트롤리 폴
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1. 개요
트롤리 폴은 차량 지붕에 설치되어 스프링의 압력으로 가공 전선에 접촉하는 장치로, 전차나 트롤리 버스에 전력을 공급하는 데 사용된다. 트롤리 폴은 일반적으로 차량 뒤쪽에서 밧줄로 올리고 내리며, 탈선 시 밧줄이 폴을 잡는 안전 장치가 있다. 과거에는 양방향 전차에서 널리 사용되었지만, 팬터그래프의 등장으로 사용이 감소했다. 현재는 일부 유산 전차 노선이나 개발도상국에서 주로 사용되며, 대한민국에서는 트롤리 폴을 사용하는 노선이 없다.
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| 트롤리 폴 | |
|---|---|
| 트롤리 폴 | |
 | |
| 유형 | 전류 수집 장치 |
| 용도 | 가공 전차선에서 전기를 수집하여 궤도 차량에 전력을 공급 |
| 적용 대상 | 트롤리 버스 전차 |
| 역사 | |
| 발명가 | 프랭크 스프레이그 |
| 최초 설치 | 1888년, 버지니아 주 리치먼드 |
| 설명 | 트롤리 폴은 전차와 트롤리 버스가 가공 전차선에서 전기를 끌어오는 데 사용되는 장치이다. 단극 전기 모터를 사용하고 가공 전차선을 통해 전력을 공급받는 초기 전기 철도 차량에 사용되었다. |
| 작동 방식 | 트롤리 폴은 차량 지붕에 장착된 원뿔형 지지대에 의해 수직으로 지지되는 가늘고 테이퍼진 극으로 구성된다. 극은 휠 또는 슈와 접촉하는 활대와 연결되어, 전선을 따라 굴러가며 전기를 차량으로 전달한다. |
| 추가 정보 | 트롤리 폴은 간단하고 신뢰할 수 있는 장치이지만, 전차선에서 분리될 수 있으며, 이로 인해 차량이 전력을 잃을 수 있다. |
| 기타 | |
| 참고 | 트롤리 폴은 오늘날에도 전 세계 여러 도시에서 사용되고 있다. |
2. 구조 및 원리
트롤리 폴은 차량 지붕의 스프링 받침대에 설치되어 슈 또는 트롤리 휠을 가공 전선에 밀착시켜 전력을 공급받는다.[1]
2. 1. 구성 요소
트롤리 폴은 가공 전선에 부착되지 않고, 차량 지붕의 스프링이 있는 받침대 위에 놓여 있으며, 스프링은 트롤리 휠 또는 슈를 전선에 접촉하도록 압력을 가한다. 나무로 만들어진 폴은 케이블이 차량으로 전류를 전달하며, 금속 폴은 케이블을 사용하거나 자체적으로 전기가 흐르게 하여 받침대가 차량 차체와 절연되도록 할 수 있다.[1]
트롤리 폴은 보통 차량 뒤쪽에서 밧줄로 수동으로 올리고 내린다. 밧줄은 "트롤리 캐처" 또는 "트롤리 리트리버"라고 하는 스프링 릴 메커니즘으로 들어간다. 트롤리 캐처에는 자동차 어깨 안전 벨트와 같은 멈춤쇠가 있어, 폴이 탈선될 경우 트롤리 폴이 위로 날아가는 것을 방지하기 위해 밧줄을 "잡는다". 비슷한 모양의 리트리버(사진 참조)는 전선에서 벗어나면 폴을 아래로 잡아당겨 가공 전선 부착물에서 멀어지게 하는 스프링 메커니즘을 추가했다. 캐처는 도시와 같이 저속으로 운행하는 전차에서 흔히 사용되며, 리트리버는 속도가 빠른 교외 및 광역 노선에서 가공 전선의 손상을 제한하는 데 사용된다.[1]
