연동장치의 종류와 특징

목차

연동장치는 기계의 오동작이나 취급 부주의가 발생해도 사고가 일어나지 않도록 하는 신호 보안 장치입니다. 이러한 연동장치의 종류로는 기계 연동장치, 전기 연동장치, 전자 연동장치 등이 있습니다. 다양한 연동장치의 특징과 구성요소에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

 

 

연동장치의 종류와 특징

 

연동장치의 종류

-  기계 연동장치

기계 연동장치는 열차 운행이 복잡하지 않은 구내에서 입환신호기와 선로전환기 사이에 주로 적용됩니다. 구내란 열차 차량기지 같은 공간에서 열차를 조성하기 위해 설치된 많은 측선을 이야기합니다. 이곳은 물리적 거리가 가까워 설치비가 저렴하고 비교적 안전도가 높은 기계 연동장치가 사용되고 있습니다.

 

입환 신호기와 선로전환기는 철사나 레버를 이용해 연결됩니다. 기본적인 동작 원리는 선로전환기가 정위로 취급이 되어 있어야 신호기가 진행을 현시할 수 있는 하나의 조건이 되도록 합니다. 그리고 정위로 쇄정 된 선로전환기에 열차가 운행 중이면, 선로전환기가 동작하지 않도록 진로 쇄정을 하게 됩니다. 

 

반대로 선로전환기는 신호기가 정위에 있을 때만 전환할 수 있습니다. 이렇게 상호 간 서로 연동 조건으로 구성하여 안전도와 효율성을 높이는 운영을 하고 있습니다.

 

-  전기 연동장치

전기 연동장치는 계전기(Relay)를 기반으로 작동하는 쇄정, 연쇄 장치입니다. 물리적 거리가 떨어져 있는 장치들에 적용되며 신호기 장치, 입환 신호기, 선로전환기 등에 사용하고 있습니다.

 

1) 전기 연동장치의 종류

• 진로 선별식 : 주로 선로가 많은 큰 정거장 구내에 사용됩니다. 진로 레버를 이용한 방식보다 구성이 간소하고 확실한 진로 구성이 가능해서 가장 많이 사용하고 있습니다. 출발 지점과 도착 지점의 취급 버튼을 이용해 진로를 설정하고 해당 진로에 설치된 선로전환기를 운행이 가능하도록 제어한 후에 신호기에 진행 신호를 현시합니다. 
• 단독 레버식 : 진로 선별식은 진로를 구성하는 것이 먼저였다면, 단독 레버식은 선로전환기의 조작을 시작으로 진로가 구성되는 특징이 있습니다. 레버를 이용한 방식이라 단선이나 복선 같은 단순한 구조에서는 효율적이나 진로 구성이 복잡한 지역에서는 사용하기 어렵다는 단점이 있습니다. 보통 대피선이나 중간 정거장에서 사용되고 있는 방식입니다.
• 진로 레버식 : 진로 레버식은 하나의 계전기가 동작하면 해당 선로전환기가 함께 전환되어 진로를 설정하는 방식입니다. 하나의 진로에 1개의 레버가 설치되며 이 레버가 동작하면 진로상 모든 선로전환기가 동작한 후 진행 신호를 현시하고 있습니다.

2) 전기 연동장치의 특징

전기 연동장치는 주로 진로 선별식이 사용되기 때문에, 진로 선별식 전기 연동장치의 특징에 관해 이야기하겠습니다.

 

• 진로를 설정할 때 해당 진로 선택이 선행되고, 이후에 지장을 주는 측선을 차단하는 방식으로 안전도를 높일 수 있습니다.
• 선로 전환기의 작동은 진로 선택에 의한 계전기의 여자로 이루어져 구성 장치가 복잡하지 않습니다. 그렇기 때문에 대규모 역이나 진로 구성이 복잡한 기지 내에서 널리 사용되고 있습니다.
• 진로를 설정하는 선별 회로는 공통 접점을 많이 포함하고 있어 오동작 위험이 줄어듭니다. 선별 회로는 진로 선별 계전기, 선로전환기 선별 계전기 및 취급 버튼 계전기 등으로 구성되어 있습니다.

