{{위키데이터 속성 추적}}
[[파일:Boinville-le-Gaillard - Route d'Obville - Passage au-dessus de la voie ferrée 5.jpg|섬네일|300px|right|[[가공 전차선]] 방식에 의해서 전철화된 철도. 카터너리식 전차선 지지장치가 있다.]]
[[파일:Europe rail electrification en.svg|섬네일|300px|right|유럽 철도의 전철화 지도
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'''철도의 전철화'''(鐵道의 電鐵化)는 전기를 동력으로 하는 열차([[전기기관차]], [[전동차]])가 다닐수 있도록 하기 위한 시설을 철도에 설치하는 것을 말한다.

== 개요 ==
전철화된 철도 노선에서는 전기를 동력으로 사용하는 [[전기기관차]]나 [[전동차]]가 사용된다. 그러므로 연료를 차량에 적내할 필요가 없다. 전철화 방식은 세계에 몇가지 종류가 존재한다. 철도에 있어 전기동력은 증기기관이나 [[내연기관]]에 비해 에너지 소비율에서 뛰어나며, 속도향상이나 쾌적성 향상이라는 수송 서비스의 개선에도 뛰어나지만 지상에 전기설비가 필요하다.

== 운영방식 ==
차량 밖에서 전기를 받는 것이 일반적이지만 차량에 축전지 등의 전원을 탑재하는 것도 존재한다. 차량 밖에서 전기를 보내는 것을 "궤전"(饋電)이라고 부르며, 차량에서 그 전기를 받는 것을 "집전"(集電)이라고 부른다<ref name="鉄道の科学">宮本昌幸著、『鉄道の科学』、講談社、2006年6月20日初版第1刷発行、{{ISBN|4-06-257520-5}}</ref>. 집전방식은 [[가공 전차선]] 방식과 [[제3궤조]] 방식으로 구분된다. 또 전원의 전류는 직류를 이용하는 것과 교류를 이용하는 것으로 나뉜다.

외부에서 받은 전력은 [[주전동기]]의 종류에 따라 차량 안에서 변환한 다음 사용된다.

==== 직류궤전 ====
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* '''장점'''
** 복수의 철도변전소에서 동시에 병렬해 급전할 수 있어 사고나 공사 등에서도 [[용장성]]이 있다
** 직류 모터를 사용하는 차량의 경우에는 직류 모터를 그대로 사용할 수 있다.
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* '''단점'''
** 차량에서 변압하는데 적합하지 않아 모터의 전압에 맞추는 것이 요구되므로, 고전압·소전류에 저전압·대전류에서는 송전손실이 커진다<ref>직류궤전에서는 3000V 정도가 상한이다.</ref>. 또 송전손실을 줄이기 위해서 철도 변전소를 많이 설치할 필요가 있다.
** 대전력이 공급되지 않아 [[고속철도]]라든가, 중량화물열차를 달리는 노선에는 부적합하다.
** 직류로 변환하는 철도 변전소는 기기가 비싸지게 된다.
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==== 교류궤전 ====
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* '''장점'''
** [[변압기]]를 이용하여 주전동기와 전압을 쉽게 손실없이 제어할 수 있다.
** 고압·소전류에 할 수 있어서 송전손실이 적어 대전력이 공급할 수 있는 변전소도 적다.
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* '''단점'''
** 직접궤전방식이라는 단순한 교류궤전에서는 전선에서 [[전자파]]에 의해 주위의 통신선에 장애를 미치는 "통신유도장애"로 불리는 현상이 일어나기 쉽다. '''BT궤전'''(Block Track Ciruit): 폐색 궤도회로하고 '''AT궤전'''(automatic transformer feeding system) 등의 고안이 행하여진다.<ref name = "鉄道の科学"/>
** 차량에 설치하는 기기의 비용이 고액이 되기 쉽다. 이미 직류 전철화가 보급된 지역에서는 교직접속 등의 유지 비용이 필요해 고액이 된다. 그래서 직류 전철화가 된 지역에서 부분적인 교류 전철화는 모두 직류 전철화 할 때보다 총 비용은 커지는 경향이 있다.
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== 역사 ==
철도는 [[증기기관]]을 동력으로 하는 것으로 출발했다. [[말 (동물)|말]]의 견인력을 사용한 [[마차]]에 의한 수송부터 부분적으로 궤도와 전기동력으로 전환하는 이 흐름 속에서 철도의 전철화가 진행되었다.

