【編者按】在簡(jiǎn)要介紹深圳地鐵3號(hào)線滑觸線供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合3號(hào)線列車(chē)出、入庫(kù)及檢修作業(yè)時(shí)的工況思恐，經(jīng)過(guò)分析、計(jì)算膊毁，對(duì)滑觸線供電模式下列車(chē)所處各種工況選擇的合理性進(jìn)行了驗(yàn)證胀莹。對(duì)車(chē)輛檢修作業(yè)基跑、乘務(wù)運(yùn)用安全及即將選用此類(lèi)供電方式的地鐵線路設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。
　　深圳地鐵3號(hào)線橫崗車(chē)輛段是國(guó)內(nèi)首座雙層車(chē)輛段描焰，車(chē)輛段運(yùn)用庫(kù)1層為停車(chē)庫(kù)媳否，用于列車(chē)停放；2層為檢修庫(kù)荆秦，用于列車(chē)檢修篱竭。為有效保證車(chē)輛檢修作業(yè)人員安全、降低設(shè)備設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)成本辐菩，以及綜合考慮車(chē)輛檢修作業(yè)效率芭贬，橫崗車(chē)輛段運(yùn)用庫(kù)2層檢修區(qū)并未采用傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)或接觸軌等供電方式為列車(chē)出、入庫(kù)及檢修作業(yè)提供動(dòng)力來(lái)源处膛，而是采用滑觸線供電系統(tǒng)坚呜，該供電系統(tǒng)與列車(chē)模式開(kāi)關(guān)箱配合，為列車(chē)各種工況提供動(dòng)力胆抓。

1 滑觸線供電系統(tǒng)
1.1 系統(tǒng)概要
      滑觸線供電系統(tǒng)是通過(guò)智能小車(chē)在動(dòng)力電纜及控制電纜上的滑行受電闸虹，為進(jìn)、出車(chē)庫(kù)及在庫(kù)內(nèi)檢修的列車(chē)提供牽引和輔助電源的供電系統(tǒng)（圖1辽察、圖2）敌痴。主要包括支撐構(gòu)件、滑觸線導(dǎo)體腰步、集電小車(chē)溪臊、供電電纜、耦合接頭及相應(yīng)的控制系統(tǒng)堆鸦∧魅担滑觸線控制系統(tǒng)具有滑觸線的斷、送電控制及相應(yīng)的電路保護(hù)烛芬、信號(hào)指示隧期、安全聯(lián)鎖等功能。

1.2 滑觸線與車(chē)輛耦合接頭
      圖3赘娄、圖4為滑觸線和車(chē)輛耦合接頭外觀仆潮，中間為主接觸器針，四周的輔助接觸器針用于控制回路的聯(lián)鎖保護(hù)遣臼，當(dāng)滑觸線耦合接頭與車(chē)輛耦合接頭連接不正確或沒(méi)有連接時(shí)性置，滑處線控制系統(tǒng)無(wú)法將DC1500V高壓送至耦合接頭處，有效消除了誤操作導(dǎo)致的安全隱患揍堰。

