윤용기
(Yong-Ki Yoon)
1
김성진
(Sung-Jin Kim)
1
고경준
(Kyeong-Jun Ko)
1
신영인
(Young-In Shin)
2
김용규
(Yong-Kyu Kim)
†iD
-
(Korea Railroad Research Institute, Korea.)
-
(KOREA RAILROAD Corp., Korea.)
Copyright © The Korean Institute of Electrical Engineers(KIEE)
Key words
Track circuit, Signal Machine Room, Grounding system, Ground current
1. 서 론
철도는 궤도, 역사설비, 전력설비, 신호설비, 통신설비 및 열차(또는 차량) 등이 유기적으로 결합된 종합시스템이며, 신호설비와 통신설비는 철도운영의
신뢰성과 효율성 향상에 중요한 역할을 담당하고 있다. 기계실에 설치된 신호설비 및 통신설비의 신호 왜곡, 오동작, 손상 등을 유발하는 노이즈 유도
및 간섭을 차단하거나 최소화하기 위해서 절연 변압기, 전원 필터, 고조파 필터, 전자파 간섭(Electromagnetic Interference :
EMI)필터, 차폐설비, 접지방식 개선 등을 적용하고 있다. 접지의 첫 번째 역할은 감전 또는 화재로 인한 피해(사고)를 차단하는 것이며, 두 번째는
안전성을 유지하면서 장비 또는 설비가 정상적으로 동작하도록 하는 것이다. 안전을 목적으로 한 접지(안전접지)의 경우에는 정상상태에서 전류가 흐르지
않으며, 정상적인 동작을 목적으로 한 접지(신호 접지)는 정상상태에서 전류가 흐른다. 접지 노이즈가 발생하거나 지속되는 원인으로는 1)전기설비간에
발생하는 접지 전위차 2)접지 루프로 인하여 접지선과 신호선을 흐르는 순환전류 3)낙뢰, 유도성 부하의 스위칭 등에 의해 발생하는 높은 과도전압 및
과도전류 4)설비 또는 장치의 취급 또는 유지보수 과정에서 작업자에 의한 충전, 전하의 방전 등 4가지가 있다(1). 철도 전철화 및 고속철도건설 전의 국내 철도 접지방식은 개별접지 방식이 적용되었으며, 철도배전선로의 가공지선과 건널목 제어장치의 접지선이 연결되어있는
관계로 낙뢰전류가 가공지선을 통해 접지선으로 유입되어 건널목 제어장치의 전자소자가 소손되는 문제점을 갖고 있다. 이에 대한 대응으로 가공지선과 접지선을
분리하여 낙뢰 전류가 접지선으로 유입되는 것을 차단하였다. 고속철도를 도입하면서 철도 접지는 선로변에 접지선을 매설하는 통합 접지방식으로 전환되었으나,
비절연 보호선과 연결된 보호선용 접속선을 신호 기구함용 접지선에 연결하는 잘못된 접지 시공으로 인하여 보호선에 유입된 낙뢰가 신호 기구함과 신호기계실로
유입되거나, 고속열차 운행시 대용량의 귀선 전류가 접지선을 통해 신호 기구함으로 일부 유입되는 사례 등이 있었다(2). 공통 접지방식의 접지공사로 인하여 접지전류가 신호 기구함뿐만 아니라 신호기계실로도 침투하고 있으며, 이러한 접지전류가 컴퓨터화된 자동열차제어(Automatic
Train Control : ATC) 장치, 전자연동장치 등에 악영향을 주는 것으로 분석되고 있다. 신호기계실의 ATC장치, 전자연동장치의 장애는
내부적인 원인보다는 외부적인 영향에 의한 것으로 판단되지만, 장애 발생 시 신호기계실로 침투하는 접지전류를 점검하지 않고 있다. 따라서 본 논문에서는
고속철도의 신호기계실을 대상으로 접지계통을 통해 유입되는 접지전류의 노이즈와 신호기계실의 접지계통을 진단하고, 접지개선작업이 접지전류를 개선하는 효과를
기술하고자 한다.
