KR101487433B1 - 마모 한계 표시부가 구비된 전차선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전차선 상부로부터 일정 길이의 위치에 마모의 한계를 나타내는 한계선을 부가함으로써 육안으로 전차선 교체의 시기를 확인할 수 있도록 하는 마모 한계 표시부가 구비된 전차선에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전차선은, 전차선의 상부로부터 상기 전차선 모재 상하 길이(D)의 0.4 ~ 0.8D 되는 양쪽 측면의 표면에 양각 또는 음각 또는 도료만으로 형성되는 마모 한계 표시부를 구비하며, 상기 마모 한계 표시부는 길이에 걸쳐 연속하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

마모 한계 표시부가 구비된 전차선 {Trolley wire equipped with indicator of wear-limit}

본 발명은 마모 한계 표시부가 구비된 전차선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전차선 상부로부터 일정 길이의 위치에 마모의 한계를 나타내는 한계선을 부가함으로써 육안으로 전차선 교체의 시기를 쉽게 확인할 수 있도록 하는 마모 한계 표시부가 구비된 전차선에 관한 것이다.

현재 한국철도공사에 의해 관리되고 있는 전차선 마모관리 규정인 "전철전력설비유지보수지침(2007.12.01. 지침 제111호)" 에 의하면, 전동차 운행구간의 경우 전철시험차로 매월 1회 자동 검측하도록 되어 있고, 경부선, 호남선, 산업선(중앙, 태백, 영동선) 및 충북선의 경우 6개월에 1회 자동 검측하도록 되어 있으며, 경부고속철도의 경우 매월 1회 자동 검측하도록 되어 있다. 또한 전철시험차로 검측되지 않는 구간의 경우 매년 1회 수동계측장치를 이용하여 전차선의 마모를 측정하고 있다.

위에서 보는 바와 같이, 전차선이 가설된 이후 지속적으로 마모치를 측정하여 관리하고 있으며, 전차선의 두께 및 수명을 관리하기 위한 수식은 아래와 같다.

1. 연간 평균마모 두께(U)

(1)

2. 전차선의 수명(TL)

(2)

종래에는 전철시험차 또는 수동 계측장치를 통해 측정된 수치와 위의 식 (1) 및 (2)를 토대로 구간별 전차선의 교체 예상년도를 추정해 왔으나, 마모 한계치에 도달된 수명의 취약지점을 모두 찾아낸다는 것은 쉽지 않은 상황이었다.

국내공개특허공보 제10-2013-0025997호 (공개일자: 2013.03.13.) 및 국내등록실용신안공보 제20-0439445호 (등록일자: 2008.04.03.) 의 경우, 전차선의 상태 및 강제전차선의 마모를 측정하기 위한 장치에 대한 것이나, 전술한 바와 같이, 자동측정 및 수동측정을 통해 전차선의 취약지점을 찾아내는 것이 용이하지 않은 문제가 있다.

KR 10-2013-0025997 A 2013.03.13. KR 20-0439445 Y1 2008.04.03.