　　滑觸線耦合接頭參數(shù)：額定電流200 A蚌讼，額定電壓為DC1500V，外殼直徑32 mm个榕，連接主針直徑16mm篡石。
 
2 列車(chē)工況分析
      深圳地鐵3號(hào)線列車(chē)在滑觸線供電模式下有2種工況：
      (1）進(jìn)芥喇、出車(chē)庫(kù)時(shí)，列車(chē)速度10km/h凰萨，全車(chē)空調(diào)關(guān)閉继控，1動(dòng)5拖；
      (2）列車(chē)在車(chē)間檢修時(shí)笤碍，輔助供電系統(tǒng)滿載工作况饥。
      為了讓車(chē)輛檢修人員、車(chē)輛乘務(wù)人員以及技術(shù)人員更加理解以上工況設(shè)計(jì)的合理性支赖，站在運(yùn)營(yíng)的角度進(jìn)行分析荸冒、驗(yàn)證。
      滑觸線供電系統(tǒng)與車(chē)輛系統(tǒng)接口的關(guān)鍵是如何保證在滑觸線正常供電的前提下访跪，列車(chē)出扬饰、入庫(kù)及檢修作業(yè)時(shí)的用電需求得到滿足,也就是首先要滿足滑觸線耦合接頭與車(chē)輛耦合接頭參數(shù)的匹配，在滿足此條件后化威，車(chē)輛耦合接頭（圖5中VPD1和VPD2）的額定電流與車(chē)輛牽引系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)的工況有關(guān)班跟，根據(jù)3號(hào)線列車(chē)牽引性能及牽引電機(jī)特性曲線（圖6）可知，A W3(列車(chē)超載肪误，載客人數(shù)為1 880人板径，整車(chē)重量約305 t)工況時(shí)，1輛動(dòng)車(chē)工作的情況下郎闹，牽引系統(tǒng)所需最大電流出現(xiàn)在速度為45 km/h時(shí)疾捍，約為880 A，那么栏妖，A W0(列車(chē)空載)的最大電流880 A×0.67=590 A拾氓，顯然，都遠(yuǎn)大于滑觸線耦合接頭額定電流參數(shù)（200 A）底哥，因此，列車(chē)必須降速房官、減載趾徽，才能滿足進(jìn)、出庫(kù)時(shí)滑觸線供電的要求翰守。

　　由于深圳地鐵3號(hào)線雙層車(chē)輛段2層檢修庫(kù)主要用于車(chē)輛的檢修作業(yè)孵奶，為保證車(chē)輛檢修作業(yè)人員安全，規(guī)定列車(chē)出蜡峰、入車(chē)輛段2層檢修庫(kù)時(shí)的速度必須控制在10 km/h以下了袁，同時(shí)從節(jié)約成本方面考慮，2層檢修庫(kù)不再單設(shè)車(chē)間電源供電設(shè)備湿颅，滑觸線供電系統(tǒng)還必須具備車(chē)間電源的功能载绿，保證列車(chē)正常的檢修用電渠余。鑒于以上考慮，假設(shè)以下3種減載方案研歧，進(jìn)行比較采散，分析車(chē)輛牽引系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)按以下工況工作時(shí)輸入電流是否滿足滑觸線耦合接頭額定電流要求。
      (1）列車(chē)空調(diào)關(guān)閉的情況下限速10 km/h氧悦，1動(dòng)5拖出猩琳、入庫(kù)。
      (2）列車(chē)靜止?fàn)顟B(tài)下輔助用電設(shè)備全部滿負(fù)荷運(yùn)行国享。
      (3）列車(chē)空調(diào)開(kāi)啟的情況下限速10 km/h侈兄，1動(dòng)5拖出、入車(chē)庫(kù)队笑。
2.1 工況1
      列車(chē)空調(diào)關(guān)閉的情況下限速10km/h版痪，1動(dòng)5拖出、入庫(kù)娩鬼。
此時(shí)读囤，只有1輛動(dòng)車(chē)工作，依據(jù)牽引電機(jī)特性佣盒，最大電流出現(xiàn)在45 km/h時(shí)挎袜，因此，列車(chē)牽引系所需輸入電流：
      (1）AW3重量條件下單節(jié)動(dòng)車(chē)的最大電流=880 A（45 km/h）肥惭；
      (2）AW0重量條件下單節(jié)動(dòng)車(chē)的最大電流=880A×0.67=590A盯仪；
      (3）10km/h及AW0重量條件下的最大電流=590A×10/45=130A；
      (4）5km/h及AW0重量條件下的最大電流 = 590 A×5/45 = 45 A蜜葱。
      在全車(chē)空調(diào)關(guān)閉情況下全景，車(chē)輛輔助電源系統(tǒng)（APU）所需輸入電流參照表1輔助供電系統(tǒng)正常情況下的列車(chē)負(fù)荷總計(jì)。

