2.1 시스템 구성

그림 1 전기 기관차 8200호의 주요 회로도

Fig. 1 Main circuit diagram of electric locomotive No. 8200

[Fig. 1]과 같이 전기기관차의 주변환장치는 크게 컨버터, 인버터, 견인전동기, 그리고 이를 제어하는 제어장치로 구성된다. 변압기를 통해 공급된 고압의 교류 전원은 컨버터에서 직류 전원으로 변환되며, 이후 인버터를 통해 다시 3상 교류로 변환되어 유도전동기를 구동하게 된다. 이러한 전력변환 구조는 차량의 주행 속도와 견인력을 정밀하게 제어하기 위한 것으로, 고효율 운전과 안정적인 동작을 동시에 만족시키기 위해 설계된 것이다. 특히 본 연구 대상 차량은 각 대차별로 독립된 주변환장치를 가지며, 하나의 인버터가 하나의 견인전동기를 제어하는 구조를 갖는다. 이러한 독립 구동 구조는 고장 발생 시 시스템 분리 운용이 가능하다는 장점을 가지며, 동시에 각 시스템의 전기적 특성을 개별적으로 분석할 수 있는 기반을 제공한다. 컨버터는 단상 교류 입력을 받아 직류로 변환하는 과정에서 직류단 전압을 형성하며, 이 전압은 인버터의 입력으로 사용된다. 따라서 직류단 전압의 형성 및 안정성은 전체 추진 시스템의 성능과 직결되는 중요한 요소로 작용한다. 또한 직류단은 단순한 전압 전달 경로가 아니라 에너지 저장 기능을 수행하는 핵심 구간으로서, 전력변환 과정에서 발생하는 전압 및 전류 변동을 완화하는 역할을 한다. 이러한 점에서 직류단의 전압 특성은 시스템의 동적 응답과 안정성 평가에 있어 매우 중요한 분석 대상이 된다.

2.2 동작원리

컨버터는 직류단 전압을 일정하게 유지하는 기능과 함께 입력 전류의 위상을 조정하여 역률을 개선하는 역할을 수행한다. 이는 전력 계통으로부터의 전력 품질을 향상시키는 동시에, 불필요한 무효전력을 줄여 시스템 효율을 높이기 위한 것이다. 인버터는 직류단 전압을 기반으로 스위칭 제어를 수행하여 3상 교류 전압을 생성하고, 이를 통해 유도전동기의 회전 속도와 토크를 제어한다. 이러한 인버터의 동작은 PWM(Pulse Width Modulation) 기법을 기반으로 이루어지며, 정밀한 속도 제어와 안정적인 토크 출력을 가능하게 한다. 직류단은 커패시터를 중심으로 구성된 에너지 저장 영역으로, 특히 부하 변동이나 전원 변동이 발생하는 경우에도 직류단 커패시터는 일시적으로 에너지를 저장하거나 방출함으로써 전압을 일정하게 유지하는 완충 역할을 수행한다. 이와 같은 기능은 전력변환 장치의 안정적인 동작을 보장하는 데 필수적이다. 이때 직류단 전압의 초기 형성 과정은 직류단 커패시터의 충전과정에 의해 좌우되며, 차량에 적용된 예충전 회로와 접촉기 동작순서가 이에 중요한 영향을 미친다. 일반적으로 전원이 인가된 직후에는 예충전 접촉기가 먼저 동작하고, 예충전 저항을 통하여 직류단 커패시터가 선행 충전된다. 이후 직류단 전압이 일정 수준에 도달하면 주접촉기가 투입되어 정상적인 직류단 전압이 형성된다. 이 과정에서 전압 상승시간과 상승기울기는 예충전 저항, 직류단 정전용량, 전원측 임피던스 및 접촉기의 동작시간 등에 의해 복합적으로 영향을 받을 수 있다. 따라서 차량별 직류단 전압형성 특성의 차이를 해석하기 위해서는 접촉기의 구동방식뿐만 아니라 예충전 회로의 특성과 동작순서를 함께 고려할 필요가 있다.

