青島地鐵三號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注。青島地鐵三號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、出庫的效率［1］。因此，針對車輛在由車場轉入月修庫作業(yè)時，存在的受流器與滑觸線切換配合問題，詳細介紹青島地鐵三號線車輛滑觸線工作原理、操作步驟和相應的車輛聯(lián)鎖，具有一定的指導意義。

1 青島地鐵三號線列車總體技術

1． 1 車輛概況

青島地鐵三號線列車為成熟的動力分散、交流傳動的方式，采用高度集成的模塊化設計，主要由受流器、絕緣接地開關 IES、高速斷路器、VVVF 牽引逆變器及牽引電機等組成，具有安全可靠、節(jié)能環(huán)保、技術先進等特點［2］。列車采用 4 動 2 拖的 6 輛編組形式。

圖 1 受流器、外接電源與高壓牽引母線布置列車進入月修庫時采用滑觸線供電，Tc 車兩側各設置一個外接電源插座( 每列車共 4 個) ，其內(nèi)部配有 2 根動力線芯、2 根控制線芯。連接器采用兩段式插拔，動力芯先入后出，控制芯后入先出。只有控制芯插入后，動力芯才能地面通電，確保電源安全投入或切斷。動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 車輛進出月檢庫轉換操作

2． 1 IES 箱

IES 箱安裝于 M1 和 M4 車下。每臺設置三位置手柄開關，用于切換列車高壓母線接入模式( 見圖2) 。

每個 IES 箱中主要包含: 1 個隔離接地開關; 1個輔助高壓母線的線路接觸器; 1 個輔助高壓母線熔斷器; 1 個輔助高壓母線限流二極管; 1 個保護輔助逆變器的熔斷器; 手柄開關三位置; 5 極開關邏輯功能。其中，手柄開關三位置包括: “受流器”位、圖 2 絕緣接地開關箱 IES“車間”位、“接地”位( 用于安全維護) ; 5 極開關邏輯功能包括: 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 用于對所在單元的第 2 臺牽引逆變器電容放電; 極 4 用于對所在單元的第 1 臺牽引逆變器電容放電; 極 5 用于對所在單元的輔助逆變器電容放電。

2． 2 滑觸線控制原理

( 1) 當操作“受流器”位時，牽引輔助系統(tǒng)通過受流器進行正常供電。

( 2) 當操作“接地”位時，高壓電路接地，用于車輛無電檢修。

( 3) 當操作“車間”位時，可插入滑觸線插頭。

滑觸線電源控制原理圖如圖 3 所示。

圖 3 觸線電源控制原理圖

2． 3 進出庫場景與操作

( 1) 進庫

①利用第三軌供電將列車駛至滑觸線庫外適當距離停車，建議將至少一單元列車完全駛出第三軌區(qū)域。

②司機室斷開“高壓斷開”開關，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。列車低速( 建議小于 5km /h) 進庫，工作人員手牽滑觸線小車繩索，跟隨車輛進庫。

( 2) 出庫21祖

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，確認其余任何車間電源插座蓋未被打開。司機確認投入“高壓斷開”開關，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。司機室斷開“高壓斷開”開關，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司機投入“高壓斷開”開關，全列 SIV 啟動后，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)鎖功能由硬件實施，不受軟件的干預。2 個IES 在不同位置時，牽引設備和輔助設備的工作情況如表 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 位于接地位置時斷開 SIV 輸入接觸器; ( 2) IES1 位于接地位置時斷開 HSCB1; ( 3) IES1位于接地或車間位置時斷開 HSCB2; ( 4) IES2 位于接地或車間位置時斷開 HSCB3; ( 5) IES2 位于接地位置時斷開 HSCB4; ( 6) 只有 2 個 IES 都位于受流器位置或車間位置時才閉合 2 個 K － AUXBUS; ( 7)IES1 未鎖定時斷開 2 個 SIV 接觸器、HSCB1、HSCB2

和 2 個 K － AUXBUS; ( 8) IES2 未鎖定時斷開 2 個SIV 接觸器、HSCB3、HSCB4 和 2 個 K － AUXBUS。

聯(lián)鎖的目的在于避免:

( 1) 當 IES 位置改變時阻斷任何電流;

( 2) 當輔助箱和牽引箱通過 IES 接地時箱體上產(chǎn)生高壓;

( 3) 當 IES 處 于 “受 流 器”外 的 不 同 位 置 時HSCB2 和 HSCB3 閉合;

( 4) 如果任何 IES 位于接地位置或未鎖定或 2個 IES 未處于相同位置( 集電器或車間) 時，2 個 K－ AUXBUS 閉合。

4 結論

配置了絕緣接地開關箱( IES) 的青島地鐵三號線列車，具備在正線、車輛段停車列檢庫、車輛段月修庫和靜調庫等不同場景的高壓互鎖控制，既實現(xiàn)了各工況下的列車供電及動力需要，又保障了使用者的人身安全，為國內(nèi)地鐵車輛的設計和用戶使用提供了參考。