• 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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• 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.

• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.833-834
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• 2007

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.416-421
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• 2008

최근 세계 각국의 고속열차들은 속도 향상 측면에서 비약적인 발전을 보이고 있으며, 국내에서도 2007년부터 '차세대 고속철도 기술개발 사업'을 통해 최고속도 400km/h급의 고속열차 개발을 진행 중에 있다. 고속열차의 주행속도가 증가함에 따라 이전에는 제기되지 않았던 공기저항, 공력소음 문제, 열차의 교행 및 측풍에 의해 발생하는 압력변동, 터널출구에서 발생하는 미기압파 등의 문제들이 대두되고 있으며 이와 같은 문제들은 열차의 고속화를 제약하는 요인이 된다. 특히, 고속열차의 전두부 형상은 이러한 공기역학적 문제들과 밀접하게 연결되어 있으며, 팬터그래프의 소음 및 안정적인 집전 성능 확보 등도 속도 향상을 위해 반드시 고려해야하는 사항이다. 본 논문에서는 고속열차의 속도향상 노력의 일환으로 진행되고 있는 '공력해석 향상 기술'의 연구 내용과 더불어, 터널 미기압파 저감을 위한 전두부 형상 최적화 결과와 팬터그래프 공력성능 향상을 위한 강건 최적화 결과를 소개한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.502-502
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• 2007

전차선로는 각 경간마다 양단으로 지지점을 갖게 되므로 지지점에서의 탄성도와 경간중앙에서의 탄성도가 같을 수 없다. 이 두 지점의 탄성도의 차이를 나타내는 계수로 불균일율이라는 지수가 정의되어 널리 사용되어왔다. 이 불균일율은 전차선 장력과 경간 길이에 크게 영향 받는다. 그러나 드로퍼의 배치 간격에 따라서도 달라진다. 이 불균일율은 전차선로의 동적인 특성을 예측하는 하나의 변수로 활용되고 결국 집전 성능을 상대 비교하여 판단하는데 활용되며, 직접적으로는 드로퍼 간격을 설계하는데 있어서 중요한 파라미터로 사용되고 있다. 그러나 이 불균일율은 전차선로의 동적 성능을 적절히 반영하는 지수가 되지 못하고 있다고 판단하고 있다. 불균일율의 정의인 경간 중앙에서의 탄성율과 경간 끝 지정의 탄성율과의 단순한 차이 값의 크기만으로는 드로퍼의 수와 배치 간격에 따른 특성을 반영하지 못한다고 판단된다. 이를 여러 가지 다양한 케이스를 가정하여 탄성도 해석 프로그램을 이용하여 평가해본다. 평가 결과를 토대로 드로퍼 수에 따른 보정계수를 갖는 새로운 불균일율 평가 지수를 제시하고자 하며 이 새로운 지수가 기존의 지수보다 보다 집전 성능을 판단하는데 유용한 데이터가 됨을 증명한다. 또한 아울러 불균일율이 다른 가선 구조에 대하여 팬터그래프의 1단과 2단의 스프링 계수의 크기와의 조합과 상환 관계에 따른 집전 성능의 차이를 전차선로-팬터그래프 동역학 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 평가한다. 이를 통하여 불균일율에 따른 보다 적절한 팬터그래프 동역학 모델을 제시한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.350-356
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• 2018

팬터그래프(Pantograph)와 전차선간의 동적 상호작용인 접촉력(contact force)은 차량에 대한 안정적 전원공급 특성인 집전성능을 평가하는 중요한 지표이다. 본 연구에서는 동력분산형 고속열차 시험차량인 HEMU-430X(High-speed Electric Multiple Unit - 430km/h eXperiment) 차량의 팬터그래프 동적 접촉력 특성을 전차선 장력에 따라 분석하였고, 이를 팬터그래프-전차선 동적 상호작용 모델을 이용한 해석결과와 비교하였다. 시험결과와 해석결과를 비교한 결과, 주요 동적접촉력 특성인 평균접촉력 및 접촉력 표준편차가 비교적 잘 일치하는 것을 확인하였다. 또한 해석모델을 이용하여 전차선 장력과 접촉력과의 상관관계를 차량 운행속도에 따라 제시하였으며, 이를 이용하여 각 운영속도별 최적 전차선 장력을 제시하였고 이를 국제규격과 비교하였다. 그 결과 해석을 통해 도출된 결과와 국제 규격에서 권장하는 전차선 장력이 비교적 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.

