특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치.{A Safety System For The High Voltage Trolley Wire.}
본 발명은 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치에 관한 것으로서, 지상 전철구간에 고압의 교류전압 25,000볼트와 지하 전철구간에 직류전압 1,500볼트가 동력전력으로 공급되고 있는데, 지상의 조가급전선과 전차선(R-bar) 및 괘지선인 행거, 지하의 전차선(T-bar) 등에는 전기절연피복이 안된 나선 상태로 되어 있음으로서,
그 표면에 전기적으로 안전하고 효율적인 전기절연피복의 기능을 다할 수 있는 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치를 실시하여, 전동차량에 고압의 동력전원을 공급하는 전력집전장치인 팬터그래프에 동력전원이 안전하고 원활하게 공급될 수 있도록 하는 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치에 관한 기술 분야이다.
현재 많은 투자를 하여 전철화사업이 급속도로 진행되고 있으나, 전철화 된 철도구간에 설치 운영되고 있는 많은 시설에 있어서, 지상 전철구간에는 교류전압 25,000볼트와 지하전철구간에 직류전압 1,500볼트가 동력전력으로 공급되고 있는 데, 지상 전철구간의 동력전원을 공급하는 조가급전선과 전차선(R-bar) 및 괘지선인 행거(hanger), 지하 전철구간의 동력전원을 공급하는 전차선(T-bar)은 표면에 전기적으로 안전하게 절연시켜주는 기능의 절연피복이 되어 있지 않은 나선 형태로 설치되어 있음으로서,
지상의 전철역사와 지하의 전철역사 내부의 승강장 상부 및 고압 전차선이 통과하는 육교 아래부위나 고층건물 주위 등, 나선으로 설치된 부분에 금속성의 낚싯대나 은박풍선 및 복잡한구조물, 공사현장의 작업안전부주의 등으로 상기 여러 물체들이 전차선과 접촉되거나 접지와 합선되면 전동열차에 전력공급이 중단되어, 크고 작은 단전사고가 발생됨으로서 많은 승객들의 불편과 경제적 손실이 발생된바 있으나 현실적으로는 적절한 개선방안이 없는 실정임.
현재 전철화 된 철도구간의 시설에 있어서 지상 전철구간의 조가급전선은 전기절연 피복이 된 고압케이불로 신. 증설역사의 일부 케이불이 교체되고 있으나, 지상 전철구간의 교류전압 25,000볼트가 공급되는 전차선(R-bar)과 지하 전철구간의 직류전압 1,500볼트가 공급되는 전차선(T-bar)에는 상기와 같이 전기절연 피복이 된 고압케이불로 교체가 불가능하다.
따라서 상기와 같은 불가능한 이유는 전동차량에 고압의 동력전원을 공급하는 급전장치인 팬터그래프가 지상의 전차선(R-bar)과 지하의 전차선(T-bar)의 하부저면에 규정된 압력(4.5∼5.5kgf)으로 접촉되고, 이렇게 접촉된 상태로 슬라이딩 되면서 지상 및 지하의 전차선으로부터 고압의 동력전원을 전동차량에 공급하는 방식을 채택하고 있기 때문이다.
그러므로 상기와 같은 구조의 특성상 전차선의 하부저면에 규정된 압력(4.5∼5.5kgf)으로 지속적으로 접촉되고 슬라이딩 되면서 전차선으로부터 고압의 동력전원을 전동차량에 안전하게 공급하게 되는 것이다.
본 발명은 특 고압에 대한 전기절연성이 우수하고, 내한 내열 및 전해물질에 의한 내식성과 무독성의 친환경소재를 사용 특 고압 전차선 송전선로의 전기절연 안전보호 장치를 개발하여 송전선로에 설치함으로서, 전기절연 효과를 향상시켜 보다 안전하게 고압의 동력전원을 전동차량에 공급함으로서, 크고 작은 정전사고 발생을 미연에 방지할 수 있는 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치를 개발하는데 발명의 목적이 있으며 이러한 목적이 해결하고자 하는 중요한 과제인 것이다.
