선로전환기(線路轉換機, Switch, turnout)는 철도 등에서 철도차량 또는 열차를 한 선로에서 다른 선로로 운행 선로를 변경시키기 위한 기기 일체를 말한다. 과거에는 전철기(轉轍器)라고도 불리웠다.
개요[편집 | 원본 편집]
엄밀하게 말하자면 선로전환기는 협의로는 궤도 부분에 설치되어 있는 기구인 분기기를 동작시키는 각 기기류 일체를 의미하지만, 통상적으로 분기기와 이에 관련된 기기 전체를 묶어서 부르는 이름이기도 하다. 덕분에 명칭적으로 혼란을 일으키는 경우가 많지만, 여기에서는 현재 통상적으로 쓰는 명칭을 기준으로 하여 작성하였다.
선로전환기는 한 선로에서 다른 선로로 차량 등을 분기시키기 위한 장치로서 분기기의 상태를 전환시켜서 필요한 진로를 구성할 수 있도록 하여 열차를 안전하게 통행하도록 하는데 그 장치의 목적이 있다.
선로전환기는 사용이 개시된 상태에서는 언제든 가동 가능해야 하며, 동시에 열차가 분기기 위에 있는 상태거나 철도 신호에 의해서 열차가 통행 가능한 상태에서는 동작하지 않도록 이를 통제하는 쇄정장치가 설치되어 있어야 한다. 또한 선로전환기가 정상적으로 동작하고 있는지, 또 정상적으로 동작하여 해당 선로가 정상적으로 열차가 통과가능한 상태인지를 나타낼 수 있어야 한다.
방향 및 위상[편집 | 원본 편집]
선로전환기는 분기기를 기준으로 했을때 분기해 나가는 방향인 경우 대향(facing)이라 하며, 반대로 합류해 오는 방향인 경우 배향(trailing)이라 한다.
또한, 선로전환기는 항상 개통되는 방향을 정위라고 하고, 그 반대 방향을 반위라고 한다. 대개 늘 선로전환기가 향해 있어야 하는 방향이자 더 안전한 방향, 즉, 본선과 본선간의 경우는 주요 본선 방향 쪽이, 본선과 측선간에는 본선 쪽이, 그리고 단선의 경우는 열차의 진입방향 쪽이 정위가 되고, 그 반대방향이 반위가 된다. 다만, 안전측선이나 피난선의 경우는 해당 선로 방향으로, 탈선전철기의 경우는 탈선시키는 방향을 본선으로 한다. 이 경우는 그 쪽이 안전하기 때문이다.
고장 및 장애[편집 | 원본 편집]
선로전환기는 기기 자체의 불량이나 윤활의 불량, 분기부의 선형 불량, 취급의 부주의 등의 이유로 완전히 전환이 완전히 이루어지지 않는 경우가 생긴다. 이를 밀착불량 또는 전환불능이라고 한다. 연동장치에 물려있는 경우 이를 검지해서 경보를 띄우는데, 보통 동작이 이루어져야 할 위상과 일치하지 않는다 하여 불일치라고 부른다. 이 경우 정상적인 진로구성이 안되니 fail-safe 동작으로 신호가 동작하지 않지만, 무리해서 통과 할 경우엔 이하 이야기하는 여러 고장이 발생한다.
선로전환기를 배향 방향에서 비정상 통과하는 경우, 즉 진로가 정상적으로 구성되어 있지 않은 상태에서 무리하게 돌파하는 경우를 할출(割出)이라고 한다. 할출하는 경우 보통은 차량이 탈선을 일으키지는 않지만, 선로전환기와 분기기는 확실히 파손되며 수리없이는 사용이 곤란한 상태가 된다.
할출로 파손된 경우 또는 유지보수 상태가 부실한 분기기에 진입할 경우, 그 선로전환기가 제대로 고정되지 않거나 텅레일 부가 파손되어 엉뚱한 방향으로 차량이 가거나, 각 차륜이 각기 다른 쪽으로 가기도 하고 심지어 레일을 벗어나 탈선을 일으키기도 한다. 이렇게 들어가는 것을 할입(割入)이라고 한다.
종류[편집 | 원본 편집]
분기 형태 등에 관련된 것은 분기기 항목에서 다루며, 여기서는 협의의 선로전환기 방식을 기준해서 구분한다.
연동하는 분기기 숫자에 따른 구분[편집 | 원본 편집]
- 단동기 : 선로전환기를 취급할 때 1개의 분기기만 동작하는 선로전환기이다. 가장 흔하게 사용된다.
- 쌍동기 : 선로전환기가 취급할 때 2개의 분기기가 같이 맞물려 동작하는 선로전환기이다. 건널선(나란히 설치된 두 선로 사이를 건너다닐 수 있게 하는 선로) 등에 주로 설치되어 있다. 단동기 만큼은 아니지만 종종 쓰인다.
- 삼동기 : 매우 특수한 케이스의 선로전환기로, 취급시 3개의 분기기가 맞물려 동작하는 선로전환기이다. 슬립 분기기가 개입한 건널선이나 조차장의 복분기기 내지 삼지분기기 같은 특수한 분기기에서나 쓰인다.
