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KR101099567B1 - 철도차량의 전원공급회로 - Google Patents

철도차량의 전원공급회로 Download PDF

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KR101099567B1
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Abstract

본 발명은 철도차량의 전원공급회로에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철도차량의 전원공급회로는 제1 전원, 상기 제1 전원과 제1 비상 부하 사이에 설치되어 상기 제1 비상 부하로의 전원 공급을 제어하기 위한 제1 비상 스위치부, 상기 제1 전원과 전기적으로 독립되어 있는 제2 전원 및 상기 제2 전원과 제2 비상 부하 사이에 설치되어 상기 제2 비상 부하로의 전원 공급을 제어하기 위한 제2 비상 스위치부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 철도차량의 일부 부하에 과전류가 흐르는 경우 전체 부하에 대한 전원 공급을 차단하지 않고 과전류가 흐르는 부하에 대한 전원 공급만을 차단함으로써, 철도차량의 운행 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있는 철도차량의 전원공급회로가 제공되는 효과가 있다.

Description

철도차량의 전원공급회로{POWER SUPPLY CIRCUIT OF RAILWAY CAR}
본 발명은 철도차량의 전원공급회로에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 철도차량의 일부 부하에 과전류가 흐르는 경우 전체 부하에 대한 전원 공급을 차단하지 않고 과전류가 흐르는 부하에 대한 전원 공급만을 차단함으로써, 철도차량의 운행 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있는 철도차량의 전원공급회로에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량에는 철도차량의 운행을 위해 필요한 여러 전장품들이 설치되어 있으며, 이들 전장품들은 전원으로부터 전력을 공급받아 동작함으로써, 철도차량의 운행을 위해 필요한 여러 기능들 중 일부의 기능을 수행한다.
이들 전장품들은 전기적인 관점에서 보면 전원에 대하여 부하(load)로 작용하는데, 전원으로부터 전력을 공급받아 정상적인 동작을 하는 도중에 단락 사고나 지락 사고가 발생하는 경우 과전류에 의하여 파손되는 사고가 발생할 수 있다.
종래에는 이러한 사고를 방지하기 위하여, 전원과 부하 사이에 하나의 퓨즈(fuse)를 사용하는 전원공급방식을 채택하였다.
도 1은 종래의 철도차량의 전원공급회로를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래에는 전원과 여러 전장품들로 구성된 부하(DC LOAD) 사이에 하나의 퓨즈(BF1)를 설치하여, 부하(DC LOAD)에서의 단락 사고나 지락 사고 등의 발생으로 인한 과전류로부터 부하(DC LOAD)를 구성하는 전장품들을 보호하는 방식을 채택하였다.
그러나 종래의 이러한 따르면, 부하(DC LOAD)를 구성하는 전장품들 중 어느 하나의 전장품에 단락 사고나 지락 사고 등의 발생으로 인한 과전류가 흐르는 경우, 퓨즈(BF1)가 작동하여 전체 부하(DC LOAD) 즉, 전체 전장품들에 대한 전원 공급이 차단된다는 문제점이 있다.
보다 구체적인 예로, 철도차량의 운행 안전성과 크게 관련이 없는 전장품 예를 들어, 객실 내부의 일부 조명등을 제어하는 전장품에 과전류가 흐르는 경우에도, 이 전장품이 파손되는 것을 방지하기 위하여 다른 모든 전장품들에 대한 전원 공급이 차단된다는 문제점이 있다.
이러한 문제점은 철도차량의 운행 안전성과 효율성을 크게 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.
본 발명은 철도차량의 일부 부하에 과전류가 흐르는 경우 전체 부하에 대한 전원 공급을 차단하지 않고 과전류가 흐르는 부하에 대한 전원 공급만을 차단함으로써, 철도차량의 운행 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있는 철도차량의 전원공급회로를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도차량의 전원공급회로는 제1 전원, 상기 제1 전원과 제1 비상 부하 사이에 설치되어 상기 제1 비상 부하로의 전원 공급을 제어하기 위한 제1 비상 스위치부, 상기 제1 전원과 전기적으로 독립되어 있는 제2 전원 및 상기 제2 전원과 제2 비상 부하 사이에 설치되어 상기 제2 비상 부하로의 전원 공급을 제어하기 위한 제2 비상 스위치부를 포함하여 구성된다.
상기 제1 및 제2 비상부하는 철도차량 운행과 관련한 중요도에 따라 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
