팬터그래프

팬터그래프(또는 "팬" 또는 "판토")는 가공선과의 접촉을 통해 전력을 수집하기 위해 전기 열차, 트램 또는 전기 버스의 지붕에 장착된 장치입니다. 이 용어는 일부 스타일이 손글씨와 그림을 복사하는 데 사용되는 기계식 팬터그래프와 유사하기 때문에 유래되었습니다.

팬터그래프는 일반적인 유형의 집전체입니다. 일반적으로 단일 또는 이중 와이어가 사용되며 반환 전류는 레일을 통해 흐릅니다. 다른 유형의 전류 수집 장치에는 활 수집 장치와 트롤리 폴이 포함됩니다.

인식:열차가 전기화된 선로 구간에 진입하면 팬터그래프가 올라갑니다. 이는 일반적으로 전기가 흐르는 전선을 감지하는 팬터그래프의 센서를 통해 자동으로 수행됩니다.

가공선과의 접촉:팬터그래프의 접촉 슈가 올라가면 가공선과 접촉하게 됩니다. 접촉 슈는 와이어를 따라 미끄러지면서 전력을 수집합니다.

동력 전달:수집된 동력은 팬터그래프에서 열차를 추진하는 견인 모터로 전달됩니다. 이러한 동력 전달은 견인 모터에 동력을 전달하는 컬렉터 링 및 컬렉터 슈와 같은 일련의 도체 및 구성 요소를 통해 이루어집니다.

모니터링 및 제어:팬터그래프는 열차의 제어 시스템에 의해 모니터링되고 제어됩니다. 이 시스템은 팬터그래프가 가공선과의 접촉을 유지하고 접촉 압력을 조정하여 효율적인 동력 전달을 보장합니다. 또한 팬터그래프가 허용 가능한 매개변수 내에서 작동하는지 확인하기 위해 전류 및 전압 레벨을 모니터링합니다.

저하:열차가 전기화된 선로 구간을 벗어나면 팬터그래프가 내려갑니다. 이는 일반적으로 열차가 전기 구역을 떠난 시기를 감지하는 센서를 통해 자동으로 수행됩니다. 팬터그래프를 낮추면 팬터그래프를 올릴 수 없는 터널이나 기타 제한된 공간이 손상되지 않습니다.

정기검사:팬터그래프는 정기적으로 검사하여 손상, 마모 및 적절한 작동 여부를 확인해야 합니다. 여기에는 접촉 슈, 프레임, 연결 메커니즘 및 기타 구성 요소에 균열, 부식 또는 기타 마모 징후가 있는지 검사하는 것이 포함됩니다.

청소 및 윤활:팬터그래프는 원활한 작동을 보장하고 마모를 방지하기 위해 정기적으로 청소하고 윤활해야 합니다. 접촉 슈, 프레임 및 기타 구성 요소에서 먼지와 잔해물을 제거하려면 적합한 세척제로 청소해야 합니다. 제조업체의 권장 사항에 따라 적절한 윤활유를 사용하여 윤활해야 합니다.

조정:팬터그래프의 정기적인 조정은 올바른 작동을 유지하는 데 필수적입니다. 접촉 슈가 가공선과 적절한 접촉을 유지하도록 연결 메커니즘과 작동기를 조정해야 합니다. 조정은 제조업체의 사양 및 지침에 따라 이루어져야 합니다.

교체 부품:팬터그래프의 구성 요소 중 마모 또는 손상 징후가 있는 경우 즉시 교체해야 합니다. 호환성과 품질을 보장하려면 교체 부품을 공인된 소스에서 구입해야 합니다.

전기 테스트:적절한 전기 작동을 보장하려면 팬터그래프의 주기적인 전기 테스트가 필수적입니다. 여기에는 접촉 슈의 전도성 테스트, 전압 및 전류 레벨 확인, 작동 중 팬터그래프 성능 모니터링이 포함됩니다.

훈련 및 교육:운영자 및 유지보수 담당자는 팬터그래프의 작동, 유지보수 및 안전에 대한 훈련과 교육을 받아야 합니다. 이 교육에서는 팬터그래프의 기본 원리, 작동 절차, 문제 해결 기술 및 손상이나 부상 위험을 줄이기 위한 안전 조치를 다루어야 합니다.

