KR102466468B1 - 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템은 교직절환스위치(ADS)를 수동 또는 자동 조작함으로써 회로의 절환이 이루어지는 교직 절환기; 상기 교직 절환기의 전단에 연결되어 교류구간 운전 중에 구동차 측 이후의 전기기기에 고장이 발생하거나, 과대전류 또는 이상 전압에 의해 장애 또는 교류피뢰기의 방전 발생시 전차선과 전동차가 회로를 차단하는 주회로 차단기; 상기 전차선의 전원을 전동차로 수전하는 집전장치로 소정의 압력을 유지하여 전차선에 접촉하도록 작용하는 패턴 그래프; 및 열차 내에 설치되어 제어 및 감시를 수행하는 컴퓨터로 통신과 디지털 및 아날로그 입출력을 통하여 열차 운행에 관계된 모든 데이터를 주고 받으면서, 상기 교직 전환기, 주회로 차단기, 및 팬터그래프를 감시하고 제어하는 열차종합 제어장치;를 포함하되, 상기 열차종합 제어장치는 교·직류 겸용 전동차가 교류구간에서 직류구간으로 진입함에 따라 상기 주회로 차단기의 진공 파괴로 기관사의 교직절환스위치(ADS) 취급 후, 교류구간에서 교류모진이 발생시, 상기 교직 절환기를 무가압 구간 절환하여 모진을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 교·직류 겸용 전동차의 교직절환 장애 및 휴먼에러 시 발생되는 모진을 방지하기 위하여 모진방지 시스템을 개발, 적용함으로써 열차 운행의 안전성을 높이고 모진으로 인한 장애를 예방하고 주퓨즈의 기능을 대체(미설치)하여 유지보수 비용을 절감시킬 수 있는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템에 관한 것이다.
교·직류 겸용 전동차의 절연구간 통과 중 기관사 실념에 의한 교직절환스위치(ADS) 미취급 또는 관련 장치 이상 등 약 30여건의 교직 절환 장애 상황이 발생될 수 있으며, 종래의 기술에서도 이러한 모진 상황 발생 시 주회로차단기(MCB) 차단 및 재투입 방지 회로가 적용되어 있으나 MCB의 진공(절연) 파괴 또는 고착(양소등) 등과 ADS 고장 등의 장애가 동시에 발생되는 경우 모진을 피할 수 없으며, 직류모진시에는 주퓨즈가 용손(주변압기 단락 방지)되고 교류모진 시에는 전차선이 단전되는 등의 열차 운행 장애가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 최근 기존 전동차 운행 중 모진이 아닌 교류구간에서 주퓨즈 관련 장애가 급증하고 있으며 차량제작사로부터 신규도입 전동차 제작용 주퓨즈의 공급이 불가한 것으로 통보됨에 따라 대책마련이 시급한 실정이다.
