본 연구는 장대레일 구간의 궤도회로 신호 분할을 위해 사용되는 접착절연레일(IRJ)에서 발생하는 원인 불명의 단락 장애를 해결하기 위해, 레일 자화 현상과 차륜 충격 하중의 상관관계를 실증적으로 규명하였다. 이를 위해 경부선, 중앙선 및 수도권 전철 구간의 18개 절연레일 개소를 대상으로 자속밀도, 이음매 유간, 선로 방위각 및 지지 방식에 대한 정밀 현장 계측을 수행하였다. 분석 결과, 궤도회로 단락은 레일 이음매의 기하학적 불연속부에서 발생하는 충격 하중이 자기기계적 효과(Villari Effect)를 유발하여 레일 단부를 자화시키고, 이로 인해 흡착된 금속 미립자가 통전 경로를 형성함으로써 발생함을 확인하였다. 특히, 이음매 유간이 12mm를 초과할 경우 자속밀도가 급격히 상승하며, 단락 장애를 유발하는 자성 임계치는 약 9.0G인 것으로 확인되었다. 또한, 열차 통과 전·후의 동적 계측을 통해 수직형(90°) 모델 대비 경사형(45°) 모델이 충격력 분산을 통해 자화 억제에 효과적임을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 자성 기반의 선제적 궤도 유지보수 기준 마련과 고신뢰성 절연레일 설계의 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.
Yun et al. (Fri,) studied this question.