2. 고속철도의 접지계통 및 귀선 전류
‘전기설비기술기준의 판단기준’을 대체한 ‘한국전기설비규정’은 1종, 2종, 3종 및 특3종 접지를 폐지하였고, 접지 시스템의 시설 종류를 그림 1과 같이 단독접지, 공통접지, 통합접지로 정의하였다(2022.1.1). 통합접지는 전력계통(특고압, 고압, 저압), 통신, 피뢰설비가 모두 하나의
접지를 사용하는 방식이며, 한 곳에서 접지 문제가 발생하면, 접지선에 연결된 모든 설비가 손상을 입을 수 있다. 공통접지는 전력계통의 접지를 하나로
묶고, 통신 및 피뢰설비의 접지를 분리하는 방식이다. 개별접지(또는 단독접지)는 전력계통의 특고압, 고압, 저압을 분리하여 접지하고, 통신 및 피뢰설비도
접지를 분리하는 것이며, 이를 적용하기 위해서는 완전한 전기적 절연이 요구된다.
그림 1 접지 시스템의 접지 시설별 개념도
Fig. 1 Conceptual diagrams of grounding system for each grounding facilities
그림 2 국내 고속철도 토공 구간의 접지계통도
Fig. 2 Grounding system diagram of the earthwork section of Korean high-speed railway
철도현장에서는 개별접지에 대한 이해도가 높지만, 통합접지와 공통접지를 명확하게 구분하지 않고 동일시 하는 경우가 있다. 국내 철도의 접지방식은 고속철도건설사업과
기존철도의 전철화 사업을 수행하면서 개별접지에서 통합접지 방식으로 전환되었고, 국가철도공단이 이에 필요한 접지설계지침(KRE- 04050)을 내부지침으로
제정하였다. 본 지침에 따라 비절연 보호선을 가공으로 설치하고, 선로를 따라 매설 접지선과 공동 관로를 그림 2와 같이 시공하며, 역 구내의 매설 접지선은 환형 또는 망상형으로 구성한다. 변전실 및 전기실의 접지 단자함, 선로변 철도시설물의 금속제 외함, 금속제
관로, 금속 구조물 등을 매설 접지선에 연결하여야 한다. 철도역사에 설치되는 수전실 및 전기실은 통합접지 및 건축물의 구조체와 연결한다(3). 통신실에 설치되는 통신기기에 대한 접지설계지침(KRI- 07020)도 마련되었으며 공통접지를 적용한다. 접지설계지침에 의해 설치된 매설 접지선은
귀선 전류가 흐르는 경로로 활용되고 있으나, KTX산천이 주행하면서 발생한 고주파 전류(1,980[Hz])가 반대선로에 있는 궤도회로의 주파수에 영향을
주는 것과 같이 매설 접지선은 고조파 전류의 경로로도 활용된다(4). 또한 매설 접지선으로 인하여 주행중인 열차 위치에 따라 귀선 전류가 흐르는 방향에도 영향을 준다(5). 물리적으로 떨어져 있는 두 접지점 사이에는 전위차가 실제로 존재하며, 이로 인하여 유한한 임피던스(경로)를 통해서 접지전류가 흐르기 때문에 전압관점보다는
전류관점에서 접지를 관리할 필요가 있다. 접지 경로를 공유할 경우, 생성되는 공통임피던스 결합에도 주의가 필요하다. 그림 3에서 Z1에 인가되는 전압 VZ1은 VS1-ZG(I1+I2)이며, VZ1은 회로2를 흐르는 전류 I2의 영향을 받는다. 따라서 공통임피던스 결합이
있는 경우에 1)접지 임피던스가 큰 경우, 2)큰 접지전류가 흐르는 경우, 3)잡음 여유도가 적은 매우 민감한 회로(장치)가 접지에 연결된 경우의
조건중 1개 이상이 접지 문제를 초래할 수 있는지 확인하는 것이 필요하다.
이러한 문제에 대처하기 위해서 적용되는 접지방식중 일점 접지 시스템(single point ground system)은 DC부터 20kHz까지의 저주파에서
효과적으로 사용되며, 공통 일점 접지 시스템과 개별 일점 접지 시스템이 있다. 공통 일점 접지 시스템(직렬접지 연결방식)은 구성이 단순하여 가장 많이
사용되지만, 잡음에 취약하거나 민감한 경우에는 적용할 수 없다. 개별 일점접지 시스템(병렬접지 연결방식)은 공통 일점 접시시스템보다 바람직한 방식이지만
기구적으로 구성이 복잡하며, 규모가 큰 접지시스템에서는 지나치게 많은 접지선이 필요하다. 따라서 직렬 접지방식과 병렬 접지방식을 조합하는 것이 가장
실용적이며, 이는 낮은 레벨로 동작하는 여러 회로(장치)를 하나의 접지 귀환선으로 공유하고, 높은 레벨로 동작하는 여러 회로(장치)를 별도의 접지
귀환선으로 공유하는 것이다(6).
