深圳地鐵３號 線 全 長４１．０９ｋｍ，*高設(shè)計速度為１００ｋｍ／ｈ，高架段在２０１０－１２－２８開 通 試 運 營，全 線在２０１１－０６－２８開通試運營。全線采用接觸軌供電方式，供電制式為 ＤＣ１５００Ｖ，接觸 軌 為 下 接 觸 式 鋼 鋁 復(fù)合軌。相對架空接觸網(wǎng)供電，接觸軌供電具有許多優(yōu)越性：工程易于安裝，維護簡單、檢修方便，壽命長，不占隧道上部空間，總體投資成本較少。但接觸軌供電方式需將供電 ＤＣ１５００Ｖ 的接觸軌平行安裝在鋼軌側(cè)面，如果在庫內(nèi)檢修線也采用接觸軌供電，則會對庫內(nèi)檢修作業(yè)人員的工作帶來危險。為防止這一問題，一般是在正線采用接觸軌時，車輛段則采用架空接觸 網(wǎng)，在 車 輛 上 既安裝有接觸軌受流的集電靴，也安裝有接觸網(wǎng)受流的受電弓，通過供電方式的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)列車在 正 線 和 車 輛 段都能正常受流。但深圳地鐵３號線在車 輛 段 內(nèi) 沒 有 采用架空接觸網(wǎng)，而是在庫內(nèi)檢修線通過滑觸線供電的方式對列車進行供電，實現(xiàn)列車的庫內(nèi)檢修用電和列車牽

引出、入段。車輛段內(nèi)除檢修線以外，其他線如停車線、出、入車輛段線仍然采用接觸軌供電的方式。車輛段檢修線采用滑觸線供電方式，在國內(nèi)** 使 用，必 然 給 車輛的主電路受流設(shè)計、車輛段行車及運作模式，以 及 車輛的檢修模式等帶來與其他地鐵不同的方式和問題。

本文對接觸軌、滑觸線供電的車輛高壓主電路設(shè)計、車輛段檢修線的滑觸線牽引列車出、入庫方式及應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進行分析與探討。

１ 接觸軌、滑觸線供電方式下的車輛高壓主電路深圳地鐵３號線車輛為 Ｂ 型車，每列車６節(jié)車廂，采用４動２拖，分做兩個單元，中間４節(jié)車為動車，車下安裝有牽引逆 變 器（ＶＶＶＦ），兩 頭２節(jié) 為 拖 車，車 下 安裝有輔助逆 變 器（ＡＰＵ），每 節(jié) 車 的 每 個 轉(zhuǎn) 向 架 兩 側(cè) 邊都安裝有集電靴（全列１２個轉(zhuǎn)向架中只有拖車的２位端轉(zhuǎn)向架沒有安裝集電靴），全列共有２０個集電靴。每節(jié)拖車的車體 兩 側(cè) 裝 有 車 間 電 源 插 座（ＶＰＤ１、ＶＰＤ２）。在接觸軌 供 電 方 式 下，由 集 電 靴 從 接 觸 軌 受 流，將 ＤＣ１５００Ｖ電源輸送給車輛主電路。在滑觸線供電方式下，通過拖車任一側(cè)的車間電源插座與滑觸線插頭實現(xiàn)連接，列車主電路從滑觸線受流ＤＣ１５００Ｖ電源，從而實現(xiàn)庫內(nèi)的列車牽引出、入庫與車輛檢修用電（見圖１）。

列車為滿足在接觸軌受流運行、庫內(nèi)檢修線出入庫及庫內(nèi)檢修３種情況的需要，列車的受電方式有３種模式，即接觸軌供電模式、滑觸線供電“１動５拖”模式、車間電源模式，３種受電模式的轉(zhuǎn)換由拖車上供電模式轉(zhuǎn)換開關(guān)（ＭＳ）實現(xiàn)轉(zhuǎn)換（見圖２）。

