||<table align=center><tablewidth=500><table bordercolor=#000><:><#000><-5>
철도의 구조||
| 레일 | 레일 | |||
| 침목 | ||||
| 도상(철길 지지 구조) | ||||
| 노반 | ||||
| 기타 | 분기기 | 전차선 ( 가공전차선 | 제3궤조집전식 | 전자기유도집전) | |||
1. 개요2. 구조3. 종류4. 형태
4.1. 편개분기기4.2. 양개분기기4.3. 진분분기기4.4. 더블분기기4.5. 복분기기4.6. 다이아몬드 크로싱4.7. 건넘선4.8. 싱글 슬립 스위치4.9. 더블 슬립 스위치4.10. 시저스 크로싱4.11. Series of Successive Turnouts4.12. Track Fan4.13. 외방분기기와 내방분기기
5. 대향과 배향6. 정위와 반위7. 크로싱 번호8. 선로전환기(전철기)의 종류9. 위험성10. 대중매체에서의 등장11. 관련 사건사고12. 관련 문서1. 개요
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| 영국 클래펌 정션 역 인근의 철도 분기기. 출처 |
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| 분기기의 원리를 간단하게 설명하는 영상 |
열차 또는 철도 차량을 한 궤도에서 다른 궤도로 이동시키기 위하여 궤도상에 설치한 설비의 총칭이다. 분기기를 구성하는 설비 중 분기기의 진로를 변경하는 장치를 선로전환기, 또는 전철기( 轉 鐵 器)라고 한다.
철도에서 레일은 열차를 가이드해주는 역할을 하는 특성 때문에 철도 차량이 직접 진로를 설정할 수 없다. 따라서, 열차가 다른 선로로 진로를 변경하기 위해서 분기기라는 설비가 필요하다.
철도 초창기에는 열차시각표에 따라 역무원들이 직접 분기기를 조작했다. 그러나 이 경우 열차지연 등이 발생할 때 노선 포화 및 사고 위험이 높아지기 때문에 현대의 많은 철도노선에서는 CTC 설비를 마련해 관제실에서 분기기를 원격 조작하거나, 컴퓨터가 미리 설정된 일정에 따라 자동으로 분기기를 취급한다.
2. 구조
분기기는 크게 포인트부, 리드부, 크로싱부로 구성되어 있다. 포인트부는 선로의 전환방향을 결정하며 전환 방향에 따라 이동하는 차륜은 리드부를 통과하여 크로싱부에서 전환된 선로로 빠져 나간다.
3. 종류
3.1. NS형 분기기
텅 레일(Tongue Rail)과 기본 레일을 이음매판을 이용하여 체결한 것으로, 승차감이 탄성분기기보다 상대적으로 좋지 않아, 신규 설치 시에는 채택하지 않는다.
3.2. 탄성 분기기
NS형 분기기와 달리 텅 레일(Tongue Rail)과 기본 레일을 용접한 것으로 텅 레일의 탄성을 이용하여 전환한다. NS형 분기기보다 상대적으로 승차감이 우수하다.
3.3. 고정 분기기
크로싱부의 노스레일이 고정되어 있는 것으로, 일반철도에서 주로 사용된다. 가동 크로싱에 비해 승차감이 좋지 않고, 통과 시의 속도향상이 어렵다.
3.4. 가동 둔단 분기기
텅 레일을 사용하지 않고 일반 레일의 위치를 이동시켜 진로를 전환하며, 연속성, 신뢰성, 안전성 등의 문제로 인해 현재 일반철도에서는 사장된 방식이다. 모노레일에서는 필수적인 분기기이며, 레일바이크나 롤러코스터 같은 궤도형 놀이기구에서 많이 쓰인다.
3.5. 노즈 가동 분기기
고정 크로싱과 다르게 노스레일이 진로에 따라 움직이는 게 특징으로, 상대적으로 우수한 연속성, 신뢰성 및 승차감 때문에 주로 고속선 등 고속으로 열차가 통과하는 구간에 설치한다. 최근에는 신설되거나 개량되는 일반선에도 설치하고 있다.
3.6. 승월 분기기
관련 링크횡취장치(橫取裝置)라고 하기도 한다. 크로싱부에 따로 결선부가 없으며, 열차가 다른 선로로 진입할 때 차륜이 다른 분기의 레일 위를 타고 넘어가는 게 특징이다. 그래서 넘어가지 않는 방향으로 진행시 일반적인 선로와 다를 게 없기 때문에 승차감이 우수하지만, 넘어가는 방향으로 진행시 탈선의 위험이 높아 넘어가는 선로보다 궤도를 높이고 열차 또한 저속으로 운행하여야 한다.