기존 교·직류 겸용 전동차의 경우, 열차운행 중 교직절환 장애가 발생되면 전차선 무가압 검지(ACVR, DCVR)를 통해 주회로차단기(MCB)를 차단하는 모진보호 회로를 적용하였으나 교직절환 장애와 주회로차단기(MCB)의 고장(진공 파괴 또는 고착) 또는 무가압 검지 기능의 이상(ACVR, DCVR의 고착 등)이 동시에 발생되면 모진보호가 되지 못하며 직류모진시 주퓨즈의 용손, 교류모진시에는 직류피뢰기 동작 및 전차선이 단전되는 등 열차운행 장애가 발생될 수밖에 없었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 전동차 열차 운행 중 교직 모진이 발생하더라도 주퓨즈 없이 모진으로부터 차량이 보호될 수 있도록 모진방지회로시스템을 구현함으로써 열차운행의 안전성을 높일 수 있는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 전동차 주회로차단기(MCB)의 진공(절연)파괴 및 고착(양소등)을 검지하는 방안과 편성 전체 팬터그래프 하강 또는 고장 유니트의 팬터그래프를 개별 하강시키는 개별 팬터그래프제어(IPanDR)를 통해 모진방지할 수 있는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템은 교직절환스위치(ADS)를 수동 또는 자동 조작함으로써 회로의 절환이 이루어지는 교직 절환기; 상기 교직 절환기의 전단에 연결되어 교류구간 운전 중에 구동차 측 이후의 전기기기에 고장이 발생하거나, 과대전류 또는 이상 전압에 의해 장애 또는 교류피뢰기의 방전 발생시 전차선과 전동차의 회로를 차단하는 주회로 차단기; 상기 전차선의 전원을 전동차로 수전하는 집전장치로 소정의 압력을 유지하여 전차선에 접촉하도록 작용하는 패턴 그래프; 및 열차 내에 설치되어 제어 및 감시를 수행하는 컴퓨터로 통신과 디지털 및 아날로그 입출력을 통하여 열차 운행에 관계된 모든 데이터를 주고 받으면서, 상기 교직 절환기, 주회로 차단기, 및 팬터그래프를 감시하고 제어하는 열차종합 제어장치;를 포함하되, 상기 열차종합 제어장치는 교·직류 겸용 전동차가 교류구간에서 직류구간으로 진입함에 따라 상기 주회로 차단기의 진공 파괴로 기관사의 교직절환스위치(ADS) 취급 후, 교류구간에서 교류모진이 발생되는 것을 방지하기 위하여, 상기 교직 절환기를 무가압 구간 절환하여 모진을 방지하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 열차종합 제어장치는
상기 교·직류 겸용 전동차가 직류구간에서 교류구간으로 진입하는 경우, 상기 교직절환스위치(ADS)를 취급한 후, 상기 교직 절환기를 무가압 구간 절환하여 직류구간에서의 직류구간 모진을 방지하고, 보조계전기(MCBR) 접점 정보, 주회로 차단기의 기계적 접점, 보조전원장치(SIV) DC전압센서(DCPT0)의 가압여부, 또는 가선정보를 가지고 상기 주회로 차단기의 고착 또는 진공파괴를 감시하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 상기 열차종합 제어장치는 상기 주회로 차단기의 고착 또는 진공파괴 검지시, 열차운행 중 고장을 현시하고, 무가압 구간에서 상기 팬터그래프를 개별 하강시키는 것을 특징으로 한다.
더욱더 바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 열차종합 제어장치는 상기 교직 절환기가 알에프아이디 태그(RFID TAG) 자동교직절환장치(RADS)인 경우, 역 정보와 절연 구간 신호(DSSR)를 활용하여 실제 교직 절연구간임을 확인하고, 해당 구간에 교직절환 완료 신호가 없을 경우 가선정보(ACVR, DCVR)에 따라 무가압구간에서 상기 팬터그래프의 비상 하강(EPanDS)을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템은 전동차 주회로차단기(MCB)의 진공(절연)파괴 및 고착(양소등)을 검지하는 방안과 편성 전체 팬터그래프 하강 또는 고장 유니트의 팬터그래프를 개별 하강시키는 개별 팬터그래프제어(IPanDR)를 통해 모진방지할 수 있고, 주퓨즈의 미적용 시에도 모진보호를 통해 열차운행 안전성 및 경제성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템은 자동교직절환장치(RADS)의 제어장치 이상, RFID TAG 미인식 등 교직절환 실패 시에도 절연구간(DSSR) 정보, 역간 운행 거리정보, 가선전압검지(ACVR, DCVR) 정보를 통해 팬터그래프를 하강(EPanDS)시키는 로직을 적용함으로써 직류 및 교류 모진을 방지하여 열차운행의 안전성을 높이고 주퓨즈(MFS)의 기능을 대체함으로써 차량 제작비용 및 유지보수 비용 절감, 주퓨즈 용손으로 인한 열차 운행장애 감축에도 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 블록도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 교직절환기 제어회로도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 열차종합 제어장치에 의한 주회로 차단기 고착 감시 로직 개요도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 주회로 차단기 진공파괴 감시 로직 개요도 이다.