동작방식에 따른 구분[편집 | 원본 편집]
선로전환기는 크게 전기식 선로전환기와 기계식 선로전환기로 구분되며, 전기식 선로전환기는 그 구조에 따라 여러 형식으로 나뉜다. 여기에서는 철도시설공단 등이 규정한, 국내에서 사용 중인 것을 기준으로 하였다. 해외에는 더 다양한 방식의 선로전환기가 존재한다. 이외에 국내에서는 거의 사용빈도가 안보이지만 공압식 선로전환기도 존재한다.
- 전기식 선로전환기
- 기계식 선로전환기
전기식 선로전환기[편집 | 원본 편집]
전기에 의해 동작하는 선로전환기를 말한다. 주로 도입선 및 형식에 따라서 구분하고 있다.
- NS형 선로전환기
- 침목형 선로전환기
- 상표명을 따라 EBI 스위치라고 부르기도 한다.[1] 침목을 대체하여 설치되는 구조가 특징인 선로전환기로, 침목과 동일하게 하중을 받아내면서 동시에 선로전환기로 동작한다. 기존의 선로전환기와 동등한 기능을 가지고 있으면서, 기존 선로전환기가 가진 단점인 번잡하게 노출된 기구류를 생략하고, 기계 보선 작업을 실시하는데 제약을 크게 줄인 점이 장점이다. 국내에서는 부산 도시철도 2호선, 용인에버라인에 채용되어 있으나, 그 외의 구간에는 쓰이지 않고 있다.
- MJ81형 선로전환기
- 하이드로스타 선로전환기
- 경부고속선 2단계 구간에 채용된 선로전환기로 직접 모터를 구동하는게 아니라, 유압 회로를 통해 실린더에 압력을 공급해 분기기를 동작시키는 것이 가장 큰 특징이다.[2] 침목과 일체화된 실린더 장치를 채택하여 기계 보선작업의 편의를 확보하였으며, 일단은 고속선에도 적용이 가능하다.
- 다만, 경부고속철 2단계 구간에서 잦은 고장으로 인한 운행장애를 초래하였으며, 이로 인해 검증되지 않은 기종을 무리하게 채용한 것이 아닌가 하는 의혹이 제기된 바 있으며[3], 이후 정말로 제품의 실적을 허위로 제출한 것으로 확인되었다.[4] 현재는 어떻게든 유지보수인력을 갈아넣어가면서 굴리고 있다고 카더라.
기계식 선로전환기[편집 | 원본 편집]
수동 또는 기계력으로 동작하는 경우이다. 현대적인 철도에는 거의 찾아볼 수 없는 편이지만, 가끔 잘 쓰지 않는 측선에는 남아있는 경우가 있다.
- 추병 선로전환기
마산항역의 전환기- 역기에 달린 것과 비슷하게 생긴 철제 추가 달린 레버로 동작시키는 수동식의 선로전환기이다. 동작하는 모양을 따서 속칭 '다루마(だるま) 전철기' 라고도 부른다. 구조가 매우 단순하며, 분기기를 동작시키고 고정시키는 힘은 추의 무게에 의존하기 때문에 안전도가 매우 떨어지며 현재에는 운행빈도가 적은 측선 등에 사용하는 편이다.
- 부착된 분기기의 레일 중량에 따라 추의 무게를 조정하여 동작 안정성을 확보하며, 추가로 레버가 통과 차량의 충격에 의해 멋대로 움직이지 않도록 굵은 철핀을 꽂아두게 되어 있다. 여담으로 한국에서는 추의 색상을 흰색과 검은색으로 칠해놓는데 흑우백좌라고 하여 진행 방향에 검은색이 보이면 우측선로로, 흰색이 보이면 좌측선로로 진행하게 되어있다.
- 핸들부 선로전환기표지
- 분기기 표지가 붙어있는 축을 핸들로 돌려서 동작시키는 선로전환기이다. 구조가 매우 단순하며, 핸들을 꺾어 내리는 식으로 분기기를 고정시키도록 되어 있다. 매우 단순한 구조로 되어 있으며, 큰 힘을 들이지 않고 움직일 수 있는 측선부 경량 분기기에 부대하여 사용한다.
- 레버식 선로전환기
- 스프링 선로전환기
- 이른바 스프링 포인트(spring point)내지 발조전철기(發條轉轍器)라고 불린다. 대개의 선로전환기가 배향방향에서 분기기를 억지로 통과하는, 이른바 할출하는 경우에는 심각한 손상은 물론 열차의 탈선도 초래할 수 있지만, 발조전철기는 이렇게 운행할 때 분기기를 스프링과 유압장치[5]의 힘으로 동작시켜서 안전하게 열차를 통과시키는 방식으로 동작한다.
- 기본적으로 한 방향으로 진로가 고정되어 사용되지만, 수동으로 조작할 수도 있다. 국내에서는 과거에 사용되었다고 하나 유압과 스프링 장력의 균형을 상시 관리해야 하는 등 유지보수가 어렵고 동작 특성상 고속 통과가 어렵기 때문에 도태되었으며, 일본 등지에서는 지방노선이나 중소규모 사철에서 인력절감 목적으로 아직 쓰이고 있다.