이 때문에 한국에서는 설치 사례가 없으며, 영국이나 일본에서는 운행 빈도가 낮은 측선, 보선차량 유치선, 안전측선 등에 한해 적용되어 있다.
4. 형태
4.1. 편개분기기
한 선로에서 좌측 또는 우측으로 다른 선로가 분기되는 형태이다.
4.2. 양개분기기
한 선로에서 Y자 형태로 좌우 둘로 나뉘는 형태로, 이등분선을 기준으로 동일한 각도로 분기되는 게 특징이다.
상행, 하행 어느 방향으로 진입하나 속도 제한이 걸리기 때문에 현대에 부설되는 철도에는 Y자형 회차선이 아닌한 설치하는 것을 꺼리는 편이다.
4.3. 진분분기기
형태는 양개형과 비슷하나, 이등분선을 기준으로 다른 각도로 분기되는 게 특징이다.4.4. 더블분기기
한 번에 세 선로로 나뉘는 형태로, 삼지분기기라 칭하기도 한다. 매우 희귀한 형태로 메이테츠 이누야마선의 이누야마 검사장에 설치되어 있다.
4.5. 복분기기
관련 링크더블분기기와 유사한 형태이지만 동시에 여러방향으로 뻗어 나가는게 아니라 약간의 간격을 두고 뻗어 나가는 형태이다. 더블분기기보다는 사용례가 많은 편이며 한큐 타카라즈카 본선의 쇼나이역 구내 등지에 설치되어 있다.
4.6. 다이아몬드 크로싱
두 레일이 서로 평면적으로 교차하는 형태.[1]
고정형과 가동형 두 가지의 종류가 있다. 고정형은 시저스 크로싱에서 자주 볼 수 있으며,[2] 위 사진은 가동형이다.[3]
4.7. 건넘선
인접한 두 선로 사이를 서로 연결해 한쪽에서 반대편으로 넘어갈 수 있는 선로로, 편개분기기 2개로 이루어져 있다.
복선에서는 주로 한쪽 선로를 사용할 수 없는 경우(선로보수, 열차사고 등의 이례사항) 반대편 선로로 넘어가 운행할 수 있도록 하기 위해 설치한다.
아래의 시저스 크로싱과 함께 우리나라에서 가장 흔하게 볼 수있는 분기기이다.
4.8. 싱글 슬립 스위치
다이아몬드 크로싱에서 좌/우 레일의 한쪽에만 텅 레일을 설치한 형태.
국내의 경우 용산삼각선에 1개소가 위치하고 있었으나 선형개량 공사 과정에서 철거되었다.
4.9. 더블 슬립 스위치
다이아몬드 크로싱에서 좌/우 레일의 양쪽에 텅 레일을 설치한 형태이다. 주로 차량사업소나 규모가 큰 정거장 등에 설치되어 있는데, 고장율이 극심한지라 현업에서는 기피 대상이라고 한다. 때문에 국내에서도 취약개소라 하여 없애는 추세다.
4.10. 시저스 크로싱
인접한 두 선로 사이를 X자 형태로 서로 연결한 형태로, 건넘선과는 다르게 편개분기기 4개, 다이아몬드 크로싱 1개로 구성된다.
위의 건넘선과 함께 우리나라에서 가장 흔하게 볼 수 있는 분기기이다.
4.11. Series of Successive Turnouts
한 선로에서 연속적으로 나뉘는 형태로, 주로 차량사업소 내 유치선에서 볼 수 있다.4.12. Track Fan
한 선로에서 나뉘어진 선로가 또 다시 나뉘는 형태로 주로 역 구내 또는 차량사업소에서 볼 수 있다.4.13. 외방분기기와 내방분기기
둘 다 곡선(커브) 구간의 분기기로서, 외방분기기는 원의 밖으로 선로가 분기하는 형태, 내방분기기는 원의 안쪽으로 분기하는 형태를 의미한다.5. 대향과 배향
대향은 분기기에서 두 선로가 나뉘는 쪽의 방향, 배향은 두 선로가 분기기에서 서로 합쳐지는 방향을 의미한다.6. 정위와 반위
정위는 선로전환기를 취급하지 않았을 때의 기본 진행방향, 반위는 선로전환기를 취급하였을 때의 방향을 의미한다. 분기기의 사용 목적에 따라 정위와 반위가 다르게 설정된다.[4]7. 크로싱 번호
크로싱 번호에 따라 열차의 통과속도가 달라진다.