팬터그래프와 트롤리 슈즈 스타일의 수집기를 제작하고 전기 철도 시스템 내에서 사용하는 방식은 상당히 다릅니다. 각각에는 특정 유형의 하드웨어도 필요합니다.

팬터그래프 수집가
팬터그래프 수집기가 있는 머리 위 전차선 시스템의 경우 트롤리 와이어 자체의 측벽 여유 공간을 거의 보장할 수 없습니다. 팬터그래프는 전선에 부딪혀 미끄러지듯 움직이며 힘을 모읍니다.

클램프를 배치하고 특정 방식으로 와이어를 아래로 서로 가깝게 당기면 팬터그래프 시스템에서 발산 와이어 전환을 만드는 것이 매우 쉽습니다. 단, 트롤리슈즈를 사용하는 경우에는 불가능합니다.

트롤리 신발 수집가
트롤리 신발 수집기를 사용하면 신발이 와이어 너머까지 확장됩니다. 이는 수평면으로 튀어나온 모든 하드웨어가 신발 수집가에 의해 잡힐 수 있음을 의미합니다. 따라서 슈를 접촉 와이어에 연결하는 데 어떤 클램프를 사용할 것인지 매우 선택적으로 선택하는 것이 중요합니다. 일반적으로 팬터그래프 시스템에서는 트롤리 슈즈 스타일 클램프를 사용할 수 있지만 이러한 이유로 그 반대는 불가능합니다.

트롤리 신발 시스템에서 분기형 와이어 전환을 수행하려면 와이어를 자르고 신발이 분기형 와이어를 통과할 수 있도록 크로스오버를 배치해야 합니다.

전기 전도성 확보
팬터그래프 절연체의 사용은 가공선과 열차 사이의 지속적인 전기 전도성을 유지하는 데 필수적이며, 따라서 최적의 성능을 달성하기 위해 일관된 전원 공급을 보장합니다.

전기 중단 방지
고품질 팬터그래프 절연체를 사용하면 전기 교란을 방지할 수 있습니다. 이러한 절연체는 안정적인 전원 연결을 유지하는 데 중요한 역할을 하여 가동 중지 시간을 최소화하고 운영 효율성을 향상시킵니다.

향상된 안전성
제대로 작동하는 팬터그래프 절연체의 존재는 여행 중 발생하는 전기 고장이나 사고 가능성을 효과적으로 줄여 승객과 작업자 모두의 안전을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.

수명과 내구성
팬터그래프 절연체의 수명과 내구성은 고려해야 할 핵심 요소입니다. 이러한 절연체는 더 긴 수명과 열차 운행과 관련된 일상적인 스트레스를 처리할 수 있는 능력을 갖춘 신뢰성을 갖도록 설계되었습니다. 결과적으로 장기간에 걸쳐 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.

크게 성장할 온보드 상향식 팬터그래프 시장 부문

온보드 충전 솔루션은 트램웨이와 같이 기존 DC 네트워크가 있는 도시에서 전기 버스 충전에 주로 사용되는 고속 충전 시스템이기 때문에 조사 대상 시장의 온보드 상향식 팬터그래프 부문이 주요 점유율을 차지할 것으로 추정됩니다. 또한 전기 버스의 온보드 상향식 팬터그래프는 몇 분 동안 정차하는 e-버스를 충전하는 데 사용할 수 있습니다. 즉, 이러한 팬터그래프는 빨간불 신호등, 주차 구역, 정류장을 가로질러 서 있는 동안 빠른 충전을 위해 배치되고 여행 중입니다. 가공 전력선 등이 있는 동일한 경로에 있습니다. 이러한 인프라는 차량 간 무효 전력 기능으로 인해 선호되므로 예측 기간 동안 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

이러한 이점으로 인해 소비자 성향, 특히 충전 서비스 제공업체와 버스 제조업체는 예측 기간 동안 성장할 것으로 예상되며 이러한 성장하는 시장 점유율을 확보하기 위해 여러 주요 회사가 온보드 상향식 팬터그래프를 제공하고 있습니다. 예를 들어,

