KR20190091912A - 강체전차선 및 강체전차선 평행개소 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열차의 진행방향으로 강체전차선을 변경 또는 분기하기 위한 평행개소 구간에서 강체전차선의 무게를 줄이고 유연성을 확보하여, 강체전차선과 열차의 팬터그래프 사이의 충격 및 스파크 등의 발생을 최소화할 수 있는 강체전차선 램프 및 강체전차선 평행개소에 관한 것이다.

Description

강체전차선 및 강체전차선 평행개소{RIGID CONDUCTOR AND RIGID CONDUCTOR OVERLAP}

본 발명은 강체전차선 및 강체전차선 평행개소에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 열차의 진행방향으로 강체전차선을 변경 또는 분기하기 위한 교행구간에서 강체전차선의 무게를 줄이고 유연성을 확보하여, 강체전차선과 열차의 팬터그래프 사이의 충격 및 스파크 등의 발생을 최소화할 수 있는 강체전차선 및 강체전차선 평행개소에 관한 것이다.

본 발명은 강체전차선 및 강체전차선 평행개소에 관한 것이다. 일반적으로 전기철도는 다른 교통수단에 비하여 신속하고 정확하며 안정적인 장점으로 인해 많은 사람이 이용하고 있으며, 더욱이 최근에 고속철도가 널리 이용되면서 안전하고 편리한 대중교통수단으로서 각광을 받고 있다.

고속철도의 개통과 더불어 21세기 신교통 수단으로 주목받고 있는 전기철도는 최근 전기철도의 고속화, 대용량화 및 운전 시간 간격의 단축으로 인해 전차선로의 성능과 신뢰도 그리고, 안전성 향상의 필요성이 요구되고 있다.

여기서 전차선로는 선로를 운행하는 전동차의 집전장치와 접촉하여 전력을 공급하기 위한 전차선 등의 선로와 이에 부속하는 설비를 총칭하는 것으로 정의될 수 있다.

전동차의 주행 시 필요한 전력은 전차선로 및 차량의 팬터그래프(pantograph)를 통하여 공급받게 되는데, 전동차에 전기를 공급하는 전차선로는 전기를 급전하는 방식에 따라 분류되고 있다.

구체적으로, 상기 전차선로는 가공식(Overhead Catenary System)과 제3 궤조식(Third Rail System)으로 구분될 수 있고, 가공식 전차선로는 다시 강체 조가 방식과 현수 조가 방식으로 구분된다.

여기서 현수 조가 방식은 조가선을 이용하여 전차선을 가선하는 방식으로 일반적으로 지상 구간에 적용되고 있는데, 전차선과 조가선 및 드로퍼선을 함께 가선해야 하고, 장력 조절 장치 등 주변 장치가 필요하기 때문에 소요 가선고가 높고, 복잡하여 터널 구간에 적용이 어려운 단점이 있다.

즉, 현수 조가 방식 전차선로를 터널 구간에 적용하기 위해서는 터널 단면적이 대폭적으로 증가하여야 하기 때문에 건설비가 과다하게 소요되며, 또한 다양한 장치가 설치되어 일상점검 및 유지보수가 용이하지 못한 단점이 있다.

상기 제3 궤조식은 급전용 레일을 노면 상 또는 측면에 설치하여 전력을 공급하는 방식으로, 터널과 같이 협소한 공간상에 설치될 수 있는 이점이 있으나, 급전용 레일이 지면에 배치되는 특성상 감전의 위험이 커 일부 특수한 구간 및 DC 1500V 이하의 낮은 전압에서만 적용되고 있다.

한편, 상기 강체 조가 방식은 전차선을 강체에 일체화시켜 브래킷과 같은 별도의 구조물을 이용해 설치하는 것으로, 조가선이 요구되지 않고, 별도의 장력 유지 장치가 필요치 않으므로 터널 등 공간이 협소하여 설치가 어려운 구간에 적용되고 있다.

실제로 강체전차선의 높이는 강체와 전차선을 포함한 높이가 약 90 내지 120mm 정도이며, 저전압(DC 750V 또는 1500V)에서 지지물 및 전기적 이격을 고려한 전차선의 집전 접촉과 터널 상부 천장 사이의 소요 높이는 약 500mm 정도에 불과하다.

따라서, 강체식 전차선로는 설치 소요공간이 작으므로 신설 터널에서 건설비용을 대폭 경감할 수 있으며, 터널 내부에서의 유지보수 작업에 있어서도 매우 유리한 장점이 있다.