（１）接觸軌供電模式時，列車在接觸軌供電方式下牽引運行，列車主電路全部得電工作，列車２個拖車逆變器和４個動車牽引逆變器全部工作，全列集電靴在高壓狀態(tài)。

（２）滑觸線供電“１動５拖”模 式 時，列 車 可 在 滑 觸線供電方式下牽引列車出入庫或?qū)崿F(xiàn)庫內(nèi)調(diào)車，列車只有１個 動 車 牽 引 逆 變 器 工 作，即 由１個 動 車 牽 引 整 列車，**于在 檢 修 線 以 低 于１０ｋｍ／ｈ速 度 運 行。這 時插有滑觸線 插 頭 的 拖 車（Ｔｃ車）的 輔 助 逆 變 器（ＡＰＵ）

主電路得電工作，以及靠近此拖車的動車（２車或５車）的牽引逆變器（ＶＶＶＦ）主電路得電工作。同時全 列 集電靴在無電狀態(tài)，以保證庫內(nèi)檢修人員的安全。

（３）車間電源模式時，只給插接滑觸線插頭的單個拖車輔助逆變器得電工作，４個動車主電路和全列集電靴都在無高壓電狀態(tài)，以滿足車輛檢修的用電需求和保證庫內(nèi)檢修人員的安全。

列車從滑觸線供電股道出庫過程中，供電模式轉(zhuǎn)換開關(guān)（ＭＳ）需從滑觸線供電“１動５拖”模式轉(zhuǎn)換成接觸軌供電模式，列車從接觸軌供電區(qū)域進入庫內(nèi)滑觸線供電股道時，則供電模式轉(zhuǎn)換開關(guān)（ＭＳ）需從接觸軌供電模式轉(zhuǎn)換成滑觸線 供 電“１動５拖”模 式。無 論 出 庫 還是入庫，模式開關(guān)箱的轉(zhuǎn)換都需列車停車，列車一半停在滑觸線供電股道區(qū)，另一半停在接觸軌轉(zhuǎn)換區(qū)（又稱中性軌）。模式開關(guān)箱轉(zhuǎn)換前，必須關(guān)閉列車空調(diào)、照明等負載，停止列車輔助逆變器（ＡＰＵ）工作，斷開列車高壓供電（如果是列車出庫，操作滑觸線移動小車斷電按扭，斷開滑觸線的高壓供電；如果是列車入庫，則降下列車受電靴，停止接觸軌的高壓供電）。當(dāng)列車無高壓供電，并從司機 室 高 壓 顯 示 表 確 認 列 車 供 電 高 壓 為 ０Ｖ時，才能進行模式開關(guān)箱的操作。操作時，需操作員打開模式開關(guān)箱，手動操作模式開關(guān)箱閘刀（用專用絕緣操作桿操作）。

列車停放于 滑 觸 線 供 電 股 道，供 電 模 式 轉(zhuǎn) 換 開 關(guān)（ＭＳ）滑觸線供電“１動５拖”模式與車間電源模式的相互轉(zhuǎn)換，同樣需關(guān)閉列車空調(diào)等負載，停止列車輔助逆變器（ＡＰＵ）工作，斷開列車高壓供電才能進行。列車３種供電模式下的轉(zhuǎn)換，必須在列車全部集電靴未受流、模式開關(guān)箱無高壓情況下進行，通過拖車車間電源插座（ＶＰＤ）與 滑 觸 線 插 頭 的 人 工 插 拔，以 及 手動操作模式開關(guān)箱閘刀才能實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，這無疑增加了轉(zhuǎn)換時的作業(yè)程序，增大了安全風(fēng)險。建議在以后的增購車輛或其他線路車輛設(shè)計中，將現(xiàn)有列車車間電源插座（ＶＰＤ）與滑觸線插頭的人工對孔插拔改成機械推導(dǎo)插拔方式，以降低插拔安全風(fēng)險和插拔工藝要求；也建議將由閘刀開關(guān)進行轉(zhuǎn)換的模式開關(guān)箱改成可由司機直接操控的電控自動模式開關(guān)箱（類似于其他地鐵車輛的受電弓與集電靴的供電模式轉(zhuǎn)換），以減少人工作業(yè)，降低直接操作供電模式開關(guān)箱的風(fēng)險。