양극이 상기 제1 전원에 연결되고 음극이 상기 제1 비상 스위치부의 일단에 연결되어 상기 제1 비상 부하로부터 상기 제1 전원으로의 역전류의 흐름을 방지하기 위한 제1 역전류 방지 다이오드 및 양극이 상기 제2 전원에 연결되고 음극이 상기 제2 비상 스위치부의 일단에 연결되어 상기 제2 비상 부하로부터 상기 제2 전원으로의 역전류의 흐름을 방지하기 위한 제2 역전류 방지 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 전원은 철도차량에 설치된 배터리인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 철도차량의 일부 부하에 과전류가 흐르는 경우 전체 부하에 대한 전원 공급을 차단하지 않고 과전류가 흐르는 부하에 대한 전원 공급만을 차단함으로써, 철도차량의 운행 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있는 철도차량의 전원공급회로가 제공되는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 철도차량에 설치된 전장품들을 철도차량 운행과 관련한 중요도에 따라 비상 부하와 일반 부하로 구별하는 동시에, 비상 부하를 제1 비상 부하와 제2 비상 부하로 이원화함으로써, 2 개의 비상 부하 중 어느 하나에 지락 사고나 단락 사고가 발생하여도 다른 하나의 비상 부하에는 정상적인 전원공급이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 종래의 철도차량의 전원공급회로를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 전원공급회로를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 전원공급회로를 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 전원공급회로를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 전원공급회로는 제1 전원(10), 제1 비상 스위치부(12), 제1 역전류 방지 다이오드(16), 제2 전원(20), 제2 비상 스위치부(22), 제2 역전류 방지 다이오드(26), 제1 일반 스위치(31) 및 제2 일반 스위치(32)를 포함하여 구성된다.
제1 전원(10)과 제2 전원(20)은 철도차량에 설치되어 철도차량을 운행하기 위한 여러 전장품들을 구동하기 위한 전력을 제공하는 수단이다.
이러한 제1 전원(10)과 제2 전원(20)은 전기적으로 상호 독립된 구조로 배치되어 있다. 예를 들어, 제1 전원(10)과 제2 전원(20)은 하나의 편성에 포함된 철도차량의 전부 또는 일부 차량에 설치된 배터리일 수 있으며, 일부 차량은 편성의 선두차량과 후위차량일 수 있다.
철도차량을 운행하기 위한 전장품의 예로, 열차 운행 중 비상상황이 발생한 경우에 철도차량 내부의 조명을 확보하기 위한 비상 내부 조명 제어장치, 비상시에 철도차량 내부의 공기를 환기시키기 위한 비상 환기 제어장치, 철도차량 내부에서의 방송 등과 같은 내부 통신을 위한 통신 시스템, 철도차량과 사령실 등과 같은 외부 시설과의 무선통신을 위한 무선 시스템, 철도차량의 전두에 설치된 헤드라이트(head light)와 후미에 설치된 테일라이트(tail light)를 제어하기 위한 전두/후미 조명 제어장치, 철도차량의 도어의 개폐를 제어하기 위한 도어 개폐 제어장치, 철도차량의 제동을 제어하기 위한 제동 제어장치, 철도차량의 추진을 제어하기 위한 추진 제어장치, 철도차량의 운행과 관련한 여러 신호들을 처리하기 위한 차상신호장치, 철도차량의 운행과 관련된 여러 정보들을 관리하고 처리하기 위한 열차 관리 시스템, 비상시가 아닌 일반적인 운행상황에서 철도차량의 내부 조명을 제어하기 위한 일반 내부 조명 제어장치, 철도차량이 정차 상태에서 출발하거나 기동중인 상태에서 정차하는 경우 선로에 모래를 분사하여 차륜과 선로 간의 마찰력을 상승시켜 슬라이딩 현상을 방지하기 위한 샌딩(sanding) 시스템, 철도차량의 내부 난방을 위한 히터 등이 있을 수 있다.
이외에도 철도차량에는 여러 기능을 하는 전장품들이 설치되어 있는데, 이러한 전장품들의 공통점은 전원으로부터 전력을 공급받아 동작하는 부하라는 점과 전원으로부터 전력을 공급받아 정상적인 동작을 하는 도중에 단락 사고나 지락(地絡) 사고가 발생하는 경우 과전류에 의하여 파손될 우려가 있다는 점이다.
본 발명의 실시 예는 이러한 점에 착안하여, 이들 전장품들을 철도차량 운행과 관련한 중요도에 따라 비상 부하(14, 24)와 일반 부하(30)로 구별하는 동시에, 비상 부하(14, 24)를 제1 비상 부하(14)와 제2 비상 부하(24)로 이원화함으로써, 2 개의 비상 부하(14, 24) 중 어느 하나에 지락 사고나 단락 사고가 발생하여도 다른 하나의 비상 부하에는 정상적인 전원공급이 가능해지는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 이러한 구성에 따르면, 중요도가 떨어지는 그룹인 일반 부하(30)에 과전류가 흐르는 경우나 2 개의 비상 부하(14, 24) 중 어느 하나에 과전류가 흐르는 경우, 그 부하의 파손을 막기 위하여 전체 전장품들로의 전원 공급을 차단할 필요가 없어서, 철도차량 운행의 효율성과 안전성이 향상되는 효과가 있다.
비상 부하(14, 24)와 일반 부하(30)는 철도차량 운행과 관련한 중요도에 따라 미리 구별되어 설정되는 동시에, 제1 비상 부하(14)와 제2 비상 부하(24)도 철도차량 운행과 관련한 중요도에 따라 미리 설정될 수 있다.
이하에서는 예를 들어, 비상 내부 조명 제어장치, 비상 환기 제어장치, 전두/후미 조명 제어장치, 도어 개폐 제어장치를 제1 비상 부하(14)로 분류하고, 통신 시스템, 무선 시스템, 제동 제어장치, 추진 제어장치, 차상신호장치 및 열차 관리 시스템을 제2 비상 부하(24)로 분류하고, 일반 내부 조명 제어장치, 샌딩 시스템 및 히터를 일반 부하(30)로 분류한다.
제1 비상 스위치부(12)는 제1 전원(10)과 제1 비상 부하(14) 사이에 설치되어 있으며, 제1 전원(10)으로부터 제1 비상 부하(14)로의 전원 공급을 제어하기 위한 수단이다. 예를 들어, 이러한 제1 비상 스위치부(12) 및 후술하는 제2 비상 스위치부(22)는 전류에 반응하는 전류동작형의 차단기(Circuit Braker)의 형태로 구현될 수 있다.
