• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.409-416
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• 2016

팬터그래프와 전차선간의 접촉력 특성은 열차의 집전성능을 나타내는 중요한 특성으로서 국제규격에 따른 엄격한 관리가 필요한 항목이다. 최근에는 소음저감 커버가 고속열차의 팬터그래프 주위에 설치가 되고 있으나 팬터그래프 커버에 의한 접촉력 특성에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 차세대고속열차(HEMU-430X)를 이용하여 팬터그래프 커버가 팬터그래프의 집전성능에 미치는 영향을 동적 접촉력 측정을 통하여 분석하였다. 그 결과 팬터그래프 커버가 부착이 되면 300km/h 주행 시 평균접촉력이 약 50N 낮아짐을 확인하였다. 또한 정적압상력을 제외한 순수한 팬터그래프 커버 유무에 의한 평균접촉력의 차이는 300km/h에서 최대 110N까지 측정되었다. 한편 팬터그래프 커버에 의하여 접촉력 표준편차가 약 3~5N 변화하는 것도 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.271-279
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• 2016

팬터그래프의 공력소음은 열차가 고속으로 주행할 때 발생하는 소음의 주요한 원인이다. 본 연구에서는 팬터그래프에 의한 공력소음 기여도를 분석하기 위하여 차세대고속열차(HEMU-430X)를 이용하여 시험을 수행하였다. 실제차량에서의 팬터그래프에 의한 소음의 주파수 특성을 분석하기 위하여, 350km/h와 400km/h 주행 시 전체차량의 음장가시화를 144채널 마이크로폰 어레이를 이용하여 수행하였다. 음장가시화 분석결과 팬터그래프의 소음은 250~400Hz 대역의 저주파 소음이 주로 기여함을 확인하였다. 또한 팬터그래프의 소음 기여도를 분석하기 위하여 팬터그래프의 올림 및 내림 시 소음도 차이를 단일 마이크로폰 시험을 통하여 비교분석하였다. 단일 마이크로폰 시험을 통한 팬터그래프 소음의 주요 주파수 특성은 315~400Hz와 1000~1250Hz 대역임을 확인 하였으며 이는 기존의 연구 결과 및 음장가시화 결과와 잘 일치하였다.

• 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.

• Composites Research
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• 제28권5호
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• pp.327-332
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• 2015

본 연구에서는 고속철도 경량화를 위해 금속-탄소섬유 복합재료 하이브리드 팬터그래프에 대한 파라메트릭 연구를 수행하였다. 강철로 구성된 기존 팬터그래프의 고강성 및 경량화를 구현하기 위하여 금속 상부암의 내부와 외부를 적절한 두께로 가공하고 그 후 복합재료를 적층한 금속-탄소섬유복합재료 하이브리드 상부암을 설계하였다. 하이브리드 상부암의 구조강성과 질량 등을 고려하여 적절한 금속을 강철과 알루미늄으로 결정하였다. 각 설계 파라메터의 변화에 따른 구조의 강성 변화를 확인하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며, 그 결과를 팬터그래프 CX-PG 모델에 접목시켜 실제 수직하중에 따른 강성과 질량 변화율을 도출하였다. 이러한 결과로부터 고강성, 경량화 팬토그래프 설계를 위한 적절한 형상조건을 제안하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.732-737
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• 2009

본 연구에서는 고속주행 시 팬터그래프에 가해지는 공기역학적 특성을 평가하기 위하여 고속철도차량용 실모형 팬터그래프에 대한 풍동시험을 수행하였다. 시험에 사용된 풍동은 공군사관학교의 중형아음속풍동으로서 폭 3.5m $\times$ 높이 2.45m $\times$ 길이 8.8m의 시험부를 가지며, 시험 모형은 하단의 차체부착용 브라켓에서 50cm의 수직 스트럿을 통해 풍동 바닥면에 지지되어 자유류가 시험부 바닥을 지나면서 성장하는 경계층의 영향을 제거하였다. 시험모델은 표준높이와 최소높이 및 풍동의 시험부를 고려한 최대높이에 대하여 정상주행방향 및 역방향 시의 조건을 바꾸어가며 수행되었다. 각각의 조건에 대해서 팬터그래프가 가선에 미치는 압상력을 측정하였으며, 시험 조건에 따른 압상력의 변화에 대하여 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권4호
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• pp.610-618
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• 2001

