전기공사기사 유도장해 — 흡상변압기와 전철·통신선 측 대책

유도장해는 큰 전류가 만드는 자기장이 다른 선에 전압을 만드는 현상이다. 전차선과 레일에 흐르는 전류가 만드는 자속이 변하면 인근 통신선에 불필요한 전압이 유도되어 통신 장해와 소음이 생긴다. 대책은 어느 쪽을 손보는가로 갈린다. 전철 측 대책은 흡상변압기 설치와 전차선 분할 급전이고, 통신선 측 대책은 통신선의 케이블화와 전차선과의 이격거리 증대다. 케이블화와 이격거리는 통신선 자체를 보호하는 방법이므로 통신선 측 대책으로 분류한다.

흡상변압기는 이름에 목적이 들어 있다. 전차선과 레일·복귀선을 변압기 권선으로 연결해, 되돌아가는 전류가 레일에 그대로 흐르지 않고 복귀선으로 가도록 만든다. 그러면 전차선과 복귀선의 전류가 만드는 자기장이 서로 상쇄되어 통신선에 유도되는 전압이 줄어든다. BT라는 이름의 B는 Booster Transformer, 곧 승압·흡상 변압기다. 전압강하 감소나 전식 방지는 흡상변압기가 함께 낳는 부수적 효과이고, 주된 목적은 통신선 유도장해 방지다.

전식은 귀선전류가 흙으로 새어 나가 지하 금속 구조물을 부식시키는 현상이다. 막으려면 누설전류를 줄여야 하므로 레일 이음부를 본드로 연결해 귀선저항을 작게 만든다. 귀선저항을 크게 하려고 본드를 설치한다는 설명은 원리가 반대다. 극성을 주기적으로 교환하고, 변전소 간격을 줄이고, 레일 절연저항을 크게 하는 것도 표준적인 전식 방지법이다.

전동기의 제어 방식은 전동기 종류와 짝을 이룬다. 직류 직권전동기의 속도제어는 전압을 조절하는 계열로, 저항제어, 초퍼제어, 사이리스터 위상제어가 있다. VVVF 인버터는 전압과 주파수를 함께 바꾸어 유도전동기를 구동하는 방식이므로 직류 직권전동기의 속도제어 방법이 아니다.

세트에는 계산 문제와 궤도 용어도 함께 나온다. 곡선의 고도는 궤간과 속도의 제곱을 곱한 값을 127과 곡선 반경의 곱으로 나누어 구하므로, 궤간 1067mm, 시속 45km/h, 반경 1000m이면 약 17.0mm다. 최대 견인력은 동륜상 중량에 점착계수를 곱해 구하므로 90,000kg에 0.2를 곱해 18,000kg이 된다. 레일은 온도에 따라 늘고 줄므로 연결부에 미리 두는 틈새 여유가 유간이고, 곡선에서 바깥 레일을 안쪽보다 높인 높이 차가 고도다. 직선 구간이라도 분기개소는 차륜이 갈림길에서 이탈할 위험이 있어 호륜궤조를 설치한다.