2.3 직류단 전압 상승 특성

직류단 전압은 단순한 전압 인가 과정이 아니라, 대용량 커패시터의 충전 과정으로 이해할 수 있다. 이 과정에서 커패시터는 초기에는 거의 단락 상태와 유사한 특성을 보이며, 외부 전원이 인가되는 순간 매우 큰 전류가 흐를 수 있는 조건이 형성된다. 따라서 직류단 전압 상승 과정은 단순히 전압의 증가만으로 설명될 수 있는 현상이 아니라, 전류의 흐름과 에너지 축적 과정이 시간에 따라 변화하는 복합적인 과도 현상으로 이해되어야 한다. 이와 같은 직류단 충전 과정은 일반적으로 RC 회로의 충전 특성으로 모델링할 수 있으며, 시간에 따른 전압 상승은 지수 함수 형태로 나타난다. 초기 구간에서는 전압 상승 기울기가 크고, 시간이 경과함에 따라 점차 기울기가 감소하면서 정상 상태 전압에 수렴하는 특징을 보인다. 이러한 특성은 실제 전기기관차에서 측정된 직류단 전압 파형에서도 유사하게 나타나며, 이는 시스템이 물리적으로 RC 회로와 유사한 거동을 보인다는 것을 의미한다. 직류단의 초기 충전과정을 단순화된 RC 회로로 고려하면, 전압 상승속도는 예충전 회로의 등가저항과 직류단 커패시터의 정전용량에 의해 결정되는 시정수의 영향을 받는다. 따라서 두 차량에서 나타나는 전압 상승시간과 상승기울기의 차이는 접촉기의 동작시간뿐만 아니라 예충전 저항, 직류단 정전용량 및 전원측 임피던스 등의 영향을 함께 받을 수 있다. 특히 예충전 접촉기와 주접촉기의 투입시점은 직류단 전압 상승 곡선의 변화와 밀접한 관계를 가지므로, 본 연구에서는 접촉기 동작신호와 직류단 전압파형을 동일 시간축에서 비교하여 전압 형성 과정의 특성을 분석하였다.

2.4 직류단 충전전류 특성

직류단 커패시터의 충전과정에서는 시간에 따라 충전전류가 발생하며, 그 크기는 입력전압, 예충전 저항, 전원측 임피던스, 직류단 정전용량 및 커패시터의 초기전압 등에 의해 영향을 받는다. 특히 예충전 저항을 통한 선행 충전은 주접촉기 투입 전에 직류단 커패시터의 전압을 일정 수준까지 상승시킴으로써 주접촉기 투입 시 발생할 수 있는 급격한 충전상태 변화를 완화하는 역할을 한다. 직류단 전압의 상승기울기는 커패시터의 충전상태 변화와 관련된 간접적인 지표로 활용할 수 있다. 따라서 주접촉기 투입 직후 전압 상승기울기가 급격하게 변화하는 경우 해당 시점에서 직류단의 충전상태가 크게 변화하였음을 의미하며, 이에 따라 충전전류 역시 변화하였을 가능성이 있다. 다만 본 연구에서는 직류단 전압과 접촉기 동작신호를 중심으로 계측하였으며, 직류단 충전전류를 직접 측정하지 않았다. 따라서 8200호대와 8500호대에서 발생하는 돌입전류의 절대적인 크기를 정량적으로 비교하거나, 충전전류가 전력반도체 소자 및 직류단 커패시터에 미치는 영향을 직접적으로 평가하는 데에는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 직류단 전압의 상승시간 및 상승기울기를 중심으로 두 차량의 충전과정에 나타나는 상대적인 특성을 비교하였다.

3.1 연구모델

그림 2 8200호대 연구 모델

Fig. 2 Research Model of Unit 8200

[Fig. 2]는 8200호대 전기기관차 주변환장치의 직류단 측정을 모델링한 개념도를 나타낸 것이다. 실제 전력변환 시스템에서 직류단은 대용량 커패시터를 중심으로 구성되며, 전원 측 임피던스와 배선 저항, 그리고 예충전 저항 등이 포함된 형태로 동작하게 된다. 이러한 복합적인 구조는 전기적으로 단순화하여 저항과 커패시터로 이루어진 RC 회로로 표현할 수 있다. 직류단 커패시터는 초기 상태에서 거의 방전된 상태에 있기 때문에 전원이 인가되는 순간 매우 낮은 임피던스를 가지는 것으로 간주할 수 있다. 직류단 커패시터는 초기 충전상태가 낮을수록 전원 인가 직후 상대적으로 큰 충전전류가 형성될 수 있다. 따라서 실제 차량에서는 예충전 저항과 예충전 접촉기를 이용하여 직류단 커패시터를 먼저 충전한 후 주접촉기를 투입하는 방식을 사용한다. 본 연구에서는 이러한 초기 충전과정을 단순화된 RC 회로로 해석하고 실제 측정된 전압파형 및 접촉기 동작신호와 비교하였다. [Fig. 2]의 모델은 이러한 초기 과도현상을 해석하기 위한 기본적인 이론을 제공한다.

