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PQR
PQR 개발 요소기술

PQR

Ai eca3G원격상담

전동차와 PSD간 발생한 감전 및
아크발생 사고와 PSD고장 사례

1사고, 고장
자료 출처 : https://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=2148632
2감전사고
자료 출처 : https://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=2148632
3감전전압 시험
자료 출처 : https://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=2148632
4관련법규

중대재해처벌법 시행령[시행 2022. 12. 8] [대통령령 제33023호, 2022. 12. 6., 타법개정]

자연재해대책법 시행령[시행 2023. 1. 5.] [대통령령 제 33198호, 2023. 1. 3., 타법개정]

산재보험법[시행 2023. 1. 12.] [법률 제18753호, 2022. 1. 11., 일부개정]

TNC-PQR Series 개발배경

직류전차선 구간에서의 전동차와 PSD 접촉에 의한 전기감전 사고방지 대책
1배경

국내 도시철도는 모든 승강장에 이용승객의 안전과 추락방지를 승강장안전문이라는 Platform Screen Door (이하 PSD라 한다) 설비를 구축하여 운영하고 있고,
이런 PSD는 급전선 (전차선 및 판토그라프 등) 영역의 전기적 영향과 전동차와 승강장 구조물간의 전기적 충격으로 전차선 및 판토그라프의 파손,
단락시발생할 수 있는 승강장 구조물에 미치는 전기적 영향과 전동차의 승강장 진입시에 레일전위 상승에 따른 이용승객의 접촉에 의한 전기적 충격(감전, 화재 등) 사고방지와
PSD 전자기설비에 대한 오동작 및 고장을 예방하기위한 대책을 수립한다.

2국내외 기술기준 현황

1. 한국전기설비규정(KEC:Korea Electro-technical Code,)

2. EN 50122-1:2022 Railway applications-Fixed installation - Electrical safety, earthing and return circuit

3. EN 50526-2:2014 Railway applications-Fixed installation - D.C surge arresters and voltage limiting devices

3직류 전기철도 감전 사고 방지 적용 방법론

1. 한국전기설비규정(KEC)은 전기철도의 감전에 대한 보호조치는 공칭전압 직류 1.5kv이하인 경우 사람이 접근할 수 있는 보행표면의 경우 가공 전차선의 충전부 뿐만 아니라 전기철도차량 외부의 충전부와의 직접 접촉을 방지하기 위한공간거리가 있어야 하며 (그림 1)에 표시한 공간거리 이상을 확보 해야함.

2. KEC 기준이나 EN표준규격에서 제시하는 기준치를 초과하는 경우에는 다음의 방법을 적용한다.

(1) PSD및 구조물은 모두 대지와 등전위 본딩 시키고 표면은 견고하게 절연하도록 권고

(2) 지락 등 고장조건에서 레일전위를 감소시키기 위해 구조물의 접지 보강

(3) 접안제한소자 적용

(4) 귀선도체의 보강

(5) 승강장연단 및 구조물 표면 절연

(6) 단락전류를 중단시키는데 필요한 트래핑 시간 감소

4레일전위와 허용 접촉전압 기준 고찰

도시철도 승강장(Platform)은 전동차가 승강장(Platform)으로 진입하거나 진출할 경우 승객을 열차로부터 보호할 수 있는 안전장치로 PSD와 구조물을 설치하여 운영 중에 있는데, 선로간이 많아 승강장 연단과 PSD장치 설치시 그 간에 따라 전동차와의 간격이 다소 넓어 이용 승객이 승하차시에 전동차와 PSD 사이에 형성된 공간으로 인해, 경우에 따라서는 신체 일부의 빠짐이나 카드 등의 금속 물체가 빠지거나 끼임 등과 같은 안전사고는 레일전위와 PSD 간의 전위차로 인하여 인체감전 및 화재사고와 같은 중대재해를 유발할 수도 있다. (그림 2)는 한국전기설비규정(KEC)에서 제시한 전기철도차량 운행시 레일전위 분포를 (그림 3) 감전전류와 접촉전압 개략도를 설명한 것이다.

그림2
그림3
5등전위 본딩과 전압제한을위한 접지저항과 임피던스 상관관계 고찰
그림2
그림3

그림4,5에서 보듯이 Q(t)와 I(t)는 R값이 작을수록 방전량이 많고 방전시간도 짧아서 I(t)는 0.1 us에서 많이 감소하는 것을 확인할 수 있다.

6직류 전기철도 감전사고 보호 관련 기준 고찰
한국전기설비규정(KEC)은 감전보호용 등전위본딩 분류 및 그 대상설비

TNC-PQR Series 개발배경

직류전차선 구간에서의 전동차와 PSD 접촉에 의한 전기감전 사고방지 대책
1배경

[Figure A] System Framework

[Figure B] Functional operation process model

2시스템 구현 및 검증
접지 저항 값: 800 Ω
접지 저항 값: 5 Ω
저항(R) 값: 2 Ω
PQR(접지연결 없음)

위와 같은 R&F Verification Matrix 조건을 반영한 시뮬레이션은, 접지저항값(800Ω, 5Ω), 저항값(2Ω)과 전기감전방지장치(ESPD)에 대한
Surge Simulation(전압(6kV, 1.2/50μs), 전류(3kA, 8/20μs))을 실시한 결과, 접지저항값 800Ω은 전류방전(청색선)이 되지 않아서
서지전압(노란색)이 감쇄없이 약 6kV이고, 저항(R) 2Ω은 방전으로 서지전압이 약 3kV로 감쇄되었으며,
전기감전방지장치(PQR)는 많은 전류방전량으로 서지전압이 약 2kV로 감쇄되고 매우 빠른 방전시간을 갖는 특성이 검증되었다.
* 방전전류(청색선)가 높고 감쇄전압(노랑선)은 낮고, 방전이 빠른 것이 이상적임.

TNC-PQR Series 개발배경

1
시스템 기능 아키텍처
(System Functional Architecture)
2특징 설명

중대재해처벌법 시행령[시행 2022. 12. 8] [대통령령 제33023호, 2022. 12. 6., 타법개정]

자연재해대책법 시행령[시행 2023. 1. 5.] [대통령령 제 33198호, 2023. 1. 3., 타법개정]

산재보험법[시행 2023. 1. 12.] [법률 제18753호, 2022. 1. 11., 일부개정]