표제지
목차
약어 및 기호 11
요약 12
I. 서론 15
1. 연구배경 15
2. 연구방법 17
II. AF 궤도회로와 레일체결장치 19
1. AF 궤도회로장치 19
가. AF 궤도회로장치 개요 19
나. AF 궤도회로의 전기적 특성 22
다. UM71C TVM430 궤도회로 24
2. 레일체결장치 29
가. 해외 고속철도 레일체결장치 30
나. 국내 적용 고속철도 레일체결장치 32
3. 레일체결장치 전기저항과 AF 궤도회로의 절연저항값(누설 저항값) 상관관계 34
가. 국내 고속철도 레일체결장치 전기저항시험 40
나. 해외 고속철도 레일체결장치 전기저항시험 41
III. AF 궤도회로 수신전압 저하현상 원인분석 44
1. 호남고속철도 궤도회로 수신전압 저하개소 원인분석 44
가. 2016년도 특성값 저하개소(63개소) 궤도회로 분포 분석 44
나. 2017년도 특성값 저하개소(65개소) 궤도회로 분포 분석 52
다. 계룡터널 및 봉명터널 궤도회로 특성 분석 58
2. 궤도회로 특성시험 결과 비교 분석 60
가. 궤도회로 특성시험 개요 60
나. 우기 시 궤도회로특성시험 결과 66
IV. 시험품을 이용한 레일체결장치 성능시험 69
1. 시험품을 이용한 레일체결장치 전기저항 측정시험 72
2. 시험품을 이용한 레일체결장치 절연저항 측정시험 81
가. 대형 챔버를 이용한 레일체결장치 절연저항 측정시험 81
나. 야외 시험 83
3. 공인인증기관 레일체결장치 전기저항시험 86
V. AF 궤도회로 수신전압저하 개선방안 현장적용 및 분석 87
1. AF 궤도회로 수신전압 저하현상 원인분석에 따른 개선대책 87
가. 빗물 유입에 의한 영향을 최소화하기 위한 개선 대책 88
나. 레일체결장치의 절연성능 보강을 위한 개선 대책 89
2. 현장적용 및 효과분석 91
가. AF 궤도회로 절연성능 개선대책 효과분석 91
나. 물기유입방지커버 및 절연막대 적용 효과분석 104
다. 우수유입 방지턱 설치 효과분석 106
3. 결과 고찰 116
VI. 결론 118
참고문헌 121
ABSTRACT 125
표 2-1. 체결장치의 비교(1) 31
표 2-2. 체결장치의 비교(2) 32
표 2-3. 경부 2단계 및 호남고속선 궤도 특성 비교 33
표 2-4. 레일체결장치 표준 규격 39
표 2-5. 경부2단계 및 호남고속철도 전기저항 시험 결과 비교 40
표 2-6. 전기저항시험 측정값(elastic strip I형, II형, III형) 42
표 2-7. km당 절연저항 실제 측정 수치(elastic strip I형, II형, III형) 42
표 3-1. 수신전압 기준값 이하 궤도회로 45
표 3-2. 수신전압 기준값 근접 궤도회로 46
표 3-3. 수신전압 레벨조정 궤도회로 46
표 3-4. 그 외 개소의 궤도회로 47
표 3-5. 특성값 저하개소의 수신전압 별 주파수 분포 49
표 3-6. 특성값 저하개소 구조물 별 궤도회로 개수 및 평균 길이 50
표 3-7. 수신전압 기준값 이하 개소 현황(2017.07.24) 52
표 3-8. 그 외 개소 현황(2017.07.24) 53
표 3-9. 계룡터널 궤도회로 특성 58
표 3-10. 봉명터널 궤도회로 특성 59
표 3-11. 학천터널 및 봉명터널 구간 평균 계산 결과값 비교 68
표 4-1. 날씨 변화에 따른 임피던스의 변화 69
표 4-2. 전기 저항시험 시나리오 77
표 4-3. G3(모두X)와 G2(그리스○, 절연막대○, 커버○) 비교 82
표 4-4. G3(모두X)와 G4(절연막대만○) 비교 83
표 4-5. 절연물의 종류에 따른 절연저항 측정값 84
표 5-1. AF 궤도회로 절연성능 개선 대책 현장적용 세부내역 92
표 5-2. 입력과 출력 레벨의 조정 예시(1) 94
표 5-2. 입력과 출력 레벨의 조정 예시(2) 95
표 5-3. 공주(계룡터널) 궤도회로 레벨 조정 내역 (7월 기준) (1) 96
표 5-3. 공주(계룡터널) 궤도회로 레벨 조정 내역 (7월 기준) (2) 97
표 5-4. 공주(계룡터널) 궤도회로 레벨 조정 내역 (8월 기준) (1) 100
표 5-4. 공주(계룡터널) 궤도회로 레벨 조정 내역 (8월 기준) (2) 101
표 5-5. 2017년도와 2018년도 계룡터널 절연보강 적용/미적용 궤도회로의 수신... 105
표 5-6. 2018년 계룡터널 절연보강 적용/미적용 궤도회로 수신전압 비교 105
표 5-7. 봉명터널 2017년 6월 온습도 및 강수량(1) 106
표 5-7. 봉명터널 2017년 6월 온습도 및 강수량(2) 106
표 5-8. 봉명터널 2018년 6월 온습도 및 강수량(1) 107