강체전차선은 Rigid Bar 를 줄여 R-Bar 라고 표현하는데, 이중 단면의 형상이 T 자와 유사한 형태의 강체전차선은 특별히 T-Bar 라고 불리우고 있다. 상기 R-Bar가 T-Bar에 비하여 시공성, 집전 성능이 우수하여 많이 사용되고 있지만, 국내에서는 DC 구간에는 T-Bar 를 적용하고, AC 구간에는 R-Bar 를 적용하고 있다.

상기 강체전차선은 전동차에 전력을 공급할 수 있는 도체의 역할을 해야하기 때문에 가벼운 알루미늄 합금 재질을 주로 적용하고 있으며, 주변 온도 변화에 따라 팽창과 수축이 발생하므로 이러한 팽창과 수축을 허용하면서 연결 지지되어야 한다.

이러한 강체식 전차선로에서 주행중인 전차에 전력을 공급하기 위한 강체전차선이 변경되거나 또는 분리되어야 하는 경우가 있다.

최근 전기철도가 200km/h 이상으로 고속화되면서 강체전차선의 변경 과정에서 전차의 팬터그래프와 변경되는 새로운 강체전차선의 단부가 접촉하는 과정에서 강한 충격 또는 스파크가 발생될 수 있다. 이와 같은 문제는 현수 조가 방식 전차선과 달리 강체전차선은 높은 강성을 가지고 있기 때문에 발생되는 문제점일 수 있다.

고속으로 주행중인 전차의 팬터그래프와 강체전차선의 접촉이 변하는 경우, 그 충격에 의하여 전차의 팬터그래프 또는 강체전차선의 손상이 유발될 수 있고, 충격 또는 스파크 등에 의하여 각종 안전사고 및 집전성능 저하가 유발될 수 있다.

이와 같이 강체전차선이 변경 또는 분기되는 구간에서 전차의 주행성, 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있는 강체전차선과 강체전차선을 변경할 수 있는 시스템이 요구된다.

본 발명은 열차의 진행방향으로 강체전차선을 변경 또는 분기하기 위한 교행구간에서 강체전차선의 무게를 줄이고 유연성을 확보하여, 강체전차선과 열차의 팬터그래프 사이의 충격 및 스파크 등의 발생을 최소화할 수 있는 강체전차선 및 강체전차선 평행개소를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 주행중인 열차의 팬터그래프가 접촉되어 전력을 공급하는 제1 강체전차선; 상기 제1 강체전차선과 평행하게 배치되며, 상기 전차의 진행방향 전방의 일단에 상방향으로 절곡된 형태의 램프부가 배치되는 제2 강체전차선;을 포함하며, 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 각각의 일단은 상기 열차의 팬터그래프가 함께 접촉되는 평행개소를 구비하도록 반대방향으로 배치되고, 상기 제2 강체전차선의 상기 램프부는 적어도 하나의 절삭홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소를 제공할 수 있다.

또한, 상기 제1 강체전차선에서 상기 제2 강체전차선으로 전력공급을 위하여 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선을 연결하는 점퍼 케이블을 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제1 강체전차선은 상기 전차의 주행방향 전방에 상기 제2 강체전차선의 램프부와 반대방향경사를 갖도록 절곡된 램프부가 구비될 수 있다.

여기서, 상기 제1 강체전차선의 램프부에 적어도 하나의 절삭홈이 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 램프부 후방에 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 지지를 위한 지지브래킷에 지지되는 지지부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 지지부는 상기 지지브래킷에 구비된 습동형 클램프에 의하여 습동 가능하게 지지될 수 있다.

그리고, 상기 습동형 클램프를 구비하는 지지브래킷은 지상에 설치된 서포트에 고정 연결되는 고정형 지지브래킷으로 구성되어, 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 이격거리를 600 mm 이하로 일정하게 유지될 수 있다.

여기서, 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 지지부 후방에 적어도 하나의 절삭홈이 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 절삭홈은 복수 개가 이격되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 램프부의 절곡 각도는 2도 내지 5도일 수 있다.

그리고, 상기 램프부의 길이는 1 미터 내지 2미터일 수 있다.

여기서, 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선을 연결하는 상기 점퍼 케이블은 상기 절삭홈이 구비되지 않은 영역을 연결할 수 있다.