Pantograph, which collects current from cartenary system, is one of the important parts of high-speed train. Kinematic analysis is one of the key technologies for pantograph design and includes joint trajectories, reaction forces, and the required moment of main shaft calculations. The kinematic analysis, however, is very complex and time-consuming process. In this study PC based pantograph kinematic analysis software using graphical user interface tool was developed for the easy evaluations of kinematic characteristics necessary in pantograph design process.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.309-316
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• 2015

고속열차의 외부장치인 선두부 대차 페어링과 팬터그래프에 의한 주행저항 기여도를 차세대 한국형 고속열차(HEMU-430X)를 이용하여 최대 350km/h까지의 타행시험을 통하여 간접적으로 평가하였다. 선두부 대차페어링에 의한 공기저항 저감도를 평가하기 위하여 대차 페어링을 부착 및 탈착 하였을 때 각각 타행시험을 속도대역별로 실시하였다. 또한, 팬터그래프에 의한 공기저항을 측정하기 위하여 팬터그래프를 상승 및 하강 시켰을 때 각각 타행시험을 실시하였다. 타행시험의 결과로부터 시간-속도선도에 대한 가속도를 선형회귀법으로 산출하여 주행저항식으로 도출하였고, 도출된 주행저항식의 공기저항계수 부분을 이용하여 대차 페어링 및 팬터그래프의 공기저항 기여도를 산출하였다. 그 결과 선두부 대차 페어링의 공기저항 감소효과는 약 3.8%이며, 비상모드 팬터그래프는 공기저항을 약 3.9% 증가시키는 것으로 평가되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.7-13
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• 2014

팬터그래프와 전차선 사이의 이선을 유발하는 주요 요인은 팬터그래프로 인하여 전차선에 야기되는 파동의 전파와 반사 그리고 열차 진행방향의 전차선로 강성변화이다. 본 논문의 목적은 200km/h급 일반철도와 300km/h급 고속철도에서 이선을 효과적으로 줄이기 위하여 앞서 언급하였던 두 가지 요인 중에서 어느 쪽을 중요하게 고려해야 하는지를 분석하는 것이다. 고속철도 경우에는 파동의 전파와 반사가 강성 변화에 비하여 집전성능에 영향을 더 크게 미친다. 증속을 위해서는 드로퍼 경량화와 전차선 고 장력 부여를 위한 고 강도 전차선 개발이 필요하다. 파동전파속도를 향상하기 위하여 조가선의 장력을 증가시키면 오히려 집전성능을 악화할 수 있음에 유의해야 한다. 200km/h급 일반철도의 경우에는 전차선로 강성 변화가 파동 전파 및 반사에 비하여 집전성능에 영향을 더 미치므로 강성변화를 완화시키기 위하여 경간길이 축소, 전차선로의 장력 증가 및 드로퍼배치 최적화가 필요하다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권3호
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• pp.18-24
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• 2012

The aerodynamic performance of the pantograph on a high speed train was compared for different pantograph covers which are designed to block the aero-acoustic noise from the pantograph. For the study, two types of cover are designed: wedge and cone types. The lift force of pantograph with cover was compared with the force of pantograph only. The comparison clarified that the cone type cover increases the sideslip angle of the flow and decreases the lift force considerably. However, the wedge type cover changes the flow direction upward and increases the lift force of the pan head. This increment of lift force compensates the decrement of lift force caused by the blocking of the flow into the pantograph lower frame due to cover. Therefore, in case of the wedge type cover, the overall lift force changes slightly compared with the cone type cover.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제26권7호
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• pp.35-40
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• 2013