표 5-8. 봉명터널 2018년 6월 온습도 및 강수량(2) 107
표 5-9. 노령터널 2018년 6월 온습도 및 강수량(1) 111
표 5-9. 노령터널 2018년 6월 온습도 및 강수량(2) 111
표 5-10. 노령터널 2019년 6월 온습도 및 강수량(1) 111
표 5-10. 노령터널 2019년 6월 온습도 및 강수량(2) 112
표 5-11. 정읍(노령터널) 궤도회로 레벨 조정 내역 114
표 5-12. 2018년 봉명터널 절연보강 적용/미적용 궤도회로 수신전압 비교 117
그림 2-1. 궤도회로장치의 동작원리 20
그림 2-2. 개전로식 구성 20
그림 2-3. 폐전로식 구성 21
그림 2-4. 궤도회로 이론적 형태 22
그림 2-5. AF 궤도회로장치 누설저항값 기준값(KR S 04030) 24
그림 2-6. 반송 주파수 종류 25
그림 2-7. 무절연 궤도회로 구성 26
그림 2-8. 레일체결장치 구성도 29
그림 2-9. 궤도절연저항을 포함한 궤도회로 모델 34
그림 2-10. 궤도회로 개요도 36
그림 2-11. 레일체결장치 전기저항시험 구성 39
그림 2-12. elastic strip I형, II형, III형 사진 41
그림 2-13. 일본 전기저항시험 방법 43
그림 3-1. 계룡터널 결로 현상 44
그림 3-2. 특성값 저하개소의 수신전압 별 궤도회로 평균길이 48
그림 3-3. 특성값 저하개소의 수신전압 별 궤도회로 개수 48
그림 3-4. 특성값 저하개소의 수신전압 별 주파수 49
그림 3-5. 특성값 저하개소의 구조물 별 궤도회로 길이 51
그림 3-6. 특성값 저하개소의 구조물 별 궤도회로 수 51
그림 3-7. 특성값 저하개소의 궤도회로 길이 별 분포(2017년 7월 기준) 55
그림 3-8. 특성값 저하개소의 주파수 별 분포[2017. 7월] 56
그림 3-9. 특성값 저하개소의 구조물 별 분포(2017년 7월 기준) 57
그림 3-10. 임피던스 측정 회로 구성 60
그림 3-11. Zsc/Zoc 측정방법 62
그림 3-12. Z1Z2Z3 측정방법 63
그림 3-13. 2 X Z1, Z2, Z3 측정방법 64
그림 3-14. 동조길이 측정방법 65
그림 3-15. 전류 측정방법 65
그림 3-16. 봉명터널 궤도 상태 66
그림 3-17. 궤도회로 특성시험 장비 및 구성 67
그림 4-1. 각종 궤도회로의 누설컨덕턴스의 변화 70
그림 4-2. 레일체결장치 물 유입 위치 71
그림 4-3. 레일체결장치 물 유입 경로 72
그림 4-4. 절연막대 및 물기유입방지커버 73
그림 4-5. G-Type 및 W-Type 시험품 75
그림 4-6. 절연보강(안) 설치 위치 76
그림 4-7. 전기저항측정 회로 구성 77
그림 4-8. 현장사진 및 시험품 습도 99% 적용 사진 77
그림 4-9. 그리스 충전 여부에 따른 측정 결과값 79
그림 4-10. 물기유입방지커버 및 절연막대 설치 여부에 따른 측정 결과값 80
그림 4-11. 궤도 길이에 대한 측정 결과 81
그림 4-12. 절연저항 측정 모습 84
그림 4-13. 절연물의 종류에 따른 절연저항 측정값 85
그림 4-14. 전기저항 시험 셋팅 86
그림 5-1. 봉명터널 내 초입 도상 상면 87
그림 5-2. 계룡터널 TC3913B(하선) C3, C4. 사이 천장누수 88
그림 5-3. 우수유입 방지턱 설치 모습 89
그림 5-4. 절연성능보강안 현장시범적용 시공사진 91
그림 5-5. 공주지역 누적 강수량 비교 그래프(7월 1일~7월 30일) 93
그림 5-6. 계룡터널 궤도회로 레벨 조정 내역(2017년, 2018년, 2019년 7월) 98
그림 5-7. 공주지역 누적 강수량 비교 그래프(8월 1일~8월 31일) 99
그림 5-8. 계룡터널 궤도회로 레벨 조정 내역(2017년, 2018년, 2019년 8월) 103
그림 5-9. 계룡터널 수신전압측정 시 터널 내부환경 104
그림 5-10. 공주지역(봉명터널) 일일 강수량 비교 그래프 108
그림 5-11. 공주지역(봉명터널) 누적 강수량 비교 그래프 108
그림 5-12. 봉명터널 3926A 측정 위치와 상세 측정 결과 109
그림 5-13. 봉명터널 상선 TC3926A 수신전압 비교 110
그림 5-14. 정읍지역(노령터널) 일일 강수량 비교 112
그림 5-15. 정읍지역(노령터널) 누적강수량 비교 113
그림 5-16. 노령터널 TC7113B, TC7117A 레벨조정 내역 비교(16~19년) 115
그림 5-17. 봉명터널 TC3926A 수신전압 비교(건조시, 우기시(개선대책 전 vs 후)) 116