이 경우, 상기 점퍼 케이블은 상기 제1 강체전차선의 지지부와 상기 제2 강체전차선을 열차의 진행방향과 수직한 방향으로 연결할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 수평한 메인바, 상기 메인바에서 하방으로 연장되는 한 쌍의 텐션암, 상기 텐션암에서 각각 절곡되어 전차선을 클램핑하는 클램핑암 및 상기 클램핑암에 클램핑되어 지지되는 전차선을 구비하며, 상기 강체전차선 평행개소 구간에 설치되기 위한 강체전차선에 있어서, 상기 강체전차선의 단부 영역에서 미리 결정된 길이로 상방향으로 절곡되며, 상기 메인바 및 텐션암이 절삭 제거되어 형성된 절삭홈이 적어도 하나 구비되는 램프부; 상기 강체전차선의 지지를 위한 지지브래킷에 지지되는 지지부; 상기 지지부 후방에 상기 메인바 및 텐션암이 절삭 제거되어 형성된 적어도 하나의 절삭홈이 구비된 완충부를 포함하여 구성되는 강체전차선을 제공할 수 있다.

그리고, 상기 텐션암은 하방으로 가까워지도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 수평암 상부에 강체전차선의 길이방향을 따라 형성된 적어도 하나의 수직 돌출부가 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 텐션암 내측에 적어도 하나의 홈부 및 상기 홈부 하부에 적어도 하나의 돌기부가 형성될 수 있다.

또한, 한 쌍의 상기 텐션암에 체결볼트를 장착하기 위한 볼트 체결홀이 형성되며, 상기 체결볼트는 상기 삽입홈이 형성된 영역을 관통하여 체결될 수 있다.

본 발명에 따른 강체전차선 및 강체전차선 평행개소에 의하면, 열차의 진행방향으로 강체전차선을 변경 또는 분기하기 위한 평행개소 구간에서 강체전차선의 무게를 줄이고 유연성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 강체전차선 및 강체전차선 평행개소에 의하면, 강체전차선 평행개소 구간에서 강체전차선의 무게를 줄이고 유연성을 확보하여 강체전차선과 열차의 팬터그래프 사이의 충격 및 스파크 등의 발생을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소 용도의 강체전차선의 사시도 및 부분 확대도를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 강체전차선의 측면도를 도시한다.
도 4는 도 2에 도시된 강체전차선의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 강체전차선 및 강체전차선 평행 개소의 평면 구성도를 도시한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)의 사시도를 도시한다.

강체전차선을 통해 주행중인 열차에 전력을 공급할 수 있다. 본 발명에 따른 강체전차선 평행 개소(100)는 주행중인 열차(1)의 팬터그래프(2)와 접촉되어 열차에 전력을 공급하는 제1 강체전차선(50a)에 이어 연속적으로 주행중인 열차에 전력을 공급하기 위한 제2 강체전차선(50b)를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 강체전차선 평행개소(100)는 열차(1)에 전력을 공급하는 강체전차선(50)이 변경 또는 분기되어야 하는 경우, 열차의 운행을 방해하지 않으면서 열차(1)가 강체전차선과의 접촉을 유지하기 위한 장치를 의미한다.

여기서, 열차(1)가 강체전차선과 접촉을 유지한다는 의미는 열차(1)의 팬터그래프가 어느 하나의 강체전차선의 접촉상태를 유지하며, 다른 하나의 강체전차선과 접촉되어 전력 공급을 유지하면서 전차선을 변경하여 주행함을 의미하며, 강체전차선 평행개소(100)란 강체전차선의 변경 또는 분기되는 영역에서의 열차의 주행 중 강체전차선이 중첩되어 변경할 수 있도록 하는 장치를 의미한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)는 주행중인 열차의 팬터그래프가 접촉되어 전력을 공급하는 제1 강체전차선(50a); 상기 제1 강체전차선(50a)와 평행하게 배치되며, 상기 전차의 진행방향 전방의 일단에 상방향으로 절곡된 형태의 램프부(51)가 배치되는 제2 강체전차선(50b); 및, 상기 제1 강체전차선(50a)에서 상기 제2 강체전차선(50b)으로 전력공급을 위하여 상기 제1 강체전차선(50a) 및 상기 제2 강체전차선(50b)을 연결하는 점퍼 케이블(70);이 포함될 수 있으며, 상기 제1 강체전차선(50a) 및 상기 제2 강체전차선(50b)의 각각의 일단은 상기 전차의 팬터그래프가 함께 접촉되는 평행개소 구간을 구비하도록 반대방향으로 배치되고, 상기 제2 강체전차선(50b)의 상기 램프부(51)는 적어도 하나의 절삭홈(51c)이 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)는 주행중인 열차에 전력을 공급하는 강체전차선을 제1 강체전차선(50a)에서 제2 강체전차선(50b)으로 변경할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)는 열차의 주행방향으로 평행하게 배치되는 한 쌍의 강체전차선(50a, 50b)을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)를 구성하는 각각의 강체 전차선의 램프부(51)는 서로 반대방향에 배치될 수 있다.

