Untitled - KRRI 전자도서관

제3장 연구개발수행 내용 및 결과
제 1절 서론
국내 전기철도의 고속화 및 속도향상으로 현재 고속선의 경우 속도 향상으로 350 km/h
이상의 차량과 기존선로에서 180 km/h 속도향상이 이루어지고 있다. 또한 시스템의 중
요성이 증대 하고 있으며 국가 계획에 따라 현재까지 기존선 및 신규철도노선의 70% 이
상의 전철화를 진행 중에 있다. 특히 전기철도에서 고속철도의 속도향상을 위하여 많은
연구가 진행되어 지고 있고 현재까지 300 km/h의 속도를 넘어 350 km/h 이상의 증속 시
험이 진행되고 있다. 전기철도에서 고속열차는 25 kV의 전원을 공급받아 운행되는데 열
차의 집전장치인 팬터그래프와 전차선로 전차선과의 인터페이스에 의해 이루어지므로 팬
터그래프의 성능향상이 필수적이다. 특히 열차속도가 400 km/h로 증가하게 되면 전차선
진동과 파동전파반사가 격렬히 일어나고 공력에 의한 영향이 증대되어 집전성능 악화와
사고 증가가 예상되므로 이를 극북하기 위한 핵심 설계 및 운영기술 개발이 필요하다. 또
한 400 km/h급 팬터그래프 집전판은 300 km/h급에 비하여 경량화 및 더 큰 통전 용량을
가져야 한다. 일본 및 유럽에서는 속도향상에 따라 전차선 및 집전판을 개발하기 위한 연
구가 활발히 진행하고 있다. 우리는 2004년에 300km/h급 경부고속철도를 건설하여 운영
하고 있고, 350km/h급 전차선로를 호남고속철도에 적용하기 위해 새로운 재질의 전차선
로 개발 및 고속용 팬터그래프에 대한 연구가 진행 중이다.
나노신소재 기술은 임계성능구현, 초고효율 에너지 산업 실현을 가능하게 하는 미래 필
수 핵심소재이며 나노융합산업은 나노기술을 타산업에 접목하여 부가가치를 창출하는 미
래 유망 산업으로 속도향상에 따른 철도시스템의 한계를 점진적으로 극복하고 각 시스템
의 기능 향상이 가능한 나노융합 기술을 적용한 전기철도 핵심 부품 성능향상 이 가능할
것으로 예상된다. 특히 21세기 철도 선진국으로의 성장동력과 새로운 비전을 포함한 철도
와 신기술간의 융합기술 개발이 필요하므로 철도시스템의 연구개발 모델도 그간의 ‘쫓아가
기型(Catch-up model)’에서 ‘선도型(Trend-setter model)’로 바꾸기 위해 신기술을 융합한 새로운 연
구개발 비전이 필요하다. 본 연구에서는 NT(Nano Technology) 신기술의 철도 적용 선행 연
구를 통해 전기철도에 적합하고 세계시장 선점이 가능한 NT 기반 철도융복한원천기술의
가능성 타진하는 것이다. 특히 속도 향상에 따른 철도시스템의 한계를 극복하고 각 시스
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