도 5는 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 주회로 차단기 고착과 진공파괴시 팬터그래프 제어 회로도 및 출력 로직 개요도 이다.
도 6은 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 알에프아이디 자동교직절환장치 전환 실패시 팬터그래프 비상 하강을 출력 로직 개요도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 교직절환기 제어회로도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 열차종합 제어장치에 의한 주회로 차단기 고착 감시 로직 개요도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 주회로 차단기 진공파괴 감시 로직 개요도 이다.
도 5는 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 주회로 차단기 고착과 진공파괴시 팬터그래프 제어 회로도 및 출력 로직 개요도 이다.
도 6은 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 알에프아이디 자동교직절환장치 전환 실패시 팬터그래프 비상 하강을 출력 로직 개요도 이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템의 블록도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템은 열차종합 제어장치(100), 교직 절환기(200), 주회로 차단기(300) 및 팬터그래프(400)를 포함한다.
상기 열차종합 제어장치(100)는 열차 내에 설치되어 제어 및 감시를 수행하는 컴퓨터로 통신과 디지털 및 아날로그 입출력을 통하여 열차 운행에 관계된 모든 데이터를 주고 받으면서, 상기 교직 절환기(200), 주회로 차단기(300) 및 팬터그래프(400)를 감시하고 제어한다.
상기 교직 절환기(200)는 전차선의 전원에 따라 그 회로를 주변압기측에 접속(교류)하거나, 또는 직접 전력변환장치(C/I)에 접속(직류)해주는 동력장치와 제어기를 가진 차량의 지붕 위에 설치된 기기로 운전실에서 기관사가 교직절환스위치(ADS)를 조작함으로써 회로의 절환이 이루어진다.
또한, 상기 교직 절환기(200)는 기관사의 조작 또는 상기 열차종합 제어장치(100)의 제어에 따라 교·직류 겸용 전동차가 교류회로 상태로 직류구간에 진입할 때 직류회로로 전환하고, 직류회로 상태로 교류구간에 진입할 때 교류회로로 전환한다.
상기 주회로 차단기(300)는 절연내력이 매우 높고, 절연회복이 대단히 빠른 성질을 가진 진공을 이용한 차단기로 진공상태에서의 높은 절연능력과 아크의 확산작용을 이용하여 진공용기 내에서 고정극에 이동극을 접촉 또는 분리시킴으로써 특고압 회로를 여닫는 작용을 한다.
또한, 상기 주회로 차단기(300)는 교류구간 운전 중에 구동차(MT1,2차)측 이후의 전기기기에 고장이 발생하였거나, 과대전류 혹은 이상전압에 의한 장애 또는 교류피뢰기의 방전 등 이상 발생시 전차선과 전동차간 회로를 신속하고 정확하게 차단하는 작용을 한다.
참고로, 전동차에서 구동차라 함은 M차량(주변환장치, 전동기 설치 차량)과 M'차량(팬터그래프, 주변압기, 주변환장치, 전동기 설치 차량) 두 종류가 있고, 주변압기의 경우는 MTr로 표기하고 있어, 상기 구동차(MT1,2차)측은 반드시, MT1, MT2차 한정되는 것은 아니고, 기술하고자 하는 용어가 무엇인지에 따라 수정될 수 있다.
상기 팬터그래프(400)는 경합금의 판이 마름모형으로 되어있으며, 전차선의 전원을 전동차로 수전하는 집전장치로 적당한 압력을 유지하여 전차선에 접촉하도록 작용하는 기기와 상승과 하강에 사용되는 기구를 총칭한다.
