주간제어기

주간제어기(主幹制御器, 영어: Master Controller)는 철도차량의 동력을 제어하는 장치다. 차량에 따라 다양한 형태가 있으나 현대에는 원핸들 제어기가 주류를 이루고 있다.

가속을 조절하는 역행핸들, 제동을 조절하는 제동핸들, 운행 방향을 결정하는 역전간으로 구성되며, 원핸들은 역행핸들과 제동핸들이 하나로 되어있는 타입을 말한다. 경우에 따라 별도의 마스콘 키가 배속되어 미인가자의 조작을 방지한다.

여러 방면에서 마스콘(マスコン)이라는 속칭으로 불리는 데, 마스콘은 저글리쉬로써 '마스터 컨트롤러'의 준말이다. 일본의 영향을 받아 그렇게 불리는 것이다.

방식

직접식

주간제어기는 동력부의 회로구성을 직접 제어하는 주제어기를 원격에서 제어하는 장치이지만, 과거의 노면전차나 초창기 전동차의 경우 이런 분리가 이루어지지 않고 직접 주제어기를 제어하는 방식이 쓰였다. 그러나 점차 동력부가 고성능화 되면서 고압, 대전류를 사용하게 되고, 총괄제어가 보급되면서 안전확보나 유지보수, 제작의 편의를 위해 지금과 같이 주제어기와 주간제어기를 분리하여 간접 제어하는 방식이 쓰이게 되었다.

직접식의 주간제어기는 회전하는 레버 형태로 구성되어 있으며, 레버의 회전각에 따라 연결된 캠 축의 캠 구성에 따라 전극이 체결 또는 해결되면서 제어가 이루어지게 된다.

간접식

전기로 구동하는 대부분의 철도차량에 보편적으로 쓰이는 방식으로, 주간제어기에는 그 동작에 따라 단락되는 접점 또는 계전기로 구성되어 있으며, 이 주간제어기의 회로 구성에 따라 주제어기가 연동되어 동작하는 방식이다. 주제어기는 스텝모터 등을 통해 캠축을 회전시켜 노치 동작에 맞게 구동회로를 구성하게 된다. 직접식과 달리 별도의 절연, 밀폐된 주제어기 장치를 두어 동작시킬 수 있는 만큼 고압회로를 운전실까지 끌어오지 않고도 제어회로를 구성할 수 있으며, 주간제어기의 지령을 각 차량의 주제어기에 전달하여 동일하게 제어할 수 있어 현대적인 전기차량이라면 대개 간접식을 사용한다.

구조

투핸들

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  왼쪽이 역행핸들, 오른쪽이 제동핸들

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  TGV-레조 차량의 주간제어기

오래된 철도 차량들이나 그런 차량과 호환성을 맞추기 위해 갖추고 있는 형식. 역행핸들과 제동핸들이 따로 있는 형태이다. 이때 '주간제어기'는 엄밀히 말해 역행핸들만을 지칭하는 말.

보통 기관차 종류는 기본적으로 투 핸들 타입에, 제동핸들 류가 2~3개 복수로 설치된다. 전동차와 달리 편성 전체에 동작하는 관통제동 외에 기관차 단독으로 동작하는 단독제동, 그 외에 발전제동 등을 제어하는 핸들이 더 부가되기도 한다.

또한, 역행핸들의 경우 전기기관차 쪽은 견인량수 등에 따라 과전류를 억제하기 위해 세밀한 조작이 필요하여 역행 핸들의 단수가 엄청나게 많은 차량들이 많은데, 그래서 자동차의 스티어링과 비슷한 원형 핸들 형태를 사용하는 경우가 많다. 대표적으로 고속철도 차량인 TGV 초창기 모델들이나 비슷하게 프랑스 영향을 받은 8000호대 전기 기관차에 자동차 스티어링형 원형 주간 제어기가 설치되어 있다. 스티어링을 돌리는 방향에 따라 가속과 감속이 변화하는 구조이며, 부수적으로 기관사가 주간 제어기에 일정한 압력을 가하지 않으면 열차를 제동시키는 등 부가적인 기능도 접목되었었다.

구형 차량은 각각의 핸들이 동력계와 공압계에 직결되어 있어 기계적으로 통합하기 매우 껄끄러운 형태였다. 역행핸들은 단수라도 있어서 전자장치로 대체하기 용이했지만 제동핸들은 제낀 만큼 밸브가 열리는 무단(無段)이어서 대체하기 곤란했다.

역행(力行)과 제동이 분리되어 있어 휴먼 에러의 가능성이 있지만, 반대로 기관사 나름의 노하우를 발휘할 수 있다. 또한 이런 차량들은 마스콘 키 대신 주박시 최대제동 위치에서 제동핸들을 취거해 미인가자가 차량을 제어하는 것을 방지할 수 있다.

원핸들

버튼 2개는 ATO 발차 버튼

현대 철도 차량의 주류를 이루는 형식으로, 역행핸들과 제동핸들이 통합되어 있다. 전기지령식 제동이 보급되면서 가능하게 된 형태.

중립 구간에서는 아무것도 하지 않지만, 역행 범위로 움직이거나 제동 범위로 움직이면 차량이 그에 맞게 반응하는 방식. 역행과 제동을 동시에 가하는 휴먼 에러는 예방되지만, 기관사의 노하우 발휘는 불가능하게 됐다. 비인가자 차단은 역전간 핸들 취거나 별도의 열쇠뭉치를 이용한다.

이 구역의 마스코트는 도큐/게이큐 차량의 것으로, 양손으로 잡는 T자형 핸들을 채택하고 있다.

데드맨 스위치

주간제어기에는 그 형식을 불문하고 데드맨 스위치(Dead-man's switch)라 불리는 운전자 경계장치가 적용되어 있다. 보통 손으로 쥐는 부위에 누름식의 탭 내지 버튼이 붙어있거나, 또는 주간제어기 레버 자체가 틸트되는 구조로 손을 떼었을때 스프링의 압력으로 들리는 구조로 되어 있다. 주행중 또는 일정 속도에서 손을 떼었을 경우 경보음이 울리고 일정시간 동안 상태가 복귀되지 않을 경우 비상제동이 동작된다. 다만, 다른 경계장치 방식이 쓰이는 경우에는 데드맨 스위치가 적용되지 않기도 한다.