고속철도 400km/h급 전차선로 금구류에 대한 실험적 고찰 = An Experimental Investigation of Overhead Catenary System Fittings for 400 km/h Class High Speed Railway

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 호남고속철도 오송–광주송정 구간 전차선로에 적용된 가동브래 킷 조정금구를 중심으로, 고속 운행 최대 400[km/h] 조건에서 장기간 사 용된 전차선로 금구류의 균열, 변형, 체결 안정성 저하 및 전기적 성능 이 상 현상을 분석하고, 그 원인을 규명하기 위한 정밀안전점검 및 시험 결과 를 체계적으로 정리한 것이다. 호남고속선 개통 이후 가동브래킷 조정금구, 특히 수평 파이프 조정봉을 고정하는 클램프 슬리브 및 체결부에서 외형 변형, 치수 기준 미달, 내부 결함 가능성 등의 이상 사례가 지속적으로 확 인되었다. 또한 드로퍼 클램프에서는 장악력 저하와 미끌림 현상이, 곡선당 김금구에서는 치수 편차 및 일부 재질에서의 백화·용융 현상이 확인되었으 며, 풀림방지 너트에서는 니켈 함량이 기준 하한에 근접한 사례가 관찰되었 다. 이러한 이상 현상은 고속 운행 조건에서 전차선로의 기계적·전기적 안 정성에 영향을 미칠 수 있는 잠재적 위험 요인으로 판단된다. 본 연구에서는 호남고속철도 전차선로 현장에서 사용 중이거나 철거된 금 구류를 시료로 채취하여, 외형 및 치수 검사, 재질 분석, 방사선 투과 시험, 침투탐상 시험, 파괴하중 시험, 이탈하중 시험, 전기전도도 및 접촉저항 시 험, 내전압 시험 등 다양한 정밀 시험을 수행하였다. 시험은 한국화학융합 시험연구원(KTR), 한국전기연구원(KERI), 한국전기철도기술협회(KRETA) 등 공인 시험기관을 통해 진행되었다. 시험 결과, 대부분의 금구류는 규격에서 요구하는 기계적 강도와 전기적 성능을 만족하였으나, 일부 시료에서는 재질 편차, 체결력 저하, 내부 결함 가능성, 속도 조건 증가에 따른 성능 저하 가능성이 확인되었다. 특히 400 km/h 구간에 적용된 일부 곡선당김금구 재질은 열적 안정성 측면에서 재 검토가 필요한 것으로 판단되었으며, 드로퍼 클램프의 경우 미끌림 시험 기 준의 명확한 정립 필요성이 도출되었다. 본 연구는 고속철도 전차선로 금구류의 실제 운용 상태를 기반으로 한 정 밀 점검 및 시험 데이터를 제시함으로써, 향후 고속 운행 구간에서의 전차 선로 안전성 확보와 품질 관리 기준 개선, 정기 점검 체계 고도화를 위한 기초 자료를 제공하는 데 그 의의가 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 연구 범위 및 방법 3
• 1.2 논문의 구성 5
• Ⅱ. 이론적 고찰 6
• 2.1 가공 전차선로 6
• 2.2 가동브래킷 조립체 12
• 2.3 전차선로 고장 유형 및 영향 분석 16
• Ⅲ. 전기설비 정밀진단 21
• 3.1 정밀진단의 개요 21
• 3.2 전차선로 정밀진단 평가 기준 24
• Ⅳ. 시험 방법 및 결과 29
• 4.1 가공 전차선로 정밀진단 시험 29
• 4.2 정밀진단 시험 결과 38
• Ⅴ. 결론 66