참고로, 상기 교·직류 겸용 전동차가 교류회로 상태로 직류구간에 진입하였을 때를 직류모진이라하고, 상기 교·직류 겸용 전동차가 직류회로 상태로 교류구간에 진입하였을 때를 교류모진이라고 한다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기 열차종합 제어장치(100)는 상기 주회로 차단기(300)의 진공파괴에 대비하여 무가압 구간 절환으로 모진을 방지한다.
즉, 도 2 및 아래의 [표 1]에 도시된 바와 같이 상기 교·직류 겸용 전동차가 교류구간에서 직류구간으로 진입함에 따라 상기 주회로 차단기(300)의 진공 파괴로 기관사가 교직절환스위치(ADS)를 취급한 후, 교류구간에서 교류모진이 발생되는 것에 대비하여, 상기 열차종합 제어장치(100)는 상기 교직 절환기(ADCg:200)를 무가압 구간 절환하여 모진을 방지할 수 있다.
또한, 상기 교·직류 겸용 전동차가 직류구간에서 교류구간으로 진입하는 경우에도, 기관사가 교직절환스위치(ADS)를 취급한 후, 상기 교직 절환기(ADCg:200)를 무가압 구간 절환하여 직류구간 모진을 방지할 수 있다.
| 구간 | 주요장치 동작 상태 | 장애현상 | ||||
| ADS | 제어회로 | MCB | ADCg | 기존차량 | 모진방지회로 시스템 | |
| AC->DC | 취급 | MCB차단 | 진공파괴 | DC | AC모진, DCArr 동작, 전차선 단전 |
ADCg의 무가압동작 |
| DC->AC | 취급 | MCB차단 | 진공파괴 | AC | DC모진 및 MF 용손 | ADCg의 무가압동작 |
한편, 상기 열차종합 제어장치(100)는 상기 주회로 차단기(300)의 고착(양소등) 감시한다.즉, 상기 열차종합 제어장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 주회로 차단기(300)의 기계적 접점과 보조계전기(MCBR) 접점을 감시하면서 아래의 [표 2]와 같은 로직을 적용하여 상기 주회로 차단기(300)의 고착여부를 판단한다.
보다 구체적으로, 상기 열차종합 제어장치(100)는 입력되는 상기 주회로차단기(300)의 투입 지령(보조계전기 MCBR 접점 정보), 상기 주회로 차단기(300)의 기계적 접점, 보조전원장치(SIV) DC전압센서(DCPT0)의 가압여부, 가선정보를 가지고 상기 주회로 차단기(300) 고착을 감시한다.
| TCMS 입력정보(AC<->DC 절연구간) | MCB 고착감시 |
|||
| MCBR1 | MCB 기계적 접점 | SIV DCPT0 | 가선정보 (ACVR, DCVR) |
|
| 여자 | 투입 | 가압 | 여자 | MCB 투입 양호 |
| 소자 | 차단 | 무가압 | 여자 또는 소자 | MCB 차단 양호 |
| 소자 | 투입 | 가압 | 여자 | MCB 고착(운행 중) |
| 소자 | 투입 | 무가압 | 소자 | MCB 고착(무가압) |
상기 [표 2]에서 보는 바와 같이 상기 열차종합 제어장치(100)는 상기 보조계전기(MCBR) 접점이 소자(OFF)되고, 상기 주회로 차단기(300)의 기계적 접점이 투입되고, 보조전원장치(SIV)의 DC전압센서(DCPT0)가 가압되며, 교류전압계전기(ACVR) 또는 직류전압계전기(DCVR)가 여자(ON)된 경우 운행 중 상기 주회로 차단기(300)가 고착된 것으로 판단한다.
또한, 상기 열차종합 제어장치(100)는 상기 보조계전기(MCBR) 접점이 소자(OFF)되고, 상기 주회로 차단기(300)의 기계적 접점이 투입되고, 보조전원장치(SIV)의 DC전압센서(DCPT0)가 무가압되며, 교류전압계전기(ACVR) 또는 직류전압계전기(DCVR)가 소자(OFF)된 경우 무가압 상태에서 상기 주회로 차단기(300)가 고착된 것으로 판단한다.