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명에 의하면 전차선의 마모상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하기 위해 전차선 상부로부터 일정 길이의 위치에 마모 한계를 나타내는 표시부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전차선에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전차선은, 전차선의 상부로부터 상기 전차선 모재 상하 길이(D)의 0.4 ~ 0.8D 되는 양쪽 측면의 표면에 음각으로 형성되는 마모 한계 표시부를 구비하며, 상기 마모 한계 표시부는 길이에 걸쳐 연속하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 마모 한계 표시부의 음각 반경(R)은, 전차선 상하 길이(D)의 0.01 ~ 0.02D로 이루어지며, 상기 마모 한계 표시부에는 상기 마모 한계 표시부 단면적(S)의 50 ~ 90%의 부피분율을 갖도록 도료가 채워지되, 상기 도료는 전차선의 길이 방향을 따라 연속하여 채워져 형성되며, 상기 도료의 색상은 전차선의 색상과 구별될 수 있는 색상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전차선에 의하면, 조가선에 의해 지지될 수 있도록 양쪽에 그루브가 형성되는 전차선에 있어서, 전차선의 상부로부터 상기 전차선의 상하 길이(D)의 0.4 ~ 0.8D 되는 양쪽 측면의 표면에 도료가 착색된 마모 한계 표시부를 구비하며, 또 다른 실시 예에 의하면, 전차선의 상부로부터 상기 전차선의 상하 길이(D)의 0.4 ~ 0.8D 되는 양쪽 측면의 표면에 양각으로 형성되는 마모 한계 표시부를 구비하며, 상기 마모 한계 표시부의 양각 반경(R)은 전차선 상하 길이(D)의 0.01 ~ 0.02D로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 마모 한계치에 다다른 전차선을 육안으로 직접 확인할 수 있어 종래 전철시험차 또는 수동 계측장치에 의한 검침의 어려움을 해소할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 마모 한계 표시부에 전차선과 구별되는 색상의 도료가 착색되는 경우, 색상의 마모 상황을 통해 전차선의 교체 시기를 예측할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의하면, 전차선을 통해 흐르는 전류의 흐름을 방해하지 않는 정도의 음각 또는 양각으로 마모 한계 표시부가 설정되는 경우, 안정된 전력공급과 함께 전차선의 유지보수 시기를 정확하게 예측 관리할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모 한계 표시부가 구비된 전차선을 나타내는 사시도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모 한계 표시부가 구비된 전차선의 단면도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모 한계 표시부가 포함된 도 2(a)의 "A" 부분을 확대한 도면.
도 4는 음각된 마모 한계 표시부가 삼각형태로 이루어질 수 있음을 보여주는 확대도면
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마모 한계 표시부가 구비된 전차선을 나타내는 사시도면.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마모 한계 표시부가 구비된 전차선을 나타내는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 마모 한계 표시부가 구비된 전차선(100)을 나타내는 사시도면 및 단면도면을 각각 나타내고 있다. 상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 전차선은 전차의 팬터그래프가 접촉되는 하부의 일정 위치에 마모 한계를 표시하기 위한 표시부(120)가 양 측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 2(a), 도 2(b) 및 도 2(c)는 조가선에 의해 지지될 수 있도록 양쪽 상부에 그루브(110)가 형성되는 전차선을 나타내며, 도 2(a)는 원형의 단면을 갖는 전차선을, 도 2(b)는 팬터그래프가 접촉되는 하부가 원형에 비해 납작한 형태를 갖는 전차선을, 도 2(c)는 지하구간에 형성되는 하부가 납작한 형태를 갖는 전차선을 각각 보여주고 있다.

전차선은 팬터그래프를 통해 전차의 구동에 필요한 전력을 공급하기 위한 수단으로서, 전력공급이 안정되게 유지되도록 할 필요가 있다. 전차선은 전차선과 팬터그래프와의 접촉에 의한 기계적 마모뿐만 아니라, 홈 또는 국부마모 등으로 팬터그래프와 전차선 사이의 불완전 접촉 또는 이선현상 등에 의해 아크 등이 발생되어 나타나는 전기적 마모로 인해 항장력이 감소하게 되고 단선의 위험이 증가하게 되는 문제가 있다.

이를 방지하기 위해, 본 발명에서는 팬터그래프가 접촉되는 전차선 하부의 일정 위치에 마모 한계 표시부(120)가 형성되도록 한다. 도 2(a) 내지 도 2(c)를 참조하면, 본 발명의 마모 한계 표시부(120)는 전차선의 상하 길이(D)에 대해 전차선의 상부로부터 0.4 ~ 0.8D 되는 위치의 양쪽 측면 표면에 형성된 상태에서, 길이에 걸쳐 연속하여 형성되도록 한다. 상기 도 2(a) 내지 도 2(c)는 마모 한계 표시부가 일정 반경(R)을 갖는 원형의 단면으로 음각된 모습을 보여주고 있다.

상기 마모 한계 표시부(120)가 전차선의 상하 길이(D)에 대해 상부로부터 0.4D 미만의 위치에 형성되는 경우, 전차선의 상부 양쪽 측면에 형성된 그루브(110)와 인접하게 되는데, 이로 인해 단선의 위험이 높아 바람직하지 못하며, 상기 마모 한계 표시부(120)가 전차선의 상하 길이(D)에 대해 0.8D를 초과하는 위치에 형성되는 경우, 가용될 수 있는 전차선임에도 불구하고 교체가 빈번하게 이루어져 경제적으로 바람직하지 못하다. 단선의 위험 예방과 경제성을 보다 안정적으로 유지하기 위해, 상기 마모 한계 표시부의 위치를 전차선의 상부로부터 0.5 ~ 0.7D의 범위로 갖도록 함이 보다 바람직하다.

도 2(a) 내지 도 2(c)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 마모 한계 표시부가 원형으로 음각되어 형성되는 경우, 상기 마모 한계 표시부의 반경(R)은 전차선 상하 길이(D)의 0.01 ~ 0.02D로 이루어질 수 있도록 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모 한계 표시부가 포함된 도 2(a)의 "A" 부분을 확대한 도면으로서, 도 3(a)는 원형의 마모 한계 표시부의 반경(R)을 보여주고 있으며, 도 3(b)는 상기 마모 한계 표시부가 갖는 단면적(S)을 보여주고 있다.

