Fig.3.7ProtectionbyClearance
Fig.3.8StandingSurfaceforPersonstoliveparts
(2)간접 접촉에 대한 보호
가공접촉선 계통의 노출 도전부에 대한 간접 접촉 보호조치를 제공해야 한다.견인 장치에서 시스템 고장과 사람의 안전을 위해 고장 조건에서 전류의 전도를 위해 귀로 를 활용하는 직접 견인장치 접지이다.
(3)가공 접촉선이나 팬토그래프 구역의 전도성 혹은 금속성 구조물
파손된 가공 접촉선이나 탈선된 팬토그래프에 의해 충전되는 전체 또는 부분적 전도 성 구조물(예:강철 구조물,보강 콘크리트 구조물)과 금속성 구조물(예:가공 접촉선용 전주,보강 콘크리트 전주,금속성 울타리,배수관,비전기 견인 장치의 주행 레일)의 경우,위험한 접촉 전압에 대한 보호 조치를 취해야 한다.교류 견인 장치에서 전기 기 기를 지지하지 않거나 포함하지 않는,수평 방향으로 2m 이하에 있는 전도성 구조물 의 경우에는 보호 조치를 취할 필요가 없다.팬토그래프 구역에 위치한 전도성 구조물 부품에 규정된 견인 장치 접지 대신,팬토그래프 구역에 장애물을 설치할 수 있다.장 애물은 가공 접촉선과 구조물 부품 사이에 위치해야 하며,견인 장치 접지에 연결되어 야 한다.그 폭은 팬토그래프 구역과 최소한 동일해야 하고,구조물 부품의 끝을 최소 한 0.5m 넘어가야 한다.
c.레일 전위의 위험에 대한 보호
시간과 지역에 따라 레일 전위는 고장 조건 및 동작 조건에서 신체 접촉 전압을 유도한다.제시된 값은 허용 가능한 최대 값으로 모두 실효값을 나타낸다.전압이 매우 크게 변동할 경우,가장 불리한 조건을 고려할 수 있는 시간 간격을 신중하게 선택 하여 허용 가능한 신체 접촉전압은 표 3.3에 제시된 기간에 따라 분류되며,짧은 시간 은 접촉전압에만 적용된다.
조 건 시 간 비 고
짧은 시간 ≤ 는 통전 시간[초]
일시적 ≤ “
영구적 “
Table3.3ConditionofPeriod
교류 견인장치에서 시간 조건별 최대 허용 접촉전압을 분류하면 다음과 같다.
(1)짧은 시간 조건
짧은 시간조건에서 최대 허용 접촉전압은 표 3.4와 같다.
통전 시간 [초] 허용 접촉전압 [V] 비 고
0.02 940 전압은 실효값
0.05 935
0.1 842
0.2 670
0.3 497
0.4 305
0.5 225
Table3.4AllowableTouchVoltagesattheShortTime
(2)일시적 조건
일시적 시간조건에서 최대 허용 접촉전압은 표 3.5와 같다.
통전 시간 [초] 허용 접촉전압 [V] 비 고
0.6 160 전압은 실효값
0.7 130
0.8 110
0.9 90
1.0 80
≤ 65
Table3.5AllowableTouchVoltagesattheTemporaryCondition
(3)영구적 조건
신체 접촉전압은 한계가 25[V]실효값이어야 하는 작업장과 같은 유사한 장소를 제 외하고,60[V]를 초과하지 않아야 한다.
(4)레일 전위
레일 전위는 주행 레일에 흐르는 최대 동작전류와 단락전류를 사용하고,단락전류에 의한 레일 전위는 초기 단락전류를 사용하며,레일 전위가 기준값을 초과 시 레일전위 를 저감하기 위한 방법은 다음과 같다.레일의 접지저항을 낮추며 모든 금속도체를 등 전위 본딩을 한다.유도성 결합을 고려한 귀선회로를 보강하고 전압 제한장치를 설치 하고 지표면을 절연하며 고장회로의 차단 시간을 조정한다.
d.변전소 및 개폐소에 대한 보호
변전소 및 개폐소와 같은 장소는 접지 및 전기안전에 관한 모든 문제에 대해 IEC 61936－1에 부합해야 한다.고장 조건에서 또는 정상 조건에서 견인 장치에 의해 발생 한 허용 접촉/신체 접촉 전압은 표 3.4와 표 3.5에 제시된 값을 초과하지 않아야 하며 교류 견인장치에서,변전소와 개폐소의 귀로와 접지시스템을 직접 연결해야 하고 접촉 선을 위한 개폐 장치 설비에 회로 차단기를 설치해야 한다.