그림 3 공통임피던스결합(a) 및 혼합형 일접접시시스템(b)
Fig. 3 Common impedance coupling(a) and mixed single -point ground system(b)
3. 신호기계실에서의 접지전류 측정
3.1 신호기계실의 접지전류 측정
고속철도용 궤도회로 구성품인 임피던스 본드는 일정한 간격(약 1.5km)으로 선로에 설치되어 있으며, 그림 4와 같이 임피던스 본드 근처에는 신호기구함(Dispatch Center)이 설치되어 있다. 궤도회로 케이블의 신호선과 접지선은 기구함의 내부에 있는
단자대에 접속되어있다. 궤도회로 케이블의 신호선은 송신선과 수신선으로 구분되며, 송신선은 현장에 있는 매칭 유니트(Matching unit : MU)와
신호기계실에 있는 송신기를 연결하고, 수신선은 현장에 있는 다른 매칭 유니트와 신호기계실에 있는 수신기를 연결한다. 신호기계실로 인입된 궤도회로 케이블의
접지선은 그림 5와 같이 단자대에 접속한다.
그림 4 신호기구함의 외관 및 내부의 단자대
Fig. 4 Appearance of a DCM and connection terminal blocks installed inside the DCM
궤도회로 케이블은 ZC03, ZPUA, ZPFU 3종이 사용되고 있으며, 현장의 기구함에서 신호기계실의 단자대까지는 ZC03 케이블을 사용한다. ZC03는
다른 케이블 2종과 달리 차폐 도체 2개를 갖고 있으며(내측 도체와 외측 도체가 서로 격리된 3축 케이블), 케이블 양단의 단말처리 시 국가철도공단의
접지설계 지침에 따라 차폐 도체 2개에 접지선을 별도로 연결한다. 고속철도의 경우, 현장의 기구함에서 신호기계실 단자대까지 포설할 수 있는 궤도회로
케이블의 최대길이는 7,500m이며, 1,000m 또는 500m로 제작된 케이블을 그림 6과 같이 연장하며, 케이블 연장개소인 접속함(Junction Box : JB)에서는 차폐 도체와 접지선을 연결하지 않는다. 이중으로 차폐된 신호케이블을
사용하는 목적은 고주파 대역에서 차폐 효과를 높이거나 고주파 신호와 저주파 신호를 동시에 전송하기 위한 것으로, 케이블의 내측 도체의 한쪽만 접지한
경우에는 저주파 영역의 차단과 내측 도체와 외측 도체간의 접지 루프 결합을 회피하는 효과도 기대할 수 있으나, ZC03 케이블 외측 도체와 내측 도체의
양단을 모두 접지하였기 때문에 자기장 차폐, 고주파 영역 차폐만을 기대할 수 있다.
그림 5 신호기계실에 설치된 궤도회로 케이블 단자대
Fig. 5 Connection terminal blocks for track circuit cables installed in a signaling
machine room
그림 6 궤도회로 케이블(ZC03)의 연장방법 및 연결개소
Fig. 6 Track circuit cable(ZC03) extension method and cable JB(Junction Box)]
그림 7은 고속열차 2편성이 신호기계실 A(역과 역간에 설치됨)를 통과함에 따라 발생된 접지전류가 신호기계실로 침투하는 것을 계측한 것이다. 그림 7(a)는 신호기계실에 설치된 궤도회로 케이블 단자대의 접지전류이고, 그림 7(b)는 통합형 전자연동장치(System d’Enclenchement Informatique : SEI)의 접지전류이다. 그림 7(a)의 접지전류와 그림 7(b)의 접지전류는 유사한 패턴을 보여주고 있으며, 열차가 주행하는 동안 발생된 귀선 전류중 일부(최대 8A 이상)가 궤도회로 케이블의 차폐 도체를 통해서
신호기계실로 침투한 접지전류와 SEI의 접지전류에 영향을 주는 것으로 판단된다.
