제 3 궤조용 집전장치(Bottom-up 형식) 개발

초록

경전철의 전력공급 방식은 종전 도시철도(지하철 등 중전철)의 가공전차선 방식과는 달리 단면적 감소 및 구성 단순화를 위해 제3궤조를 적용하고 있다. 제3궤조 집전장치는 급전선과의 접촉방식에 따라 고무차륜경전철 또는 모노레일에 주로 적용되는 횡방향형(lateral type), 철제차륜경전철에 주로 적용되는 측면상향방향(bottom-up type), LIM 경전철에 주로 적용되는 측면하방향형(top-down type)으로 분류된다. 최근 국내에서 발생되고 있는 여러가지 운영상의 문제점에도 불구하고 버스와 중전철(지하철)의 중간규모 수송능력을 가지면서 지하철에 비해 보다 경제적인 건설 및 운영이 가능한 경전철은 점차 증가할 것으로 기대되고 있다. 반면, 국내에서 운영 중인 철제차륜형식 경전철에는 측면상방향(bottom-up type) 제3궤조용 집전장치가 적용되고 있으나, 원천 설계능력 확보 및 성능검증 등의 연구개발이 이뤄지지 않아 현재까지 모두 해외 수입품에 의존하고 있다. 본 논문에서는 측면상방향형 제3궤조 집전장치에 대해 경전철 차량과의 인터페이스, 집전장치의 성능 (집전용량, 운동변위량, 내구성 등), 운영 및 유지보수성 등을 종합적으로 고려하여 설계요구사항 및 개발목표사양을 제안하였고, 이를 바탕으로 2가지의 국산화 설계안을 개발하였다. 또한 2가지 설계안에 대한 상세설계 및 제작을 통해 부품 및 구성품 단계에서의 성능검사를 시행하여 측면상향방형 제3궤조 집전장치에 대한 최종 설계안을 도출하였다.