시속 400km급 전차선로 드로퍼 피로시험 하중 분석연구 = The Analysis of Fatigue Test Load for Droppers in Overhead Contact Line for 400km/h Operation

국문 초록 (Abstract)

팬터그래프가 전차선의 하중을 조가선에 전달하는 드로퍼를 통과할 때 전차선이 압상되면서 드로퍼는 일시적으로 느슨해진다. 열차가 통과한 직후 전차선이 자중에 의하여 낙하하면서 드로퍼에는 일시적으로 큰 동적 장력이 걸리고, 진동과정을 거치면서 감쇠하다가 정적 장력 상태로 수렴하게 된다. 경부고속철도 전차선로에서의 주요 유지보수 작업 중의 하나가 지지점 인근의 드로퍼가 열차 통과에 따른 동하중에 의하여 피로 파괴됨으로써 드로퍼를 교체하는 것이었다. 열차 속도가 300km/h 에서 400km/h 증가하게 되면 드로퍼에는 더 큰 동 하중이 유발될 것으로 예상된다. 시속 400km 급 전차선로에서는 드로퍼동하중을 줄이기 위하여 전차선에 사전이도를 부여하지 않는 것이 바람직하다. 시속 400km 급 전차선로에 적용되는 드로퍼의 피로 성능을 적절히 평가할 수 있는 시험하중 기준을 수립할 필요가 있다. 경부고속철도에서의 드로퍼 장력 측정을 통해 검증한 팬터그래프-전차선 동역학 시뮬레이션을 통하여 시속 400km 로 열차 통과시 드로퍼가 겪게 될 동 하중을 예측한 결과를 기초로 드로퍼의 무한수명을 입증하기 위한 드로퍼의 공장 피로시험 하중으로 300N 을 제안하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Droppers by which the weight of a contact wire is carried to a messenger wire become slackened when a pantograph passes under it. After the passage of the pantograph, dynamic tension is abruptly applied to the droppers due to the free drop of the lifted contact wire. .After that, tensions on the droppers become oscillatory and are gradually decayed to a static tension. Thus, fatigue loads are applied to the droppers of high-speed rail catenary. It is said that one of the major maintenance works associated with Kyeongbu High-Speed Rail overhead contact line is to replace the broken droppers with new ones. It is expected that droppers are likely to be broken more frequently as train speed increases from 300km/h to 400km/h. In order to save maintenance costs with droppers, it is desirable to reduce dynamic forces on the droppers by giving no-sag to a contact wire. It is necessary to establish fatigue test load to droppers in order to ensure that they have infinite fatigue life during the factory test. To this end, we simulated the dynamic forces on the droppers by using SPOPS, the dynamic simulation program for overhead contact line and a pantograph coupled system. The accuracy of the simulation was validated by comparing those with measurement data taken from Kyeongbu High-speed line. Based on the simulation results, we proposed that fatigue test load is set to be 300N for the purpose of the validation of infinite fatigue life for the droppers of the High-speed overhead contact line for 400km/h operation.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 초록
• 1. 서론
• 2. 드로퍼의 피로하중 특성 및 피로시험방법
• 3. 경부고속철도 드로퍼의 동하중 시뮬레이션 및 검증
• 4. 시속 400km 열차 통과 시 드로퍼 동하중 예측 및 피로시험하중 검토
• 5. 결론
• 참고문헌