즉, 주행중인 열차와 접촉된 상태의 변경 전 강체전차선인 제1 강체전차선(50a)의 램프부(51a)는 그 주행방향으로 그 전방에 배치되고, 변경 후 강체전차선인 제2 강체전차선(50b)의 램프부(51b)는 제1 강체전차선(50a)의 방향과 반대방향으로 배치될 수 있다.

주행중인 전차선의 팬터그래프는 제1 강체전차선(50a)에 접촉된 상태로 주행중 새로운 제2 강체전차선(50b)으로 접촉하는 방법으로 전차선 변경이 수행될 수 있다.

특히 주행중인 열차가 접촉중인 제1 강체전차선(50a)과 분리되는 과정보다 새로운 제2 강체전차선(50b)과 접촉되는 과정에서 팬터그래프와 제2 강체전차선(50b)에 충격이 가해지거나 스파크 등이 발생될 수 있다.

강체전차선이 변경되는 과정에서 열차의 팬터그래프와 강체전차선에 상호 가해지는 충격은 팬터그래프와 강체전차선의 손상 또는 안전사고, 이선 등의 발생이 가능하므로, 강체전차선 변경과정에서 팬터그래프와 강체전차선에 가해지는 충격을 최소화하는 방법이 요구된다.

따라서, 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)를 구성하며 변경될 강체전차선인 제2 강체전차선(50b)은 상기 전차의 팬터그래프와 새로 접촉되기 위하여, 상기 열차의 진행방향 전방에 상방향으로 만곡된 형태의 램프부(51b)가 위치하고, 상기 제1 강체전차선(50a)과 평행하게 배치되는 특징을 갖는다. 이하 도 2 내지 3을 참조하여 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)를 구성하는 강체전차선의 구조를 자세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소 용도의 강체전차선의 사시도 및 부분 확대도를 도시하며, 도 3은 도 2에 도시된 강체전차선의 측면도를 도시한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100) 용도의 강체전차선은 그 일단에서 순차적으로 상방향으로 만곡된 형상의 램프부(51) 및 클램프 지지를 위한 지지부(53)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 램프부(51)는 강체전차선 평행개소 구간에서 변경되는 강체전차선과 충격을 완화하기 위하여 상방향으로 미리 결정된 구간 완만한 경사를 갖도록 절곡된 형상으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 강체전차선(50b)의 램프부(51b)를 상방향으로 완만하게 경사 또는 만곡된 형상으로 구성하면, 주행중인 열차의 팬터그래프가 접근하여 접촉되는 과정에서의 물리적 충격량은 일부 줄일 수 있으나 강체전차선의 재질이 금속 등의 재질로 구성되므로 만곡 또는 경사지도록 절곡된 램프로 충분하지 않다.

따라서, 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100) 용도의 강체전차선 램프부(51)에는 적어도 하나의 절삭홈(51c)이 구비될 수 있다.

상기 절삭홈(51c)은 강체전차선의 상부 영역이 기계 가공으로 절삭되어 제거된 부분이다.

상기 절삭홈(51c)은 도 2의 확대도 및 후술하는 도 4에 도시된 바와 같이, 강체전차선(50)의 메인바(501) 및 텐션암(503) 영역을 제거하는 기계가공 방법으로 형성할 수 있다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)는 상기 제1 강체전차선(50a)과 제2 강체전차선(50b)을 전기적으로 연결하는 점퍼 케이블(70)이 구비될 수 있다. 주행중인 전차는 제1 강체전차선(50a)을 통해 전력이 공급되고, 새로운 제2 강체전차선(50b)은 상기 제1 강체전차선(50a)과 연결된 상기 점퍼케이블을 통해 전력을 공급받을 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)를 구성하는 강체전차선의 램프부(51)에는 3개의 절삭홈(51c)이 구비됨이 도시되나 그 개수는 증감이 가능하다.

상기 강체전차선의 램프부(51)에 적어도 하나의 절삭홈(51c)을 구비하는 이유는 강체전차선 램프부(51)에 유연성을 부여하기 위함이다.