그림 3 8500호대 연구 모델

Fig. 3 Research Model of Unit 8500

[Fig. 3]은 직류단 전압과 접촉기 동작 신호를 동시에 계측하기 위한 구성으로 이루어져 있다. 직류단에는 전압 측정 지점이 설정되어 있으며, 접촉기의 투입 및 차단 상태를 확인하기 위한 동작 신호가 함께 계측되도록 구성하였다. 각 측정 신호는 동일한 시간 기준으로 동기화되어 기록되도록 설정되었으며, 이를 통해 특정 시점에서 발생하는 전압 변화와 접촉기 동작 간의 상관관계를 정확하게 분석할 수 있도록 하였다. 또한 본 연구에서는 두 차량 간 비교 분석의 신뢰성을 확보하기 위해 동일한 운용 조건과 유사한 환경에서 데이터를 수집하였으며, 외부 변수의 영향을 최소화하기 위한 조건을 설정하였다. 이러한 측정구성은 두 차량의 예충전 및 주접촉기 동작과 직류단 전압변화 간의 시간적 관계를 비교하기 위한 것이다. 또한 직류단 전압의 형성과정은 접촉기의 동작특성뿐만 아니라 예충전 저항과 직류단 정전용량 등 충전회로 주요 파라미터에 영향을 받을 수 있다. 이에 본 연구에서는 두 차량의 정비 및 설계자료를 바탕으로 직류단 예충전과 관련된 주요 파라미터를 확인하였으며, 그 결과를 나타내었다.

<Table 1>에서 확인할 수 있듯이 두 차량은 직류단 전압수준은 유사하지만, 예충전 저항과 직류단 정전용량 등 충전회로의 주요 파라미터에는 차이가 있다. 8200호대의 경우 예충전 저항은 40 Ω이고 직류단 정전용량은 8.28 mF이며, 8500호대의 경우 충전저항은 4 Ω 저항 3개의 직렬구성으로 총 12 Ω이고 필터 콘덴서는 2,200 μF × 2로 구성되어 있다. 따라서 두 차량에서 관찰되는 직류단 전압의 상승시간 및 상승기울기 차이는 접촉기의 구동방식뿐만 아니라 예충전 저항, 직류단 정전용량 및 접촉기 동작순서 등 충전시스템의 여러 조건이 복합적으로 영향을 미친 결과로 해석할 필요가 있다.

3.2 측정신호

<Table 2>에서 보는 바와 같이, 전력변환 시스템의 과도 특성을 정확하게 분석하기 위해 단순히 전압 값만을 측정하는 것이 아니라, 전압 형성 과정에 영향을 미치는 다양한 상태 변수들을 동시에 고려하였다. 먼저 직류단 전압은 본 연구의 핵심 분석 대상 변수로, 컨버터 출력단에서 형성되는 전압의 시간적 변화를 나타낸다. 이 전압은 커패시터 충전 상태를 직접적으로 반영하며, 접촉기 동작에 따른 전압 상승 특성을 파악하는 데 가장 중요한 지표로 활용된다. 특히 전압 상승곡선의 기울기, 상승시간 및 정상상태 도달시간은 두 차량의 직류단 예충전 및 전압형성 특성을 비교하는 주요 기준으로 활용하였다. 또한 접촉기 동작신호와 직류단 전압을 동일 시간축에서 비교함으로써 예충전 접촉기 및 주접촉기 동작시점과 전압변화 사이의 시간적 상관관계를 분석하였다. 또한 접촉기 동작 신호는 주접촉기 및 예충전 접촉기의 투입 시점을 확인하기 위해 측정되었다. 해당 신호는 직류단 전압 변화와 시간적으로 대응시켜 분석함으로써, 특정 시점에서 발생하는 전압 변화가 어떤 접촉기 동작과 연관되는지를 명확하게 규명할 수 있다. 이를 통해 전압 상승 구간과 접촉기 투입 시점 간의 상관관계를 도출할 수 있으며, 이는 전압 변동 특성 해석에 있어 중요한 근거 자료로 활용된다. 이와 함께 모든 측정 신호는 동일한 시간 축 기준으로 동기화되어 기록되었으며, 데이터 분석 시 시간 정렬(time alignment)을 통해 신호 간 상호 관계를 정밀하게 분석하였다. 이러한 접근은 과도 현상 분석에서 매우 중요한 요소로, 미세한 시간 차이에 의해 발생할 수 있는 해석 오류를 최소화하는 데 기여한다. 따라서 직류단 전압의 상승특성은 이러한 접촉기 동작순서뿐만 아니라 예충전 저항과 직류단 정전용량에 의해 결정되는 충전회로의 특성을 함께 고려하여 해석할 필요가 있다. 본 연구에서 사용한 접촉기 동작신호의 기호는 차량별 회로 구성에 따라 구분하였다. 8200호대의 K4 및 K5는 직류단 커패시터의 초기 충전을 위한 예충전 접촉기를 의미하며, 예충전 저항을 경유하여 직류단을 충전하는 과정에서 동작한다. 8500호대의 AK는 충전저항을 통하여 필터 콘덴서를 선행 충전하기 위한 예충전 접촉기를 의미하고, K는 예충전 완료 후 정상 전력회로를 형성하기 위해 투입되는 주접촉기를 의미한다. 접촉기 동작신호의 ON 상태는 해당 접촉기가 투입된 상태를, OFF 상태는 개방된 상태를 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 각 접촉기 동작신호의 ON/OFF 전환 시점과 직류단 전압파형을 동일 시간축에서 비교하여 예충전 및 주접촉기 투입과 직류단 전압변화 간의 관계를 분석하였다.