2021년 11월, Siemens Smart Infrastructure는 라이프치히에서 21대의 완전 전기 저상 버스에 100kW 및 450kW의 온보드 팬터그래프 및 접촉 후드를 통한 충전 인프라를 제공할 것이라고 발표했습니다. VDL 버스 & 코치는 라이프치히의 대중교통 운영업체인 Leipziger Verkehrsbetriebe(LVB) GmbH로부터 관련 계약을 체결했습니다. 두 시스템 모두 접촉 후드를 통해 연결이 이루어집니다. 이는 전차와 마찬가지로 버스에도 충전을 위해 상향식으로 움직이는 팬터그래프가 장착된다는 의미입니다. 차량은 후드에 장착된 접촉 레일을 통해 자동으로 충전됩니다.

이 부문의 성장을 주도한 요인에는 지난 몇 년 동안 중국, 유럽 및 미국 전역에서 전기 버스 채택이 증가한 것이 포함됩니다. 미국 정부는 교통 시스템에 전기 버스의 수를 늘리기 위해 적극적으로 참여하고 있습니다. 예를 들어,

시애틀과 로스앤젤레스의 대중교통 운영업체는 기존 디젤 버스 전체를 전기 버스로 전환하기로 약속했으며, 여기에는 약 3,600대의 버스가 포함됩니다. 이러한 교체 및 조달 계획은 전기 버스에 대한 수요를 촉진할 것으로 예상되며, 이는 결국 국내에서 전기 버스 충전 팬터그래프 및 충전기의 배치를 증가시킬 것입니다.
2019년 11월, Endesa X는 포럼과 Zona Franca를 연결하는 바르셀로나의 H16 라인에 전기 버스용 초고속 팬터그래프 충전 장치 2개를 새로 설치할 것이라고 발표했습니다. 목표는 현재 이 수도권 노선을 운행하는 22대의 TMB 버스를 충전하여 버스 사용자에게 우수한 서비스를 제공하는 것입니다.

이러한 발전은 예측 기간 동안 계속될 것으로 예상되므로 시장에 대한 긍정적인 전망을 창출할 가능성이 높습니다.

팬터그래프의 원리는 평행 운동과 비례 스케일링의 개념을 기반으로 합니다. 팬터그래프는 일련의 상호 연결된 암 또는 서로 경첩으로 연결된 링크로 구성됩니다. 기본 원리는 팬터그래프의 한쪽 끝으로 더 작은 이미지나 디자인을 추적하는 동시에 다른 쪽 끝으로 더 크거나 작은 버전의 이미지를 재현하는 것입니다.

팬터그래프의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

추적 지점:원본 이미지나 디자인을 추적하는 지점입니다. 일반적으로 원본 이미지의 윤곽을 따라 움직이는 스타일러스나 펜입니다.

드로잉 포인트:이것이 이미지의 재현이 생성되는 지점이다. 일련의 힌지 암 또는 링크를 통해 추적 지점에 연결됩니다.

힌지 암 또는 링크:이는 추적 지점에서 그리기 지점으로의 움직임 및 모션 전송을 허용하는 상호 연결된 팔 또는 링크입니다. 팔은 원하는 비율과 평행 동작을 유지하기 위해 특정 지점에 힌지로 연결되어 있습니다.

팬터그래프의 원리는 유사한 삼각형의 개념을 기반으로 합니다. 추적 점이 원본 이미지를 따라 이동함에 따라 팬터그래프의 상호 연결된 암은 해당 드로잉 점이 비례적이고 평행한 방식으로 이동하도록 합니다. 팔의 길이와 경첩의 위치에 따라 복제의 배율이 결정됩니다.

팬터그래프는 추적점과 그리기 점의 위치를 ​​조정하여 동일한 비율을 유지하면서 원본 이미지를 더 크게 또는 더 작게 재현할 수 있습니다. 추적점과 그리기 점 사이의 기계적 연결로 인해 움직임이 비례적이고 일관되게 유지되어 원본 이미지를 정확하게 재현할 수 있습니다.

전반적으로 팬터그래프의 원리는 상호 연결된 팔이나 링크를 사용하여 평행 운동과 비례 스케일링의 개념에 의존합니다. 이를 통해 이미지나 디자인을 정확하게 재현하고 크기를 조정할 수 있습니다.