질문/ 일부 특대형 디젤전기기관차를 전기기관차로 개조하는건 어떨까 생각해봤습니다.

[GE C44-9]

앞으로 전철화구간이 더 늘어날 것이지만 한편으로는 너무 많은 수가 재적해있는 특대형을 버리기도 그렇습니다. 그 외에 현재 8200호대가 간선철도에 다량 투입되어 특대형은 화물열차나 중앙선 등지에서 최근 많이 다닌다고 합니다.

그렇지만 또한 현재 나날이 최고치를 경신하고 있는 유가에 특대형 그대로 운행하기도 좀 낭비같다는 생각도 듭니다. 그럼 차라리 봄바르디어 Blue tiger같은 하이브리드 기관차를 별도로 도입하는 동시에 특대형의 처리도 생각해봐야겠죠. 

마침 디젤전기기관차는 디젤발전기를 돌려서 전기를 얻는다는 것 외에는 동력전달방식이 전기기관차와 똑같기 때문에 이를 전기기관차로 개조해보는 것도 한 방편이라 생각됩니다. 이렇게 되면 화물열차도 전기로 견인할 수 있고 8200호대의 모자란 수도 채워줄 수 있을 겁니다.

그러면 대체로 어떻게, 어떤 방식으로 개조해야 옳을까요? 내공이 높으신 분들의 조언을 구하지만 저도 한번 곰곰히 궁리해보려고 합니다.

윗 그림은 미국에서 생산/사용되고 있는 디젤전기기관차들의 전형적인 구조입니다.

(엉성하게나마 제가 그려볼까 생각했지만 써핑 중에 www.railway-technical.com 에서 좋은 그림을 발견하여 가져왔습니다.)

일단 Co-Co방식의 6축 기관차에 6개의 견인전동기가 있네요. 상부구조에서는 연료를 주입받고 배터리를 통해 Electronic Controls(전기제어장치)를 조작, 전원을 키고 엔진을 작동, 그 운동에너지를 Main Alternator(주 발전기), Auxiliary Alternator(보조 발전기)를 통해 전기에너지로 바꾼 뒤 Rectifiers inverter(정류 인버터)로 보내고 정류 인버터는 이 전기에너지를 다시 Traction Motor(견인전동기)로 보내며 견인전동기는 이를 다시 운동에너지로 바꾸어 바퀴를 굴리고 이런 방식으로 기관차를 운전시키겠죠. 대략적으로 특대형 역시 저 구조와 거의 다를 바가 없을 겁니다.

그렇다면, 이를 전기기관차로 개장할 때, 여기에서 필요없는 것은 무엇일까요?

1.연료탱크

2.디젤엔진

3.터보차저

4.라디에이터 팬

5.기어박스

6.드라이브 섀프트

7.라디에이터

정도가 되겠네요.

그럼 이 자리에 달아야 할 기기들은 어떤 것들이 있을까요?

대략

팬터그래프

써킷 브레이커(정류차단기)

변압기

주/보조 정류기

주/보조 인버터

냉각 팬

정도로 생각됩니다. 물론 고수분들은 이 외에도 더 달것이 있으리라고 생각하실수도 있습니다. 이에 대해서는 조언 부탁드립니다.

아무튼 저 정도 구조라면 대략

래디에이터가 있던 공간 → 팬터그래프, 써킷 브레이커

래디에이터 팬 →  보조 정류기, 보조 인버터

디젤엔진, 터보차저 → 주 정류기, 주 인버터

연료탱크 → 변압기

에어 인테이크 → 냉각 팬

이렇게 들어갈 수 있겠네요.

그래서 제가 짧은 실력으로나마 윗 그림을 좀 고쳐봤습니다.