e.귀선 전류회로와 접지도체
직접 또는 임피던스 접합을 통해,최소한 2개의 귀선 케이블을 사용하여 각 변전소 를 주행 레일,귀선도체,귀선 도체 레일에 연결한다.귀선 케이블은 하나의 귀선 케이 블 고장을 참작하여,최대 부하 전류에 충분해야 한다.도구를 사용하지 않고는 풀 수 있는 퓨즈,잠글 수 없는 스위치,조인트 스트랩을 귀로에 설치해서는 안 된다.귀로에 스위치를 설치할 때마다 또 다른 스위치를 공급 회로에 설치하고,공급 스위치를 개방 하기 전에 귀로스위치를 개방할 수 없도록 귀로스위치가 연동되어야 한다.견인 귀선 전류를 운반하는 데 사용하는 주행 레일의 레일 이음매를 레일 이음매로 접합해야 한 다.이것은 또한 건널목 구성 부품에도 적용된다.견인 귀선 전류 경로의 연속성을 보 장하기 위해 적합한 간격으로 궤도 간 교차 접합을 제공하여,정상 동작 및 고장 조건
하에서 접촉/신체 접촉 전압에 대한 안전 기준을 달성해야 한다.궤도 간 교차 접합의 연결을 위한 특정한 대책은 사용하고 있는 궤도 회로 대책과 전체 견인 전원 공급 시 스템 설계를 고려해야 한다.모든 도체는 정상 동작이나 단락의 경우에 견인 귀선 전 류에 의해 생성될 수 있는 열부하를 충족하도록 설계되어야 한다.기계적인 이유로 이 들 도체는 50 [㎟]의 최소 횡단면적을 가져야 한다.모든 설비 접지 도체 및 전극은 IEC 61936－1에서 규정대로 설계하고 구성해야 한다.이것은 특히 기계적 강도와 부식 의 열 효과를 고려하여,재료 선택 및 치수 표시에 적용된다.
2.설계기준
KS C IEC62128-1에서 제안하는 전기철도에 적용하는 공통접지 방식의 설계기준의 개념을 도입한 계통의 구성도를 보인 것이 그림 3.9이다.
Fig.3.9ConstructionofCommonGrounding
전기철도에서 KS C IEC62128-1에서 제안하는 접지방식인 공통접지방식을 도입한 설계기준의 내용은 다음과 같이 요약할 수 있으며,KS C IEC62128-1에서 제안하는 접지방식에 의한 레일,귀선회로와 주변 설비들을 모두 연결한 공통접지방식을 보인 것이 그림 3.10이다.
선로의 대지 임피던스를 작게 하고,금속성 구조물을 등전위화 하여 도체의 전기적인 연속성을 유지한다.등전위를 위한 연동연선의 매설 접지선은 접속선 및 절연접지선
등을 설치하여,전차선로의 구조물과 지지물에 연속적으로 접속된 가공 보호선을 설치 하도록 한다.공통접지를 위한 매설 접지선 및 가공 보호선과 절연 접지선은 횡단 접 속한 궤도관을 매설 접지선과 가공보호선을 등전위 접속하여 임피던스 본드 중성점에 접속한다.
Fig.3.10GroundingSystem byKS C IEC62128-1
Ⅳ.지표면 전위 계산 알고리즘
대지에 뭍힌 접지전극에 유입된 고장전류에 의한 접지시스템의 지표면 전위 분포는 인 체의 안전이나 설비의 안정적 운전에 영향을 미치는 매우 중요한 값이며,지표면 전위 분 포 결과에 따라서 보폭전압 및 접촉전압과 메시전압 등을 계산하는 기초가 되고,접지 전극의 해석 및 설계를 위한 전위상승을 계산하는 과정은 필수적이며,접지전극의 저항값 도 중요한 요소이다.접지전극의 접지 저항 값을 산출하는 문제는 중요한 요소이며,대지 저항률 즉 지층의 구조가 매우 중요한 변수이며,단일 지층 구조의 파라미터를 등가화 하여 접지전극 해석 및 설계는 실제현상이 제대로 파악되지 않는 단점이 있으며,임의의 모양을 구성하여 접지그리드에 대한 유입된 고장전류에 의해 해석적 기법은 지표면 전위 를 계산하기 위해 고장전류를 임의의 점에서 전위를 계산하는 그린함수의 원리를 이용 하여 GPR과 접지전극의 대지면 전위분포를 계산한다.