이 글은 철도 차량용 전자 기기(rolling stock)의 전원·자성 부품·구매 엔지니어를 위해 쓰였습니다. 차량 탑재 장치 내부에는 보통 배터리 버스에서 전력을 받아 저전압 제어·통신 부하에 공급하는 보조 전원(auxiliary power)용 소형 변압기가 하나 있습니다. 이 변압기는 EN 50155가 정하는 가혹한 환경에서 고전압 장벽을 넘어 절연을 수행해야 합니다. 이 글은 최종 응용에서 출발하여, 이 소형 변압기의 강화 절연(reinforced insulation)이 IEC 62368-1 Annex J 경로를 따른다는 점, 인증 경로가 실제로 존재한다는 점을 설명하고, '전선 승인원'과 '장비 적격성'의 역할 분담을 정리합니다. DAH JIN TECHNOLOGY 제품 수치는 모두 '승인원에 따름'입니다.
이 글은 철도 차량용 전자 기기(rolling stock)의 전원·자성 부품·구매 엔지니어를 위해 쓰였습니다. 차량 탑재 장치 내부에는 보통 배터리 버스에서 전력을 받아 저전압 제어·통신 부하에 공급하는 보조 전원(auxiliary power)용 소형 변압기가 하나 있습니다. 이 변압기는 EN 50155가 정하는 가혹한 환경에서 고전압 장벽을 넘어 절연을 수행해야 합니다. 이 글은 최종 응용에서 출발하여, 이 소형 변압기의 강화 절연(reinforced insulation)이 IEC 62368-1 Annex J 경로를 따른다는 점, 인증 경로가 실제로 존재한다는 점을 설명하고, '전선 승인원'과 '장비 적격성'의 역할 분담을 정리합니다. DAH JIN TECHNOLOGY 제품 수치는 모두 '승인원에 따름'입니다.
1. EN 50155: 차량 탑재 전자 기기의 환경 문턱
EN 50155는 철도 차량용 전자 기기의 핵심 표준(IEC 60571과 동등)으로, 온도, 습도, 충격, 진동, 공급 전압, 전자파 적합성(EMC) 등 장비 전체의 조건을 규정합니다. 단일 부품 표준이 아니라 '장비가 차량 위에서 살아남고 정상 동작할 수 있는가'를 묻는 장비 수준의 적격성입니다. 핵심 요점은 다음과 같습니다.
- 온도: EN 50155는 여러 동작 온도 등급을 정의하며, 등급과 판에 따라 대략 −40°C에서 +70/+85°C 범위를 포괄합니다. 장비 외함 내부, 전력단 근처의 실제 온도는 이보다 높은 경우가 많습니다.
- 충격 및 진동: 기계 시험은 EN 61373을 인용하여 수행합니다.
- EMC: 차량 탑재 장비의 방출과 내성은 EN 50121(-3-2)을 인용하여 규정합니다.
- 전원 중단: 예를 들어 S2 등급은 정전 시 최소 10 ms의 브리징(유지)을 요구합니다.
역할 분담에 유의해야 합니다. 완전한 전력 변환 장치(견인/전력 변환기)는 EN 61287-1, 소프트웨어는 EN 50657, 기능 안전은 EN 50129가 별도로 규정합니다. 이 글에서 다루는 '보조 전원용 소형 변압기'는 차량 탑재 장비 내부의 저전압 절연 단이며, 주 견인 전력 변환기가 아닙니다. 표준 조항 번호의 세부는 언급 수준에 그치고 조항별로 전개하지 않습니다.
2. 차량 내 보조 전원의 위치: 배터리 버스에서 저전압 부하까지
차량 탑재 보조 전원의 임무는 배터리/버스 전압을 절연하고, 제어·통신·센싱 등 저전압 부하가 쓸 수 있는 범위로 낮추며, 고전압 측과 저전압 측 사이에 갈바닉 절연(전기적 절연)을 제공하는 것입니다. 설계 현실은 세 가지입니다.
- 배터리 전압: 철도에서 흔한 차량 탑재 배터리 공칭 전압은 24 V, 48 V, 72 V, 96 V, 110 V의 다섯 가지이며, 그중 72 V와 110 V가 가장 흔합니다(전압이 높을수록 같은 전력에서 전류가 작아져 배선 중량과 공간을 절약합니다). 일부 시스템은 부동(비접지, IT) 접지 방식을 채택하여 두 전류 레일 모두 직접 접지하지 않으므로 −72 V/−110 V라는 극성 표기도 자주 쓰입니다.