한국철도공사에서 2017년 현재 사용중인 선로전환기의 번호에 따른 제한속도와 그 곡선반경은 다음과 같다.
| 지상구간 | ||||||||
| 크로싱 번호 | F8 | F10 | F12 | F15 | F18.5 | F26 | F46 | |
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분기기 제한속도 (km/h) |
편개의 경우 | 25 | 35 | 45 | 55 | 90 | 130 | 170 |
| 양개의 경우 | 40 | 50 | 60 | 70 | ||||
| 지하구간 | ||||||||
| 크로싱 번호 | F8 | F10 | F12 | |||||
|
분기기 제한속도 (km/h) |
편개의 경우 | 25 | 30 | 40 | ||||
| 양개의 경우 | 35 | 45 | 45 | |||||
| 분기기의 곡선반경 | ||||||||
| 크로싱 번호 | F8 | F10 | F12 | F15 | F18.5 | F26 | F46 | |
|
분기기 곡선반경 (m) |
편개의 경우 | 165 | 258 | 375 | 580 | 1,200 | 2,500 | 3,500 |
| 양개의 경우 | 295 | 490 | 720 | 1,140 | ||||
8. 선로전환기(전철기)의 종류
8.1. 기계식 선로전환기
사람이 직접 수동으로 조작하여 분기기의 진로를 변경하는 형태의 선로전환기이다.8.1.1. 추붙은 선로전환기
역기에 달린 것과 비슷하게 생긴 철제 추가 달린 레버로 동작시키는 수동식의 선로전환기이다. 동작하는 모양을 따서 속칭 '다루마(だるま) 전철기' 라고도 부른다.
구조가 매우 단순하며, 부착된 분기기의 레일 중량에 따라 추의 무게를 조정하여 동작 안정성을 확보한다. 추가로 레버가 통과 차량의 진동에 의해 멋대로 움직이지 않도록 쇄정핀을 꽂는다. 신뢰도는 낮은 편이며, 주로 자동화가 되어 있지 않거나 운행 빈도가 낮은 측선 등에 적용되어 있다.
추의 앞뒤로는 각각 다른 색으로 칠해져 있는데 대향 기준으로 보았을 때 흰색이 정위, 검은색이 반위로, 흑우백좌라고도 한다.
8.1.2. 표지부 선로전환기
8.1.2.1. 핸들식
전환력이 크지 않은 곳에 사용되는 선로전환기로 사람이 직접 핸들을 돌림으로써 진로를 변경한다. 정위/반위 표시를 위한 표지 및 광원이 추가적으로 설치되어 있다. 큰 힘을 들이지 않고 움직일 수 있는 측선부 경량 분기기에 부대하여 사용한다.
아우라지역 구내에 핸들식 선로전환기 1개소가 있다. 아우라지역은 무인역이므로 운전취급책임자가 없기 때문에 외부에서 임의로 선로전환기를 조작할 수 없도록 평소에는 S-2key로 쇄정되어 있다.
8.1.2.2. 레버식
원격 자동화가 되지 않은 곳에 종종 보이는 방식으로, 1~2m정도 되는 레버를 밀고 당겨서 동작시키는 선로전환기이다. 레버는 이중 구조로 되어 있어 보조 레버를 통해 레버가 임의로 동작하지 않도록 래치를 풀고 본 레버를 당겨야 동작하도록 설계되어 있다. 전환력이 큰 곳에 사용되며, 보안성이 높다.
정위/반위 표시를 위한 표지 및 광원이 추가적으로 설치되어 있다. 보통 청색 원형 바탕에 흰색 가로줄 표지가 정위(야간에는 청색등), 황색 화살깃 모양에 검은줄이 있는 표지가 반위(야간에는 황색등)이나, 탈선분기기는 열차를 탈선시키는 방향이 정위로 적색의 사각형 표지(야간에는 적색등)이다.
8.1.3. 스프링 선로전환기
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| 남이섬 유니세프 나눔열차 | 해운대 블루라인파크 |
8.2. 전기식 선로전환기
선로의 갈림길에 설치하여 전기의 힘으로 선로방향을 전환하는데 사용8.2.1. NS형 선로전환기
일반적으로 많이 적용되는 선로전환기로서, 전기를 이용하여 전동기를 동작시켜 진로를 변경한다. 높은 신뢰도와 안전성을 가지고 있으나, 마찰클러치를 사용하기 때문에 주기적으로 유지보수를 해줘야 한다는 단점이 있다. 유지보수 수고를 줄이기 위해 마찰클러치 대신 전자클러치를 적용한 NS-AM 선로전환기도 있다.
8.2.2. MJ81 선로전환기
프랑스 알스톰사에서 개발한 전기식 선로전환기로, 고속으로 열차가 통과하는 고속선에 주로 설치되어 있다.
8.2.3. 하이드로스타
관련 링크
유압 모터를 이용하여 진로를 변경하는 선로전환기로서 오스트리아제이며, 경부고속선 2단계에 설치되어 있다. 다만 잦은 고장으로 인하여 KTX 운행에 차질을 빚기도 하였다. 관련 기사
8.2.4. 침목형 선로전환기
침목 형태로 되어 있어 침목의 역할과 선로전환기의 역할 모두를 수행하는 선로전환기이다. 첨단 밀착 검지 및 쇄정검출기능을 추가적으로 제공한다. 한국에서는 부산 도시철도 2호선[5]에 적용되어 있다.