어딘가 좀 많이 허술해보이죠 ^^ 하지만 대략적으로 특대형의 차체를 폐차하지 않고 디젤엔진과 관련부속만 전기기관차 기기들로 교체해준다면 저런 모습이 되겠죠? 참고로 팬터그래프의 위치는 아래 URL의 사진을 참고했습니다.

http://www.northeast.railfan.net/images/bap202.jpg

http://www.northeast.railfan.net/electric4.html

그리고 문제는 견인전동기인데, 기존 제품을 그냥 쓰는 것을 기본으로 상정했지만 여유가 된다면 저런 크기의 기관차에 사용되고 있는 GM1TB2630(EMD), GEB-13(GE)같은 3 Phase AC모터를 사용하는 게 좋을 것 같습니다. 물론 자금이 문제고 기존 자원을 최대한 활용한다면 꼭 필요한 것만 교체해야 하니 그대로 두고 조금씩 자금을 적립한 뒤에 돈이 모이면 다량 구매하는 것도 한 방법이겠죠.

그런데, 여기에서 한가지 궁금한 점이 있습니다. AC4400과 AC6000은 같은 모터를 사용하는데 서로 최대출력이 4400마력, 6000마력으로 다릅니다. 또한 특대형과 7000호대 봉고 역시 전동기는 차이가 없는데 마력이 서로 차이가 납니다.

이는 모터를 손보거나 개량했기 때문입니까? 아니면 엔진/발전기나 인버터의 차이입니까?

[오이도역]

기술적인문제보다는 다른편을 짚어보겠습니다. 대한민국의 특대형디젤전기기관차는 운전실부분이 전기기관차처럼 양부분이 아닌 한부분으로 이어져있습니다. 이런문제라면 전차대로 돌리는게 어려울듯싶은데(Y선식이나 루프선식은 유지비용과 진행방향변경의 번거로움이 있을듯합니다)방향전환문제에 대해서는 어떻게 대처를 해야 할까요?

[GE C44-9]

무궁화호의 경우 남아도는 일부 차량을 운전객차로 개조하여 해결할 수 있습니다. 이는 상, 하행선 운행때 기관차를 뗐다 붙일 필요가 없어진다는 좋은 메리트가 있습니다. 더불어 턴테이블의 경우도 좀 궁리를 해야되는게, 턴테이블 위에도 전차선을 깔고 방향전환시에만 팬터그래프를 내렸다 방향전환이 끝난 후 다시 팬터그래프를 올리는 겁니다. 실제로 유럽에서는 턴테이블 위에도 전차선이 설치된 경우를 종종 볼 수 있습니다.

[단양군]

별로 현실성있는 제안같지는 않습니다만... 개조를 했음에도 전차대를 이용해야 한다는 점은...; 부지확보 문제로 점점 전차대가 없어지는 추세입니다만, 차체구조도 그렇고 사이즈나 기타 여러가지를 보았을때 편운전대 형식의 기관차 프레임을 살린채 개조한다는것은 그닥 현실성있어 보이지도 않고, 또 실용적이라 할지라도 그 편의성이 의심되는 부분입니다. 디젤기관차도 양운전대 형식으로 도입해야 할판에...

[GE C44-9]

저도 그 점이 문제라고 생각되었습니다만, 현재 남아도는 무궁화호 객차 중 일부(특히 폭탄객차)에 운전실을 설치하고 운전객차로 개조하는 공사를 병행실시한다면 이 객차를 편성 맨 끝 편에 연결하여 해결할 수 있습니다. 그리고 비슷한 프레임을 사용해 제조한 전기기관차도 미국에서 실재했었고(E33과 E44) 두 기종 다 20년 넘게 전화구간에서 화물수송에 주력기종으로 운용되었습니다.

[GE C44-9]

물론 현실성보다는 현재 내구연한도 많이 남아있고 대수도 많이 남아있는 특대형을 좀 더 효과적으로 활용해보는 방안을 생각해 보던 중 나온 제안입니다. 기관차외교라고 해서 타 개도국에 줄 수도 있지만 그래도 폐차없이 기존 자원을 최대한 이용해 볼 수는 없나 생각해보던 중 나온 발상입니다

[단양군]

굳이 있는거 개조하려는것 보다, 차라리 중고로 어디 개도국에 넘겨버리고 돈 챙겨서 새거 사는게 낫지 않나 싶습니다.