3.3 접촉기 동작 시퀀스

팬터그래프가 상승하여 외부 전원이 차량에 공급되고 주회로 차단기가 투입되면 주변환장치의 직류단 예충전 과정이 시작된다. 이때 직류단 커패시터에 급격한 충전전류가 유입되는 것을 제한하기 위하여 예충전 접촉기가 먼저 투입되고, 예충전 저항을 경유하여 직류단 커패시터가 선행 충전된다. 이후 직류단 전압이 일정 수준에 도달하면 주접촉기가 투입되어 정상 전력회로가 형성되고 예충전 회로는 차단된다. 차량별 접촉기 기호는 회로 구성에 따라 다르게 표시된다. 8200호대의 K4 및 K5는 예충전 접촉기를 나타내며, 예충전 저항을 통해 직류단 커패시터를 선행 충전하는 역할을 한다. 8500호대에서는 AK가 예충전 접촉기, K가 주접촉기를 의미한다. 따라서 8500호대의 예충전 과정은 AK 투입 → 충전저항을 통한 필터 콘덴서 충전 → K 투입 → AK 개방의 순서로 이루어진다. [Fig. 4]에 나타낸 접촉기 동작신호는 이러한 동작순서를 시간축상에서 확인하기 위한 신호이며, 신호의 ON 상태는 해당 접촉기의 투입상태, OFF 상태는 개방상태를 의미한다. 본 연구에서는 이 신호와 직류단 전압을 동일 시간축에서 비교함으로써 예충전 접촉기 및 주접촉기의 동작시점과 직류단 전압 상승특성 사이의 시간적 관계를 분석하였다.

그림 4 예충전 및 주접촉기 동작 신호

Fig. 4 Precharge and main contactor operation signals

4.1 8200호대 전압변동 특성

그림 5 DC2400(V) 충전 그래프

Fig. 5 DC2400(V) Charge Graph

[Fig. 5]에서 나타난 바와 같이, 8200호대 전기기관차의 직류단 전압은 약 15초 이상의 시간에 걸쳐 점진적으로 상승하는 특성을 보인다. 이러한 전압 상승 곡선은 초기 구간에서 비교적 완만한 기울기를 가지며, 시간이 경과함에 따라 점차 기울기가 감소하면서 정상 상태 전압에 수렴하는 전형적인 지수 함수 형태를 나타낸다. 이는 직류단이 RC 회로와 유사한 충전 특성을 가진다는 이론적 모델과 잘 일치하는 결과이다. 이러한 전압 상승 특성은 8200호대에 적용된 예충전 회로와 접촉기 동작순서의 영향을 함께 받은 결과로 판단된다. 8200호대에서는 예충전 접촉기와 저항을 통한 선행 충전 이후 주접촉기가 투입되며, 모터구동 접촉기의 기계적 동작시간 역시 주접촉기 투입시점에 영향을 미칠 수 있다. 그 결과 [Fig. 5]에서와 같이 직류단 전압이 비교적 긴 시간에 걸쳐 점진적으로 형성되는 특성이 나타난 것으로 판단된다.

