Untitled - KRRI 전자도서관

제 2절 팬터그래프 집전판 나노기술 적용을 위한 요소기술 분석
1. 팬터그래프 집전판 제조기술의 국내외 연구동향 및 특허 조사
가. 전기철도 집전시스템 국내외 연구동향
그림 9에 전기철도 전차선로 관련 기술을 나타내었다. 전차선로는 전기차량 집전장치와
직접 접촉하여 전원을 공급하는 전기철도의 핵심 설비로 현재 50% 정도인 전철화 구간
이 2020년에는 72% 까지 증가 계획에 있다. 전기철도 차량용 팬터그래프는 전기 철도 차
량 핵심부품으로 전기를 공급하는 전차선과 기계적 접촉으로 차량에 전기에너지를 공급
한다. 그러나 이러한 팬터그래프와 전차선간의 기계적 접촉으로 인해 전차선의 마모, 전
차선과 팬터그래프 사이에서 나타나는 이선아크 등 다양한 문제가 발생하고 있다. 이선은
열차속도, 가선구성, 경점의 존재 등 다양한 원인으로 발생하며, 이 이선과 동시에 전차선
과 집전판 간에는, 강한 빛을 수반하는 아크방전이 발생한다. 이 아크방전의 내부는 전자
및 금속 증기 등으로 채워져 있으며, 이들이 상호 충돌하여 에너지를 교환한다. 충돌 시
원자 혹은 분자가 갖는 전자가 여기되고, 또 그 전자가 하준위(下準位) 또는 기저(基底)
상태로 전위할 때, 어느 파장을 가진 광양자(光量子)가 방출된다. 이것이 아크광으로 관
측되는 광(光)이며, 원자 혹은 분자가 갖는 전자의 에너지 준위(準位)가, 그 물질 특유인
것으로부터, 방출되는 광의 파장도 그 물질 특유가 된다.
이러한 이선 아크는 집전상태와 성능을 평가하는 기술로 열차의 속도향상에 따라 확보
해야할 중요한 지표이다. 특히 프랑스[2], 이탈리아[3] 등 유럽 등에서 아크 측정방법을
사용하고 있으며, 유럽철도의 상호 운전성 확보를 위하여 아크 측정방법의 검증법을 유럽
규격 EN 50317[4]에 정하고 있다. 하지만 국내에서는 열차에서 발생하는 아크를 측정하
는 모듈을 민간 회사에서 개발하여 전차선로의 유지보수에 활용하고 있다. 또한 이러한
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