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보도자료

무선 급전으로 고속열차가 달린다

무선 급전으로 고속열차가 달린다
- 철도연, 세계 최초 1MW급 무선전력전송기술 고속철도 적용 -


한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 김기환)은 머리 위 전차선이 아닌 열차 바닥에 전기를 공급해 고속열차를 움직이는 대용량 고주파(60kHz, 1MW급) 무선전력전송 기술을 세계 최초로 고속열차에 적용하는 시험을 5월 20일(화) 오전 10시 30분 의왕시 철도연 무선급전시험선에서 공개했다. 
     

무선전력전송 기술은 물리적인 접촉 없이 대용량의 전원을 공급하는 방법으로, 궤도를 따라 설치된 무선급전장치에서 60kHz의 고주파 전력을 자기장으로 변환하여 열차에 전원을 공급하는 기술이다.


고속열차에 적용한 1MW는 대형버스 10대를 동시에 움직일 수 있는 대용량으로, 향후 대용량 전력이 필요한 고속철도, 도시철도 등 모든 철도시스템에 무선전력전송 기술을 적용할 수 있는 가능성을 열었다.


이번에 확보된 무선전력전송 기술은 기존의 버스나 트램의 충전식 무선전력전송 기술과 달리 배터리 없이 무선으로 집전된 전력만으로 1MW급 대전력이 필요한 고속열차를 움직였다는 데에 큰 의의가 있다.


기존 무선충전형 전기버스 용량의 100kW보다 10배 높고, 무선급전용 트램 용량의 180kW보다 5배 이상 높은 용량인 1MW급의 대용량 기술을 세계 최초로 구현한 것이다.


트램에서는 집전장치 100kg당 30kW의 전력을 공급할 수 있었지만, 이번에 개발된 고속열차 집전장치에서는 100kg당 100kW의 전력을 공급할 수 있어 무게 대비 용량을 3.3배 정도 증가시켰다.


또한 고속열차를 움직이기 위해서는 1MW급 2,800V의 대용량 고전압이 필요한데, 이를 제한된 공간 내에서 무선으로 전송하는 경우 고전압 상태에서 절연 파괴 현상이 발생하는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 전압 분산형 구조를 개발했고, 절연 설계를 최적화 하는 방법 등을 적용했다.


무선전력전송 시스템은 전차선을 대신하여 열차 하부를 통해 비접촉 방식으로 전력을 공급하기 때문에 전차선 설비 등 부품의 유지보수 및 교체가 필요 없고, 지상에서 보수 작업이 가능하여 유지보수 비용이 줄어든다.


전차선 설비가 필요하지 않기 때문에 터널의 단면적이 축소돼 건설비 등을 줄일 수 있다. 또한 2층 열차 등 객차 및 화차의 복층구조 설계를 지금보다 1.3m 높일 수가 있다.


또한 전차선이 없어져 미관 개선은 물론이고, 컨테이너 상하역 작업 시 디젤화물차를 사용해야 했던 항만이나 컨테이너 야드 등에서도 전기화물열차로 전환할 수 있어 선로 주변의 공기오염과 소음을 줄일 수 있다.


열차가 지나는 구간 외에는 전기가 공급되지 않아 전차선 단선과 같은 급전선 사고 방지는 물론이고, 감전 등의 안전사고 위험도 없다.


철도연 첨단추진무선급전연구단 이준호 박사는 “무선전력전송기술의 실용화를 위해 집전장치의 소형화와 경량화, 집전장치와 급전장치의 간격 증대에 따른 무선전력의 원활한 송수신 기술 확보, 비용 절감을 위한 최적 설계 기술 개발 등을 진행할 계획이다.”며


“철도의 전력공급 방법을 바꿔 철도시스템의 패러다임을 변화시킬 무선전력전송 기술 개발을 더욱 가속화 해 경전철, 고속열차에 상용화하겠다.”고 전했다.


컨텐츠 담당자

담당부서 : 홍보협력팀 연락처 : 031-460-5162 최종수정일 : 2020-12-28

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