다만 직류단 전압의 상승시간과 상승기울기는 접촉기의 구동 특성뿐만 아니라 예충전 저항, 직류단 정전용량 및 전원측 임피던스 등의 영향을 동시에 받기 때문에, [Fig. 5]의 완만한 전압 상승을 모터구동 접촉기만의 영향으로 단정하기는 어렵다. 따라서 본 연구에서는 이를 8200호대의 예충전 및 직류단 전압형성 시스템에서 나타나는 종합적인 특성으로 해석하였다.

4.2 8500호대 전압변동 특성

[Fig. 6]에서 나타난 바와 같이, 8500호대 전기기관차의 직류단 전압은 매우 짧은 시간 내에 급격히 상승하는 특성을 보인다. 특히 전압 상승구간에서 기울기가 급격하게 증가하는 구간이 존재하며, 해당 변화시점은 주접촉기 투입시점과 시간적으로 일치하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 주접촉기의 투입이 직류단 전압형성 과정에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나임을 보여준다. 8500호대에 적용된 전자접촉기의 비교적 빠른 동작특성은 주접촉기 투입 이후 전압변화가 짧은 시간에 나타나는 데 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 그러나 직류단 전압의 상승률은 접촉기 동작특성뿐만 아니라 예충전 저항, 직류단 정전용량, 전원측 임피던스 및 주접촉기 투입 직전의 커패시터 충전전압 등에도 영향을 받는다.

그림 6 8500호대 AK(예충전 접촉기) 및 K(주접촉기) 동작에 따른 직류단 전압변화

Fig. 6 DC-link Voltage Variation according to AK(Pre-charge Contactor) and K (Main Contactor) Operation in the 8500 Series

따라서 [Fig. 6]에서 관찰된 급격한 전압 상승을 전자접촉기의 구동방식만으로 설명하기보다는 8500호대의 예충전 회로와 주접촉기 투입특성이 복합적으로 작용한 결과로 해석하는 것이 타당하다. 또한 본 연구에서는 직류단 충전전류를 직접 측정하지 않았으므로, 해당 전압변화 과정에서 발생한 돌입전류의 절대적인 크기를 정량적으로 판단할 수 없다. 다만 주접촉기 투입 시점과 직류단 전압 상승기울기의 급격한 변화시점이 일치한다는 측정결과는 접촉기 동작과 직류단 충전상태 변화 사이에 밀접한 시간적 관련성이 있음을 보여주는 근거로 판단된다.

4.3 전압변동 특성 비교

그림 7 (왼쪽)K4-K5 파동, (오른쪽)AK 웨이브

Fig. 7 (Left)K4·K5 wave, (Right)AK wave

두 차량의 직류단 전압형성 특성을 종합적으로 비교한 결과, [Fig. 7]과 같이 8200호대에서는 비교적 완만한 전압 상승이 나타난 반면, 8500호대에서는 주접촉기 투입시점 부근에서 상대적으로 급격한 전압 상승이 관찰되었다. 이러한 결과를 통해 실제 운행조건에서 두 차량의 예충전 및 직류단 전압형성 과정에 서로 다른 과도특성이 존재함을 확인하였다. 앞서 Table 1에 제시한 바와 같이 두 차량은 예충전 저항 및 직류단 정전용량 등 예충전 회로의 주요 파라미터에서도 차이가 존재한다. 이러한 차이는 두 차량에 적용된 접촉기의 구동방식 및 동작시간과 관련되어 있을 가능성이 있으며, 동시에 예충전 저항, 직류단 정전용량, 예충전 지속시간 및 주접촉기 투입 직전의 직류단 전압 등 충전회로의 세부 특성도 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 관찰된 전압형성 특성의 차이는 특정 접촉기 형식 하나에 의한 결과라기보다는 각 차량에 적용된 예충전 및 주접촉기 시스템의 종합적인 동작특성으로 해석하는 것이 타당하다. 특히 8500호대에서 주접촉기 투입시점과 직류단 전압 상승기울기의 급격한 변화시점이 일치한 결과는 접촉기 동작과 전압형성 과정 사이의 시간적 상관관계를 보여준다. 반면 본 연구에서는 충전전류를 직접 측정하지 않았으므로 전압 상승률의 차이를 이용하여 두 차량의 돌입전류 크기를 정량적으로 비교할 수는 없다. 따라서 본 연구에서는 전압파형 및 접촉기 동작신호를 이용하여 두 차량의 직류단 충전과정에서 나타나는 상대적인 특성을 비교하는 범위로 결과를 한정하였다.