마모 한계 표시부의 반경(R)이 0.02D를 초과하여 음각되는 경우, 전차선의 단면적이 감소되어 저항이 증가하게 되며, 이로 인해 전차에 공급되는 전력이 정격이하로 감소될 위험이 있어 바람직하지 못하다. 또한, 마모 한계 표시부의 반경(R)이 0.01D 미만으로 음각되는 경우, 전력공급의 차질은 없으나 표시상태가 육안으로 확인되기 용이하지 않아 바람직하지 못하다.

본 발명의 경우, 음각된 마모 한계 표시부에 전차선과 구분되는 색상을 갖는 도료를 착색할 수 있다. 전차선이 지하에 형성되는 경우 및 야간이나 시야가 흐린 날씨에서는 음각을 형성하더라도 작업자가 마모 한계 표시부를 육안으로 확인하기 용이하지 않을 수 있으며, 가까이 근접해야만 확인이 가능한 문제가 있다. 지하에 위치한 전차선이거나 시야의 확보가 용이하지 않은 환경에서도 육안 식별이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록, 본 발명에서는 전차선과 다른 색상을 갖는 도료가 상기 마모 한계 표시부에 착색될 수 있도록 한다. 전차선은 일반적으로 경동을 사용하게 되는데, 상기 경동이 갖는 구리색과 구별될 수 있고, 원거리에서도 식별이 용이하게 이루어질 수 있는 흰색과 같은 밝은 색상이나, 불빛을 비추는 경우 빛을 발하는 형광물질이 포함된 색상이 도료로 이용될 수 있다. 또한, 착색된 도료는 쉽게 벗겨지지 않는 유성재질로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명에 의해 음각된 마모 한계 표시부에 착색되는 도료는 마모 한계 표시부 단면적(S)에 대해 50 ~ 90%의 부피분율을 가진 상태에서 전차선의 길이에 걸쳐 연속하여 착색되어 이루어지도록 한다. 착색 도료의 부피분율이 상기 마모 한계 표시부 단면적(S)에 비해 50% 미만으로 착색되는 경우, 원거리에서의 식별이 어려워 바람직하지 못하며, 90%를 초과하는 경우 경제성이 떨어져 바람직하지 못하다. 바람직하기는, 상기 착색 도료의 부피분율이 70 ~ 80%로 유지되도록 함으로써 원거리에서도 식별이 가능함과 함께 경제성이 유지될 수 있도록 한다.

도 2(a) 내지 도 2(c)의 경우, 음각된 마모 한계 표시부가 일정 반경을 갖는 원형으로 형성된 것을 예로 들고 있으나, 음각의 형태는 다양하게 이루어질 수 있다. 즉, 전차선의 구조 또는 사출 성형 등 필요에 따라 음각의 형태는 삼각, 사각, 사다리꼴 또는 타원형 등 다양하게 형성되도록 하는 것이 가능하다. 도 4는 음각된 마모 한계 표시부가 삼각형태로 이루어질 수 있음을 보여주는 확대도면이다. 원형 이외의 다른 형태로 이루어지는 경우에도, 전차선의 상부로부터의 위치(d)는 원형의 마모 한계 표시부와 동일하게 유지될 수 있도록 한다. 또한, 삼각 형태의 마모 한계 표시부가 갖는 단면적(S')은 원형으로 형성된 마모 한계 표시부가 갖는 단면적과 동일하게 유지되도록 함으로써 전력공급에 차질이 없도록 함과 함께, 높이(t)를 적절하게 유지함으로써 마모 한계 표시부가 육안으로 확인 가능하도록 한다.

전술한 본 발명의 실시 예에서는 마모 한계 표시부가 음각으로 이루어진 형태로만 설명되었으나, 상기 마모 한계 표시부는 필요에 따라 쉽게 지워지지 않는 유성재질의 도료만으로도 이루어질 수 있다. 즉, 도 5에서 보는 바와 같이, 마모 한계 표시부가 전차선의 길이에 걸쳐 상기 전차선의 색상과 구별될 수 있는 흰색 또는 형광색상의 도료로만 착색되도록 함으로써, 마모 한계 표시부의 기능이 구현될 수 있다.

