경부고속철도 개통이후 고속열차의 증속에 대한 관심이 높아지고 이에 따라 정부에서도 차세대 고속열차(HEMU-430) 개발에 착수하여 최고시속 430km/h급의 고속차량을 완성하여 2013년도에 경부고속철도에서 시험운행 후 향후 호남고속철도에서 열차운행을 계획하고 있다.
차세대 고속차량의 운행계획에 맞추어 인프라 구축물 중 하나인 전차선로설비도 각종 금구류 및 전선류의 개발이 진행되고 있고 하나하나 반영되어 현재 호남고속철도 건설구간에 적용되고 있다.
차량과 전차선로의 급전구조는 차량의 집전장치인 Pantograph에서 속도에 따른 압상력으로 동적주행 함으로써 동력전원을 공급받는 구조로 되어 波動에 의한 離線으로 전력공급 장애, Arc발생, 전차선의 국부마모, 팬터그래프의 집전판 훼손 등의 현상이 필연적으로 발생하며, 이 離線현상을 최소화하기 위해 전차선측에 적정한 장력(Tension)을 걸어주는 설비로 되어있다.
전차선측에 가해진 장력(Tension)은 외기적인 환경여건을 더해 그 장력을 지탱하고 있는 지지물 및 부속된 각종 금구류의 강도 기준과 전차선의 線種선택에 중요한 요소이다.
그동안 고속철도 전차선로 설비는 실제 선로에서 최고속도로 시험운행을 통해 필요한 설비를 선정하기에는 현실적으로 어려움이 많아 다른 나라에서 이미 설치 운행하여 검증된 설비를 그대로 들여와 적용하거나 설치한 것이 대부분이다.
따라서 고속차량으로 최고속도로 주행하면서 전차선과 판타그래프의 집전상태를 계측 분석하여 파동에 의한 전차선의 이선크기 등을 검증하는 것 자체로도 의미가 있다.
본 논문에서는 KTX-산천을 투입하여 가장 최근에 개통한 경부고속철도 2단계구간에서 350km/h까지 여러 차례 증속시험을 통해 장력증가에 대한 전차선로 Geometry 변화시험, 판타그래프와 전차선간 접촉력과 충격가속도, 접촉점 수직변위, 곡선당김 금구의 압상량과 전차선 변형률을 측정 분석하여 전차선로 가선시스템의 동적특성을 검증하고 향후에 건설되는 영업속도 350km/h의 호남고속철도(일부구간 400km/h)에도 동일 架線시스템의 적용과 더불어 파동전파속도와 관련되는 전차선의 적정 장력 값과 그에 따른 적정 線種을 검증하고자 한다.