R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515TBIP-C074020-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 철도차량용 DC4000V급 전자접촉기 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-06-02 ~ 2017-05-31 | |||||
| 연구책임자 | 주관일 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
7명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
11명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 275,000,000 원 기업 : 184,595,000 원 계 : 459,595,000 원 |
총연구비 | 정부 : 550,000,000 원 기업 : 378,452,000 원 계 : 928,452,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)우진기전 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001901-01 | |||||
| ISBN | 해당없음 | |||||
| 주요 내용 |
- 해외 철도노선(유럽 및 아프리카 등)의 가선 전압이 DC 3000V 라인을 다수 적용하여 운용 - 국내에서 제작하여 유럽, 아프리카 지역으로 수출되는 철도차량에 적용되는 고압 DC 전자접촉기는 해외 제조사의 제품을 전량 수입에 의존 - 수명년한이 지난 해외차량에 대한 성능 개량사업 수요는 지속적으로 발생하고 있으나, 전자접촉기를 해외 제조사의 가격, 납기 등 영향으로 경쟁사 대비 경쟁력 취약 - 해외 제조사들보다 저렴한 가격으로, 높은 성능의 제품을 공급함을 목적으로 함 [최종목표] * 최종 개발 목표 제품 사양 - 정격전압, 전류 : DC 4000V, 600A - 최대 차단용량 : 2000A(τ=15㎳) - 과전압 차단 : ≤7000V - 제어전압 범위 : 0.7~1.25Un(Un:사용전압) - 기계적 내구 수명 : 200만회 - 소호코일(Blow-out coil)에 의한 저전류(5A 이상) 차단성능 확보 - 적용 규격 : IEC60077-1/-2, IEC61373, EN50121-3-2, NF F16-101/-102 - 사용 조건 : - 40℃~70℃ * 전자코일 개발 - 제어전압별 전자기력의 차이에 따라 접촉기의 동작/석방전압 및 시간의 차이가 발생하고 기본 성능인 기기 사용조건을 만족할 수 있는 코일의 설계 기술을 확보 * 아크슈트 개발 - 가선 DC3000v 선로에 사용하는 접촉기의 접점 개방 시 발생하는 아크형성과 외부 자계에 의한 효과적인 아크소호 방식의 정립 및 아크자기 구동력 의 해석과 최적의 아크 소호력 향상 설계를 주목적으로 기술 개발 * 접촉자 개발 - 주회로(통전)용 접촉자의 카드뮴(Cd)은 중부하 아크에 주로 사용되는 재질로서 아크에 의한 내마모성이 우수하고 도전율이 순은(Ag)에 비해 떨어지나 은-니켈(Ag-Ni) 등 산화 접점 중 우수한 성질을 갖고 있으나 규제물질로서 대체재의 개발 [연구내용 및 범위] * 아크슈트 기술 개발 - 용량 2000[A] (τ=15[㎳])급 아크슈트 용량 설계 기술 개발 - 접촉기 차단시 발생하는 아크의 이론적 해석 - 아크의 블로아웃 코일에 의한 자기 구동력 해석과 최적의 소호력을 가진 아크슈트의 개발 - 전자접촉기의 부하 차단시 발생하는 아크의 정성 및 정량적 데이터 확보 - 아크슈트의 설계 핵심요소인 블로아웃 코일의 자기구동력 해석 - 전자접촉기의 정격절연전압에 따른 아크슈트 그리드의 재질선정 및 적용 매수의 결정 표준화 * 전자코일 기술 개발 - 제어전압 DC 24[V], 50[V], 100[V] 및 DC 110[V]급 코일 설계 기술 개발 - 제어전압의 변화에 따른 전자기력의 측정 - 접촉기의 동작/석방전압, 동작/석방시간을 최적화하기 위해 필요한 전자기력 발생을 위한 코일의 설계 - 전자코일의 암페어 턴수에 따른 전자기력 형성 그래프 또는 공식 산출 - 전자코일의 제어전압별 설계표준화 구현 * 접촉자 개술 개발 - 6대 규제물질(RoHS)을 회피한 고압접촉기용 접촉자 개발 - 주회로 통전용으로 주요 사용되는 카드뮴(Cd)의 대체재 개발 - 해외 제조사에서 확보하고 있는 환경친화적인 AgSn02접점의 제조기술 개발 - 접점용도에 따른 접점 합금물질의 성분비[wt%] 표준화 - 아크 소호에 최적인 접점형상의 설계 * 소호코일(Blow-out Coil) 설계 기술 개발 - 저전류 차단 성능(5[A] ~ )을 확보한 소호코일 설계 기술 개발 * 국산화 개발 기술의 설계기준 및 시험 표준 정립 - 가선전압 DC 4000[V] 이하 전자접촉기 국산화 개발에 따른 주요 구성 요소의 설계 기준 및 제조, 시험 표준 정립 * 국제규격에 따른 제품의 공인인증 - 국내·외 공인인증시험기관(Keri, Cesi 등)에서 국제규격에 의한 시험 인증품 (IEC 규격, EN규격, NF규격) - 접촉기의 핵싱요소기술인 전자코일, 아크슈트, 접촉자 구동 메카니즘의 조합을 연구하여, IEC규격을 만족하는 DC 4000[V], 600[A] 전자접촉기의 개발 * 제품의 각 파트별 연구내용의 이론적 정립을 토대로 철도차량용 직류 고압 접촉기의 설계기술의 기준을 마련하고, 추후 그 기술을 응용하여 철도분야 뿐만 아니라 산업분야 전반에서도 적용 가능한 고압접촉기의 모델을 만들어 인증받는 것을 목표로 연구범위를 넓히고자 함. 또한 직류뿐만이 아닌 교·직류 전환 가능한 접촉기 개발을 목표로 접촉기 기술 개발의 목표를 두고 연구하고자 함. |
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| 색인어 | 한글 | 차단능력 | 소호코일 | 전자코일 | 접촉자 | 아크슈트 |
| 영문 | Breaking capacity | Blow out coil | Magnetic coil | Contactor | Arc chute | |
| 최종보고서 | 최종보고서_철도차량용DC4000V급전자접촉기개발.pdf | |||||