일부 구형 시스템에서는 금속 갈고리가 달린 긴 폴을 사용하여 폴을 올리고 내렸다. 이러한 폴은 대나무로 만들어졌을 수 있다.[1]
2. 2. 작동 방식
트롤리 폴은 차량 지붕에 있는 스프링 받침대에 설치되어 있으며, 이 스프링의 힘으로 트롤리 휠 또는 슈를 가공 전선에 밀착시켜 전력을 공급받는다.[1] 나무로 만들어진 폴은 케이블로 차량에 전류를 전달하며, 금속 폴은 케이블을 사용하거나 자체가 전기가 흐르게 하여 받침대를 차량 차체와 절연시킨다.[1]양방향 전차가 양방향으로 운행하는 시스템에서는 트롤리 폴이 항상 차량 뒤에 끌려가야 한다. 종착역에서는 차장이 트롤리 폴을 올바른 방향으로 돌리기 위해 밧줄이나 폴로 전선에서 떼어내 다른 쪽 끝으로 옮겨야 한다.[2] 각 방향에 하나씩 두 개의 트롤리 폴이 제공되는 경우도 있는데,[2] 미국에서는 이중 폴 시스템이 양방향 차량에서 가장 일반적인 방식이었다.[2]
트롤리 폴은 보통 차량 뒤쪽에서 밧줄로 수동 조작하여 올리고 내린다.[3] 밧줄은 "트롤리 캐처"나 "트롤리 리트리버"라는 스프링 릴 메커니즘으로 들어가는데, 트롤리 캐처는 폴이 탈선될 경우 위로 튀어 오르는 것을 방지하고, 리트리버는 전선에서 벗어나면 폴을 아래로 당겨 가공 전선 부착물에서 멀어지게 한다.[3]
일부 구형 시스템에서는 금속 갈고리가 달린 긴 폴을 사용하여 폴을 올리고 내렸으며, 이러한 폴은 대나무로 만들어지기도 했다.[4] 트롤리 버스에 사용되는 폴은 전차에 사용되는 폴보다 일반적으로 더 길다.[5]
3. 단극 및 양극 사용
노면전차와 같은 철도 차량에서 사용될 때, 단일 트롤리 폴은 일반적으로 가공선에서 전류를 수집하고, 선로의 강철 레일은 전기적 귀로 역할을 한다. 전해 부식으로 인한 지하 파이프 및 금속 구조물의 부식을 줄이기 위해, 대부분의 트램 노선은 레일에 대해 가공선이 양극이 되도록 운영된다.[6] 반면에, 트롤리버스는 양극 "활선" 전류를 위한 하나의 폴과 전선, 음극 또는 중성 귀로를 위한 다른 폴과 전선, 이렇게 두 개의 트롤리 폴과 이중 가공선을 사용해야 한다.[6] 쿠바 아바나와 오하이오 신시내티의 노면전차 시스템도 이중 전선 시스템을 사용했다.[6]
4. 철도에서의 사용 감소
대부분의 현대 철도 차량은 트롤리 폴 대신 팬터그래프를 사용한다. 유산 전차 노선을 제외하면, 전 세계에서 일반 운행에 사용되는 차량에 트롤리 폴을 계속 사용하는 트램/노면 전차 시스템은 거의 없다.
4. 1. 팬터그래프와의 비교
대부분의 가공 전선을 사용하는 철도 차량에서는 트롤리 폴 대신 보우 컬렉터 또는 팬터그래프를 사용한다. 팬터그래프는 넓은 접촉판을 가공 전선에 밀착시키는 접이식 금속 장치이다. 트롤리 폴보다 복잡하지만, 팬터그래프는 탈선 위험이 거의 없고, 고속에서도 안정적이며, 자동으로 올리고 내리기가 더 쉽다.[7] 또한, 양방향 트램에서는 방향을 바꿀 때 트롤리 폴을 수동으로 돌릴 필요가 없다 (트롤리 리버서를 사용하여 이 단점을 어느 정도 극복할 수 있다). 팬터그래프(또는 보우 컬렉터)만 사용하면 분기점에서 폴이 올바른 방향으로 가도록 하기 위한 가선 분기기도 필요하지 않다.