고속철도 역사 1개소(이하 B역)를 선정하여 궤도회로 케이블의 차폐 도체에 접속된 접지선을 흐르는 접지전류를 그림 8과 같이 측정하였다. B 역의 신호기계실에는 ATC 장치, 전자연동장치 등이 실장된 캐비넷이 여러 개 배치되어있다. 그림 8에서 캐비넷(신호장치 #1, #2, #3..)의 접지선은 직렬접지선에 직접 연결되었고, 궤도회로 케이블 ZC03 차폐 도체에 연결된 접지선 2가닥은
궤도회로용 접지바에 연결되었다. 직렬접지선과 접지바는 단자함내 접지바에 서로 연결되었고, 단자함내 접지바는 매설 공통접지선과 건물구조물 접지와 연결되었다.
그림 7 신호기계실 A의 궤도회로 접지바의 접지전류(a) 및 SEI 접지선의 접지전류(b)
Fig. 7 Ground current of track circuit ground bar(a) and ground current of SEI ground
wire (b) in signaling machine room A
그림 8 B역 신호기계실의 접지설비 개선 전 접지 구성도 및 계측 개소
Fig. 8 Grounding diagram and measurement points of the signal machine room at station
B before the improvement of the grounding facilities
신호기계실 접지단자함내 접지바의 접지전류(접지전류 A)와 전자연동장치의 접지전류(접지전류 B)를 약 30시간(14:00부터 익일 23:00까지)동안
연속적으로 측정하였다. 접지전류 A는 단자함내 접지바에서 공통 매설 접지선을 흐르는 전류이고, 접지전류 B는 전자연동장치용 직렬접지선에서 단자함내
접지바를 흐르는 전류이다. 고속철도 영업시간이 종료된 후, 약 5분 간격으로 서지성 임펄스전류가 신호기계실로 침투하는 것을 그림 9b와 같이 확인하였다. 영업시간에는 그림 9a와 같이 서지성 임펄스전류가 불규칙적으로 발생함에 따라 5분 주기로 발생하는 서지성 임펄스전류를 확인할 수 없었다.
그림 10과 11은 보정되지 않은 순시 전류 파형이며, 접지전류 A와 접지전류 B간 상호간섭을 확인하기 위해 전류 파형을 분석하였다. 그림 10은 접지전류 A가 약 5분(17:03부터 17:08까지) 동안 흐른 순시 파형을 보여주고 있다. 순시값의 최저치는 –4.8A이고, ±2.4A를 초과하는
경우가 22회 발생하였다. 또한 04:27부터 30분 동안 흐른 접지전류의 순시값이 ±5.0A를 초과하는 것을 확인하였다. 순시 접지전류를 저장하는
계측설정에 오류가 있었으나, 저장값에 8을 곱하면 실제 전류값으로 보정된다.
그림 9 접지 개선 전의 접지전류 A의 RMS파형(영업시간(a), 영업 종료 후(b))
Fig. 9 Measured RMS current waveform of ground current A before the improvement of
the grounding facilities (during operation(a), after operation(b))
그림 10 접지전류 A의 순시 전류 측정 파형(측정시간:5분)
Fig. 10 Measured instantaneous current waveform of ground current A(measurement time
: 5 minutes)
그림 11a에서 접지전류 A는 12분 31.9초에 과도현상이 발생하였고, 같은 시각에 접지전류 B도 과도현상이 발생한 것을 그림 11b에서 확인할 수 있다. 그림 11c에서 접지전류 A는 28분 24.35초에 과도현상이 발생하였고, 그림 11d는 동일 시각에 접지전류 B도 과도현상이 발생한 것을 보여주고 있다. 이 경우는 접지전류 A의 최저값(-2.4A)와 접지전류 B의 최저값(-2.24A)
간의 차이가 적은 것이 특징이다. 그림 11e에서 접지전류 A는 21분 16.1초에 과도현상이 발생하였고, 접지전류 B도 21분 16.1초에 과도현상이 발생한 것을 그림 11f에서 확인하였다. 그림 11a~11f를 통해서 접지전류 A에 과도현상이 발생했을 때는 접지전류 B의 과도현상이 발생하지만, 접지전류 A의 값이 최대값 또는 최저값을 갖고 있어도 과도현상이
없는 상태에서는 접지전류 B에 영향을 주지 않는 것을 확인하였다.
