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철도기술

철도연, 전차선로 세척하는 자동세척시스템 개발

도시철도 지하구간 강체 전차선 세척·실용화를 위한 현장 적용성 검증

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            강체 전차선로 자동세척시스템 시연 모습


       한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 나희승)도시철도 지하 구간 전차선로애자 강체 전차선 상부 세척하는 자동세척시스템을 개발하여 대전도시철도에서 현장 적용성을 검증했다.

 

      철도에 전기를 공급하는 전차선의 주요 장치인 애자에 이물질이 부착되면 절연상태가 나빠지기 때문에 전력을 안정적으로 공급하기 위해서는 애자를 수시로 청소해야 한다. 


         애자(insulator): 전차선로에서 전기를 절연(전기를 원하는 곳에만 공급하기 위해서 구조물과 전기적으로 분리하는 기능으로 전기가 전기줄이나 전차선이 아닌 터널 벽이나 외부로 빠져나가지 않게 하려는 기능) 하기 위해 이용되는 주요 장치로 전차선의 지지, 진동방지 등의 기능을 한다

 

       현재는 사람이 직접 전차선 가까이 가서 헝겊이나 세척포로 닦거나 수압을 분사해서 이물질을 제거하고 있다.


      전차선로 자동세척시스템수작업에 의존했던 애자 등 강체 전차선로 주요 부분의 세척 자동화한 시스템이다. 애자와 강체 전차선로 상부를 일정한 거리에서 고압의 물을 분사하여 세척한다


       철도연 주관으로 대전도시철도공사와 명성RNP()가 함께 개발하여 대전도시철도 영업선 구간에서 현장 적용성을 검증했다.


관련 연구과제

              - 과제명: 강체전차선로 자동 세척장비(전차선 및 애자) 개발

              - 연구기간: 2019. 3. 1. ~ 2020. 12. 31.(2)

              - 연구기관: 철도연(주관기관), 대전도시철도공사, 명성RNP()

                 (연구책임자: 박철민 철도연 선임연구원)

 

      전차선은 편마모를 방지하기 위해 궤도중심선에서 좌우로 약 200mm 정도씩 지그재그로 설치하는데, 시스템은 이러한 변위자동 지하여 세척한다. 또한, 두 개의 강체 전차선이 중첩되는 부분전차선이 떨어져 있는 에어섹션 부분에서도 연속적으로 작업이 가능하다.


      기존에는 사람이 직접 하기 때문에 강체 전차선로의 애자만 청소했으나, 자동시스템은 강체 전차선 지지대 상부의 오염물질도 한 번에 효율적으로 제거할 수 있다. 특히, 물을 사용하기 때문에 미세먼지 농도가 가장 높은 지하 터널 구간의 미세먼지 제거에 큰 효과가 있어 지하철 미세먼지 저감에 도움이 될 것으로 예상된다.

 

      수작업으로는 11km 정도 진행하지만, 자동세척시스템으로는 15km 이상 세척할 수 있다. 기존의 작업 기간을 1/3 정도로 단축할 수 있을 뿐 아니라 최소의 인력으로 효과적이고 안전하게 진행한다.


       현재 도시철도 운영기관의 대부분이 2~3년 주기로 애자 세척을 진행하고 있으며, 전국 도시철도 영업거리 540km 구간의 평균 세척비용은 약 230만원/km 정도 소요된다. 이 시스템을 적용하면 약 100만원/km로 기존 비용의 절반 이하로 경제적인 작업이 가능하다.

 

      박철민 철도연 선임연구원강체 전차선로 자동세척시스템터널 상부에서부터 바닥까지 터널 전체를 씻어내는 지하 구간 통합 세척시스템으로 기술 보완 및 상용화를 진행할 계획이라고 전했다.

 

      나희승 철도연 원장도시철도 지하 구간의 수작업을 줄이고, 안전하면서도 효율적인 전차선 세척 자동화 기술을 개발했다, “지하 공간의 미세먼지까지 감소시킬 수 있는 친환경 기술로 도시철도 운영기관의 전차선로 유지보수 효율성을 높이는데 크게 기여할 것이다고 밝혔다.

 

        

          대전도시철도 지하 구간에서 시험 중인 강체 전차선로 자동세척시스템


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