      整列車(chē)交流負(fù)載為：160.74 +160.74- (6×47) = 39.48 kVA牵囤；
      換算成千瓦為：39.48×0.85（功率因數(shù)）= 33.558 kW爸黄；
      整列車(chē)直流負(fù)載為：8.372 kW+7.282 kW = 15.654 kW；
      輔助系統(tǒng)工作網(wǎng)壓為 ：DC1500V揭鳞。
      那么輔助供電系統(tǒng)的輸入電流為：
      I = P/U= {39.48+15.654}/1 500×1 000 = 36.756 A炕贵，
      所以，列車(chē)在10 km/h所需的最大電流：130+36.756=166.756 A野崇。
2.2 工況2
      列車(chē)靜止?fàn)顟B(tài)下輔助用電設(shè)備全部滿負(fù)荷運(yùn)行（利用滑觸線供電時(shí)空調(diào)只能減載運(yùn)行）称开。
此時(shí)，輔助供電系統(tǒng)交流負(fù)載為:160.74+160.74-21.5×6=192.48 kVA乓梨，直流負(fù)載為：8.372kW+7.282 kW=15.654 kW舞涮，那么輔助供電系統(tǒng)的輸入電流為：
I=P/U={(192.48×0.85)+15.654}/1500×1000=119.508 A。
2.3 工況3
      列車(chē)空調(diào)啟動(dòng)的情況下限速10 km/h浓蜈，1動(dòng)5拖出未然、入車(chē)庫(kù)否胸。
      參照工況 1 、 工況 2 可知 允逝， 此時(shí)列車(chē)在10 k m所需的最大電流：130+119.508=249.508 A沫十。
 
3 結(jié)論
      從上述3種工況分析可知：工況1所需電流大于工況2，且兩者都小于滑觸線耦合接頭額定電流200 A宵绒，工況3所需輸入電流大于滑觸線耦合接頭額定電流建淘。
　　根據(jù)計(jì)算分析可驗(yàn)證，在滑觸線供電方式下工況1和工況2都是可行的浴恐，即：在滑觸線供電牽引列車(chē)時(shí)咪枷，列車(chē)須采用“1動(dòng)5拖”、小于10 km/h的速度总枢，且需關(guān)閉整列車(chē)空調(diào)的方式運(yùn)行進(jìn)出庫(kù)打恕；在滑觸線供電檢修作業(yè)時(shí)，車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)可以滿負(fù)荷運(yùn)行渠缕，滿足列車(chē)檢修需要鸽素。
 
4 建議
      通過(guò)計(jì)算分析驗(yàn)證可知，在利用滑觸線供電方式牽引列車(chē)進(jìn)亦鳞、出車(chē)庫(kù)或在車(chē)間進(jìn)行檢修作業(yè)時(shí)馍忽，必須要使列車(chē)處于相應(yīng)的工況，對(duì)車(chē)輛檢修人員燕差、車(chē)輛乘務(wù)人員等應(yīng)提出明確的操作要求遭笋，否則會(huì)對(duì)人身及相關(guān)設(shè)備造成很大的安全隱患。
      由于列車(chē)在進(jìn)徒探、出庫(kù)區(qū)時(shí)存在接觸軌供電和滑觸線供電2種方式的轉(zhuǎn)換（列車(chē)正線采用接觸軌供電瓦呼，運(yùn)用庫(kù)2層采用滑觸線供電），為有效保證作業(yè)人員的安全测暗，提高作業(yè)效率央串，建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮滑觸線操作的安全性、方便性碗啄，比如考慮將列車(chē)供電模式轉(zhuǎn)換裝置（模式開(kāi)關(guān)箱）安裝于駕駛室內(nèi)质和，采取更加易于操作的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換等。

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