전기철도

전기철도(Electrically-powered rail transport)는 전기를 동력으로 하는 철도를 말한다. 전기 철도 차량이 다닐 수 있다. 줄여서 전철이라고 말한다. 도시철도, 광역철도는 대부분 이 방식이기 때문에 전철이라는 단어는 이것들을 가리키는 대명사가 되었다.

전기철도가 아닌 철도를 전기철도로 바꾸는 것을 전철화라고 말한다. 복선화 사업까지 동시에 하면 복선전철화라고 말한다.

특징

• 친환경적

  증기, 내연기관과 달리 차량의 오염물 배출과 소음 발생이 적다. 전기 취급 방법이 발달하면서 효율이 대폭 상승했고, 회생제동의 등장으로 차량의 운동에너지를 전기에너지로 다시 되돌리는 기술도 나왔다.

• 차량의 단순화

  내연기관과 달리 자체 동력기관이 없으므로 동력계통이 간결하고, 유지보수가 쉽다.

• 시설의 복잡화

  궤도만 있어야 하는 게 아니라 급전시설도 필요하므로 시설의 유지보수가 증가하고 보선원의 감전사고 우려가 생긴다. 급전시설이 터지면 전철을 운행할 수 없게 되므로 철저한 관리가 필요하다.

종류

급전 방식에 따라

급전 설비에 있는 전기를 집전 장치로 받아서 열차를 움직인다. 여기에서 다음과 같은 방식으로 나뉜다.

• 가공전차선 - 지붕 위에서 전기를 받는 방식.
• 제3궤조 - 바닥에서 전기를 받는 방식.
• 배터리 주행 - 급전 설비가 없는 구간에서도 미리 충전된 전력으로 주행하는 방식. 다만 디젤차량과 유사한 조건이기 때문에 전철에 속하진 않는다.
• 무선 급전 - 차량의 집전장치와 급전 설비와의 접촉 없이 전기를 받는 방식. 개발중이다.

전류에 따라

	직류	교류
전압	600~3000V, 전압이 낮기 때문에 절연이 간단해진다.	20000~25000V
변전소 간격	좁다.(변전소를 많이 설치해야 한다.)	전압이 높아 전력 손실이 적기 때문에 넓다.
통신선에 대한 유도장애	없다. 이 때문에 지하철에 많이 쓰이고 있다.	있다. 지하철에 교류를 쓸 경우 이에 대한 대책이 있어야 한다.
송전 과정	상전→철도운영기관 변전소→정류기에서 직류로 변환→급전 설비	상전→철도운영기관 변전소→급전 설비
시설 설치 비용	비싸다.	변전소가 적기 때문에 싸다.
차량 내 전력 전달 과정	집전장치→인버터→전동기	집전장치→정류기(직교절환)→인버터→전동기
차량 가격	구조가 간단하기 때문에 싸다.	정류기 등 장치가 더 있어야 하고 집전장치도 높은 전압에 견디게 만들어야 하기 때문에 비싸다.

직류 구간과 교류 구간의 사이, 교류 구간 안에서는 전기를 공급하지 않는 절연구간이 있다.

유지보수

전력 시설의 유지보수는 보선과 별도로 보며, 통상 현업사무소에 시설처와 별도로 전기처가 따로 있다.

기본적으로 전철의 전력공급은 차량-전도체간 접촉을 통해 이뤄지기 때문에 접촉하는 동안 지속적으로 마찰되며, 일정 이상 마찰되면 전도체가 파손될 수 있기 때문에 통행량에 따라 주기적으로 교체작업을 한다. 또한 고른 접촉을 유지하기 위해 가선이나 강체를 보정하며 지지대를 보수·교체한다.

차량 쪽도 주기적으로 보수하며 집전판의 마모도를 점검하고 과다 마모시 교체한다.