팁 부분에 슈가 있는 트롤리 폴은 구형 전차보다 더 많은 전기를 소비하는 최신 장거리 노선 전차에 문제가 있다. 토론토에서는 트롤리 폴 슈는 가공 전선과 전기적 접촉을 제공하고 가공 전선 행거를 치우기 위해 슈를 내리는 데 사용되는 탄소 인서트를 포함하고 있다. 탄소 인서트는 마모되어 주기적으로 교체해야 한다. 토론토의 최신 Flexity Outlook 전차의 트롤리 슈 인서트는 비가 오는 조건에서 빠르게 마모되어 구형 단거리 노선 전차의 예상 수명인 1~2일 대신 불과 8시간밖에 지속되지 않는다. 추가적인 전류 소비는 탄소 인서트의 수명을 단축시킨다. 마모된 탄소 인서트는 가공 전선을 손상시켜 전차 운행을 중단시킬 수 있다.[8]
4. 2. 팬터그래프와의 호환성
팬터그래프가 장착된 노면 전차 또는 경전철 차량은 일반적으로 트롤리 폴 집전용으로 설계된 가선에서 운행할 수 없다. 이러한 이유로 이러한 시스템과 전 세계의 몇몇 다른 시스템에서는 새로운 노면 전차에서도 팬터그래프를 수용하도록 기존 가선의 긴 구간을 수정하는 어려움과 비용을 피하기 위해 트롤리 폴 사용을 유지하고 있다.
그러나 토론토 교통 위원회는 기존의 CLRV 및 ALRV를 새로운 Flexity Outlook 차량으로 교체하면서, CLRV와 ALRV는 트롤리 폴만 사용하고 Flexity 차량은 트롤리 폴과 팬터그래프를 모두 장착하고 있으므로, 임시로 가선 전원 공급 장치를 트롤리 폴과 팬터그래프 모두와 호환되도록 전환했다.[9]
샌프란시스코 지상 네트워크의 상당 부분도 Muni의 현재 경전철 차량(팬터그래프 전용)과 Muni의 구형 노면 전차 차량(트롤리 폴 전용) 모두와 호환되도록 트롤리 폴과 팬터그래프 작동을 모두 처리하도록 설정되어 있다.
5. 문화적 참조
전차선과 그것이 나타내는 새로운 전기 기술은 도입 당시 작가들에게 매혹적이었으며, 번개와 같은 스파크와 강력한 힘을 지녔다.[10]
1889년 1월, 보스턴은 최초의 전기 전차를 도입했는데, 이는 매우 인기를 끌고 주목할 만하여 올리버 웬들 홈스는 새로운 전차선 기술과 그 꼭대기에 있는 스파크 접촉부에 대한 시를 썼다.[10]
그 이후로 당신은 많은 차에서 보게 될 것입니다.
아주 평범한 빗자루;
모든 막대기에는 마녀가 타고 있습니다.
당신이 보는 끈은 그녀의 다리에 묶여 있습니다.