또한, 상기 열차종합 제어장치(100)는 상기 주회로 차단기(300) 진공파괴를 감시한다.
즉, 상기 열차종합 제어장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 주회로 차단기(300)의 기계적 접점과 보조계전기(MCBR) 접점을 감시하면서 아래의 [표 3]과 같은 로직을 적용하여 상기 주회로 차단기(300)의 진공파괴를 판단한다.
보다 구체적으로, 상기 열차종합 제어장치(100)는 입력되는 상기 주회로 차단기(300)의 기계적 접점, 보조전원장치(SIV) DC전압센서(DCPT0)의 가압여부, 가선정보를 가지고 상기 주회로 차단기(300)의 진공파괴를 감시한다.
| TCMS 입력정보(AC<->DC 절연구간) | MCB 진공파괴 감시 | |||
| MCBR1 | MCB 기계적 접점 |
SIV DCPT0 | 가선정보 (ACVR, DCVR) |
|
| 여자 | 투입 | 가압 | 여자 | MCB 투입 양호 |
| 소자 | 차단 | 무가압 | 여자 또는소자 | MCB 차단 양호 |
| 소자 | 차단 | 가압 | 여자 | MCB 진공파괴(운행 중) |
| 소자 | 차단 | 무가압 | 소자(운행 중 검지 후) | MCB 진공파괴(무가압) |
상기 [표 3]에서 보는 바와 같이 상기 열차종합 제어장치(100)는 상기 주회로 차단기(300)의 차단 지령(보조계전기, MCBR 소자) 후, 기계적 접점이 차단되고, 보조전원장치(SIV)의 DC전압센서(DCPT0)가 가압되며, 가선정보로 교류전압계전기(ACVR) 또는 직류전압계전기(DCVR)가 여자(ON)된 경우 운행 중 상기 주회로 차단기(300)가 진공파괴된 것으로 판단한다.
추가로, 상기 열차종합 제어장치(100)는 위와 같이 운행 중 주회로 차단기(300)의 진공파괴가 검지된 후, 상기 주회로 차단기(300)의 기계적 접점이 차단되고, 보조전원장치(SIV)의 DC전압센서(DCPT0)가 무가압되며, 교류전압계전기(ACVR) 또는 직류전압계전기(DCVR)가 소자(OFF)된 경우 주회로 차단(300)가 진공 파괴된 후 절연구간의 무가압 구간에 진입한 것으로 판단한다.
또한, 상기 열차종합 제어장치(100)는 상술한 바와 같이 상기 주회로 차단기(300) 고착(양소등) 검지시, 도 5a에 도시된 바와 같은 상기 팬터그래프 제어회로를 적용하여 도 5b에 도시된 출력로직에 따라 고장 유니트의 상기 팬터그래프(400)를 하강 제어한다.
즉, [표 2]에 모진방지 회로시스템의 출력을 추가한 것으로, 상기 열차종합 제어장치(100)는 [표 4]와 같이 입력되는 정보에 따라 상기 주회로 차단기(300) 고착(양소등) 감지시, 열차운행 중에는 고장을 "000 대 주회로 차단기<MCB> 고장<고착>"과 같이 현시하고, 무가압 구간에서 상기 팬터그래프(400)를 개별 하강시킴으로써 전기적 충격을 최소화한다.