즉, 주행중인 열차의 팬터그래프가 강체전차선의 램프부(51)에 접촉되는 과정에서 강체전차선의 램프부(51)의 유연성을 증가시켜 강체전차선의 램프부(51)가 유연한 탄성 변형이 가능하게 하여 강체전차선 또는 팬터그래프에 가해지는 충격량을 최소화할 수 있다.

상기 절삭홈(51c)이 적어도 하나 이상 구비되는 강체전차선 램프부(51)의 길이는 1미터 내지 2미터 정도의 길이를 가질 수 있으며, 상기 램프부(51)의 절곡 각도(θ)는 2도 내지 5도 정도로 구성되는 것이 상기 램프부의 길이 및 충격량을 함께 최소화할 수 있음을 확인하였다.

상기 강체전차선의 램프부(51) 후방에 클램프 지지를 위한 지지부(53)가 구비될 수 있다.

상기 지지부(53)는 강체전차선을 지지하기 위한 영역으로 지지브래킷(30)에 구비되는 클램프로 강체전차선을 클램핑하여 강체전차선을 일정한 높이로 홀딩하여 지지하기 위한 구성이다. 상기 지지브래킷(30)의 클램핑을 위하여 상기 지지부(53)는 강체전차선을 각각 안정적으로 지지해야 하므로 절삭홈(51c)이 형성되지 않는 것이 바람직하다. 그리고, 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소에서 강체전차선을 지지하기 위한 지지브래킷의 클램프는 강체전차선을 습동 지지가 가능한 습동형 클램프인 것이 바람직하며, 지지브래킷(30)은 지상에 설치된 서포트에 고정 연결된 고정식 브래킷인 것이 바람직하다. 습동형 클램프 및 고정식 브래킷을 적용함으로써 상기 제1 강체전차선(50a)과 제2 강체전차선(50b)의 이격거리를 일정하게 유지할 수 있으며, 이격거리는 약 600 mm 이하인 것이 바람직하다.

상기 클램프를 습동형으로 구성하면, 강체전차선의 충격 또는 열신축시 강체전차선의 변형을 방지할 수 있고 변형량을 보상할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 상기 지지부(53) 후단에도 적어도 하나의 절삭홈(51c)이 형성된 완충부(55)를 더 포함할 수 있다.

상기 완충부(55) 역시 교행 구간에서 강체전차선의 유연성 확보를 위하여 복수 개의 절삭홈(55c)을 구비하는 방법을 사용할 수 있다.

그리고 도 1에 도시된 상기 점퍼 케이블(70)은 강체전차선 평행개소(100)를 구성하는 제1 강체전차선(50a)과 제2 강체전차선(50b) 중 절삭홈이 형성되지 않은 영역을 상호 연결하는 것이 바람직하다. 이는 강체전차선의 유연성을 증대시키기 위하여 절삭홈이 형성된 영역에 점퍼 케이블(70)을 연결하는 경우 점퍼 케이블의 하중에 의하여 절삭홈이 형성된 영역의 유연성과 탄성이 감소될 수 있기 때문이다.

구체적으로, 상기 제1 강체전차선(50a) 또는 제2 강체전차선(50b)을 구성하는 램프부(51a, 51b) 또는 완충부(55a, 55b)의 경우 그 유연성 보강을 위하여 절삭홈(51c, 55c)을 형성하게 된다. 각각의 구간에 복수 개의 절삭홈(51c, 55c)을 형성하여 램프부(51) 또는 완충부(55)에 유연성을 부여함과 동시에 램프부(51) 또는 완충부(55)의 하중을 줄일 수 있고, 상기 점퍼 케이블(70) 역시 구리 도체 등으로 구성되므로 램프부(51) 또는 완충부(55)에 점퍼 케이블(70)을 연결하는 경우, 램프부(51) 또는 완충부(55)의 무게를 오히려 증가시키고 유연성을 저해할 수 있다.

따라서, 상기 제1 강체전차선(50a) 및 상기 제2 강체전차선(50b)을 연결하는 상기 점퍼 케이블(70)은 제1 강체전차선(50a) 또는 제2 강체전차선(50b)의 지지부(53a, 53b) 또는 완충부(55a, 55b) 후방 영역을 상호 연결되는 것이 바람직하다. 상기 점퍼 케이블(70)의 바람직한 연결위치는 도 5를 참조하여 추가적으로 설명한다.