지상의 전차선(R-bar)과 지하의 전차선(T-bar)에는 전동차량에 동력전원을 공급하게 되는 급전장치인 팬터그래프가 전차선(R-bar)의 하부저면과 규정된 압력((4.5∼5.5kgf)으로 접촉되고 슬라이딩 되면서 고압의 동력전원을 공급받아 고압 인입선로를 통해 전동차량에 공급하게 되는 동력공급방식을 채택하고 있음으로서,
본 발명은 현재 설치되어 사용되고 있는 조가급전선과 전차선(R-bar)을 지면의 레일로부터 일정한 높이로 조율시키는 괘지선인 행거의 표면에는, 전기적으로 안전하게 전기절연이 되도록 하는 전기절연 안전커버를 삽입고정 시키고, 지상의 전차선(R-bar)과 지하의 전차선(T-bar)의 표면에는, 하부저면에 전력집전장치인 팬 터그래프가 접촉되어 슬라이딩 할 수 있는 최소부분만 제외하고, 양 측면과 상부전체 면을 전기절연 안전보호커버로 완전히 감싸도록 삽입고정 함을 특징으로 한 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치를 실시한다.
이러한 구조의 전기절연 안전보호 장치를 조가급전선과 괘지선인 행거 및 전차선에 삽입설치 함으로서, 전기적으로 절연효과가 향상되며, 전력집전장치인 팬터그래프가 전차선의 하부저면과 규정된 압력(4.5∼ 5.5kgf)으로 접촉되고 슬라이딩 되면서 고압의 동력전원을 전동차량에 고압 인입선로를 통해 안전하게 공급되게 하여 안전운행이 되도록 하는 특징과, 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치를 전차선으로부터 분리결합이 용이하도록 좌우대칭 되게 제작하여, 특 고압 전차선에 좌우대칭 되게 결합한 전기절연 안전보호커버의 상부결합 면과 'U'자형으로 홈통이 길게 형성된 구조의 결합커버로 확실하게 결합시키는 수단을 특징으로 한 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치이다.
본 발명의 제품재질과 특성은 석유화학계열 제품 중 우수한 특 고압 절연소재로서 전기절연성이 우수하고, 내한 내열 및 순간충격에 형상복원성이 양호하며, 전해물질에 의한 내식성과 무독성인 가교포리에칠렌계의 소재를 사용, 조가급전선(2)과 괘지선인 행거(4), 전차선(6),(8)등의 사용규격에 적합하도록 정밀하게 설계제작 된 프로파일금형으로 연속압출공정에 의하여 제작되며, 현재 나선으로 설치되어 사용 중이거나 신. 증설되는 특 고압 조가선 및 전차선에 설치 결합분해가 용이하여, 특 고압 조가선 및 전차선에 대한 물리적, 전기적 절연안전성이 향상되며, 선로 보수작업의 효율성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 지상의 전철역사와 지하의 전철역사내부의 승강장 상부 및 고압 전차선이 통과하는 육교아래부위나 고층건물 주위 등에 나선으로 설치된 부분에 있어서, 금속성의 낚싯대나 은박풍선 및 복잡한구조물, 공사현장의 작업안전부주의 등으로 상기 여러 물체들이 전차선과 접촉되고 접지와 합선되면, 전동열차에 전력공급이 중단되어 크고 작은 단전사고의 발생됨을 미연에 방지 할 수 있는 효과로, 많은 승객들의 불편을 해소하고 경제적 손실을 주릴 수 있는 효과가 있다.
이 외의 활용 용도로서는 공장의 동력설비 인입선로 및 대단위 아파트건설현장의 고압 인입선로의 전기절연 안전커버로 응용개발 할 수 있어 활용도가 매우 높다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 의하여 상술하면 다음과 같다.
