青島地鐵三號(hào)線車輛采用第三軌供電方式，而車輛段采用架空滑觸線供電的方式，有效地保障了在軌道旁進(jìn)行檢修工作的人員安全，因此，滑觸線的工作性能與可靠性迅速得到人們的廣泛關(guān)注。青島地鐵三號(hào)線車輛配備不同工況下的高壓互鎖控制系統(tǒng)，具有較高的安全可靠性，極大地提高了列車進(jìn)、出庫的效率［1］。因此，針對(duì)車輛在由車場(chǎng)轉(zhuǎn)入月修庫作業(yè)時(shí)，存在的受流器與滑觸線切換配合問題，詳細(xì)介紹青島地鐵三號(hào)線車輛滑觸線工作原理、操作步驟和相應(yīng)的車輛聯(lián)鎖，具有一定的指導(dǎo)意義。
1 青島地鐵三號(hào)線列車總體技術(shù)
1． 1 車輛概況
青島地鐵三號(hào)線列車為成熟的動(dòng)力分散、交流傳動(dòng)的方式，采用高度集成的模塊化設(shè)計(jì)，主要由受流器、絕緣接地開關(guān) IES、高速斷路器、VVVF 牽引逆變器及牽引電機(jī)等組成，具有安全可靠、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)［2］。列車采用 4 動(dòng) 2 拖的 6 輛編組形式。
( 1) 受電方式
正線、車輛段停車列檢 庫: 接觸軌下部接觸受流。
車輛段月修庫和靜調(diào)庫: 滑觸線及車間電源供電。
( 2) 供電電壓
額定電壓: DC1 500 V;電壓變化范圍: DC1 000 ～ 1 800 V;再生制動(dòng)時(shí)不高于: DC1 980 V。
1． 2 列車牽引母線電路
列車分為 2 個(gè)單元，每個(gè)單元的牽引母線重聯(lián)，輔助母線貫穿全列車。受流器可對(duì)本單元內(nèi) 2 輛車的牽引設(shè)備和整列車輔助設(shè)備提供電源。拖車和動(dòng)車的維修接地通過絕緣接地開關(guān)箱 IES( 以下簡(jiǎn)稱“IES 箱”) 開關(guān)接地，維護(hù)人員只需操作 M1 和 M4車的 IES 開關(guān)到接地位，即可進(jìn)行安全的維修工作，列車高壓牽引母線如圖 1 所示。
列車進(jìn)入月修庫時(shí)采用滑觸線供電，Tc 車兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)外接電源插座( 每列車共 4 個(gè)) ，其內(nèi)部配有 2 根動(dòng)力線芯、2 根控制線芯。連接器采用兩段式插拔，動(dòng)力芯先入后出，控制芯后入先出。只有控制芯插入后，動(dòng)力芯才能地面通電，確保電源安全投入或切斷。動(dòng)力芯在控制芯拔出后才能被拔出。電源插頭帶有鎖扣，可有效防止插頭脫落及誤拔，還有控制反饋和手指防護(hù)功能。
1． 3 列車接地電路
列車采用軸端接地方式，保證列車高壓回流電路良好。
2 車輛進(jìn)出月檢庫轉(zhuǎn)換操作
2． 1 IES 箱
IES 箱安裝于 M1 和 M4 車下。每臺(tái)設(shè)置三位置手柄開關(guān)，用于切換列車高壓母線接入模式( 見圖2) 。每個(gè) IES 箱中主要包含: 1 個(gè)隔離接地開關(guān); 1個(gè)輔助高壓母線的線路接觸器; 1 個(gè)輔助高壓母線熔斷器; 1 個(gè)輔助高壓母線限流二極管; 1 個(gè)保護(hù)輔助逆變器的熔斷器; 手柄開關(guān)三位置; 5 極開關(guān)邏輯功能。其中，手柄開關(guān)三位置包括: “受流器”位、“車間”位、“接地”位( 用于安全維護(hù)) ; 5 極開關(guān)邏輯功能包括: 極 1 用于向輔助高壓母線和所在單元的第 1 臺(tái)牽引逆變器供電; 極 2 用于向所在單元的輔助逆變器供電; 極 3 用于對(duì)所在單元的第 2 臺(tái)牽引逆變器電容放電; 極 4 用于對(duì)所在單元的第 1 臺(tái)牽引逆變器電容放電; 極 5 用于對(duì)所在單元的輔助逆變器電容放電。
2． 2 滑觸線控制原理
