철도의 전철화
철도의 전철화(鐵道의 電鐵化)는 전기를 동력으로 하는 열차(전기기관차, 전동차)가 다닐수 있도록 하기 위한 시설을 철도에 설치하는 것을 말한다.
개요
편집전철화된 철도 노선에서는 전기를 동력으로 사용하는 전기기관차나 전동차가 사용된다. 그러므로 연료를 차량에 적내할 필요가 없다. 전철화 방식은 세계에 몇가지 종류가 존재한다. 철도에 있어 전기동력은 증기기관이나 내연기관에 비해 에너지 소비율에서 뛰어나며, 속도향상이나 쾌적성 향상이라는 수송 서비스의 개선에도 뛰어나지만 지상에 전기설비가 필요하다.
운영방식
편집차량 밖에서 전기를 받는 것이 일반적이지만 차량에 축전지 등의 전원을 탑재하는 것도 존재한다. 차량 밖에서 전기를 보내는 것을 "궤전"(饋電)이라고 부르며, 차량에서 그 전기를 받는 것을 "집전"(集電)이라고 부른다[1]. 집전방식은 가공 전차선 방식과 제3궤조 방식으로 구분된다. 또 전원의 전류는 직류를 이용하는 것과 교류를 이용하는 것으로 나뉜다.
외부에서 받은 전력은 주전동기의 종류에 따라 차량 안에서 변환한 다음 사용된다.
직류궤전
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교류궤전
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역사
편집철도는 증기기관을 동력으로 하는 것으로 출발했다. 말의 견인력을 사용한 마차에 의한 수송부터 부분적으로 궤도와 전기동력으로 전환하는 이 흐름 속에서 철도의 전철화가 진행되었다.
- 1879년: 독일의 지멘스사가 베를린 공업박람회에서 전기기관차를 선보였다.
- 1881년: 독일의 베를린 교외에서 세계 최초로 전차의 영업운전이 개시되었다.(en:Gross-Lichterfelde Tramway)
- 1883년 8월: Magnus Volk에 의해 Volk's Electric Railway가 영국의 휴양지인 브라이턴에서 개통했다. 같은해 10월에는 오스트리아 빈에서 세계 최초로 가선집전으로 Mödling and Hinterbrühl 노면전차가 운행을 개시했다.
- 1887년: 미국인 프랭크 스프레이그가 고안한 전기궤도가 부설되었다.
- 19세기 말: 스위스의 등산철도에 교류 전철화가 된 철도가 출현했다.
- 1923년: 헝가리의 부다페스트 - 뉴가티 및 알래그 간에 16kV 50Hz의 상용전원주파수에 의한 단상 교류로 전철화된 철도가 부설되었다.
- 1936년: 독일 남부의 헬렌 타르선에서 시험을 진행, 제2차 세계대전 이후, 프랑스가 이들 기관차와 설비를 접수하고 프랑스 국내의 교류 전철화를 추진한다. 교류 전철화에서는 BT궤전방식에서 AT궤전방식이 주류이다.
국가별 사례
편집국책 및 자원(전력) 사정, 산업의 동향 등으로 각국의 전철화율에는 편향이 보인다. 스위스, 네덜란드 같은 나라들이 90%를 넘으며, 독일, 러시아, 일본이 50%를 넘는 비율인데 아시아·태평양 지역은 전체 3할 정도이다. 2000년대 이후에는 대한민국·중화인민공화국이 철도 전철화 비율을 빠르게 올리고 있다.
스위스에서는 전화 비용이 싸 철도 노선은 거의 모든 노선이 전철화되고 있다. 미국, 오스트레일리아 등의 대륙 횡단 철도는 전철화되지 않은 구간이 대부분이지만, 러시아를 횡단하는 시베리아 철도는 전철화되고 있다.
아시아와 유럽 국가들도 도시철도나 지하철에서는 모든 노선이 전철화되고 있는 것이 원칙이다.
국가별 철도의 전철화
편집각주
편집- ↑ 가 나 宮本昌幸著、『鉄道の科学』、講談社、2006年6月20日初版第1刷発行、ISBN 4-06-257520-5
- ↑ 직류궤전에서는 3000V 정도가 상한이다.