도 4은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 강체전차선의 단면도이다.

구체적으로, 도 4(a)는 도 2의 확대도의 A-A' 절단선에 따른 단면도를 도시하고, 도 4(b)는 도 2의 확대도의 B-B' 절단선에 따른 단면도를 도시한다.

도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 상기 강체전차선(50) 최상단에는 메인바(501)가 수평으로 일정한 길이를 갖도록 구비된다. 그리고 상기 메인바(501) 하면으로부터는 서로 대칭을 이루도록 하방으로 연장되는 2개의 텐션암(503)이 구비된다.

본 실시예에서 상기 2개의 텐션암(503)은 하방으로 갈수록 서로 간의 간격이 가까워지도록 경사지는 형태로 연장 형성될 수 있다.

한편, 상기 각 텐션암(503)의 단부에서는 클램핑암(505)이 연장 형성된다. 상기 클램핑암(505)은 일정 거리 이격된 지점까지 서로 마주보도록 연장되며, 상기 각 클램핑암(505)의 단부 사이에 전차선(60)이 삽입되어 고정된다.

상기 강체전차선(50)을 구성하는 메인바(501), 텐션암(503) 및 클램핑암(505)은 일체로서 형성될 수 있는데, 이와 같이 구성된 강체전차선(50)은 주로 알루미늄 탄성체로 이루어지기 때문에 텐션암(503)을 일정한 힘으로 확장한 후, 인가한 힘을 제하면 원래 형태로 복원된다.

따라서 텐션암(503)을 벌린 상태에서 클램핑암(505) 사이에 전차선(60)을 끼워 넣으면 복원력에 의해 전차선에 압력이 가해져 전차선을 미끄러짐 없이 고정 가능하다.

특히 본 실시예에 의한 강체전차선은 텐션암(503)이 하방으로 갈수록 점점 좁아지는 형상을 이루고 있기 때문에 상기 클램핑암(505)과 더불어 이중텐션 구조를 이루게 되어 전차선의 파지력을 증대시킬 수 있다. 즉, 전차선을 고정하기 위한 복원력 측면에서도 우수한 성능을 발휘할 수 있으며, 그에 따라 전차선을 좀 더 견고하고 강한 결합력으로 고정할 수 있는 것이다.

그리고 상기 텐션암(503)이 하방으로 갈수록 점점 좁아지는 형상은 직선이 아닌 곡선 형태로 서로 가까워지도록 구성하는 것도 가능하며, 직선인 경우에도 변곡을 두어 각도가 변하도록 구성하는 것도 가능하다. 이때 2 개 이상의 변곡도 가능하다.

변곡점이 늘게 되면 이중텐션이 아닌 삼중텐션 이상이 될 수 있으므로 강체전차선에 작용하는 텐션은 다중텐션이 되며, 그에 따라 전차선을 잡아주는 파지력은 더욱 증가하게 된다.

또한, 상기 텐션암(503) 두께는 동일하게 형성되어 있지만 하방으로 갈수록 두꺼워지거나 얇아지도록 하여 가변 두께로 적용하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 메인바(501) 상부에는 상부돌출부(501p)가 추가로 구비된다. 상기 상부돌출부(501p)는 상기 메인바(501) 상면으로부터 일정 높이를 이루도록 상부로 연장 형성될 수 있다. 물론 상기 상부돌출부(501p)는 상기 강체전차선의 길이 방향을 따라 전 구간에 걸쳐 동일한 높이로 형성될 수 있다.

상기 상부돌출부(501p)는 다수 개가 형성될 수 있는데 본 실시예에서는 강체전차선 상부에 두 개가 형성되나 이에 한정되지 않는다.

상기 강체전차선의 상부돌출부(501p)는 강체전차선의 2차 모멘트를 크게 하고 강성을 증가시켜 강체전차선의 처짐을 방지하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 상부돌출부(501p)는 강체전차선에 적용되는 응력과 변형량이 감소하도록 강성을 증가시키는 것이다.

이를 통해 강체전차선에 가해지는 응력과 변형량을 최소화하여 집전성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전기철도의 고속화에 따라 팬터그래프로부터 받는 압상력과 양력의 영향에서도 철도 운행의 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 실시예에서 상기 텐션암(503)의 내측으로는 적어도 하나의 홈부(503g) 및 적어도 하나의 돌기부(503p)가 구비될 수 있다. 본 실시예에서 상기 텐션암(503) 내측에 2개 홈부(503g)과 2개의 돌기부(503p)가 구비되는 것으로 도시되나 그 개수는 증감이 가능하다.

