직류 전기 철도에서의 레일전위 상승 억제방안

초록

전기철도는 공급전원의 종류에 따라 교류전원을 사용하는 방식과 직류전원을 사용하는 방식으로 구분할 수 있다. 도시철도의 경우 일반적으로 직류급전시스템을 채용하고 있으며 레일을 운행전류의 귀선으로 사용하고 있다. 레일을 귀로전류의 도체로 사용하는 이유로는 별도의 귀선도체를 설치할 필요가 없다는 점에서 경제성을 고려한 것이다. 또한 누설전류로 인한 지하매설물의 전식 피해를 감소시키기 위해, 레일과 대지를 절연시키는 비접지방식(Floating System)을 적용하고 있다. 비접지방식의 경우 레일은 대지와는 이론적으로는 절연이 되어 있지만 상당히 길게 대지와 평행을 이루어 설치되기 때문에 레일전위와 누설전류가 발생하게 된다. 국내 도시철도에서는 이러한 누설전류의 피해를 방지하기 위해 배류법, 외부전원법 등 다양한 연구가 진행되고 적용되고 있지만, 레일전위 상승에 대한 대책은 없는 실정이다. 게다가 최근 수도권 도시철도에서는 레일전위상승으로 인한 감전 및 아크사고가 잇따르고 있어 레일전위상승에 대한 분석과 사고방지를 위한 기술연구가 필요하다. 본 고에서는 레일전위에 대한 기본 이론과 관련된 국제기준을 제시하고 레일전위를 억제하기 위한 방안에 대해 소개하였다.