전기철도

Anlagen am Bahn-Umspannwerk bei Wunstorf.jpg

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.

1 특징[편집]

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

2 종류[편집]

2.1 급전 방식에 따라[편집]

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

  • 가공전차선
    지붕 위에서 전기를 받는 방식. 카테너리로 설비할 경우 고속주행·고압송전이 쉽게 가능해서 대부분의 철도에서는 가공전차선을 설치한다.
  • 제3궤조
    바닥의 레일에서 전기를 받는 방식. 제3의 레일에 전기를 흘려서 송전하는 방식이다. 고속 주행이 어려우나 노선 건설시 가공전차선만큼의 높이를 낮출 수 있어서 주로 지하철에서 비용을 낮추기 위해 사용한다.
  • 배터리 주행
    급전 설비가 없는 구간에서도 미리 충전된 전력으로 주행하는 방식. 통상적인 전철과는 다소 거리가 있으며, 배터리 충전이라는 과제가 있어서 널리 쓰이는 편은 아니다.
  • 무선 급전
    차량의 집전장치와 급전 설비와의 접촉 없이 전기를 받는 방식. 개발중이다.

2.2 전류에 따라[편집]

  • 직류
    전철 초기에는 직류 전동기만 있어서 직류를 주로 깔았다. 직류는 공급 전압이 낮아 송전 거리와 출력에 한계가 있으나, 차량의 구조를 단순하게 할 수 있고 간단한 절연으로도 안전을 확보할 수 있다는 것이 장점이다. 전자기 유도 증상이 발생하면 안 되는 도심 구간 등에 주로 사용된다. 대한민국의 도시철도 대다수는 직류 1,500V를 사용한다.
  • 교류
    교류는 공급 전압이 높아 송전 거리가 길고 출력이 직류보다 높으나, 절연이 까다롭고 전자기 유도 현상이 있어서 공동구와 얽히는 지하철에 적용하기 어려운 것이 단점이다. 교류 도입 초기에는 직류 전동기만 있어서 차량 내에서 정류기로 일일이 변환해야 해서 차량 구조가 복잡했으나, 교류 전동기가 나와 직류 전동차와 별 다르지 않은 구조가 되었다. 대한민국의 고속철도 및 간선철도, 광역철도에는 교류 25,000V를 사용한다.

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

3 유지보수[편집]

2.Railways Equipment.jpg

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.

4 각주