상기 홈부(503g)는 기본적으로 상기 상부돌출부(501p)와 달리 텐션암(503)의 탄성과 유연성을 증대시키는 역할을 하고 상기 돌기부(503p)는 상부돌출부(501p)처럼 2차 모멘트를 크게 하고 강성을 증가시켜 강체전차선의 처짐을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기 텐션암(503) 내측에 구비되는 홈부(503g)의 경우, 각각의 강체전차선을 연결하는 경우에 연결플레이트를 사용하는 경우 이를 정렬하기 위한 가이드 수단으로도 활용될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 실시예에서, 상기 텐션암(503) 외측으로는 연결 플레이트(600)가 구비되어 체결볼트(b)에 의해 체결되어 강체전차선(50)과 결합될 수 있다.

상기 연결 플레이트(600)를 매개로 체결볼트(b)에 의하여 양 텐션암(503)을 체결하는 경우 체결볼트(b)의 체결력은 텐션암(503)을 내측 방향으로 조여지게 할 수 있으며, 상기 연결 플레이트(600)는 체결볼트(b)의 체결력이 경사진 텐션암(503)의 외측면에 균일하게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 텐션암(503) 내측에 형성된 적어도 하나의 홈부(503g)는 텐션암 내측 상부에 형성되고 상기 돌기부(503p)는 홈부(503g) 하부에 형성될 수 있고, 한 쌍의 상기 텐션암(503)에 체결볼트(b)를 장착하기 위한 볼트 체결홀(503h)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 체결볼트(b)는 상기 홈부(503g)가 형성된 영역을 관통하여 체결되도록 상기 볼트 체결홀(503h)의 위치가 결정되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)의 평면 구성도를 도시한다.

전술한 바와 같이, 각각의 강체전차선의 일단에서 순차적으로 상방향으로 만곡된 램프부(51), 클램프 지지를 위한 지지부(53) 및 완충부(55)가 구비될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 강체전차선 평행개소(100)를 구성하는 제1 강체전차선(50a)과 제2 강체전차선(50b)은 어느 하나의 강체전차선으로부터 다른 하나의 강체전차선으로 전력 전달을 위하여 점퍼 케이블(70)로 연결될 수 있다.

그리고, 전술한 바와 같이, 상기 점퍼 케이블(70)은 절삭홈(51c)이 형성되지 않은 지지부(53)와 상기 완충부(55) 후방의 절삭홈이 형성되지 않은 영역을 상호 연결하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 점퍼 케이블(70)의 길이를 최소화하기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 강체전차선의 길이방향, 즉 열차의 진행방향과 수직한 방향으로 제1 강체전차선(50a)과 제2 강체전차선(50b)을 연결하는 것이 바람직하다.

상기 강체전차선의 길이방향과 수직한 방향으로 제1 강체전차선(50a)과 제2 강체전차선(50b)을 연결하며, 절삭홈(51c)이 형성되지 않은 영역을 연결하는 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 강체전차선(50a)과 제2 강체전차선(50b)의 지지부(53)와 제2 강체전차선(50b)과 제1 강체전차선(50a)의 완충부(55) 후방 영역을 각각 연결하는 경우를 가정할 수 있다.

그리고, 전술한 바와 같이, 열차의 강체전차선의 평행개소 구간에서 특히 충격 또는 스파크 등이 문제될 수 있는 부분은 주행중인 열차의 팬터그래프와 새로 접촉될 제2 강체전차선(50b)의 램프부(51b)이다. 즉, 주행중인 전차의 팬터그래프와 분리될 제1 강체전차선(50a)의 램프부(51a)는 상대적으로 충격 또는 스파크 등의 발생이 적을 수 있다.

따라서, 상기 강체전차선을 연결하는 점퍼 케이블은 가장 큰 충격이 가해져 유연성이 요구되는 제2 강체전차선의 램프부(51b)와 먼 위치에 연결되는 것이 바람직하고, 점퍼 케이블(70) 자체의 하중이 존재하므로 강체전차선의 유연성을 위한 절삭홈이 형성되지 않은 영역에 연결되는 것이 바람직하다.

정리하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 점퍼 케이블(70)이 2곳 중 한곳에 연결될 수 있는 것으로 도시되나, 바람직하게는 상기 점퍼 케이블(70)은 주행중인 열차와 분리될 제1 강체전차선(50a)의 지지부(53)와 제2 강체전차선(50b)의 완충부(55b) 후방 영역을 수직방향으로 연결하는 것이 바람직하다.