진동에 취약해 쉽게 마모되기 쉬운 구조로 되어있다. 때문에 주기적으로 너트등을 교체해주지 않으면 영상과 같은 탈선사고가 발생할 가능성이 있다.
8.2.5. 차상선로전환기
철도 차량에 탑승한 상태에서 취급할 수 있는 선로전환기로, 열차의 진행 방향이 분기기에 대해 대향일 경우 스위치를 조작하여 진로를 전환한다. 배향일 경우 레일에 설치된 스위치가 눌리면서 자동으로 선로가 전환된다. 진로가 정위인지, 반위인지 표시하는 광원이 추가적으로 설치되어 있다. 분기기의 진로를 자주 바꾸어야 하는 조차장 등에 주로 설치되어 있다.
9. 위험성
흔히 철도의 3대 취약개소를 곡선, 이음매, 분기기라고 하는데, 그 중 분기기는 가장 취약한 개소이다. 분기기의 구조 자체가 곡선과 이음매가 결합된 형태인데, 일반적인 곡선과 달리 캔트 삽입이 불가능해 속도제한이 심하게 걸리고[6], 차륜의 플랜지가 지나가야 하기에 이음매부를 용접할 수도 없어 통과 시 진동에 그대로 노출된다.[7] 또한 열차(차량)가 배향으로 진행할 때 분기기가 반대방향으로 되어있으면 분기기를 할출하거나 탈선할 위험도 있다. 게다가 분기기의 유지보수는 시설과 신호가 중첩되고, 기상상태에 영향도 많이 받기 때문에 3대 취약개소 중 가장 취약하다고 볼 수 있다.10. 대중매체에서의 등장
분기기가 잘못 작동하면 끔찍한 대형참사로 이어질 수 있다. 가끔 대중매체(특히 영화)에선 주인공 일행이 탄 열차 맞은편이나 옆 쪽에서 다른 열차가 오는데 분기기가 작동하지 않아 보는 이들에게 긴장감을 조성하는 게 은근히 클리셰로 자주 쓰인다. 또한 앞에 있는 선로전환기에 총탄 같은 무언가를 날려 위기를 모면하는 장면도 자주 등장하는 클리셰이다. 물론 대중매체에선 주인공의 기지로 극적인 순간 선로전환기가 작동하여 참사를 피하지만 현실이라면 그대로 사망 확정이다.[8] 추격전을 벌이고 있을 때 자기편이 탄 열차가 지난 뒤에 선로전환기를 작동시켜서 뒤쫓아오는 악당을 따돌리는 장면도 은근히 자주 쓰인다. 인디아나 존스 시리즈 2편에서 나오는 갱도 추격전이 대표적인 예.역으로 분기기의 텅 레일이 어느 쪽에도 닿지 않은 어중간한 상태가 되어 탈선사고가 일어나는 장면도 자주 나온다. 대표적으로 파이널 데스티네이션 3에서는 쥐가 선로전환기 전선을 잘못 건드리는 바람에 분기기가 오작동하여 지하철이 탈선하는 장면이 나온다.
영화 노잉에서도 분기기가 오작동하여 어중간한 위치에서 멈추는 바람에 그 위를 지나치던 지하철이 탈선하여 대형사고를 일으키는 장면이 나온다.
트롤리 딜레마는 행위자가 분기기를 조정할 것인지 말 것인지에 대한 사고 실험이다.
11. 관련 사건사고
12. 관련 문서
[1]
엄밀히 말해서 분기기라고 할 수는 없다.
[2]
두 선로의 교차 부분이다.
[3]
위의 사진은
청량리역 구내에 설치된 분기기다.
[4]
예를 들어, 안전측선, 피난선 및 탈선분기기의 경우, 각각 안전측선, 피난선, 탈선되는 방향이 정위이다.
[5]
양산시 구간 제외
[6]
곡선처럼 캔트를 넣어버리면 캔트가 없는 부분으로 진행할 때 차량 하부의 전장품과 캔트로 인해 높아진 선로가 닿을 위험이 있다. 이런 식으로 만들면 노반이 매우 불량해진다.
[7]
이를 해결하기 위한 방법으로 노즈가동분기기를 사용하여 진동을 최소화한다.
[8]
제때 선로전환기가 작동하여 열차가 방향전환에 성공하였더라도 선로전환기가 본래 방향으로 조정되지 않으면 주인공의 열차는 무사하더라도 마주오던 열차가 탈선할 확률이 매우 높다.