및 연구개발 결과를 정리를 포함하여 현장설치를 위한 기본적인 특성을 종합적으로 분석하였다.
강체전차선을 이용한 이동식 전차선 시스템은 어떻게 구성되어 있는가?
강체전차선을 이용한 이동식 전차선 시스템은 구동을 위한 구동부 및 금구류, 전원공급을 위한 급단전 장치, 강체 전차선 연결 분리제어와 안전을 위한 제어장치 등 크게 3개로 구성되어 있다.
이동식 전차선 시스템이란 무엇인가?
이동식 전차선 시스템은 1990년대에 국내에 처음 소개된 후 현재는 서울, 부산, 광주, 여수 등 각 고속철도 차량기지 검수고에 설치되어 작업자 안전 및 정비에 유용하게 사용되고 있다. 이 시스템은 철도차량 입환 및 출차 시에는 정상적인 가선상태를 유지하다가 검수를 위한 작업시에는 팬터그래프와 분리되어 전원 공급이 차단되도록 하는 시스템이다. 이동식 전차선은 철도차량 입환에서 출차 전체 과정을 기존 대비 간소화 할 수 있고, 검수 시 전차선이 팬터그래프로부터 분리되어 전원공급이 차단되어 발생 가능한 인명사고를 사전에 방지할 수 있다.
참고문헌 (8)
S.J. Bae, K.D. Jang (2014) The Study on R-BAR (Rigid Conductor) Characteristics for Developing High-speed Rigid Overhead Catenary System up to 250km/h, Autumn Conference of the Korean Society for Railway 2014, Jeju, pp. 1090-1095.
K.-D. Jang, S.-J. Bae, D.-H. Park (2013) Development of Overhead Conductor Rail (Rigid BAR) System, The Proceedings of the Korean Institute of Electrical Engineers, Jeju, pp. 1900-1901.
S.-G. Song, T.-H. Lee, J.-Y. Song, S.-M. Park (2008) Development of Catenary Stagger and Height easurement System using Laser, Journal of the Korean Society for Railway, 11(6), pp. 569-574.
K. Lee, Y.H. Cho, S.-Y. Kwon, Y. Park (2017) A Study on a Sensitivity Analysis of Design Parameters for the Speed-up of Overhead Rigid Conductor System, The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, 66(2), 453-458.
K.-S. Yu (2014) Optimization of the power supply system consists of a catenary, Autumn Conference of the Korean Society for Railway 2014, Jeju, pp. 603-609.
Furrer+Frey(R) (2012) Overhead Conductor Rail Systems, pp. 23-25.
https://www.downloads.siemens.com (Accessed 10 March 2017)
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.