도료만으로 착색되는 경우에도, 전차선 상부로부터 상기 마모 한계 표시부까지의 길이(d)는 음각된 형태와 동일한 위치에 유지될 수 있으며, 마모 한계 표시부가 음각이 없이 도료만으로 착색되는 경우 음각으로 인한 저항의 증가 문제가 해결될 수 있으며, 이를 통해 전력공급이 원활하게 이루어질 수 있다. 본 발명에서 착색되는 도료의 폭(W)은 원형으로 음각될 때의 반경(R)의 2배(2R) 내외로 함으로써, 음각의 직경에 대응되는 폭이 도료로 착색될 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마모 한계 표시부가 구비된 전차선을 나타내는 도면으로서, 상기 마모 한계 표시부(120)가 양각으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 도 6은 도 1 및 도 2(a)에 대응되어 마모 한계 표시부가 음각 대신 양각으로 형성된 것을 보여주고 있으며, 이 때 양각으로 형성된 마모 한계 표시부는 음각으로 형성될 때와 마찬가지로 전차선의 상하 길이(D)에 대해 전차선의 상부로부터 0.4 ~ 0.8D 되는 위치의 양쪽 측면 표면에 형성된 상태에서, 길이에 걸쳐 연속하여 형성되도록 한다. 또한, 상기 마모 한계 표시부의 반경(R)은 전차선 상하 길이(D)의 0.01 ~ 0.02D로 이루어질 수 있도록 함으로써, 공급전력이 정격전력의 오차범위에서 이루어지도록 함과 함께 육안으로도 식별이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다. 도 6(b)는 도 6(a)의 "B" 부분을 확대도시한 도면을 나타는 것으로서, 마모 한계 표시부가 일정 반경(R) 및 단면적(S')을 갖게 됨을 보여주고 있으며, 도 6(c)는 양각으로 형성된 마모 한계 표시부가 전차선의 길이에 걸쳐 연속하여 형성된 모습을 보여주고 있다. 육안 식별을 보다 더 용이하게 하기 위해, 양각으로 형성된 마모 한계 표시부에 전차선과 구별될 수 있는 유성재질의 도료를 별도로 착색할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 의하면, 마모 한계치에 다다른 전차선을 육안으로 직접 확인할 수 있어 종래 전철시험차 또는 수동 계측장치에 의한 검침의 어려움을 해소될 수 있고, 마모 한계 표시부에 전차선과 구별되는 색상의 도료가 착색되는 경우 색상의 마모 상황을 통해 전차선의 교체 시기를 예측할 수 있으며, 전차선을 통해 흐르는 전류의 흐름을 방해하지 않는 정도의 음각 또는 양각으로 마모 한계 표시부를 설정할 때 안정된 전력공급과 함께 전차선의 유지보수 시기를 정확하게 예측 관리할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

100 : 전차선
110: 그루브
120: 마모 한계 표시부
D: 전차선의 상하 길이
d: 전차선 상부로부터 마모 한계 표시부까지의 길이
R: 원형으로 음각표시된 마모 한계 표시부의 반경
S, S': 마모 한계 표시부의 단면적
W: 도료 폭

Claims (4)

1. 삭제
2. 조가선에 의해 지지될 수 있도록 양쪽에 그루브가 형성되는 전차선에 있어서,
   전차선의 상부로부터 상기 전차선의 상하 길이(D)의 0.4 ~ 0.8D 되는 양쪽 측면의 표면에 음각 또는 양각으로 형성되는 마모 한계 표시부를 구비하며, 상기 마모 한계 표시부는 길이에 걸쳐 연속하여 형성되며,
   상기 마모 한계 표시부의 음각 또는 양각 반경(R)은,
   전차선 상하 길이(D)의 0.01 ~ 0.02D로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마모 한계 표시부가 구비된 전차선.
   
3. 조가선에 의해 지지될 수 있도록 양쪽에 그루브가 형성되는 전차선에 있어서,
   전차선의 상부로부터 상기 전차선의 상하 길이(D)의 0.4 ~ 0.8D 되는 양쪽 측면의 표면에 음각 또는 양각으로 형성되는 마모 한계 표시부를 구비하며, 상기 마모 한계 표시부는 길이에 걸쳐 연속하여 형성되며,
   상기 마모 한계 표시부가 음각으로 형성되는 경우, 상기 마모 한계 표시부 단면적(S)의 50 ~ 90%의 부피분율을 갖도록 도료가 착색되되, 상기 도료는 전차선의 길이에 걸쳐 연속하여 착색되어 형성되며, 상기 도료의 색상은 전차선의 색상과 구별될 수 있는 색상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마모 한계 표시부가 구비된 전차선.
   
4. 삭제

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