알아두면 쓸데있는 폭염 열차 운행 상식

111년 만의 무더위라고 일컬어지는 2018년 폭염. 올 여름은 기상관측사상 최고 기온을 갱신했을 뿐만 아니라, ‘역대급’이라고 일컬어지는 1994년 전국 폭염 일수를 곧 뛰어 넘어 명실상부한 사상 최악의 무더위를 기록할 것이라는 보도가 이어지고 있습니다. 극심한 폭염으로 인해 철도차량 운행에도 크고 작은 문제가 생겨 승객들의 불편이 있는데요. 무더위 속을 달리는 열차는 어떤 점을 주의해야 할까요? 알아두면 쓸데있는 폭염 속 열차 운행 상식, 현대로템 블로그에서 전해 드립니다.

뜨거워진 선로… 열차 안전 운행의 ‘적’

올 여름 SRT 및 KTX 운행에 있어 자주 발생한 열차 지연은 선로 및 차량 온도 상승으로 인한 감속 운행이 그 원인입니다. 폭염이 계속되면 철도 선로에 휘어짐이 발생할 수 있고, 이는 곧 열차 탈선 등 안전사고로 이어질 가능성이 있어 선로 온도 관리는 폭염 속 열차 운행에 있어 무엇보다 중요한 과제입니다.

실제 지난 7월 23일에는 경부고속선 천안아산~오송역 구간의 선로가 섭씨 61.4도를 넘어선 것이 감지되자 고속철도차량이 시속 70km 이하로 안전운행하기도 하는 등 긴급조치가 취해졌는데요. 고속열차 운전취급세칙에 따르면 선로 온도가 섭씨 64도 이상일 경우는 운행을 멈춰야 하며, 섭씨 60도 이상 64도 미만일 경우는 시속 70km 이하 운행을, 섭씨 55도 이상 60도 미만일 경우는 시속 230km 이하로 운행해야 한다고 규정되어 있습니다.

또한 코레일은 폭염에 취약한 선로에 차열성 페인트를 도포하고, 선로 온도를 떨어뜨리기 위해 5개소에 자동살수장치와 살수설비 3천여 개를 구비하기도 했습니다. 실시간 모니터링이 가능한 선로 온도 검지장치로 열차 안전운행을 이끌었으며, 곡선구간, 통풍불량구간 등 열관리에 취약한 선로에는 감시원을 배치하기도 했습니다.

‘열 잡는’ 기술, 안전한 철도차량을 만든다

열 관리는 선로 안전뿐만 아니라 철도차량 안전운행에 있어서도 매우 중요한 부분입니다.

최근 개발된 고속철도차량, 전동차, 기관차 등은 기술의 발전에 힘입어 다양한 서비스장치 및 안전장치를 탑재하고 있습니다. 이런 장치들은 전기를 주요 에너지원으로 사용하는데요. 전기를 사용한다는 것은 각종 장치에서 그만큼 열이 발생한다는 것과 같은 의미입니다.

올 여름 같은 혹독한 폭염이 아니더라도, 보통의 여름철 기상조건 하에서 밀폐된 차량 속에서 작동하는 장치와 기기 주변의 온도는 섭씨 60~70도에 육박하는 경우도 있습니다. 따라서 철도차량에 탑재된 기기와 장치가 뿜어내는 열을 폭염 속에서 어떻게 관리하는지의 여부에 따라 차량의 고장 발생을 줄일 수 있습니다.

이러한 까닭에 철도차량을 제작할 때 제품 설계 단계에서 국제규격(IEC 60068)에 따라 제품 성능을 검증하는 시험을 합니다. IEC 60068 국제규격은 차량 구동 환경의 온도에 따라 장치가 작동 가능해야 하는 온도, 내구성 등을 검증하는 방법을 담고 있습니다.

아울러 국제규격에 명문화되어 있는 사항은 아니지만, 차가운 공기를 장치 주변으로 공급하여 장치를 식히는 방법, 방열판을 적용하여 고온의 열을 상대적으로 낮은 곳으로 전도시키는 방법 등을 사용하기도 합니다.