3) 진로 선별회로

진로 선별회로의 시작과 끝은 출발 취급 버튼과 도착 취급 버튼으로 구성됩니다. 그사이에 많은 선로전환기 선별 계전기가 회로 구성 조건으로 들어가 있어, 각 조건에 의해 순차적으로 진로가 구성됩니다. 진로를 설정하는 데 지장을 주는 선로전환기는 모두 반위로 전환되어 계전기가 무여자 되어야 안전한 운행이 가능합니다. 

 

진로 선별 계전기는 해당 진로를 선택하는 역할을 합니다. 다른 선로의 지장이 없는 것을 확인하고 선로전환기도 진로 방향으로 개통된 것을 회로로 한 번 더 확인합니다. 

 

-  전자 연동장치

전자 연동장치는 기계 연동장치와 전기 연동장치의 작동 방식을 컴퓨터 신호로 전환하고, 소프트웨어를 사용한 제어가 가능하도록 설계되었습니다. 컴퓨터 연산 논리를 2개의 CPU 모듈을 사용해 안전성을 높였으며, Fail-Safe 시스템을 실현하기 위해 다중의 안전 보안 장치를 사용합니다.

 

1) 전자 연동장치의 특징

전자 연동장치는 원격 제어가 가능하고 시스템을 스스로 점검하는 기능까지 겸비하고 있는 컴퓨터 기술을 접목한 장치입니다. 이러한 전자 연동장치는 다음의 특징을 가집니다

• 열차의 진로 및 입환 진로 구성을 자동, 수동 설정이 모두 가능합니다.
• 소프트웨어를 사용한 제어가 가능하고, 열차 운행 상황이나 계획 등의 모든 정보를 어디서나 확인할 수 있습니다.
• 기계적인 오동작 발생 확률이 현저히 줄어들고, 배선도를 작성하거나 수정할 필요가 없습니다.
• 여러 개의 로직을 이용한 표준화 작업이 가능해, 열차가 운행하는 지역 어디서든 약속된 조작으로 안전이 확보되고 효율이 높습니다.
• 궤도회로의 손상이나 단락으로 인해 열차 위치를 감지하기 어렵더라도, 다른 정보들을 통해 열차 감지가 가능합니다.
• 열차 운행에 있어 모든 정보가 데이터화되기 때문에 이상 발생 시 사고 분석 및 대책 수립에 용이합니다. 

2) 전기 연동장치와 전자 연동장치의 비교 분석

전기 연동장치는 작동 구조가 계전기를 이용한 전기회로 구성이고, 전자 연동장치는 컴퓨터 로직에 의한 제어 장치입니다. 간략하게 두 연동장치를 비교 분석하도록 하겠습니다.

 

	전기 연동장치	전자 연동장치
구성 원리	계전기(Relay)를 기반으로 한 전기회로	CPU 로직에 의한 소프트웨어 제어
적용 범위	본선 및 측선이 많이 설치된 큰 규모의 정거장 구내	열차를 운행하는 선로와 모든 정거장을 연결하여 표준화된 제어가 가능
제어 방법	연결된 설비들은 많은 케이블을 통해 회로를 구성하고 이를 기계실에서 제어	데이터 전송을 위한 최소한의 케이블을 사용하여 집중 제어
안전성	기본적인 Fail-safe 시스템이 적용되나, 계전기의 고장이나 회로 구성이 되지 않으면 복구하는 데 시간이 오래 걸림	고장 요소 발견 및 유지보수가 매우 빠르고 많은 기기가 연결되어 안전도가 매우 높음

정리

이상으로 연동장치의 종류 및 특징에 대해 알아보았습니다. 연동장치는 철도 신호 보안 시스템에서 안전도를 높이는 핵심적인 장치입니다.

 

연동장치의 정의, 쇄정과 연쇄