제품소개
Products
PQR 개발 요소기술
Accident Cases & Background
전동차와 PSD간 발생한 감전 및
아크발생 사고와 PSD고장 사례
자료 출처 : KBS 뉴스 (https://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=2148632)
관련 법규법적 안전의무 및 책임 기준
- 중대재해처벌법 시행령 [시행 2022. 12. 8] [대통령령 제33023호, 2022. 12. 6., 타법개정]
- 자연재해대책법 시행령 [시행 2023. 1. 5.] [대통령령 제33198호, 2023. 1. 3., 타법개정]
- 산재보험법 [시행 2023. 1. 12.] [법률 제18753호, 2022. 1. 11., 일부개정]
Development Background
TNC-PQR Series 개발배경
직류전차선 구간에서의 전동차와 PSD 접촉에 의한 전기감전 사고방지 대책
1. 개발 배경
국내 도시철도는 모든 승강장에 이용승객의 안전과 추락방지를 위하여 승강장안전문(Platform Screen Door, 이하 PSD) 설비를 구축하여 운영하고 있습니다. 그러나 급전선(전차선 및 판토그라프) 영역의 전기적 영향과 전동차 진입 시 레일전위 상승에 따라 이용승객 접촉 시 감전, 아크 화재 등 안전사고와 PSD 전자기설비의 오동작·고장이 빈발하여 근본적인 방호 대책 수립이 요구되었습니다.
2. 국내외 기술기준 현황
- 1한국전기설비규정 (KEC: Korea Electro-technical Code)
- 2EN 50122-1:2022 Railway applications - Fixed installation - Electrical safety, earthing and return circuit
- 3EN 50526-2:2014 Railway applications - Fixed installation - D.C surge arresters and voltage limiting devices
3. 직류 전기철도 감전 사고 방지 적용 방법론
한국전기설비규정(KEC)은 공칭전압 직류 1.5kV 이하인 경우 보행표면에서 가공 전차선 충전부 및 차량 외부 충전부와의 직접 접촉을 방지하기 위한 공간거리를 확보하도록 규정하고 있습니다.
[그림 1] 가공 전차선과 보행표면 간 공간거리 기준
기준치 초과 시 조치 권고 방법 :
(1) PSD 및 구조물은 모두 대지와 등전위 본딩 시키고 표면은 견고하게 절연
(2) 지락 등 고장조건에서 레일전위를 감소시키기 위해 구조물의 접지 보강
(3) 전압제한소자(VLD) 적용
(4) 귀선도체의 보강 및 승강장연단 표면 절연
4. 레일전위와 허용 접촉전압 기준 고찰
전동차가 승강장으로 진입/진출 시 레일전위와 PSD 간 전위차로 인하여 신체 접촉 시 인체 감전 및 화재 사고를 유발할 수 있습니다.
[그림 2] 전기철도차량 운행 시 레일전위 분포
[그림 3] 감전전류와 접촉전압 개략도
5. 등전위 본딩과 전압제한을 위한 접지저항·임피던스 상관관계
[그림 4] 시간별 전하방전량 Q(t)
[그림 5] 시간별 방전전류 I(t)
Q(t)와 I(t) 해석 결과, 저항(R) 값이 작을수록 방전량이 많고 방전 시간이 짧아져 0.1μs 이내에 신속하게 서지가 감쇄됨을 확인하였습니다.
6. 직류 전기철도 감전사고 보호 관련 기준 (KEC)
System Verification
시스템 구현 및 신뢰성 검증
R&F Verification Matrix 기반 서지 시뮬레이션 및 아키텍처
[Figure A] System Framework
[Figure B] Functional Operation Process Model
서지 시뮬레이션 검증 비교 (전압 6kV / 전류 3kA)
접지저항값 800Ω은 전류방전(청색선)이 되지 않아 서지전압이 감쇄 없이 약 6kV를 유지하지만, 저항 2Ω은 방전으로 약 3kV로 감쇄되었으며, 전기감전방지장치(PQR)는 다량의 전류방전으로 서지전압이 약 2kV로 대폭 감쇄되고 극히 빠른 방전시간을 갖는 특성이 과학적으로 검증되었습니다.
시스템 기능 아키텍처 (System Functional Architecture)
