표제지
목차
약어표 12
요약 14
I. 서론 16
1. 연구 배경 및 목적 16
2. 연구 방법 및 구성 17
II. 궤도회로 및 전차선 귀선전류 19
1. 궤도회로 19
가. 궤도회로 원리 19
나. 궤도회로 종류 20
다. 궤도회로 설치현황 33
2. 전차선 귀선전류 35
가. 귀선회로 35
나. 귀선전류 41
다. 귀선전류 불평형 47
3. 귀선전류 불평형 예방을 위한 유지보수 51
가. 측정기에 의한 점검 52
나. 차상검측시스템의 의한 점검 54
III. 차상검측시스템 56
1. 차상검측시스템 국내·외 현황 56
가. 국내 현황 56
나. 국외 현황 63
2. 차상검측시스템 성능 향상을 위한 설계 67
가. 하드웨어 설계 70
나. 소프트웨어 설계 77
IV. 현장시험 및 결과 고찰 88
1. 측정 장비 88
가. Clamp Meter 89
나. 오실로스코프 90
다. LAN Protocol Analyzer 91
2. 시험 절차 92
가. 시험 조건 92
나. 현차 설치 94
다. 지상 설치 96
라. 시험 절차 98
3. 현장 시험 98
가. 현장 정적시험 98
나. 현장 동적시험 101
다. 현차 시험 104
4. 결과 고찰 111
V. 결론 113
참고문헌 115
ABSTRACT 118
표 2.1. 선별 궤도회로 설치현황(2018.1.1. 기준) 34
표 3.1. 국외 차상검측시스템 현황 66
표 3.2. 귀선전류 검측장치 성능향상 평가항목 68
표 3.3. 귀선전류 검측장치 목표 사양 69
표 3.4. 귀선전류 처리보드의 전기적 사양 73
표 3.5. 귀선전류 수신보드의 전기적 사양 75
표 3.6. 귀선전류 안테나의 입출력 정의 75
표 3.7. DPRAM에 저장되어 있는 정보 및 변수 79
표 3.8. 귀선전류 정보 전송을 위한 통신 프로토콜 80
표 3.9. 귀선전류 레벨 표시 83
표 4.1. 측정장비 88
표 4.2. 귀선전류 검측장치 시험 절차 98
표 4.3. 귀선전류 검측장치 현장 정적시험 99
표 4.4. 귀선전류 검측장치 정적시험 결과 100
표 4.5. KTX-36호 동적시험을 위한 장치별 세부 내역 101
표 4.6. HEMU-430X 귀선전류 현차시험을 위한 설치 내역 105
표 4.7. 귀선전류 시험 차수 및 검측 구간 106
표 4.8. 기존 차상검측시스템과 비교 분석 112
그림 2-1. 궤도회로의 원리 19
그림 2-2. 교류 궤도회로 21
그림 2-3. 고전압 임펄스 궤도회로도 22
그림 2-4. 임펄스 궤도회로 장치 구성도 23
그림 2-5. 송신기 구성도 및 임펄스 파형 23
그림 2-6. 수신기 구성도 24
그림 2-7. AF 궤도회로 구성도 25
그림 2-8. 송신모듈 주파수 출력 26
그림 2-9. 송신모듈 블록 도식 26
그림 2-10. 수신모듈 주파수 27
그림 2-11. 수신모듈 블록 도식 27
그림 2-12. 공심유도자(ACI) 설치 29
그림 2-13. 전기적인 절연의 구성원리 30
그림 2-14. 방향계전기 회로 31
그림 2-15. 전차선 전류의 흐름 35
그림 2-16. 보호선용 접속선 설치도(간격이 250m인 경우) 37
그림 2-17. 임피던스 본드 설치도 38
그림 2-18. 임피던스 본드의 원리 39
그림 2-19. 고속철도 임피던스 본드 SVPMM 41
그림 2-20. 열차의 위치에 따른 전류의 흐름 42
그림 2-21. 전차선 전류, 접지전류, 귀선전류의 관계 44
그림 2-22. AT 급전방식의 귀선전류 흐름도 46
그림 2-23. BT 급전방식의 귀선전류 흐름도 47
그림 2-24. 궤도회로의 레일전류의 흐름 방향 48
그림 2-25. 레 일전류의 평형상태와 불평형 상태 48
그림 2-26. 임피던스 본드의 전류와 자속 49
그림 2-27. 불평형 전류에 의한 여자임피던스의 저하 50