２ 滑觸線供電方式下車輛牽引出、入庫及其安全問題國內(nèi)地鐵線路采用接觸軌供電方式時，車輛段庫內(nèi)供電基本采用架空接觸網(wǎng)，則車輛同時配備受電弓和集電靴。列車入庫時，升起受電弓，由受電弓受流，同時降下集電靴，停止使用集電靴；出庫進入轉(zhuǎn)換段時，升起集電靴受流，降下受電弓。列車的主電路也需要一系列轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換通過司機臺上集電靴／受電弓轉(zhuǎn)換開關(guān)操作完成。而深圳地鐵３號線車輛段庫內(nèi)檢修線采用滑觸線供電方式?；|線供電即由滑觸線的移動小車供電電纜及插頭與車輛拖車主電路的車間電源插座（ＶＰＤ）相連，以 提 供１５００Ｖ 高 壓 電 源 牽 引 列 車。列 車 動 車時，通過“拖 曳 索”拖 曳 懸 掛 在 滑 觸 線 上 的 移 動 小 車 滑行。列車出入庫時，半列車停于接觸軌轉(zhuǎn)換區(qū)（又稱中性軌），另一半停留于滑觸線供電股道區(qū)，在列車集電靴降靴無高壓情況下，進行插頭的插拔（出庫時為拔除，入庫時為插接）與模式開關(guān)箱的轉(zhuǎn)換（入庫時轉(zhuǎn)換為滑觸線供電的“１動５拖”模式，出庫時轉(zhuǎn)換為接觸軌供電模式），從而實現(xiàn)供電方式的轉(zhuǎn)換?；|線供電方式下的車輛牽引出入庫，分為３個步驟，即列車運行進入轉(zhuǎn)換區(qū)，人工插拔插頭和人工操作轉(zhuǎn)換供電模式，列車由第三軌供電牽引出庫或由滑觸線供電牽引到達檢修線停車位置（見圖３）。

滑觸線供電方式下車輛牽引出入庫，作業(yè)環(huán)節(jié)多，作業(yè)過程較復(fù)雜，涉 及 的 崗 位 多（４個 崗 位：列 車 司 機、廠調(diào)、滑觸線供電操作員與監(jiān)護員），作業(yè)過程必須執(zhí)行嚴格的安全聯(lián)控。全線開通初期，車輛出、入庫作業(yè)過程需要１３ｍｉｎ左右，發(fā)車時間過長，多次造成列車出庫晚點。經(jīng)過優(yōu)化作業(yè)流程，改良操作工具，加強人員培訓(xùn)，目前發(fā)車出庫時間達到７ｍｉｎ左右，已能滿足正線運營收發(fā)車和庫內(nèi)調(diào)車的需要。

滑觸線供電方式的轉(zhuǎn)換，必須在設(shè)備無高壓電下操作完成，操作員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，作業(yè)時另需配備監(jiān)護員進行全程監(jiān)護。操作員需戴高壓絕緣手套和高壓絕緣鞋進行安全防護。

車輛在滑觸線供電方式下牽引出、入庫的過程中，由于仍有集電靴處在庫前接觸軌區(qū)，只要有一個集電靴受流，則全列集電靴和主電路都在高壓狀態(tài)。為確保檢修人員及其他工作人員的絕對安全，庫內(nèi)人員作業(yè)時，必須注意人身和作業(yè)工具遠離正在進行出、入庫作業(yè)的車輛及其集電靴，至少保持７００ｍｍ 以上的安全距離。

深圳地鐵三號線車輛日檢的檢修模式采用雙日檢作業(yè)模式，即每天上線運營的車輛只有一半車進行日檢作業(yè)。正線運營和檢修場地為“一線兩場”運作模式，除一個車輛段外，還設(shè)立一個停車場作為日檢作業(yè)和停放車輛需要。車輛段內(nèi)除１０條檢修線采用滑觸線供電方式外，其他線路都采用接觸軌供電方式。停車場９條檢修線也采用滑觸線供電方式。由于滑觸線供電方式下車輛出、入段（場）作業(yè)較為復(fù)雜，花費工時多，安全風(fēng)險相對較高，而接觸軌供電方式發(fā)車不需要進行供電方式的轉(zhuǎn)換，出入段時間僅需３ｍｉｎ左右，因此，不需檢修的車輛盡量停放在由接觸軌供電的停車線。