[과일]

제일 중요한것은 비용문제입니다! 실례로 운전실 내부를 EL처럼 가운데로 바꾸는 비용도 어마어마합니다. 개조에 따른 경제적 비용이 더 들어서 과거에 이미 사장된 부분이니깐요

[GE C44-9]

글쎄요, 필요없는 디젤엔진과 발전기, 터보차저의 매각(정전시 병원이나 공공기관에서 자가발전기로 사용가능) 및 향후 원유값 인상으로 인한 연료비 절감 효과를 따져본다면 그렇지만도 않으리라고 생각됩니다. 운전실도 터보차저 등을 빼면 전기기관차와 별로 다르지 않은 기능입니다. 실제로 그런 식의 운전실을 가진 전기기관차도 존재합니다(NS class 1200, Norfolk&Western E33, PRR E44, NdeM E60C-2 등)

[여수행관광열차]

기술적인 문제가 크지 않으리라는 건 이해합니다만, 특대형의 내구연한이 그 정도로 여유있는가요? (덧, 운전실의 경우 EL처럼 장폐단 방향에 운전실을 신설할 수 있지 않을까 하고 생각합니다. 엔진부를 들어내고 내부 공간을 조정한다면 그만한 여유는 나올 것 같군요.)

[GE C44-9]

7300호대는 1980~90년대, 7400호대는 90년대에 나온 기관차이니 한참 남아있고 7100호대나 7500호대는 재생기관차가 있으니 여유있는 차량은 많습니다

[여수행관광열차]

아무리 그래도 디젤기관차도 필요한 데가 있으므로, 7300/7400호대 정도는 유지하고 나머지는 폐차로 이어지는 게 자연스럽지 않은가 하는 겁니다. (혹은 위에 언급된 대로 수출하거나... 그런데 그 '개도국' 중 상당수가 궤간이 안맞긴 하군요) 통계를 보면 의외로 근래에 도입한 디젤기관차도 소수 있는데, 이는 그만큼 DEL을 쓰는 곳이 적지 않다는 것을 입증하는 예가 아닐런지요.

[여수행관광열차]

예컨대 망우에서 경인선 방향으로 오는 화물은 모두 특대형이 견인하는데, 이 구간이 전화되지 않았기 때문이 아닙니다. 한일시멘트공장을 위시해 말단에서 전기기관차를 들일 수 없기 때문이죠. 그런다고 오류동이나 인천까지 끌고 와서 기관차를 바꾸기도 곤란하니 아예 망우 쯤에서 바꿔 오고 하는 겁니다. 비슷한 일이 이를테면 의왕ICD라든가 부산신항만에서도 일어납니다. 그렇다면 100~200량 남짓의 DL은 설령 거의 모든 철도구간이 전화되더라도 필요하게 되지 않을까요. 지금 보유량은 400량이 좀 넘던 것으로 기억하지만요.

[사랑만땅]

잘은 모르지만... 아이디어는 정말 참신한것 같습니다. 그리고 생각은 좋지만은... 이런식의 개조차는 개인적으로 안나왔으면 좋겠네요^^ 이때까지 타본차중에 개조차치고 좋은차를 못봤음^^

[간이역 야간정차 새마을호]

좋은 아이디어입니다! 하지만.. 디자인같은경우를 보았을때 정말 아닌것 같군요. 또한 내구연한도 그렇게 여유도 없고요,

[zzzzZZZZ]

음......비상시(전시)등을 대비해서 그래도 그대로 남겨두는게 좋지 않을까요?? 비상시에 급전 끊기면 아예 움직일 수가 없으니깐..