5.1 유지보수 특성 비교

<Table 3>에서 나타난 바와 같이, 모터구동 접촉기를 적용한 8200호대의 경우 접촉기 구성 요소가 기계적으로 분리 가능한 구조를 가지고 있어, 고장 발생 시 개별 부품 단위의 정비가 가능하다는 특징을 가진다. 이러한 구조는 특정 부품의 마모 또는 열화가 발생하였을 경우 해당 부품만을 교체함으로써 유지보수를 수행할 수 있기 때문에 이러한 구조는 특정 부품의 마모 또는 열화가 발생하였을 경우 해당 부품 단위의 정비가 가능하므로, 정비범위 및 부품 교체범위를 줄일 수 있는 가능성이 있다. 또한 모터구동 방식은 접촉기의 동작 상태를 기계적으로 확인할 수 있는 장점을 가지며, 이는 점검 및 예방 정비 수행 시 상태 판단을 보다 직관적으로 할 수 있도록 한다. 이러한 특성은 유지보수 과정에서의 작업 신뢰성을 높이고, 불필요한 부품 교체를 줄이는 데 기여할 수 있다. 반면 전자접촉기를 적용한 8500호대의 경우, 접촉기가 전자회로 기반의 모듈 형태로 구성되어 있어 개별 부품 단위의 정비가 어려운 구조를 가진다. 일반적으로 고장 발생 시 모듈 전체를 교체하는 방식으로 유지보수가 이루어지며, 이는 정비 시간 단축 측면에서는 장점이 있을 수 있으나, 부품 교체 비용 측면에서는 상대적으로 불리하게 작용할 수 있다. 또한 전자접촉기의 경우 내부 동작 상태를 외부에서 직접 확인하기 어려운 특성이 있어, 상태 진단을 위해서는 별도의 진단 장비나 시스템이 요구될 수 있다. 이러한 점은 유지보수 작업의 복잡성을 증가시키는 요인으로 작용할 수 있으며, 장기적인 운영 관점에서 유지관리 부담을 증가시킬 수 있다. 따라서 유지보수 구조 측면에서 8200호대의 접촉기 시스템은 개별 구성품 단위의 정비가 가능하다는 특징이 있으며, 8500호대의 접촉기 시스템은 모듈 단위의 교체가 이루어진다는 특징을 가진다. 이러한 차이는 실제 정비방법, 소요시간 및 부품 교체범위에 영향을 미칠 수 있다. 다만 두 방식의 경제성을 직접 비교하기 위해서는 실제 부품가격, 고장빈도 및 정비 소요시간 등에 대한 추가적인 자료가 필요하다.

5.2 생애주기 및 운영 측면의 고찰

전기기관차 주변환장치의 생애주기 비용은 접촉기의 초기 도입비용뿐만 아니라 부품 교체주기, 정비방식, 고장빈도, 작업시간 및 주요 전력변환 부품의 교체비용 등 다양한 요소에 의해 결정된다. 따라서 본 연구에서 측정한 직류단 전압형성 특성만으로 특정 접촉기 방식의 경제적 우위를 직접적으로 판단하기는 어렵다. 8200호대의 접촉기 시스템은 일부 구성품의 개별 정비 및 교체가 가능하다는 점에서 정비 유연성을 가질 수 있으며, 8500호대의 모듈형 접촉기 시스템은 모듈 단위 교체를 통한 정비 편의성을 가질 수 있다. 그러나 두 방식의 실제 경제성을 비교하기 위해서는 부품가격, 고장 발생빈도, 정비 소요시간 및 차량 생애주기 동안의 실제 교체이력 등에 대한 정량적인 자료가 추가적으로 필요하다. 또한 본 연구에서 관찰된 직류단 전압 상승특성의 차이가 장기간의 반복 운용과정에서 커패시터 및 전력반도체 소자의 전기적·열적 스트레스에 영향을 미칠 가능성은 있으나, 본 연구에서는 충전전류 측정, 열화시험 및 수명평가를 수행하지 않았기 때문에 이에 따른 부품 열화 및 수명 영향을 정량적으로 판단할 수 없다. 따라서 본 연구에서 유지보수 및 생애주기와 관련된 내용은 차량별 시스템 구성에 따른 운영적 특성을 고찰하는 수준으로 한정하며, 향후 실제 정비이력, 부품 교체비용 및 고장빈도 등을 활용한 정량적인 LCC 분석이 필요하다.