1947년, 작곡가 사무엘 바버는 제임스 에이지의 어린 시절 회상을 바탕으로 한, 현재 고전적인 관현악 및 보컬 작품 ''녹스빌: 1915년의 여름''을 썼다. 작곡 중간에 가수는 머리 위 전차선과 스파크를 내며 지나가는 시끄러운 전차를 언급한다.[11]
쇠 울음을 내며 솟아오르는 전차;
멈추다;
벨을 울리고 출발하며, 숨을 헐떡이며;
다시 솟아오르고 솟아오르며
그 쇠의 울음소리를 높이며
금빛 창문과 짚으로 된 좌석을 헤엄치며
지나고 지나고 지나가며,
그 위에 무서운 불꽃이 타오르며 저주하며
작고 악의적인 영처럼
그 자국을 따라가도록 설정되었다;
6. 트롤리 폴을 사용하는 트램 시스템 목록
| 국가 | 노선 | 노선 길이 | 전압 | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| Tramway Histórico de Buenos Aires|부에노스아이레스 역사 트램es | 2km | 750V | 유산 노면 전차 | |
| 볼라랏 노면 전차 | 1.37km | 600V | 유산 노면 전차 | |
| 벤디고 노면 전차 | 600V | 유산 노면 전차 | ||
| 산타 테레사 트램 | 6km | 600V | 유산 노면 전차 | |
| 토론토 노면 전차 시스템 | 83km | 600V | 판토그래프로 전환 중 | |
| 알렉산드리아 노면 전차 | 32km | |||
| 홍콩 전차 | 13km | 550V | ||
| 콜카타 노면 전차 | 28km | 550V | ||
| rowspan="2" | | 다우가프필스 노면 전차 | 27km | ||
| 리가 노면 전차 | 61km | 리가의 새로운 Škoda 트램은 판토그래프를 사용합니다. | ||
| rowspan="3" | | 리스본 노면 전차 | 31km | 600V | |
| 포르투 노면 전차 | 8.9km | 600V | 유산 노면 전차 | |
| 신트라 노면 전차 | 11.5km | 유산 노면 전차 | ||
| 크라이스트처치 노면 전차 | 1.5km | 600V | 유산 노면 전차 | |
| 킴벌리 노면 전차, 노던케이프 | 1.4km | 500V | 유산 노면 전차 | |
| rowspan="2" | | 시튼 트램웨이 | 4.8km | 120V | 유산 노면 전차 |
| 위랄 트램웨이 | 1.1km | 550V | 유산 노면 전차 | |
| 맨섬 전기 철도 | 27km | 550V | 유산 노면 전차 | |
| rowspan="8" | | 보스턴 매터팬 트롤리 | 4.1km | 600V | PCC 노면 전차 |
| 댈러스, 매키니 애비뉴 교통국 | 7.4km | 600V | 유산 노면 전차 | |
| 위스콘신주 키노샤 노면 전차 | 2.7km | 600V | ||
| 리틀록 노면 전차 | 5.5km | 600V | 유산 노면 전차 | |
| 뉴올리언스 노면 전차 시스템 | 35.9km | 600V | ||
| 필라델피아 노면 전차(SEPTA 지하철-지상 트롤리 노선 및 15번 노선) | 59km | 600V | ||
| 샌프란시스코, E 엠바카데로 및 F 마켓 & 워프스 | 9.7km | 600V | 유산 노면 전차 | |
| 탬파 노면 전차 | 4.3km | 600V | 유산 노면 전차 |
아이오와 트랙션 철도는 트롤리 폴을 사용하는 드문 비노면 전차 철도 중 하나이다.
참조
[1]
웹사이트
Boston Transit Milestones
http://ocw.mit.edu/O[...]
2012-08-01
[2]
서적
The Time of the Trolley
Kalmbach Publishing
[3]
웹사이트
Patents of Invention and the Story of Canadian Innovation
http://www.collectio[...]
Library and Archives Canada
[4]
문서
[5]
웹사이트
Electric Trolley System
http://web.mit.edu/i[...]
Massachusetts Institute of Technology
[6]
서적
Latin America by Streetcar: A Pictorial Survey of Urban Rail Transport South of the U.S.A.
Bonde Press
[7]
서적
Jane's Urban Transport Systems 2011–2012
Jane's Information Group
[8]
웹사이트
Problems With Trolley Shoes on Flexity Cars
https://stevemunro.c[...]
Steve Munro
2018-02-22
[9]
웹사이트
Pantographs Up On Harbourfront
https://stevemunro.c[...]
Steve Munro
2017-09-12
[10]
서적
Change at Park Street Under; the story of Boston's subways
https://archive.org/[...]
S. Greene Press
1972
[11]
웹사이트
"Knoxville, Summer 1915:" James Agee, Samuel Barber, Dawn Upshaw
http://actsofhope.bl[...]
2008-02-06
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