또한 차량 외 신호ᆞ통신분야와 같은 실외설비에는 방열이 가능한 구조의 외함을 적용하거나 냉납 등의 영향이 없도록 볼트체결방식, 방열판 등을 사용합니다.

그런데 폭염에 대비한 철도차량 제작에 있어 염두해야 할 부분이 있습니다. 더 높은 온도에 대한 제품 내구성을 확보하기 위해서는 시험ᆞ검증 비용, 고용량ᆞ고성능 소자 사용 등 철도차량의 가격을 상승시키는 요인이 있다는 것입니다.

‘가성비’에 대해 고려해야 하는 것은 철도차량 제작에 있어서도 마찬가지입니다. 고열 고온에 대한 최적의 장치 설치, 그리고 이에 따른 안전도 및 내구성 증진이 고스란히 비용부담으로 돌아오지 않도록, 최적의 투자와 최고의 효율을 감안하여 개발을 진행하는 것 또한 제작사의 숙제입니다.

폭염이 일상인 국가로의 수출, 철저한 ‘현지화’가 정답

올 여름처럼 낮 최고 기온이 섭씨 40도를 넘나는 날씨, 우리나라에서는 역대급 폭염이지만 다른 나라에서는 이런 기온이 일상적인 곳도 있습니다. 현대로템 철도차량은 인도, 대만 등 무더운 나라에 수출되어 안전하게 달리고 있는데요.

평균기온이 높은 나라로 수출되는 철도차량의 경우 공고사양에 기술되어 있는 온도조건 외에 연중 최고기온, 평균기온, 고온 지속기간, 일조시간 등 현지 기후 조건에 대한 다양한 정보를 조사하여 차량 설계에 반영합니다. 이렇게 개발된 차량은 앞서 언급한 국제규격(IEC 60068)외 여러 규격에 따라 제품 성능을 검증하고 인증받습니다.

아울러 사전 조사한 현지 기후 조건에 ‘맞춤형’으로 적용될 수 있는 대응 장치를 개발하기도 하는데요. 철도차량의 수많은 기기들이 발생시키는 열을 원활하게 발산시키기 위하여 방열판(냉각핀), 쿨링팬 등을 설치하는 것이 그 예입니다.

▲인도 델리 전동차 RS10의 모습. 인도의 기후 특성을 반영하여 설계, 제작되었다

이러한 사례 중 하나로는 현대로템에서 제작, 납품한 인도 RS10 전동차가 있는데요. 해당 차량이 달리는 인도 델리의 기후 특성을 반영해 각종 기기가 있는 기기함(큐비클)내 쿨링팬을 설치하여 고온에서도 기기의 성능이 잘 발휘될 수 있도록 하였습니다.

또한, 무더운 날씨 속 승객의 쾌적한 열차 이용을 위해 고용량의 에어컨을 설치하기도 하는 등, 철도차량을 이용하는 승객을 위한 편의를 제공하기도 합니다.

철도차량 제작의 역사는 오래 이어져 왔고, 그 역사를 바탕으로 온도에 대한 내구성을 향상시키는 규격이 탄생했습니다. 이 규격은 정기적으로 업데이트 되어 최신의 철도차량 제작ᆞ설계에 반영되고 있습니다. 또한 고온에서 작동하는 장치를 만들 수 있도록 소자 기술도 진화하여, 현대로템을 비롯한 열차 설계ᆞ제작사는 보다 내구성이 뛰어난 제품을 선보일 수 있게 되었습니다. 이에 따라 폭염에 대처하는 철도차량 제작 기술도 향상되고 있는 것이 사실입니다.

이와 함께 현대로템은 앞으로 지속적으로 이어질 지구온난화 현상에 따른 장기적, 일상적 폭염에 대처하는 방법 또한 연구하고 있습니다. 최근의 기후변화를 고려해 철도차량을 설계, 제작함으로써 철도차량의 고장을 줄이고 승객의 불편을 최소화하고자 하는 것입니다. 아울러 현대로템은 지속가능한 지구 환경 보호를 위해, 철도차량 설계ᆞ제작 과정에서 온실가스 배출을 줄일 수 있는 방안은 어떤 것인지 연구를 계속하고자 합니다.