그림 11 접지 개선 전의 접지전류 A와 접지전류 B 사이의 간섭 파형
Fig. 11 Interference waveforms between ground current A and ground current B before
the improvement of the grounding facilities
그림 12 신호기계실에 설치된 신호설비 및 접지설비
Fig. 12 Signal equipments and grounding equipments installed in the signal machine
room
3.2 신호기계실의 접지설비 진단
B역의 신호기계실에는 그림 12와 같이 ATC 장치, 전자연동장치, 전원장치, 무정전 전원(Uninterruptible Power Supply : UPS)장치 등이 설치되었고,
접지설비는 건물구조체 철골 접지, 외부 인입선로 매설 접지선으로 구성되어 전체를 등전위 접속 형태로 구성되었다. 본 그림에서 궤도회로 신호케이블 단자대(V0)를
건물구조체 철골 접지선의 단자함 TCB4(TBR Connector Bar)에 연결하여 접지전류가 빠르게 방전되도록 하였으나, 대용량 서지성 임펄스전류가
지속적으로 침입하는 경로 역할을 하고 있다. 또한 접지단자함 TCB1도 건물구조체 철골 접지선이며, 신호기계실의 누설전류 및 접지전류의 방전 경로보다는
간헐적으로 발생한 대용량 고주파 서지성 전류가 침투하는 경로로 사용되고 있다. 서지성 전류가 유입되지 않을 때는 TCB의 전류값이 1.10A이지만,
서지성 전류가 유입되었을 때는 20.0A이다. 신호기계실에 설치된 전자연동장치와 현장에 설치된 신호기, 선로전환기 등을 연결하는 선로변 기능 모듈(Trackside
Functional Module : TFM)의 접지단자대 TFM 05A, 05M을 통해서 대용량의 서지성 전류가 유입되는 것을 확인하였으며, 이것은
선로에서 인입되는 매설 접지선(IXL T1, T2)을 경로로 하여 서지성 전류가 유입하는 것으로 판단된다. 서지성 전류가 유입되지 않을 때는 전류값이
0.8A이지만, 서지성 전류가 유입되었을 때는 15.8A이다. 서지성 전류의 높은 주파수(고조파 성분)로 인해 서지성 전류가 외부로 방전되지 못하고,
큰 전위차가 발생하여 많은 순환전류가 신호기계실을 흐르는 것으로 판단된다.
4. 신호기계실의 접지설비 개선작업 및 접지전류 측정
4.1 신호기계실의 접지설비 개선사항
신호기계실 접지설비 진단결과를 바탕으로 그림 13 및 14와 같이 접지설비를 개선하였다. B역 신호기계실의 첫 번째 접지 개선은 단자함 TCB의 접지선을 메인 접지(지중 메시 접지)에 직접 연결하고, 건물구조체의
철골과 연결되었던 접지선을 삭제한 것이며, 이를 위해서 지중 메시 접지 공사를 개선작업에 포함하였다. 두 번째로 개선한 사항은 신호기계실에서 순환하는
접지전류를 차단하기 위해서 단자함을 궤도회로 신호 케이블용, 전자연동장치용, 전원공급장치용(UPS 포함)으로 각각 분리하였다. B역의 신호기계실에는
GCB(Ground Collector Bar)함이 4개 설치되어 있으며, 신호케이블이 인입되는 단말랙 6개(V0, V1, W0, W1, X0, X1)의
접지선은 GCB #2로 연결되었고, GCB #2에 연결되었던 전자연동장치 랙 3개(SSI 1, SSI 2, SSI 3)의 접지선은 GCB #3로 변경하였다.
그림 13 신호기계실의 접지설비 개선 후 접지 구성도 및 계측한 위치
Fig. 13 Grounding configuration diagram and measured location after improving grounding
facilities of the signal machine room
그림 14 개선된 신호기계실의 접지설비의 상세 구성도
Fig. 14 Detailed grounding configuration diagram after improving grounding facilities
of the signal machine room
세 번째도 순환하는 접지전류를 제거하기 위해서 GCB #2에 연결되었던 접지선 2개(그림 12에 표기된 V1- TCB (battery room), V1-TFM05)를 제거하였다. 그림 12에서 외부 인입 접지선은 선로변에 매설된 공통접지선(T1, T2로 표기된 2선)이며, 신호기계실에 설치된 단자대 2곳(궤도회로 케이블 단자대 V0,
X1, 선로전환기, 신호기용 신호케이블 단자대 TFM5A)으로 인입된다. 인입된 케이블 표기는 V0-T1, X1-T2, TFM5A-T1, TFM 5A-T2로
표기한다. 그림 14에서 상선용 공통 매설 접지선을 T1으로 표기하였고, 하선용 공통 매설 접지선을 T2로 표기하였다. 접지설비 개선 후의 접지전류 개선 효과를 확인하기
위하여 그림 13과 같이 궤도회로용 접지바와 단자함내 접지바를 연결한 접지선을 흐르는 접지전류 A, 접지전류 B와 궤도회로용 신호케이블 접지선의 접지전류 C를 계측하였다.
