현재 국내 철도 전기분야에서 사용되고 있는 접지계통은 경부고속철도 코아(Core)계약에 따라 도입된 공용접지방식을 채택하여 운영·건설 중에 있으며, 공용접지방식은 각 설비를 공통으로 연결하여 운용함으로써 상호간섭이 발생할 가능성이 낮아 효율적인 접지효과를 기대할 수 있으나, 전차선로나 고압배전선로 지락사고 발생 시 대지전 위의 상승으로 신호, 통신, 원격제어설비 등 약전계통에 유입되어 릴레이 및 전자장치 등의 소손 사례가 발생할 수 있다.
따라서 전기철도에서 인명 및 설비를 보호하기 위해서는 현재 시설된 접지설비 운영 실태 등의 조사·분석을 통해 철도시스템의 이상전압 문제에 대한 종합적인 검토를 위하여 전기철도시스템 이상전압의 발생과 그에 따른 파급효과와 영향 등의 분석이 필요하다.
본 논문은 전기철도 급전계통에서 발생하는 이상전압의 종류와 특징 및 영향분석을 통해 이상전압에 대한 대책 수립에 기여하고, 이상전압 특성시험과 고장전류의 측정 및 분석을 통해, 고장전류 계산과 단락사고에 따른 접지전류의 영향 검토와 매설접지선의 회선 수에 의한 영향 및 전위분포도에 대한 연구를 진행 하였으며, 이상전압 발생현상을 정상운전 상태와 비상운전 상태에서의 고장전류를 시뮬레이터 분석을 통해 연구하였다.
연구 결과 이상전압은 위험전압의 한계인 650[V]에 미치지 못하는 값으로서 전기철도 공용접지 방식의 급전계통은 지락고장 등에 의한 위험은 없는 것으로 판단되었으며, 급전계통의 접지시스템의 접지저항 값의 크기는 거의 변화가 없어, 매설접지선의 1회선 혹은 2회선의 설치에 따른 접지저항 값의 크기 변화는 약간의 차이는 있지만 커다란 영향은 없으므로 이상전압 특성분석에 따라 매설접지선 또한 1회선을 포설하는 것이 경제적이라 예상된다.