<실시 예1>
도1은 현재 설치 사용되고 있는 특 고압 전차선(R-bar) 송전선로의 사시도로서, 전동차량에 교류전압 25,000볼트를 동력전원으로 공급하는 조가급전선과 전차선 및 괘지선인 행거는 전기절연 피복이 되어있지 않은 나선 상태로 설치되어 있으며, 특히 전차선의 구성은 리지드방식(Rigid bar)에 의하여 잘 휘어지지 않는 강선으로 제작되어 시공설치 된 전차선(R-bar)에 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치인 전기절연 안전보호커버를 결합 실시함에 있어서,
본 발명의 제품재질과 특성은 석유화학계열 제품 중 우수한 특 고압 절연소재로서 전기절연특성이 우수하고, 내한내열 및 순간충격에도 형상복원성이 양호하며, 전해물질에 의한 내식성과 무독성의 친환경소재인 가교포리에칠렌을 소재로, 조가급전선과 괘지선인 행거, 전차선등의 사용규격과 외적형상에 적합하도록 정밀설계제작 된 프로파일금형으로 연속압출공정에 의하여 제작된 전기절연 안전보호커버로 제작구성 된다.
도8은 본 발명을 도6에 실시한 리지드방식(R-bar)으로 지상전철화구간의 전차선(6)에 실시한 것을 분해한 사시도로서,
전동차량(50)에 동력전원을 공급하는 현재의 전력공급방식은 전력집전장치인 팬터그래프(52)가 리지드방식(R-bar)의 전차선(6) 저면(33)을 규정된 압력(4.5kgf)으로 밀어 올려 지속적으로 접촉되며, 이렇게 접촉된 상태로 전차선(6)의 저면(33)을 따라 슬라이딩(sliding)되면서 전차선(6)으로부터 전동차량(50)에 동력전원인 교류전압 25,000볼트를 공급하게 됨으로서, 이러한 집전방식의 전차선구조와 기능의 중요성으로 좌우대칭(30-1)(30-2)되게 2개로 분리설계제작 된 전기절연 안전커버(30)를 전차선(6)의 양 측면에 간단하면서도 확실하게 끼워 설치할 수 있도록 한 내부구조는,
전차선(6)의 외형 규격에 알맞도록 내부에 긴 홈통(54)을 종적으로 형성하고 이렇게 형성된 전기절연 안전보호커버(30)의 상부주연부에는 긴 홈통(57)(58)을 종적으로 형성하며, 이렇게 형성된 전기절연 안전보호커버(30)를 좌우대칭(30-1)(30-2)되게 전차선(6)의 양 측면에 삽입하게 되는 구조구성을 특징으로 한다.
또한 전기절연 커버기능을 하는 'U' 자형 결합커버(65)의 구조는, 전기절연 안전보호커버(30)의 좌우대칭(30-1)(30-2)인 상부주연에 종적으로 형성된 긴 홈통(57)(58)에 삽입될 수 있도록 'U' 자형 결합커버(65)의 하부 양측부에 2개의 끼움돌기(67)가 종적으로 형성됨을 특징으로 한다.
전기절연 안전보호커버(30)의 하부구조는, 전력집전장치인 팬터그래프(52)가 전차선(6)의 하부 저면을 규정된 압력(4.5kgf)으로 밀어 올려 져 지속적으로 접촉되며, 이렇게 접촉된 상태로 전차선(6)의 하부저면(33)을 따라 슬라이딩되면서 전차선(6)으로부터 전동차량(50)에 동력전원인 교류전압 25,000볼트를 공급받아 고압 인입선로를 통하여 공급하게 됨으로서. 전차선(6)의 하부저면(33)과 팬터그래프가(52)가 접촉되어 슬라이딩되는 최소의 부분만 노출되며 전력집전장치인 팬터그래프(52)와 접촉되어 슬라이딩되면서 동력전원을 전동차량(50)에 안전하게 공급되게 하며, 양 측면과 상부의 전체표면을 전기적으로 안전하게 감쌀 수 있는 구조로 형성된다.