궤도회로 신호케이블용 단자함과 전자연동장치용 단자함은 많이 이격되어 있어 전자연동장치의 접지전류를 동시에 계측하는 것이 불가하여 전자연동장치의 접지전류는
계측하지 않았다.
그림 15(a)는 4시 10분부터 4시 40분까지의 실효 접지전류를 계측한 것이고, 그림 15(b)는 16시 27분부터 16시 56까지 계측한 접지전류의 실효값을 보여주고 있다. 본 그림에서 실효 접지전류 A(그림 14의 궤도회로 단말랙 W0의 접지바와 GCB #1을 연결한 접지선의 전류)는 접지전류 B(그림 14의 궤도회로 단말랙 X0와 GCB #1을 연결한 접지선의 전류), 접지전류 C(그림 14의 궤도회로 단말랙 X0로 인입한 신호케이블 접지선의 전류)와 비교해서 전류값이 급격하게 변화하는 것을 확인하였다.
그림 15 신호기계실의 접지설비 개선 후 접지전류의 RMS 파형
Fig. 15 Measured RMS current waveforms of ground currents after the improvement of
the grounding facilities
그림 16(a)와 16(b)는 12시 3분에서 12시 32분까지의 실시간 접지전류 A, 접지전류 B를 계측한 것이며, 12시 3분에서 13분 57초 경과한 시점에 임펄스성 전류가
동시에 발생하였다. 그림 15(c)와 15(d)는 역에 정차중인 열차가 운행을 종료하였거나 출발을 준비하는 과정에서 주 차단기를 트립하면서 발생한 임펄스성 전류로 보인다. 계측 접지선은 그림 14와 같이 공통 매설 접지선 T1과 연결됨에 따라 상선과 하선에서 주행하는 열차의 유무보다는 상선(T1)을 주행하는 열차의 위치에 따른 접지전류가 영향을
받는 것으로 보인다. 그림 17은 01시 14분부터 05시 08분까지 접지전류 B를 30분 단위로 계측한 것이다. 접지전류의 크기는 Y축값에 20을 곱하여 보정한다. 그림 17(a)에서 01시 34분(20분 경과) 이후에 임펄스성 접지전류가 발생하지 않음에 따라 정차 중인 열차의 전기장치 취급이 01시 40분경에 완료된 것으로
판단되며, 그림 17(f)에서 04시 07분부터 열차의 전기장치에 전원투입이 시작된 것으로 보인다. 열차는 04시 32분부터 이동하기 시작한 것을 본 그림 17(g)을 통해서 판단할 수 있다. 01시 40분부터 04시 07분까지 신호기계실의 접지전류는 매우 안정적인 상황을 유지하였고, 접지 개선 전에 확인되었던
반복적으로 발생된 임펄스성 접지전류는 발생하지 않는 것을 확인하였다(7).
그림 16 접지 개선후 접지전류 A와 접지전류 B 사이의 간섭 파형
Fig. 16 Interference waveforms between ground current A and ground current B after
the improvement of the grounding facilities
그림 17 접지 개선 후의 접지전류 B의 순시 파형(영업 종료 후)
Fig. 17 Measured real time current waveforms of ground current B after improvement
of the grounding facilities(after operation)
5. 결 론
고속철도역의 신호기계실로 서지성 임펄스전류가 지속적으로 침투하는 것을 확인하였고, 침투경로는 궤도회로 케이블의 차폐 도체와 연결된 접지선, 신호기,
선로전환기와 연결된 TFM 케이블의 차폐 도체와 연결된 접지선, 건물구조체 철골접지와 연결된 접지선인 것을 확인하였다. 서지성 임펄스전류는 접지로
즉각 방전되지 않고 기계실에 충전되며, 이로 인하여 생성된 높은 전위차가 큰 순환전류를 만드는 것을 확인하였다. 순환전류가 생성되지 않도록 (1)메인
접지(지중 메시 접지) 공사, (2)TCB의 접지선을 메인 접지(지중 메시 접지)에 직접 연결(건물구조체의 철골과 연결되었던 접지선 삭제), (3)GCB를
궤도회로 신호 케이블용, 전자연동장치용, 전원공급장치용(UPS 포함)으로 분리, (4)신호케이블용 단자함(GCB #2)에 연결되었던 접지선 2선(V1-TCB(battery
room), V1-TFM05) 제거 등 신호기계실의 접지설비를 개선하였다. 이를 통해서 영업이 종료된 후에 주기적으로 침투하던 서지성 임펄스전류가
발생하지 않는 것을 확인하였다. 향 후에는 서지성 임펄스전류로 인하여 축적되는 전하(전위차) 및 축전된 전하의 방전에 대한 추가적인 확인과 분석을
진행할 예정이다.