| TCMS 입력정보(AC<->DC 절연구간) | MCB 고착 (양소등) 감시 |
모진방지 회로시스템 |
|||
| MCBR1 | MCB 기계적 접점 | SIV DCPT0 | 가선정보 (ACVR, DCVR) |
||
| 여자 | 투입 | 가압 | 여자 | MCB 투입 양호 | - |
| 소자 | 차단 | 무가압 | 여자 또는소자 | MCB 차단 양호 | - |
| 소자 | 투입 | 가압 | 여자 | MCB 고착(운행 중) | 고장현시 "000대 MCB 고장(고착)" ↓ 검지 3초 후(출력대기) |
| 소자 | 투입 | 무가압 | 소자 | MCB 고착(무가압) | IPanDR 출력 ↓ 연장급전 ↓ 고장현시 "000대 MCB 고장(고착)" |
또한, 상기 열차종합 제어장치(100)는 상술한 바와 같이 상기 주회로 차단기(300) 진공(절연)파괴 검지시, 도 5a에 도시된 바와 같은 상기 팬터그래프 제어회로를 적용하여 도 5c에 도시된 출력로직에 따라 고장 유니트의 상기 팬터그래프(400)를 하강 제어한다.
즉, [표 3]에 모진방지 회로시스템의 출력을 추가한 것으로, 상기 열차종합 제어장치(100)는 [표 5]와 같이 입력되는 정보에 따라 상기 주회로 차단기(300) 진공(전연)파괴 검지시, 열차운행 중에는 고장을 "000 대 주회로 차단기<MCB> 고장<절연>"과 같이 현시하고, 절연구간 통과 중에는 고장 유니트의 상기 팬터그래프(400)를 개별 하강(IPanDR)시켜 모진을 방지하며 열차가 정상운행 되도록 한다.
상기 열차종합 제어장치(100)는 무가압 구간에서 상기 팬터그래프(400)를 하강시킴으로써 전기적 충격을 최소화한다.
| TCMS 입력정보(AC<->DC 절연구간) | MCB 진공파괴 감시 |
모진방지 회로시스템 |
||
| MCB 기계적 접점 |
SIV DCPT0 | 가선정보 (ACVR, DCVR) |
||
| 투입 | 가압 | 여자 | MCB 투입 양호 | - |
| 차단 | 무가압 | 여자 또는소자 | MCB 차단 양호 | - |
| 차단 | 가압 | 여자 | MCB 진공파괴(운행 중) | 고장현시 "000대 MCB 고장(절연)" ↓ 검지 3초 후(출력대기) |
| 차단 | 무가압 | 소자(운행 중 검지 후) | MCB 진공파괴(무가압) | IPanDR 출력 ↓ 연장급전 ↓ 고장현시 "000대 MCB 고장(절연)" "000대 개별팬터하강" |
상기 교직 절환기(200)가 도 6a 도시된 바와 같이 알에프아이디 태그(RFID TAG) 자동교직절환장치(RADS)인 경우 교직선택스위치(ADS) 미취급 장애를 해소할 수 있다.
하지만, 자동교직절환 제어장치의 이상, 알에프아이디 태그 인식 실패 등으로 인한 모진상황에서 상기 열차종합 제어장치(100)는 역 정보(절연구간 장소), 절연 구간 신호(DSSR)를 활용하여 실제 교직 절연구간임을 확인하고 그 구간에 교직전환 완료 신호가 없을 경우 가선정보(ACVR, DCVR)와 도 6b의 로직에 따라 무가압구간에서 상기 팬터그래프(400)의 비상 하강(EPanDS)를 출력한다.
| TCMS 입력정보(AC<->DC절연구간) | 교직절환 실패감시 |
모진방지 회로시스템 |
||
| DSSR | 역정보(절연구간) | 가선정보 (ACVR, DCVR) |
||
| 여자 | 미충족(교교) | 소자 OR 미소자 | 미감시 | - |
| 여자 | 충족(교직) | 소자 | 감시(실패) | EPanDS 출력 |
참고로, 도 6a 도시된 바와 같이 알에프아이디 태그 자동교직절환장치는 지상 선로에 교류 ↔ 직류 운행구간 정보가 입력된 3개의 RFID TAG를 설치하여 TAG의 인식불량 감시(#1) 및 교직절환위치(#2, #3)를 송출하고 차상의 안테나를 통해 수신된 정보가 제어장치에 입력되면 교직절환 선택스위치를 모터 제어를 통해 자동 동작시킨다.
