• 한국철도학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.62-70
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• 2001

Pure copper, Cu-1.1wt%Cd and ACSR(Aluminum Conductor Steel Reinforced) have been used as catenary materials of the electric railway system. Since these materials may be exposed to the corrosive environments like polluted air, acid rain and sea water, it is important to investigate the corrosion rates in various corrosive environments. The aqueous corrosion characteristics of catenary materials in aerated acid, neutral and alkali solutions were studied by using immersion corrosion tests, electrochemical measurements and analytical techniques. In order to examine corrosion characteristics according to the dissolved oxygen content, pH, chloride ion concentration ion, and the addition of Cd to Cu, a series of tests such as potentiodynamic polarization, a.c impedance spectroscopy and galvanic corrosion tests were carried out with these materials. Results showed that the addition of Cd to Cu and chloride ion in the solution have an adverse effects on the resistance to corrosion. Additionally, Galvanic currents between Al and steel wires of ACSR were confirmed by using ZRA(zero resistance ammeter) method.

• 한국철도학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.32-39
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• 2002

As most railways are gradually electrified with modernized electric cars, the demand for catenary wires and their facilities are also increased. Catenary Wires are exposed to the marine area with air-borne salt or severely polluted industrial area with much corrosive emission gases depending on the locations. Corrosion of catenaty wires can make their actual lifetime shorter than that originally designed. Thus, the messenger and ACSR wires, kinds of catenary wire system, were investigated with respect to corrosion, which include new and used ones collected at the field. Tensile strengths and elongations appeared to decrease when the wires were exposed to corrosive environments. The amount of decrease was more prominent as environmental conditions became more corrosive. They are also vibrated with some amplitude everytime pentographs touch contact line. The frequent cyclic load on the wire may result in a fatigue damage. Surface damage by corrosion can make fatigue crack initiate with ease. In the present study, the fatigue life of the used wire was measured 50 to 60% compared with that of new one in average.

• 한국철도학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.14-19
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• 2004

The effect of surface damage on fatigue properties of catenary wires were investigated to estimate their service lift. As surface defects of the wires caused by surface corrosion increase, surface roughness gets worse, and as roughness increases, it is easy for moisture coming from rain and dew to be condensed around uneven parts of the surface. The condensed moisture causes a locally severe corrosion which leads to damage of the wires. Corrosion of catenaty wires can make their actual lifetime shorter than that originally designed. The amount of decrease was more prominent as environmental conditions became more corrosive. They are also vibrated with some amplitude everytime pantographs touch contact line. The frequent cyclic load on the wire may result in a fatigue fracture. Surface damage by corrosion can make formation of crack initiation at fatigue. In the present study, the fatigue life of the used wire was measured 35 to 50% compared with that of new one in average.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.525-532
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• 2005

Fatigue life of catenary wires in various environments is reduced when stress is concentrated on some points, which are often found in corroded areas by surrounding pollutants. Therefore, the fatigue test were performed in order to investigate the effect of the surface corrosion on the destructive behavior in service environment and accelerated corrosion environment as well as th examine the corrosive property and mechanism of the catenary wires. In the fatigue test of the messenger stranded wire, the corrosion degraded materials showed 35~50% of fatigue life at a same stress amplitude compared to original material. Because the catenary wires have variable load by the interaction of periodic contacts with pantographs the maximum stresses of trolley wire and messenger wire calculated by simulation at the messenger wire during operation was estimated thought the corrosion behavior interpretation of variable stress and fatigue test.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.87-94
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• 2002

전원위상이 다른 전차선 구간을 전기적으로 구분하기 위한 절연구분장치 중에서 특히, 지하구간에 설치된 교/직 절연구분장치는 강체가선 및 조가선 가선이 혼합된 특수한 가선구조로 되어 있어, 전동차 팬터그래프와 습동하는 절연재에 불규칙한 파상마모 현상이 발생한다. 본 논문에서는, 이와 같은 절연구분장치 절연재의 마모현상에 대하여, 현장 측정을 통하여 마모정도 및 마모형태를 조사하고, 전기철도 운행 및 유지보수에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고. 절연재 이상마모에 영향을 미칠 수 있는 요인으로서, 절연구분장치의 설치높이 편차와 팬터그래프 압상력에 대응한 절연구분장치의 변위에 대한 실험적 분석을 수행하였고, 절연구분장치와 팬터그래프간에 작용하는 접촉력에 대한 이론적 분석을 통하여 그 발생원인을 규명하였다. 이와 같은 실험적, 이론적 분석을 토대로, 효과적인 절연구분장치 개량방법을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.21-28
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• 2003