Acknowledgements
본 연구는 2022년도 한국철도기술연구원 주요사업“철도시설물 지능형 유지관리기술 개발”의 연구비 지원으로 수행되었습니다.
This project was carried out with the support of the KRRI's internal project "Development
of Intelligent Maintenance Technology for Railway Infrastructure, 2022".
References
Thomas Kugelstadt, Oct 2007, Removing Ground Noise in Data Transmission Systems, Texas
Instruments Application Report, Vol. sllla268, pp. 1-8
K.B. Park, T.H. Lee, Y.T. Ryu, Y.J. Jeon, June 2008, A Study on Improving of Grounding
Systems for Railway Signalling Equipment, Spring Conference of the Korean Society
for Railway, pp. 588-595
Korea Rail Network Autority, Grounding, Rev.8, Korea Rail Network Authority, Dec.
2018.
J.S. Choi, H.S. Kim, M.S. Kong, SJ. Lee, U.R. Son, May 2014, A Study on Analysis Travel
Path Return Current Harmonics Between KTX SanChun and TI21 AF Track Circuit in Signalling
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저자소개
He was born in Korea.
He received his B.S, and M.S degrees in Electrical Engineering from Chungbuk National
University, Chengju, Korea in 1994 and 1996.
At present, he is a principal researcher and a director of Train Control and Communications
Department at Korea Railroad Research Institute.
Since 1995, he is working at KRRI and his research parts are CBTC system, Interlocking
system, track circuit, and etc.
Tel : 031-460-5440
E-mail : ykyoon@krri.re.kr
He received the B.S. degree from Yonsei University, in 2001, and the M.S. and Ph.D.
degree in Electrical Engineering from the Korea Advanced Institute of Science and
Technology, Daejeon, South Korea, in 2003 and 2012, respectively.
He was a Senior Researcher with the Research Institute of Industrial Science and Technology,
Pohang, South Korea, where he contributed to smart LED light control systems.
He is currently a Senior Researcher with the Korea Railroad Research Institute, where
he is contributing to control, localization, and communication systems for trains.
His research interests include localization, signal processing, and optimization.
Tel: 031-460-5463
E-mail : sjkim@krri.re.kr
He received the B.S. and Ph.D. degrees in electrical engineering from Seoul National
University, Seoul, Korea, in 2006 and 2012.
He also was a postdoctoral researcher from 2012 to 2013 in Wireless Signal Processing
Lab in Seoul National University.
Then, he has worked in Korea Railroad Research Institute as a Senior Researcher since
2013.
His current research interests include wireless communication system with deep learning,
positioning, mission critical communications, and rapid metro systems.
Tel: 031-460-5707
E-mail : kkj8000@krri.re.kr
He received his M.S. in electric engineering from Woo Song University, Daejeon,
Korea, in 2015.
He is a Deputy General Manager of Signaling Department at the Korail.
His current research interests are analysis of catenary return current path and interaction
for high speed train and signaling equipment.
Tel : 042-615-4629
E-mail : yi_sin@korail.com
He received his M.S. in electronic engineering from Dankook University, Korea, in
1987, and his D.E.A. and Ph.D. in automatic control and digital signal processing
from Institute National Polytechnique de Lorraine, France, in 1993 and 1997, respectively.
He also was a researcher from 1992 to 1997 in Centre de Recherche en Automatique de
Nancy, France.
He is currently a Executive researcher in the train control & communication research
department at Korea Railroad Research Institute.
His current research interests are Automatic train control, railway radio communications
systems and Driverless train operation.
Tel : 031-460-5434
E-mail : ygkim1@krri.re.kr