• 전기학회논문지
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• 제61권11호
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• pp.1732-1736
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• 2012

To increase speed up of train, in the field of catenary system, it is necessary to develop of new monitoring methods for dynamic interaction between pantograph and contact wire. Also, there is a need to develop technologies that constantly measure are from various railway structure such as uplift of contact wire, vibration of catenary, dynamic strain of contact line in tunnel. In this paper condition monitoring systems for dynamic performance of catenary systems in tunnel were proposed. An advanced method and results of field tests using high speed camera for monitoring of vertical upward movement of the grooved contact wire due to the force produced from the pantograph were presented. The proposed uplift measurement system of contact wire is expected to enhance precision of current collection quality performance assessment methods at high-speed lines.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.874-882
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• 2008

전차선로와 팬터그래프로 이루어진 집전계에서 두 계 사이의 기계적 상호 작용이나 이선과 같은 집전 특성은 직접 현장 시험을 통하여 확인하는 것이 가장 정확하고 확실한 방법이며, 꼭 필요한 것으로 여겨지고 있다. 그러나 고속이 될수록 집전 성능을 직접 현장에서 시험을 통하여 실시하는 것은 경제적으로나 현실적으로 불가능한 경우가 대부분이다. 그래서 대안으로 시뮬레이션 방법이 이용되기는 하나 이것은 현장 시험을 대체하는 방법이 아닌 하나의 보조적인 방법에 불과하다. 그래서 대안으로 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션 방법이 이용되고 있다. 그러나 이것은 유용한 방법이긴 하나 현장 시험을 대체하는 방법이 아닌 하나의 보조적인 방법으로 간주되고 있는 것이 일반적인 관점이다. 그래서 실제 속도의 현장 시험에 대한 하나의 대안으로 속도 축척 모형의 집전계 주행시험기를 이용하는 방법이 있다. 이것은 실제 속도의 1/2이나 1/4 정도의 속도에서 시험을 하면서 실제 속도에서의 특성을 확인하는 시험 방법이다. 본 논문에서는 이 속도 축척 모형 시험의 세부적인 시험 방법과 시험 설비에 대하여 알아본다. 그리고 이 방법으로 시험하였을 때 나타나는 성능이 실제 속도에서의 성능을 어느 정도 가깝게 나타내는지를 파악해 보고자 특정 속도와 조건을 선정하여 전차선로-집전계 사이의 동역학 시뮬레이션을 실시하여 보았다. 시뮬레이션 결과 특정 조건이 갖추어진다면 이 속도 축척 모형 시험 방법이 효용성이 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1-6
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• 2011

In this study, wind tunnel test were conducted to improve an aerodynamic performance of HEMU400X pantograph system with 4 types of pantograph housing models. Experimental models were 1/4 scaled pantograph system, 1/4 scaled ground plate which is scaled down to real roof shape of HEMU-400x, and 4 types of pantograph housing models. The free stream of wind tunnel were 20, 40, 60, 70m/s. The lift and drag forces were measured with 2-axis load cell. And, Total pressure were measured with rake in the wake region of panhead. In addition, Surface flow visualization by tufts were performed to know flow characteristics around pantograph housing. According to the results of force tests and surface visualizations, pantograph housing shape is important part because the shape affects to pantograph system. Therefore, it is considered that adaption of pantograph housing is more advantageous to decrease drag and acoustic noise.