( 1) 當(dāng)操作“受流器”位時(shí)，牽引輔助系統(tǒng)通過受流器進(jìn)行正常供電。
( 2) 當(dāng)操作“接地”位時(shí)，高壓電路接地，用于車輛無電檢修。
( 3) 當(dāng)操作“車間”位時(shí)，可插入滑觸線插頭。滑觸線電源控制原理圖如圖 3 所示。
2． 3 進(jìn)出庫場(chǎng)景與操作
( 1) 進(jìn)庫
①利用第三軌供電將列車駛至滑觸線庫外適當(dāng)距離停車，建議將至少一單元列車完全駛出第三軌區(qū)域。
②司機(jī)室斷開“高壓斷開”開關(guān)，全列輔助母線斷開，各車高速斷路器( HCSB) 和 M1、M4 車輔助母線接觸器( K － AUX) 斷開，工作人員方可車下作業(yè)，將 IES 箱的模式手柄位置打至“車間電源”位，將滑觸線插頭插入該 Tc 車的 1 個(gè)插座。
③地面人員撤離，地面電源合閘供電，全列輔助電源裝置( SIV) 可以啟動(dòng)。列車低速( 建議小于 5km /h) 進(jìn)庫，工作人員手牽滑觸線小車?yán)K索，跟隨車輛進(jìn)庫。
( 2) 出庫
①在庫內(nèi)將激活端 IES 置于“受流器”位，非激活端 IES 置于“車間”位。
②滑觸線插頭插入，確認(rèn)其余任何車間電源插座蓋未被打開。司機(jī)確認(rèn)投入“高壓斷開”開關(guān)，地面電源合閘供電，列車低速( 建議不大于 5 km /h)出庫。
③至少 2 節(jié)車停至第三軌上。司機(jī)室斷開“高壓斷開”開關(guān)，全列輔助母線斷開后，工作人員方可車下作業(yè)，兩端 IES 均置于“受流器”位 后，全 員撤離。
④司機(jī)投入“高壓斷開”開關(guān)，全列 SIV 啟動(dòng)后，列車駛離月修庫( 見圖 4) 。
3 車輛受流器與滑觸線互鎖功能聯(lián)鎖功能由硬件實(shí)施，不受軟件的干預(yù)。2 個(gè)
IES 在不同位置時(shí)，牽引設(shè)備和輔助設(shè)備的工作情況如表 1 所示。
互鎖控制功能通過操作兩端的 IES 手柄位置，列車實(shí)現(xiàn) SIV、VVVF 以及輔助母線接觸器的狀態(tài)滿足: ( 1) 任何 IES 位于接地位置時(shí)斷開 SIV 輸入接觸器; ( 2) IES1 位于接地位置時(shí)斷開 HSCB1; ( 3) IES1位于接地或車間位置時(shí)斷開 HSCB2; ( 4) IES2 位于接地或車間位置時(shí)斷開 HSCB3; ( 5) IES2 位于接地位置時(shí)斷開 HSCB4; ( 6) 只有 2 個(gè) IES 都位于受流器位置或車間位置時(shí)才閉合 2 個(gè) K － AUXBUS; ( 7)IES1 未鎖定時(shí)斷開 2 個(gè) SIV 接觸器、HSCB1、HSCB2
和 2 個(gè) K － AUXBUS; ( 8) IES2 未鎖定時(shí)斷開 2 個(gè)SIV 接觸器、HSCB3、HSCB4 和 2 個(gè) K － AUXBUS。聯(lián)鎖的目的在于避免:
( 1) 當(dāng) IES 位置改變時(shí)阻斷任何電流;
( 2) 當(dāng)輔助箱和牽引箱通過 IES 接地時(shí)箱體上產(chǎn)生高壓;
( 3) 當(dāng) IES 處 于 “受 流 器”外 的 不 同 位 置 時(shí)HSCB2 和 HSCB3 閉合;
( 4) 如果任何 IES 位于接地位置或未鎖定或 2個(gè) IES 未處于相同位置( 集電器或車間) 時(shí)，2 個(gè) K－ AUXBUS 閉合。
4 結(jié)論
配置了絕緣接地開關(guān)箱( IES) 的青島地鐵三號(hào)線列車，具備在正線、車輛段停車列檢庫、車輛段月修庫和靜調(diào)庫等不同場(chǎng)景的高壓互鎖控制，既實(shí)現(xiàn)了各工況下的列車供電及動(dòng)力需要，又保障了使用者的人身安全，為國(guó)內(nèi)地鐵車輛的設(shè)計(jì)和用戶使用提供了參考。