* [[1879년]]: [[독일]]의 [[지멘스]]사가 베를린 공업박람회에서 [[전기기관차]]를 선보였다.
* [[1881년]]: 독일의 [[베를린]] 교외에서 세계 최초로 전차의 영업운전이 개시되었다.([[:en:Gross-Lichterfelde Tramway]])
* [[1883년]] 8월: [[:en:Magnus Volk|Magnus Volk]]에 의해 [[:en:Volk's Electric Railway|Volk's Electric Railway]]가 [[영국]]의 휴양지인 [[브라이턴에서]] 개통했다. 같은해 10월에는 오스트리아 빈에서 세계 최초로 가선집전으로 [[:en:Mödling and Hinterbrühl Tram|Mödling and Hinterbrühl 노면전차]]가 운행을 개시했다.
* [[1887년]]: 미국인 [[:en:Frank J. Sprague|프랭크 스프레이그]]가 고안한 전기궤도가 부설되었다.
* [[19세기]] 말: [[스위스]]의 [[등산철도]]에 교류 전철화가 된 철도가 출현했다.
* [[1923년]]: [[헝가리]]의 [[부다페스트]] - 뉴가티 및 알래그 간에 16kV 50Hz의 [[상용전원주파수]]에 의한 단상 교류로 전철화된 철도가 부설되었다.
* [[1936년]]: 독일 남부의 헬렌 타르선에서 시험을 진행, [[제2차 세계대전]] 이후, 프랑스가 이들 기관차와 설비를 접수하고 프랑스 국내의 교류 전철화를 추진한다. 교류 전철화에서는 BT궤전방식에서 AT궤전방식이 주류이다.

== 국가별 사례 ==
국책 및 자원(전력) 사정, 산업의 동향 등으로 각국의 전철화율에는 편향이 보인다. [[스위스]], [[네덜란드]] 같은 나라들이 90%를 넘으며, [[독일]], [[러시아]], [[일본]]이 50%를 넘는 비율인데 [[아시아]]·[[태평양]] 지역은 전체 3할 정도이다. [[2000년대]] 이후에는 [[대한민국]]·[[중화인민공화국]]이 철도 전철화 비율을 빠르게 올리고 있다.

스위스에서는 전화 비용이 싸 철도 노선은 거의 모든 노선이 전철화되고 있다. 미국, [[오스트레일리아]] 등의 대륙 횡단 철도는 전철화되지 않은 구간이 대부분이지만, 러시아를 횡단하는 [[시베리아 철도]]는 전철화되고 있다.

아시아와 유럽 국가들도 도시철도나 지하철에서는 모든 노선이 전철화되고 있는 것이 원칙이다.

== 국가별 철도의 전철화 ==
* [[한국의 철도 전철화]]
* [[일본의 철도 전철화]]
* [[중국의 철도 전철화]]
* [[미국의 철도 전철화]]
* [[영국의 철도 전철화]]
* [[프랑스의 철도 전철화]]
* [[독일의 철도 전철화]]
* [[오스트리아의 철도 전철화]]
* [[스위스의 철도 전철화]]
* [[노르웨이의 철도 전철화]]
* [[스웨덴의 철도 전철화]]
* [[터키의 철도 전철화]]
* [[인도의 철도 전철화]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 같이 보기 ==
* [[전기철도]]
* [[가공 전차선]]
* [[제3궤조]]
* [[집전장치]]
* [[절연 구간]]

{{전거 통제}}

[[분류:철도 시설]]
[[분류:전철]]