- 절연 전압은 전압에 따라 높아집니다(EN 50155를 기준으로 한 업계 관행, 아래 표 참조).
- 넓은 입력 범위와 서지 내량: 장비는 전압 강하(예: 0.6×VN 100 ms 지속)와 서지(예: 1.4×VN 1 s 지속)를 견뎌야 하며, 더 엄격한 경우 RIA 12의 1.5×(1 s) 및 3.5×(20 ms) 서지 조건도 충족해야 합니다.
- < 72 VDC — 권장 절연(업계 관행)：500 VAC
- 72–125 VDC — 권장 절연(업계 관행)：1000 VAC/1500 VDC
- 110 V(부동 충전 시 125 V 이상 도달 가능) — 권장 절연(업계 관행)：1500 VAC 권장이 일반적
- DAH JIN 전선 내전압/시험값 — 권장 절연(업계 관행)：승인원에 따름
이것이 보조 전원용 소형 변압기의 현실입니다. 부피가 크지 않은 변압기가 넓은 입력, 엄격한 서지, 고전압 장벽을 넘는 조건에서 충분한 절연을 만들어 내야 합니다.
3. 절연 장벽을 넘는 방법: IEC 62368-1 Annex J의 Reinforced 경로
소형 변압기에서 강화(reinforced) 절연을 구현하는 전통적인 방법은 마진 테이프(margin tape)와 층간 테이프로 보빈 양단에 연면 거리(creepage)와 이격 거리(clearance)를 확보하여 1차 권선과 2차 권선을 분리하는 것입니다. 그러나 보조 전원 변압기는 부피가 제한되고 권선 창 공간이 빠듯합니다. 테이프 마진이 넓어질수록 전선을 감아 넣기 어려워집니다.
주류 해법은 적격한 3중 절연전선(TIW)으로 바꾸는 것입니다. IEC 62368-1 Annex J에 따르면, Annex J로 단독 평가를 통과한 절연 권선은 그 3층 구조를 권선의 강화 절연으로 쓸 수 있습니다(reinforced = 기본 + 부가, 대략 3층에 해당). 절연을 전선 자체가 제공하므로 1차와 2차 권선을 교차(샌드위치) 권선할 수 있고, 테이프로 확보해야 했던 연면/이격 거리와 절연 배리어를 생략할 수 있습니다. 바로 이것이 보조 전원용 소형 변압기가 '전선 하나로 강화 절연을 완성하고 부피를 줄이는' 강점이며, 인증 경로는 명확히 존재합니다.
- 강화 절연의 출처 — 전통적 테이프 마진 방식：보빈 양단 마진 테이프 + 층간 테이프로 연면/이격 거리 확보；적격 3중 절연전선(Annex J Reinforced)：권선 자체의 3층 절연이 Reinforced 제공
- 권선 창 공간 — 전통적 테이프 마진 방식：마진 점유가 커서 소형 보빈은 빠듯함；적격 3중 절연전선(Annex J Reinforced)：테이프 마진이 없어 권선 창 공간 확보
- 1차/2차 배치 — 전통적 테이프 마진 방식：구역을 나누어 분리해야 함；적격 3중 절연전선(Annex J Reinforced)：교차 권선 가능, 절연 배리어 불필요
- 평가 표준 — 전통적 테이프 마진 방식：테이프와 구조의 조합으로 평가；적격 3중 절연전선(Annex J Reinforced)：IEC 62368-1 Annex J(TLW-F는 UL 2353도 보유)
- DAH JIN 전선 선경/내전압값 — 전통적 테이프 마진 방식：—；적격 3중 절연전선(Annex J Reinforced)：승인원에 따름
DAH JIN TLW 시리즈 3중 절연전선은 VDE 40008834(Annex J/IEC 62368-1)에 따라 Reinforced로 평가되었습니다(TLW-F는 UL 2353 Reinforced도 보유). Annex J와 61558 Annex K의 대응은 IEC 62368-1 Annex J와 61558 Annex K를, 형식 시험의 Annex J/K/L 대조는 형식 시험 Annex J/K/L 대조를 참고하십시오.
4. 열 환경과 인증 분담: 전선 승인원은 장비 적격성이 아니다
보조 전원용 소형 변압기는 전력단에 바짝 붙어 있고 방열 조건이 나쁜 경우가 많아, 내부 온도가 차량 외부 환경보다 뚜렷이 높을 수 있습니다. 이때 전선의 열 등급(thermal class)이 의미를 가집니다.
