전기공사기사 전식 및 전기 부식 방지 — 전기철도의 운전 특성과 선로 설비

전기철도의 효과는 운행의 이점으로 정리된다. 전동기로 열차를 움직이므로 한 번에 많은 사람과 화물을 실어 수송 능력이 커지고, 운영 비용인 수송 원가가 줄어든다. 환경 개선 효과도 크다. 에너지는 효율화로 오히려 절감되는 방향이므로 에너지 사용이 늘어난다는 서술은 효과가 아니다.

열차저항은 원인별로 나눈다. 달리는 동안 늘 받는 주행저항, 굽은 길을 돌 때 받는 곡선저항, 속도를 올릴 때 관성 때문에 받는 가속저항이 기본이고, 여기에 경사에서 중력이 잡아당기는 구배저항이 더해진다. 구배저항은 두 점 사이의 수평거리와 고저차의 비, 곧 기울기로 표시된다. 복선저항은 선로 구조를 가리키는 말을 저항 이름처럼 바꾼 것으로 실제 분류에 없다.

힘과 곡선을 도는 조건은 계산으로 확인한다. 최대 견인력은 점착계수와 점착중량을 곱해 구한다. 점착중량은 전체 무게가 아니라 구동 바퀴에 실린 무게이므로, 자중 100t 가운데 바퀴 위 무게가 75t이고 점착계수가 0.2이면 15,000kg이 된다. 곡선의 고도는 궤간과 속도의 제곱을 곱한 값을 127과 곡선 반경의 곱으로 나누어 구하며, 궤간 1067mm, 시속 45km/h, 반경 1000m이면 약 17.0mm다.

고도가 정해진 곡선에서는 낼 수 있는 최대 속도를 구할 수 있다. v=√(127Rh/G)에 반경 1000m, 고도 0.01m, 궤간 1.435m를 대입하면 약 29.75km/h가 된다. 이 식에서는 고도와 궤간을 모두 m로 맞추어야 하고, 127은 속도를 시속으로 다루기 위한 상수다.

차량이 감속할 때는 전동기를 발전기처럼 돌려 운동 에너지를 전기로 바꾼다. 이 전력을 전차선으로 되돌려 보내는 것이 회생제동이고, 저항에서 열로 소비해 버리는 것이 발전제동이다. 전력을 반환하는지 아닌지가 두 제동을 가르는 기준이다.

집전장치는 전차선에 접촉해 전기를 끌어오는 부품으로, 트롤리봉·뷔겔·팬터그래프 세 가지가 대표적이다. 복진지는 이 셋에 들지 않는 명칭이므로 집전장치가 아니다. 열차의 바퀴는 좌우가 한 축에 고정되어 있어 곡선에서 바퀴가 레일에 끼므로, 궤간을 일부러 넓혀 준다. 이 궤간 확장이 확도다. 탈선을 막는 철차와 호륜은 짝을 이루며, 철차는 차륜 뒤 플랜지 쪽에 설치되고 그 반대쪽 궤조에 호륜이 닿아 구른다. 이 궤조가 호륜궤조다.