선로환경에 따른 전기철도 전차선 변형률 제한에 대한 고찰

초록

전기철도에서 전기차의 속도가 높아질수록 팬터그래프의 압상력은 공기양력에 의하여 높아진다. 속도가 높아지면서 압상력이 일정 수준 이상으로 커지면 전차선의 굽힘 응력도 커져서 장기간 운영하게 되면 전차선이 피로 파단에 이를 수 있다. 따라서, 전차선로 개통전에 전차선의 압상량과 함께 굽힘응력도 제한한다. 전차선의 굽힘응력은 전차선 상부에 변형률 게이지를 설치하여 측정하며, 우리나라에서는 순동 전차선 및 기존선 장력을 고려한 전차선의 변형률 제한치를 사용하고 있다. 그러나, 속도향상과 함께 다양한 합금의 전차선이 개발되고 있고, 전차선 장력도 상이하기 때문에 선로환경에 적합한 최대 변형률 기준이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 최대 변형률을 도출한 사례를 고찰하고, 현재 우리나라에서 개발중인 350km/h급 및 400km/h급 전차선의 최대 변형률을 결정하는 방법에 대하여 제안하고자 한다.