그러나, 상기 제1 강체전차선(50a)과 제2 강체전차선(50b)의 교행 범위가 변경되는 경우, 상기 점퍼 케이블(70)의 바람직한 연결위치는 변경될 수 있다.

본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 강체전차선 평행개소
50 : 강체전차선
51 : 램프부
53 : 지지부
55 : 완충부

Claims (18)

1. 주행중인 열차의 팬터그래프가 접촉되어 전력을 공급하는 제1 강체전차선;
   상기 제1 강체전차선과 평행하게 배치되며, 상기 전차의 진행방향 전방의 일단에 상방향으로 절곡된 형태의 램프부가 배치되는 제2 강체전차선;을 포함하며,
   상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 각각의 일단은 상기 열차의 팬터그래프가 함께 접촉되는 평행개소를 구비하도록 반대방향으로 배치되고
   상기 제2 강체전차선의 상기 램프부는 적어도 하나의 절삭홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 강체전차선에서 상기 제2 강체전차선으로 전력공급을 위하여 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선을 연결하는 점퍼 케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 강체전차선은 상기 전차의 주행방향 전방에 상기 제2 강체전차선의 램프부와 반대방향경사를 갖도록 절곡된 램프부가 구비되는 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 강체전차선의 램프부에 적어도 하나의 절삭홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 강체전차선의 평행개소.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 램프부 후방에 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 지지를 위한 지지브래킷에 지지되는 지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
6. 제5항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 지지브래킷에 구비된 습동형 클램프에 의하여 습동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 하는 강체전차선 평행개소.
7. 제6항에 있어서,
   상기 습동형 클램프를 구비하는 지지브래킷은 지상에 설치된 서포트에 고정 연결되는 고정형 지지브래킷으로 구성되어, 상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 이격거리를 600 mm 이하로 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 하는 강체전차선 평행개소.
8. 제5항에 있어서,
   상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선의 지지부 후방에 적어도 하나의 절삭홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
9. 제1항, 제4항 또는 제8항에 있어서,
   상기 절삭홈은 복수 개가 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 램프부의 절곡 각도는 2도 내지 5도인 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 램프부의 길이는 1 미터 내지 2미터인 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 강체전차선 및 상기 제2 강체전차선을 연결하는 상기 점퍼 케이블은 상기 절삭홈이 구비되지 않은 영역을 연결하는 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
13. 제12항에 있어서,
    상기 점퍼 케이블은 상기 제1 강체전차선의 지지부와 상기 제2 강체전차선을 열차의 진행방향과 수직한 방향으로 연결하는 것을 특징으로 하는 강체전차선 평행개소.
14. 수평한 메인바, 상기 메인바에서 하방으로 연장되는 한 쌍의 텐션암, 상기 텐션암에서 각각 절곡되어 전차선을 클램핑하는 클램핑암 및 상기 클램핑암에 클램핑되어 지지되는 전차선을 구비하며, 상기 강체전차선 평행개소 구간에 설치되기 위한 강체전차선에 있어서,
    상기 강체전차선의 단부 영역에서 미리 결정된 길이로 상방향으로 절곡되며, 상기 메인바 및 텐션암이 절삭 제거되어 형성된 절삭홈이 적어도 하나 구비되는 램프부;
    상기 강체전차선의 지지를 위한 지지브래킷에 지지되는 지지부;
    상기 지지부 후방에 상기 메인바 및 텐션암이 절삭 제거되어 형성된 적어도 하나의 절삭홈이 구비된 완충부를 포함하여 구성되는 강체전차선.
15. 제14항에 있어서,
    상기 텐션암은 하방으로 가까워지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 강체전차선.
16. 제14항에 있어서,
    상기 수평암 상부에 강체전차선의 길이방향을 따라 형성된 적어도 하나의 수직 돌출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 강체전차선.
17. 제14항에 있어서,
    상기 텐션암 내측에 적어도 하나의 홈부 및 상기 홈부 하부에 적어도 하나의 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 강체전차선.
18. 제17항에 있어서,
    한 쌍의 상기 텐션암에 체결볼트를 장착하기 위한 볼트 체결홀이 형성되며, 상기 체결볼트는 상기 삽입홈이 형성된 영역을 관통하여 체결되는 것을 특징으로 하는 강체전차선.

Images