전, 후방 각 운전실에 설치된 제어장치는 통신을 통해 하위 장치의 고장을 감시하고 이중계 시스템을 구성하며 장치 이상 등으로 인해 자동교직절환 실패 시에는 기관사가 수동 취급할 수 있도록 고장알람과 고장램프를 출력한다.
상기 자동교직절환장치의 절환실패시 상기 팬터그래프(400)의 비상 하강 출력 로직에 대해 좀더 설명하면, 상기 열차종합 제어장치(100)는 교직절연구간 있는 역정보를 입력받아, 교교 절연구간과 구분하고 교직 절연구간에서만 교직절환 동작 위치를 감시하고, 절연구간(DSSR) 정보와 가선전압 감시(ACVR, DCVR), 교직절환기의 절환(AC 또는 DC) 동작하는 계전기의 정보를 이용하여 교직절환의 실패를 감시할 수 있다.
교직절환 구간에서의 가선전압계전기(ACVR, DCVR)의 소자(OFF)는 무가압 구간 진입을 의미하며 아직까지 교직절환이 되지 않았다면 상기 열차종합 제어장치(100)는 교직절환의 실패로 판단하여 상기 팬터그래프(400) 비상 하강(EPanDS) 제어를 통해, 편성 내 상기 팬터그래프(400)를 강제하강 시킴으로서 교직절환 실패로 인한 모진을 방지한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 : 열차종합 제어장치
200 : 교직 절환기
300 : 주회로 차단기
400 : 팬터그래프
200 : 교직 절환기
300 : 주회로 차단기
400 : 팬터그래프
Claims (10)
- 교직절환스위치(ADS)를 수동 또는 자동 조작함으로써 회로의 절환이 이루어지는 교직 절환기;
상기 교직 절환기의 전단에 연결되어 교류구간 운전 중에 구동차 측 이후의 전기기기에 고장이 발생하거나, 과대전류 또는 이상 전압에 의해 장애 또는 교류피뢰기의 방전 발생시 전차선과 전동차가 회로를 차단하는 주회로 차단기;
상기 전차선의 전원을 전동차로 수전하는 집전장치로 소정의 압력을 유지하여 전차선에 접촉하도록 작용하는 팬터그래프; 및
열차 내에 설치되어 제어 및 감시를 수행하는 컴퓨터로 통신과 디지털 및 아날로그 입출력을 통하여 열차 운행에 관계된 모든 데이터를 주고 받으면서, 상기 교직 절환기, 주회로 차단기, 및 팬터그래프를 감시하고 제어하는 열차종합 제어장치;를 포함하되,
상기 열차종합 제어장치는
교·직류 겸용 전동차가 교류구간에서 직류구간으로 진입함에 따라 상기 주회로 차단기의 진공 파괴로 기관사의 교직절환스위치(ADS) 취급 후, 교류구간에서 교류모진이 발생시, 상기 교직 절환기를 무가압 구간 절환하여 모진을 방지하되,
주회로차단기(300)의 투입 지령(보조계전기 MCBR 접점 정보), 주회로 차단기의 기계적 접점, 보조전원장치(SIV) DC전압센서(DCPT0)의 가압여부, 또는 가선정보를 가지고 상기 주회로 차단기의 고착 또는 진공파괴를 감시하는 것을 특징으로 하는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 열차종합 제어장치는
상기 교·직류 겸용 전동차가 직류구간에서 교류구간으로 진입하는 경우, 상기 교직절환스위치(ADS)를 취급한 후, 상기 교직 절환기를 무가압 구간 절환하여 직류구간에서의 직류구간 모진을 방지하는 것을 특징으로 하는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템.