３ 接觸軌供電方式下車輛發(fā)生的技術(shù)問題

３．１ 車輛在運行中的瞬間高壓失電和列車設(shè)備因失電引起自動保護而停止工作問題

（１）深圳地鐵３號線車輛采用接觸軌供電方式，也存在車輛在運行中出現(xiàn)瞬間高壓失電問題。為滿足換軌取流需要，每列車共有２０個集電靴，列車兩頭*遠端集電靴跨距達到１０９ｍ，列車每側(cè)共１０個集電靴，集電靴與集電靴之間的距離分別為１９．５，１２．２、７．３ｍ。按照車輛設(shè)計要求，全列只要有２個集電靴在受流狀態(tài)，則可以保證列車運行供電需要，即接觸軌相鄰錨段距離約在８９．５ｍ 內(nèi)，就能保證全列車有２個集電靴在受流狀態(tài)。但深圳地鐵３號線線路在車輛段、停車場出、入段線處，段內(nèi)調(diào)車牽出 線 以 及 正 線 道 岔、岔 群 區(qū) 內(nèi)，由于設(shè)計 缺 陷 和 限 界 原 因，接觸軌相鄰錨段雖不超過８９．５ｍ，但道岔區(qū)內(nèi)有部分接觸軌有效長度較短（短于１９．５ｍ，或短于１２．２ｍ、甚至短于７．３ｍ），有的接觸軌安裝時偏離正常位置，甚至與運行通過列車的集電靴不發(fā)生接觸，成為無效接觸軌。當(dāng)列車運行中兩相鄰集電靴剛好卡在接觸軌空擋處時，則列車無法從接觸軌取流而出現(xiàn)失壓故障現(xiàn)象。如果列車正好在此處制動停車，則列車無法重新起動運行，需要由其他列車或工程車實施救援（在車輛調(diào)試期間曾出現(xiàn)過１次）。

（２）列車的瞬間失電還會引起牽引逆變器和輔助逆變器自動保護而停止工作的問題。車輛設(shè)計時，牽引逆變器設(shè)定３ｍｉｎ內(nèi)出 現(xiàn)３次 及 以 上 失 壓（低 于９５０Ｖ）時，將進行自動保護而 停止工作，輔 助 逆 變 器 設(shè) 定 １ｍｉｎ內(nèi)出現(xiàn)２次及以上失壓（低于８００Ｖ）時，也將進行自動保護而停止工作。出現(xiàn)此類故障時需要手動復(fù)位該逆變器控 制 電 源 開 關(guān)，逆 變 器 才 能 重 新 啟 動 投 入 工作。由于線路岔群區(qū)存在列車無法連續(xù)取流而發(fā)生 瞬間失壓現(xiàn)象，只要在３ｍｉｎ或１ｍｉｎ內(nèi)超過上述設(shè)備的設(shè)定次數(shù)，則列車牽引逆變系統(tǒng)和輔助逆變系統(tǒng)會報失壓故障而停止工作，嚴重時全列２個輔助逆變器和４個牽引逆變器同時報故障并停止工作（在車輛調(diào)試期間和運營初期多次出現(xiàn)），列車失去牽引力，無法繼續(xù)運行。為防止發(fā)生上述問題，運營初期對出現(xiàn)失壓的岔群區(qū)接觸軌進行清查，對出現(xiàn)車輛受流**的接觸軌錨段進行加裝或延長，車輛運行中發(fā)生失壓故障現(xiàn)象大大減少，但受線路限界原因，在車輛段和停車場出入段道岔區(qū)，仍有幾條接觸軌錨段不能滿足列車的連續(xù)受流而出現(xiàn)失壓現(xiàn)象，為此，制定了相關(guān)措施，盡可能防止列車在接觸軌供電盲區(qū)停車而發(fā)生被迫救援的事件。因此，在線路設(shè)計階 段，需 充 分 考 慮 線 路 條 件 和 列 車 取 流 的 需求，盡量避免存在接觸軌供電盲區(qū)，確保運行中的列車能不間斷受流。