이렇게 형성된 전기절연 안전보호커버(30)를 전차선(6)양면에 끼워 결합된 상부주연에 형성된 긴 홈통(57)(58)에, 전기절연커버 기능을 하는 'U' 자형 결합커버(65)의 하부 양측부에 종적으로 길게 형성된 두개의 끼움돌기(67)를 삽입하여 확실하게 결합고정 시켜줌을 특징으로 한 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치이다.
<실시 예2>
도2는 현재 설치 사용되고 있는 특 고압 전차선(8) 송전선(T-bar)로의 사시 도로서, 전동차량(50)에 직류전압 1,500볼트의 동력전원을 공급하는 전차선(8)에는 전기절연 피복이 되어있지 않은 나선 상태로 설치되어 있으며, 특히 전차선(8)의 구성은 카디너리방식( 급전선과 조가선 을 합친 방식), 알루미늄 합금제로 형성제작 되어 시공설치된 전차선(8)에 전기절연 안전보호커버(40)를 결합 실시함에 있어서,
도5는 본 발명을 지하 전철화구간의 전차선(8)에 실시한 것을 분해한 사시도로서, 알루미늄 합금제로 형성된 카디너리방식의 'T' 자형 부스바(T-bar) 전차선(8)과 전기절연 안전보호커버(40)를, 간단하면서도 확실하게 끼워 고정시킬 수 있도록 좌우대칭(40-1)(40-2)되게 2개로 분리설계제작 된 전기절연 안전커버(40)와 전기절연 커버 기능을 하는 'U' 자형 결합커버(65)로 구성되며 그 구조는,
전차선(8)의 외형 규격에 알맞도록 전기절연 안전보호커버(40)의 내부에 긴 홈통(54)을 종적으로 형성하고, 이렇게 형성된 상부주연에 긴 홈통(57)(58)을 종적으로 형성하며, 이렇게 형성된 전기절연 안전보호커버(40)를 좌우대칭(40-1)(40-2)되게 전차선(8)의 양 측면에 삽입하게 되는 구조구성을 특징으로 한다.
또한 전기절연커버 기능을 하는 'U' 자형 결합커버(65)의 구조는, 전기절연 안전보호커버(40)의 좌우대칭(40-1)(40-2)인 상부주연에 종적으로 형성된 긴 홈통(57)(58)에 삽입될 수 있도록 'U' 자형 결합커버(65)의 하부 양측부에 2개의 끼움돌기(67)가 종적으로 형성됨을 특징으로 한다.
전기절연 안전보호커버(40)의 하부구조는, 전력집전장치인 팬터그래프(52)가 전차선(8)의 하부 저면에 규정된 압력(5.5kgf)으로 밀어 올려 져 지속적으로 접촉 되며, 이렇게 접촉된 상태로 전차선(8)의 하부 저면(43)을 따라 슬라이딩(sliding)되면서 전차선(8)으로부터 전동차량(50)에 동력전원인 직류전압 1,500볼트가 고압 인입선로를 통하여 공급하게 됨으로서. 전차선(8)의 하부 저면(43)과 팬터그래프가(52)가 접촉되어 슬라이딩되는 최소의 부분만 노출되며 전력집전장치인 팬터그래프(52)와 접촉되어 슬라이딩 되면서 고압의 동력전원을 전동차량(50)에 안전하게 공급되게 하며, 양 측면과 상부의 전체표면을 전기적으로 안전하게 감쌀 수 있는 구조로 형성된다.
이렇게 형성된 전기절연 안전보호커버(40)를 전차선(8)양면에 끼워 결합된 상부주연에 형성된 긴 홈통(57)(58)에, 전기절연커버 기능을 하는 'U' 자형 결합커버(65)의 하부 양측부에 종적으로 길게 형성된 두개의 끼움돌기(67)를 삽입하여 확실하게 결합고정 시켜줌을 특징으로 한 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치이다.
