车辆滑触线的功能应用分析

  青岛地铁三号线车辆采用第三轨供电方式，而车辆段采用架空滑触线供电的方式，有效地保障了在轨道旁进行检修工作的人员安全，因此，滑触线的工作性能与可靠性迅速得到人们的广泛关注。青岛地铁三号线车辆配备不同工况下的高压互锁控制系统，具有较高的安全可靠性，极大地提高了列车进、出库的效率［1］。因此，针对车辆在由车场转入月修库作业时，存在的受流器与滑触线切换配合问题，详细介绍青岛地铁三号线车辆滑触线工作原理、操作步骤和相应的车辆联锁，具有一定的指导意义。

1 青岛地铁三号线列车总体技术

1． 1 车辆概况

青岛地铁三号线列车为成熟的动力分散、交流传动的方式，采用高度集成的模块化设计，主要由受流器、绝缘接地开关 IES、高速断路器、VVVF 牵引逆变器及牵引电机等组成，具有安全可靠、节能环保、技术先进等特点［2］。列车采用 4 动 2 拖的 6 辆编组形式。

图 1 受流器、外接电源与高压牵引母线布置列车进入月修库时采用滑触线供电，Tc 车两侧各设置一个外接电源插座( 每列车共 4 个) ，其内部配有 2 根动力线芯、2 根控制线芯。连接器采用两段式插拔，动力芯先入后出，控制芯后入先出。只有控制芯插入后，动力芯才能地面通电，确保电源安全投入或切断。动力芯在控制芯拔出后才能被拔出。

电源插头带有锁扣，可有效防止插头脱落及误拔，还有控制反馈和手指防护功能。

1． 3 列车接地电路

列车采用轴端接地方式，保证列车高压回流电路良好。

2 车辆进出月检库转换操作

2． 1 IES 箱

IES 箱安装于 M1 和 M4 车下。每台设置三位置手柄开关，用于切换列车高压母线接入模式( 见图2) 。

每个 IES 箱中主要包含: 1 个隔离接地开关; 1个辅助高压母线的线路接触器; 1 个辅助高压母线熔断器; 1 个辅助高压母线限流二极管; 1 个保护辅助逆变器的熔断器; 手柄开关三位置; 5 极开关逻辑功能。其中，手柄开关三位置包括: “受流器”位、图 2 绝缘接地开关箱 IES“车间”位、“接地”位( 用于安全维护) ; 5 极开关逻辑功能包括: 极 1 用于向辅助高压母线和所在单元的第 1 台牵引逆变器供电; 极 2 用于向所在单元的辅助逆变器供电; 极 3 用于对所在单元的第 2 台牵引逆变器电容放电; 极 4 用于对所在单元的第 1 台牵引逆变器电容放电; 极 5 用于对所在单元的辅助逆变器电容放电。

2． 2 滑触线控制原理

( 1) 当操作“受流器”位时，牵引辅助系统通过受流器进行正常供电。

( 2) 当操作“接地”位时，高压电路接地，用于车辆无电检修。

( 3) 当操作“车间”位时，可插入滑触线插头。

滑触线电源控制原理图如图 3 所示。

图 3 触线电源控制原理图

2． 3 进出库场景与操作

( 1) 进库

①利用第三轨供电将列车驶至滑触线库外适当距离停车，建议将至少一单元列车完全驶出第三轨区域。

②司机室断开“高压断开”开关，全列辅助母线断开，各车高速断路器( HCSB) 和 M1、M4 车辅助母线接触器( K － AUX) 断开，工作人员方可车下作业，将 IES 箱的模式手柄位置打至“车间电源”位，将滑触线插头插入该 Tc 车的 1 个插座。

③地面人员撤离，地面电源合闸供电，全列辅助电源装置( SIV) 可以启动。列车低速( 建议小于 5km /h) 进库，工作人员手牵滑触线小车绳索，跟随车辆进库。

( 2) 出库21祖

①在库内将激活端 IES 置于“受流器”位，非激活端 IES 置于“车间”位。

②滑触线插头插入，确认其余任何车间电源插座盖未被打开。司机确认投入“高压断开”开关，地面电源合闸供电，列车低速( 建议不大于 5 km /h)出库。

③至少 2 节车停至第三轨上。司机室断开“高压断开”开关，全列辅助母线断开后，工作人员方可车下作业，两端 IES 均置于“受流器”位 后，全 员撤离。

④司机投入“高压断开”开关，全列 SIV 启动后，列车驶离月修库( 见图 4) 。

3 车辆受流器与滑触线互锁功能

联锁功能由硬件实施，不受软件的干预。2 个IES 在不同位置时，牵引设备和辅助设备的工作情况如表 1 所示。

互锁控制功能通过操作两端的 IES 手柄位置，列车实现 SIV、VVVF 以及辅助母线接触器的状态满足: ( 1) 任何 IES 位于接地位置时断开 SIV 输入接触器; ( 2) IES1 位于接地位置时断开 HSCB1; ( 3) IES1位于接地或车间位置时断开 HSCB2; ( 4) IES2 位于接地或车间位置时断开 HSCB3; ( 5) IES2 位于接地位置时断开 HSCB4; ( 6) 只有 2 个 IES 都位于受流器位置或车间位置时才闭合 2 个 K － AUXBUS; ( 7)IES1 未锁定时断开 2 个 SIV 接触器、HSCB1、HSCB2

和 2 个 K － AUXBUS; ( 8) IES2 未锁定时断开 2 个SIV 接触器、HSCB3、HSCB4 和 2 个 K － AUXBUS。

联锁的目的在于避免:

( 1) 当 IES 位置改变时阻断任何电流;

( 2) 当辅助箱和牵引箱通过 IES 接地时箱体上产生高压;

( 3) 当 IES 处 于 “受 流 器”外 的 不 同 位 置 时HSCB2 和 HSCB3 闭合;

( 4) 如果任何 IES 位于接地位置或未锁定或 2个 IES 未处于相同位置( 集电器或车间) 时，2 个 K－ AUXBUS 闭合。

4 结论

配置了绝缘接地开关箱( IES) 的青岛地铁三号线列车，具备在正线、车辆段停车列检库、车辆段月修库和静调库等不同场景的高压互锁控制，既实现了各工况下的列车供电及动力需要，又保障了使用者的人身安全，为国内地铁车辆的设计和用户使用提供了参考。