- DAH JIN TLW 전선의 내열 온도는 모델에 따릅니다. TLW-F는 F종(Class F), 155°C; TLW-B/TLW-BB/TLW-B7S는 130(B)입니다. 선정 시 열 환경에 대응하는 모델의 열 등급을 적용하며, 구체적 수치는 승인원에 따릅니다.
- 다만 두 가지 '적격성'을 구분해야 합니다. 전선 승인원이 정하는 것은 재료(모델과 선경 범위, 강화 절연 평가, 열 등급)이고, EN 50155/EN 61373(진동)/EN 50121(EMC)은 완성 자성 부품과 장비 전체가 철도 차량 환경에서 갖춰야 할 적격성입니다. 전선의 열 등급은 진동·EMC·온도 복합 조건에서의 완성품 장비 인증과 같지 않으며 이를 대체하지도 않습니다. 전선 열 등급과 시스템/완성품 열 등급은 서로 다른 등록에 속합니다. 자세한 내용은 전선 열 등급과 절연 계통 열 등급을 참고하십시오.
한 문장으로 요약하면, 3중 절연전선은 작은 권선 창 안에서 고전압 장벽을 넘는 강화 절연을 달성하고 모델의 열 등급으로 차량 내 열 환경에 대응하도록 돕지만, '이 변압기, 이 장비가 EN 50155를 통과하는가'의 책임은 여전히 완성 자성 부품과 장비 전체의 설계·검증 측에 있습니다. 선정의 첫걸음으로 TIW 선정 가이드와 TIW 인증 체인을 참고하십시오.
DAH JIN TECHNOLOGY는 전선 제조사(무역 회사가 아님)로, 대만 타이난 구이런의 자사 공장에서 생산하며, UL 등록에 기재된 제조 거점이 바로 이 공장입니다. 대만산입니다.
자주 묻는 질문
보조 전원용 소형 변압기의 강화 절연은 어떤 인증 경로를 따릅니까?
적격 3중 절연전선의 강화(reinforced) 절연은 IEC 62368-1 Annex J에 따라 평가됩니다. Annex J를 단독으로 통과한 절연 권선은 그 3층 구조를 권선의 강화 절연으로 쓸 수 있어 테이프로 확보하던 연면 거리 마진을 생략할 수 있습니다. DAH JIN TLW 시리즈는 VDE 40008834(Annex J/IEC 62368-1)에 따라 Reinforced로 평가되었고, TLW-F는 UL 2353도 보유합니다. 구체적 수치는 승인원에 따릅니다.
철도 차량 배터리에는 어떤 전압이 흔하며, 절연은 어느 정도 필요합니까?
흔한 공칭 전압은 24 V, 48 V, 72 V, 96 V, 110 V이며 72 V와 110 V가 가장 흔합니다. 일부 시스템은 부동 접지 방식이어서 −72 V/−110 V로도 표기합니다. 절연 요구는 전압에 따라 높아집니다(EN 50155를 기준으로 한 업계 관행: 72–125 VDC는 약 1000 VAC/1500 VDC, 110 V 부동 충전 환경에서는 1500 VAC 권장이 일반적). DAH JIN 전선의 내전압값은 승인원에 따릅니다.
전선이 Annex J Reinforced를 통과했다면 장비도 EN 50155를 통과한 것입니까?
아닙니다. 전선 승인원이 정하는 것은 재료(모델, 선경 범위, 강화 절연 평가, 열 등급)이고, EN 50155/EN 61373(진동)/EN 50121(EMC)은 완성 자성 부품과 장비 전체가 철도 차량 환경에서 갖춰야 할 적격성입니다. 둘은 서로 다른 수준에 속하며, 전선 승인원은 장비 인증을 대체하지 않습니다.
차량 내부 온도가 높은데, 어떤 열 등급을 선택해야 합니까?
내열 온도는 모델에 따릅니다. TLW-F는 F종(Class F), 155°C; TLW-B/TLW-BB/TLW-B7S는 130(B)입니다. 보조 전원은 전력단에 바짝 붙어 있어 내부가 뜨거운 경우가 많으므로, 선정 시 열 환경에 대응하는 모델의 열 등급을 적용하고 구체적 수치는 승인원에 따릅니다. 확인이 필요하면 영업 담당에게 문의하십시오. 승인원이 정하는 내용이 기준입니다.