<실시 예3>
도10은 본 발명을 조가급전선(2)과 괘지선인 행거(4)에 각각 실시한 측면사시도로서, 조가급전선(2)에는 전기절연 안전보호커버(10)를 좌우대칭(10-1)(10-2)되게 끼울 수 있도록 2개로 분리설계제작 되며, 각각의 내부에는 조가급전선(2)의 외형 규격에 알맞도록 긴 홈통(54)을 종적으로 형성하여서 된 전기절연 안전보호커버(10)의 상부주연에 긴 홈통(57)(58)을 종으로 형성하며, 하부 저면에는 전기절연커버의 연결접속을 위하여 연결핀(15)의 삽입 공을 종으로 길게 형성하여, 전기절연커버 기능을 하는 'U' 자형 결합커버(65)의 하부 양측부에 종적으로 길게 형성된 두개의 끼움돌기(67)를 긴 홈통(57)(58)에 삽입하여 확실하게 결합고정 시켜줌을 특징으로 하며,
조가급전선(2)에 괘지 되는 행거(4)에는 원통형의 전기절연 안전보호커버(20)를 상단부로부터 삽입하고, 이렇게 삽입된 행가(4)의 상단과 조가급전선(2)이 접속되는 부분에도 전기절연을 위하여 좌우대칭(25-1)(25-2)으로 형성된 전기절연 안전보호커버인 원구형의 접속커버(25)를 결합고정 시키게 되는데, 결착볼트삽입 공(88)에 결착볼트(87)로 조여서 확실하게 결합함을 특징으로 한 특 고압 전차선 송전선로의 안전보호 장치이다.
도 1은 기존의 특 고압 전차선(R-bar) 송전선로의 사시도.
도 2는 기존의 특 고압 전차선(T-bar) 송전선로의 사시도.
도 3은 본 발명을 특 고압 전차선(T-bar) 송전선로에 실시한 사시도.
도 4는 본 발명을 특 고압 전차선(T-bar) 송전선로에 실시한 정면 사시도.
도 5는 본 발명을 특 고압 전차선(T-bar) 송전선로에 실시한 분해결합 사시도.
도 6은 본 발명을 특 고압 전차선(R-bar) 송전선로에 실시한 사시도.
도 7은 본 발명을 특 고압 전차선(R-bar) 송전선로에 실시한 정면 사시도.
도 8은 본 발명을 특 고압 전차선(R-bar) 송전선로에 실시한 분해결합 사시도.
도 9는 본 발명을 특 고압 전차선(T-bar) 송전선로에 실시한 측면 사시도.
도 10은 본 발명을 급전선, 행거, 전차선(R-bar)에 각각 실시한 측면 사시도.
도 11은 본 발명을 급전선, 행거, 전차선(R-bar)에 각각 실시한 정면 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 조가급전선, 4 : 괘지선(행거), 6 : 리지드방식의 전차선(R-bar),
8 : 카디너리방식의 전차선(T-bar), 10 : 조가급전선의 전기절연 안전커버,
15 : 전기절연커버 연결핀, 20 : 괘지선(행거)의 전기절연 안전커버,
25 : 원구형의 접속커버, 30 : 전차선(R-bar)의 전기절연 안전커버,
33 : 전차선(R-bar)의 저면과 집전장치와의 접촉부, 37 : 연결핀(15)삽입 홀,
40 : 전차선(T-bar)의 전기절연 안전커버,
43 : 전차선(T-bar)의 저면과 집전장치와의 접촉부,
47 : 연결핀(15)삽입 홀, 50 : 전동차량, 52 : 전력집전장치(팬터그래프),
53 : 고압 현수애자, 54, 55, 56 : 내부홈통, 57, 58 : 외부홈통,
60 : 전차선 괘지클램프, 65 : 'U' 자형 결합커버.
67 : 끼움돌기, 77, 78 : R-bar 전차선의 고정클램프 고정홈통,
87 : 결착볼트, 88 : 결착볼트삽입 공,