Environment-dependent fatigue life of Cu-Cd alloy wires used as messenger wires was investigated. Tensile test results showed the decrease of tensile strength and elongation of messenger wires by 3.7% and 16.8%, respectively, in used specimens when compared to new ones. Messenger wires used at industrial region for 26 yeras showed 35∼50% decrease in fatigue life, which is partly due to the in stress concentrations by formation of corrosion products at the surface. Single wires showed better fatigue properties than stranded wires, especially at low cycle regions with higher stresses. Stranded wires showed shorter fatigue lives than single wires because of friction between wires by surface contact. Service life of messenger wires was dependent upon the environments which they were exposed to. SO$_2$ and humidity deteriorated the fatigue properties by environmental degradation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.278-280
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• 2004

판토그라프는 전차선(catenary)으로부터의 전류를 차량에 전달하는 장치로서 전동차 지붕 위에 설치되어 있다. 판토그라프의 설계 목표는 고속 및 다양한 환경 조건하에서 연속적이고 일정한 량의 전류를 차량에 전달하도록 하는 것이다. 열차가 고속화될수록 전류의 흐름이 중단되는 이선, 접촉선과 판토그라프 집전판의 마모, 공력 소음 등이 큰 문제로 대두되며, 이들 문제들이 고속용 판토그라프의 설계 기술에서 중요시되고 있다. 특히 이선은 동력 전달이 중단될 뿐만 아니라 이선시에 발생하는 아크로 인한 마모 증대, 통신 장해를 일으킨다. 유럽과 일렬에서는 그러한 문제를 인식하고 고속용 판토그라프에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 또한 저속전철이나 고속전철을 운행하는 나라에서는 기존의 가선계를 그대로 이용하면서 고속화를 달성하기 위하여 기존 가선계에 대한 최적의 판토그라프 설계에 노력을 기울이고 있다. 본 논문에서는 국내 기존선 고속화에 필요한 최고속도 180km/h급 틸팅차량시스템의 핵심 구성요소인 판토그라프 제어기술에 대한 연구를 통하여 보다 안전한 틸팅차량용 판토그프사양 개발하는데 목적이 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.37-43
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• 2010

전차선과 팬터그래프는 전기철도차량에 전력을 공급하기 위해 사용된다. 전기철도차량 운행 시 전차선과 팬터그래프 사이의 불안정한 접촉에 의하여 아크가 발생하며 이는 고장 및 사고의 원인이 된다. 따라서 아크를 검출하고 전차선 유지보수를 위한 아크 검측 시스템의 필요성이 요구되고 있다. 본 논문에서는 이러한 전차선 아크 검측 시스템의 개발에 관하여 기술하였다. 아크는 광 검출기를 이용하여 간접 측정하며 가선 전압/전류, 전차선의 높이, 주행속도, 발생위치와 온/습도를 동영상과 함께 저장한다. 개발된 시스템은 서울-동대구간 하행선에서 시험 검측하고 평가하였다. 실험 결과, 아크 발생 및 강도는 가신 전압/전류, 팬터그래프의 높이, 속도에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.533-542
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• 2015

본 논문은 도시철도 전동차 정차 시에 발생하는 회생전력으로 인해 전차선 가선전압 상승 시에 Converter(Forward)에서 Inverter(Reverse)로 mode 변환하여 상승된 가선전압을 AC 모선으로 환류하여 전차선 전압을 일정하게 유지하고 전동차 정차 시에 발생하는 회생전력을 재사용할 수 있는 부산도시철도의 더블 컨버터 직류 변전설비를 제안하며 전차선 직류전압 품질향상을 위해 부산도시철도 더블 컨버터 직류 변전설비에서 발생하는 Converter/Inverter mode 변환 시의 undershoot와 overshoot를 최소화할 수 있는 최적의 사이리스터 점호각을 시뮬레이션을 통하여 제시하였다.