그림 2-28. 레일 절손 시 신호전류 51
그림 2-29. 임피던스 본드 귀선전류 불평형 측정도 53
그림 2-30. 등전위 접속용 코아인덕터측 귀선전류 불평형 측정 54
그림 2-31. 차상검측시스템을 활용한 귀선전류 불평형 그래프 55
그림 3-1. 종합검측차 신호검측장치 구성도 57
그림 3-2. 종합검측차(ROGER-1000K) 57
그림 3-3. 전차선 귀선전류 검측시스템 구성도 59
그림 3-4. 전차선 귀선전류 데이터 수집장치(DAQ) 59
그림 3-5. KTX36호 검측설비에서 측정한 귀선전류 레벨 표시화면 60
그림 3-6. 귀선전류 검측모듈 배치도 60
그림 3-7. 귀선전류 차상검측시스템 구성도 61
그림 3-8. 귀선전류 불평형 정보처리 알고리즘 62
그림 3-9. IRIS-320 검측차량 구성도 64
그림 3-10. 프랑스 국영철도(SNCF) IRIS-320 신호분야 검측장치 설치도 65
그림 3-11. 프랑스 SNCF 종합검측차(IRIS-320) 귀선전류 검측 그래프 65
그림 3-12. 레일 양단을 통해 흐르는 귀선전류 Pick-up 원리 67
그림 3-13. 차상검측시스템 구성도 70
그림 3-14. 귀선전류 검측장치 외형 71
그림 3-15. 귀선전류 검측장치 구성도 72
그림 3-16. 귀선전류 처리보드 블록도 73
그림 3-17. 귀선전류 수신보드 블록도 74
그림 3-18. 귀선전류 검측정보의 처리도 78
그림 3-19. 귀선전류 정보전송 로직도 79
그림 3-20. 귀선전류 정보의 데이터 포맷 80
그림 3-21. 운영 컴퓨터의 내·외부 모듈간 데이터 교환 81
그림 3-22. 운영 컴퓨터의 공유 메모리 정보처리 절차 82
그림 3-23. 귀선전류 레벨 그래프 표시 83
그림 3-24. REPLAY 모듈 데이터 처리 절차 84
그림 3-25. 보고서 표시 데이터 처리 절차 85
그림 3-26. 데이터 컴퓨터의 귀선전류 정보처리 블록도 86
그림 4-1. 동적시험을 위한 측정 장비 블록도 89
그림 4-2. 원격 모니터링 틀에 의해 표시된 파형(지상측) 90
그림 4-3. 오실로스코프에 표시된 귀선전류 파형(차상측) 91
그림 4-4. LAN Protocol Analyzer에 의한 데이터 표시 91
그림 4-5. 동적시험을 위한 KTX-36호(검수고 설치 및 시험선 정차) 92
그림 4-6. 동적시험을 위한 KTX-36호 설치도 92
그림 4-7. 동적시험을 위한 차량기기 시험선 위치 93
그림 4-8. KTX-36호 18호차 검측실 및 종합처리장치 설치 94
그림 4-9. 귀선전류 검측장치 설치 94
그림 4-10. 안테나 설치 위치 및 Junction Box 95
그림 4-11. 동력차 내부의 안테나 접속함 96
그림 4-12. 지상측(T6T) 설치 측정장비 97
그림 4-13. 지상측(T226AT) 설치 측정장비 97
그림 4-14. 귀선전류 수신보드의 파형 측정 위치 99
그림 4-15. 고양차량기지 시험선 101
그림 4-16. KTX-36호 동적시험(귀선전류 검측장치) 102
그림 4-17. KTX-36호 동적시험(종합처리장치) 102
그림 4-18. 전력분석기 측정값(차량 CT 2차 및 변압기 1차 측) 103
그림 4-19. 지상 검측 및 차상 검측 레벨 비교 103
그림 4-20. 귀선전류 검측을 위한 HEMU-430X 현차 설치도 104
그림 4-21. 귀선전류 검측장치 설치 구성도 105
그림 4-22. 귀선전류 불평형률 검측 그래프 107
그림 4-23. KTX 36와 HEMU-430X 검측 데이터 비교 1 108
그림 4-24. KTX 36호 HEMU-430X 검측 데이터 비교 2 109
그림 4-25. 열차 속도에 따른 귀선전류 불평형률(18차 및 19차 시운전) 110
그림 4-26. 열차 속도에 따른 귀선전류 불평형률(20차 시운전) 110