- 삭제
- 제 2항에 있어서,
상기 열차종합 제어장치는
상기 보조계전기(MCBR) 접점이 소자(OFF)되고, 상기 주회로 차단기의 기계적 접점이 투입되고, 보조전원장치(SIV)의 DC전압센서(DCPT0)가 가압되며, 교류전압계전기(ACVR)와 직류전압계전기(DCVR)가 여자(ON)된 경우 운행 중 상기 주회로 차단기가 고착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템.
- 제 4항에 있어서,
상기 열차종합 제어장치는
운행 중 상기 주회로 차단기의 고착을 검지한 후, 상기 보조계전기(MCBR) 접점이 소자(OFF)되고, 상기 주회로 차단기의 기계적 접점이 투입되고, 보조전원장치(SIV)의 DC전압센서(DCPT0)가 무가압되며, 교류전압계전기(ACVR)와 직류전압계전기(DCVR)가 소자(OFF)된 경우 무가압 상태에서 상기 주회로 차단기가 고착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 열차종합 제어장치는
상기 주회로 차단기의 기계적 접점이 차단되고, 보조전원장치(SIV)의 DC전압센서(DCPT0)가 가압되며, 상기 가선정보인 교류전압계전기(ACVR)와 직류전압계전기(DCVR)가 여자(ON)된 경우 운행 중 상기 주회로 차단기가 진공파괴된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템.
- 제 6항에 있어서,
상기 열차종합 제어장치는
운행 중 상기 주회로 차단기의 진공파괴를 검지한 후, 상기 주회로 차단기의 기계적 접점이 차단되고, 상기 보조전원장치(SIV)의 DC전압센서(DCPT0)가 무가압되며, 상기 교류전압계전기(ACVR)와 직류전압계전기(DCVR)가 소자(OFF)된 경우 무가압 상태에서 상기 주회로 차단기가 진공파괴된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템.
- 제 5항에 있어서,
상기 열차종합 제어장치는
상기 주회로 차단기의 고착 검지시, 열차운행 중 고장을 현시하고, 무가압 구간에서 상기 팬터 그래프를 개별 하강시키는 것을 특징으로 하는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템.
- 제 7항에 있어서,
상기 열차종합 제어장치는
상기 주회로 차단기의 진공파괴 검지시, 열차운행 중 고장을 현시하고, 무가압의 절연구간 통과시 고장 유니트의 상기 팬터그래프를 개별 하강시키는 것을 특징으로 하는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 열차종합 제어장치는
상기 교직 절환기가 알에프아이디 태그(RFID TAG) 자동교직절환장치(RADS)인 경우, 역 정보와 절연 구간 신호(DSSR)를 활용하여 실제 교직 절연구간임을 확인하고, 해당 구간에 교직절환 완료 신호가 없을 경우 가선정보(ACVR, DCVR)에 따라 무가압구간에서 상기 팬터그래프의 비상 하강(EPanDS)을 출력하는 것을 특징으로 하는 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020210137846A KR102466468B1 (ko) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210137846A KR102466468B1 (ko) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템 |
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|---|---|
| KR102466468B1 true KR102466468B1 (ko) | 2022-11-11 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210137846A KR102466468B1 (ko) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 교·직류 겸용 전동차 모진방지 시스템 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100679723B1 (ko) * | 2005-03-04 | 2007-02-06 | 문원기 | 전동차용 팬터그래프 승강제어시스템 |
| KR101517059B1 (ko) | 2013-11-05 | 2015-05-04 | 현대로템 주식회사 | 전동차의 교직 자동 절환시스템 |
| KR101743725B1 (ko) * | 2016-01-05 | 2017-06-05 | 서울메트로 | 급전/절연구분 구간의 철도차량 섹션오버 및 정차방호 시스템 |
-
2021
- 2021-10-15 KR KR1020210137846A patent/KR102466468B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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