전기철도 차량에 대한 극저주파 자계영역의 시간영역 측정 및 스펙트럼 분석

초록

전기 및 전자 분야의 기술발전으로 인하여 전자기파에 의한 환경영향은 더욱 높아지고 있으며 다양한 시스템의 조합으로 운용되는 전기철도 분야에도 이러한 전자기파에 의한 환경영향이 안전의 측면에서 중요하게 논의되고 있다. 극저주파의 측정은 직류전기철도차량에서 실시하였으며, 객실 및 운전실에서 극저주파 자계를 측정하였다. 극저주파 자계를 측정하기 위해서 3축 자계센서를 설치하였으며, 측정된 자계신호는 BNC 케이블에 연결된 DAQ 카드 및 컴퓨터에 의해서 신호처리를 수행하였다. 극저주파 자계 측정을 위해서 3축 자계센서로 시간영역의 자속밀도를 측정하였고, 이 신호를 FFT 및 STFT를 이용하여 스펙트럼 분석을 실시하였다. 또한 차량이 영업 운전과 동일하게 하기 위해서 가속, 타행, 제동의 모든 운행 상황을 고려하여 시험을 실시하였다. 자속밀도측정 결과를 살펴보면 자속밀도 스펙트럼이 차량의 동적 운행상태와 연관되어 나타나고 있음을 알 수 있었다. 측정결과를 보면, 최대 60 Hz RMS값의 경우 C/I는 약 2.55 μT, 주변압기는 8.2 μT, 견인전동기가 26 μT, 보조전원장치가 21 μT로 나왔다. 견인전동기 및 보조전원장치에서 극저주파 자계값이 가장 크게 나오는 것을 확인할 수 있었으며, 측정결과는 ICNIRP에서 제시한 83.3 μT보다 작은 것을 확인할 수 있다.