제1 역전류 방지 다이오드(16)는 제1 전원(10)과 제1 비상 스위치부(12) 사이에 설치되어 있으며, 역전류의 흐름을 방지하기 위한 수단이다.
보다 구체적으로, 제1 역전류 방지 다이오드(16)의 양극은 제1 전원(10)에 연결되어 있고, 제1 역전류 방지 다이오드(16)의 음극은 제1 비상 스위치부(12)의 일단과 후술하는 제1 일반 스위치(31)의 일단에 공통적으로 연결되어 있다. 이러한 제1 역전류 방지 다이오드(16)는 일반 부하(30) 또는 제1 비상 부하(14)로부터 제1 전원(10)으로의 역전류의 흐름을 방지하기 위한 수단이다.
제2 비상 스위치부(22)는 제2 전원(20)과 제2 비상 부하(24) 사이에 설치되어 있으며, 제2 전원(20)으로부터 제2 비상 부하(24)로의 전원 공급을 제어하기 위한 수단이다.
제2 역전류 방지 다이오드(26)는 제2 전원(20)과 제2 비상 스위치부(22) 사이에 설치되어 있으며, 역전류의 흐름을 방지하기 위한 수단이다.
보다 구체적으로, 제2 역전류 방지 다이오드(26)의 양극은 제2 전원(20)에 연결되어 있고, 제2 역전류 방지 다이오드(26)의 음극은 제2 비상 스위치부(22)의 일단과 후술하는 제2 일반 스위치(32)의 일단에 공통적으로 연결되어 있다. 이러한 제2 역전류 방지 다이오드(26)는 일반 부하(30) 또는 제2 비상 부하(24)로부터 제2 전원(20)으로의 역전류의 흐름을 방지하기 위한 수단이다.
제1 일반 스위치(31)와 제2 일반 스위치(32)는 각각 제1 전원(10)과 제2 전원(20)과 일반 부하(30) 사이에 개재되어 있으며, 각각 제1 전원(10)과 제2 전원(20)으로부터 일반 부하(30)로의 전원 공급을 제어하기 위한 수단이다.
이와 같이 본 발명의 실시 예는 제1 전원(10) - 제1 일반 스위치(31) - 일반 부하(30)로 이루어지는 전류 경로, 제1 전원(10) - 제1 비상 스위치부(12) - 제1 비상 부하(14)로 이루어지는 전류 경로 및 제2 전원(20) - 제2 비상 스위치부(22) - 제2 비상 부하(24)로 이루어지는 전류 경로 서로 독립적으로 구성함으로써, 일반 부하(30), 제1 비상 부하(14) 및 제2 비상 부하(24) 중 하나 또는 둘에 발생되어 전원 공급이 차단되는 경우에도, 적어도 다른 하나의 부하에는 정상적으로 전원을 공급할 수 있게 된다.
이하에서는 도 3 내지 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 전원공급회로를 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
(1) 일반 부하(30)에서만 과전류가 발생한 경우
도 3은 일반 부하(30)에서만 과전류가 발생한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일반 부하(30)에 과전류가 발생해도 제1 비상 부하(14)와 제2 비상 부하(24)는 일반 부하(30)와는 독립적으로 구성되어 있기 때문에, 일반 부하(30)에서 발생된 과전류의 영향을 받지 않는다. 따라서 이 경우에는, 일반 부하(30)에 대한 전원 공급만 차단하면 되기 때문에, 제1 비상 부하(14)와 제2 비상 부하(24)는 정상적으로 동작시킬 수 있게 된다.
(2) 제1 비상 부하(14)에서만 과전류가 발생한 경우
도 4는 제1 비상 부하(14)에서만 과전류가 발생한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 비상 부하(14)에 과전류가 발생해도 일반 부하(30)와 제2 비상 부하(24)는 제1 비상 부하(14)와는 독립적으로 구성되어 있기 때문에, 제1 비상 부하(14)에서 발생된 과전류의 영향을 받지 않는다. 따라서 이 경우에는, 제1 비상 부하(14)에 대한 전원 공급만 차단하면 되기 때문에, 일반 부하(30)와 제2 비상 부하(24)는 정상적으로 동작시킬 수 있게 된다.
(3) 제2 비상 부하(24)에서만 과전류가 발생한 경우
도 5는 제2 비상 부하(24)에서만 과전류가 발생한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제2 비상 부하(24)에 과전류가 발생해도 일반 부하(30)와 제1 비상 부하(14)는 제2 비상 부하(24)와는 독립적으로 구성되어 있기 때문에, 제2 비상 부하(24)에서 발생된 과전류의 영향을 받지 않는다. 따라서 이 경우에는, 제2 비상 부하(24)에 대한 전원 공급만 차단하면 되기 때문에, 일반 부하(30)와 제1 비상 부하(14)는 정상적으로 동작시킬 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 철도차량의 일부 부하에 과전류가 흐르는 경우 전체 부하에 대한 전원 공급을 차단하지 않고 과전류가 흐르는 부하에 대한 전원 공급만을 차단함으로써, 철도차량의 운행 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있는 철도차량의 전원공급회로가 제공되는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 철도차량에 설치된 전장품들을 철도차량 운행과 관련한 중요도에 따라 비상 부하와 일반 부하로 구별하는 동시에, 비상 부하를 제1 비상 부하와 제2 비상 부하로 이원화함으로써, 2 개의 비상 부하 중 어느 하나에 지락 사고나 단락 사고가 발생하여도 다른 하나의 비상 부하에는 정상적인 전원공급이 가능해지는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10: 제1 전원 12: 제1 비상 스위치부
14: 제1 비상 부하 16: 제1 역전류 방지 다이오드
20: 제2 전원 22: 제2 비상 스위치부
24: 제2 비상 부하 26: 제2 역전류 방지 다이오드
30: 일반 부하 31: 제1 일반 스위치
32: 제2 일반 스위치

