철도의 전철화 효과

수력이 풍부한 나라에서는 수력의 개발, 연료의 효율적인 이용을 위하여 철도전화를 실시하고 있다. 석탄을 사용하여 발전(發電)하는 경우에도 대규모의 발전소에서 발전하여 송전선(送電線)으로 변전소에 송전하고 전기로서 공급하는 쪽이 더 효율이 좋다. 또 증기기관차는 양질(良質)의 석탄을 필요로 하지만 화력발전에는 적당한 설비만 하면 저질탄(低質炭)의 사용도 가능하다. 그리고 철도전화용 전력은 전력 공급자(한국전력)측에서 볼 때, 장거리 수송의 주야운전으로 연중무휴의 심야 전력이용자가 된다.

따라서, 발전소의 (負荷率)을 개선할 수 있으므로 전력회사의 수익을 가져오고 나아가 에너지의 효율적인 이용으로 국가 에너지정책을 도와 준다. 교통분야에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 것은 철도수송이고, 동력차별로 연료가 가지고 있는 에너지의 효율을 비교하면 동일 중량을 동일 거리에 수송할 때 전기기관차가 100을 소비한다면, 디젤기관차는 210, 증기기관차는 600, 디젤자동차는 730, 가솔린자동차는 1,340이 든다.

수송력의 증강은 철도전화의 효과 중 매우 큰 비중을 차지하고 있다. 수송력을 결정하는 중요한 요소는 동력차의 견인력 ·속도 ·운용효율(運用效率) 등인데, 전기기관차와 디젤기관차의 능력에는 큰 차이가 있다.

디젤기관차는 주전동기(主電動機)에 관계 없이 디젤기관 자체의 출력(出力)에 의하여 견인력이 제한되나, 전기기관차는 강력한 대전력계통(大電力系統)에서 직접 전력을 공급받으므로 대출력으로 열차를 용이하게 견인할 수 있으며 속도를 향상시킬 수 있다. 또한 동력차의 점착성능(粘着性能)의 차이로서 디젤기관차의 점착계수는 0.25, 전기기관차의 점착계수는 0.32이므로 약 30 %가 증가되는 셈이다.

이와 같은 동력차의 특성 차이로 구배선(勾配線)구간에서의 전기운전은 디젤운전에 비하여 견인력이 커서 열차의 평균속도가 높아지고, 따라서 운행회수를 증가시켜 수송력을 강화할 수 있다.

전철화에 의한 열차속도 향상과 운행회수 증가는 철도연선 지역과 도시간의 교통거리를 단축시켜 주므로 지역사회 발전의 도모는 물론이고, 특히 도시권 철도의 전차운행은 대도시의 인구 분산과 계획적인 도시 발전을 가능하게 해 준다.

전철을 완성하려면 발전 ·송전 ·변전 ·급전(給電) 시설 등 일반철도에 없는 특수한 여러 설비를 갖추어야 하므로 이에 막대한 자본이 투입된다. 또한 급전계통의 사고가 일어나면 그 단위 급전구간 전체에 영향을 주어 운전불능상태가 되며, 일반 운전사고의 경우에도 복구작업을 위하여 중장비를 가동시키려면 전차선으로 인한 장애가 심하여 전차선을 단전하여 급전을 중지해야 한다. 이것뿐 아니라 전차선에 의한 일반인의 감전사고의 우려도 있으며, 고압전류의 통신망 유도장애도 있을 수 있다.