Claims (4)

  1. 철도차량의 전원공급회로에 있어서,
    제1 전원;
    상기 제1 전원과 제1 비상 부하 사이에 설치되어 상기 제1 비상 부하로의 전원 공급을 제어하기 위한 제1 비상 스위치부;
    상기 제1 전원과 전기적으로 독립되어 있는 제2 전원;
    상기 제2 전원과 제2 비상 부하 사이에 설치되어 상기 제2 비상 부하로의 전원 공급을 제어하기 위한 제2 비상 스위치부;
    양극이 상기 제1 전원에 연결되고 음극이 상기 제1 비상 스위치부의 일단에 연결되어 상기 제1 비상 부하로부터 상기 제1 전원으로의 역전류의 흐름을 방지하기 위한 제1 역전류 방지 다이오드; 및
    양극이 상기 제2 전원에 연결되고 음극이 상기 제2 비상 스위치부의 일단에 연결되어 상기 제2 비상 부하로부터 상기 제2 전원으로의 역전류의 흐름을 방지하기 위한 제2 역전류 방지 다이오드를 포함하여 구성되고,
    상기 제1 및 제2 비상부하는 철도차량 운행과 관련한 중요도에 따라 미리 설정되어 있고,
    상기 제1 및 제2 전원은 철도차량에 설치된 배터리이고,
    상기 제1 및 제2 비상 스위치부는 전류에 반응하여 개폐되는 전류동작형의 차단기인 것을 특징으로 하는, 철도차량의 전원공급회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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