深圳地鐵3號線橫崗車輛段是國內首座雙層車輛段，車輛段運用庫1層為停車庫，用于列車停放；2層為檢修庫，用于列車檢修。為有效保證車輛檢修作業人員安全、降低設備設施維護保養成本，以及綜合考慮車輛檢修作業效率，橫崗車輛段運用庫2層檢修區并未采用傳統的接觸網或接觸軌等供電方式為列車出、入庫及檢修作業提供動力來源，而是采用滑觸線供電系統，該供電系統與列車模式開關箱配合，為列車各種工況提供動力。

1 滑觸線供電系統

1.1 系統概要

滑觸線供電系統是通過智能小車在動力電纜及控制電纜上的滑行受電，為進、出車庫及在庫內檢修的列車提供牽引和輔助電源的供電系統（圖1、圖2）。主要包括支撐構件、滑觸線導體、集電小車、供電電纜、耦合接頭及相應的控制系統。滑觸線控制系統具有滑觸線的斷、送電控制及相應的電路保護、信號指示、安全聯鎖等功能。

1.2 滑觸線與車輛耦合接頭

圖3、圖4為滑觸線和車輛耦合接頭外觀，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鎖保護，當滑觸線耦合接頭與車輛耦合接頭連接不正確或沒有連接時，滑處線控制系統無法將D C1500V高壓送至耦合接頭處，有效消除了誤操作導致的安全隱患。滑觸線耦合接頭參數：額定電流200??A，額定電壓為D C1500V，外殼直徑32??m m，連接主針直徑16mm。

2 列車工況分析

深圳地鐵3號線列車在滑觸線供電模式下有2種工況：

(1）進、出車庫時，列車速度10km/h，全車空調關閉，1動5拖；

(2）列車在車間檢修時，輔助供電系統滿載工作。

為了讓車輛檢修人員、車輛乘務人員以及技術人員更加理解以上工況設計的合理性，站在運營的角度進行分析、驗證。

滑觸線供電系統與車輛系統接口的關鍵是如何保證在滑觸線正常供電的前提下，列車出、入庫及檢修作業時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輛耦合接頭參數的匹配，在滿足此條件后，車輛耦合接頭（圖5中V P D1和V P D2）的額定電流與車輛牽引系統和輔助供電系統的工況關，根據3號線列車牽引性能及牽引電機特性曲線（圖6）可知，AW3(列車超載，載客人數為1??880人，整車重量約305??t)工況時，1輛動車工作的情況下，牽引系統所需*大電流出現在速度為45??km/h時，約為880??A，那么，AW0(列車空載)的*大電流880??A×0.67=590??A，顯然，都遠大于滑觸線耦合接頭額定電流參數（200??A），因此，列車必須降速、減載，才能滿足進、出庫時滑觸線供電的要求。

由于深圳地鐵3號線雙層車輛段2層檢修庫主要用于車輛的檢修作業，為保證車輛檢修作業人員安全，規定列車出、入車輛段2層檢修庫時的速度必須控制

在10??km/h以下，同時從節約成本方面考慮，2層檢修庫不再單設車間電源供電設備，滑觸線供電系統還必須具備車間電源的功能，保證列車正常的檢修用電。

鑒于以上考慮，假設以下3種減載方案，進行比較，分析車輛牽引系統和輔助供電系統按以下工況工作時輸入電流是否滿足滑觸線耦合接頭額定電流要求。

(1）列車空調關閉的情況下限速10??km/h，1動5拖出、入庫。

(2）列車靜止狀態下輔助用電設備全部滿負荷運行。

(3）列車空調開啟的情況下限速10??km/h，1動5拖出、入車庫。

2.1 工況1

列車空調關閉的情況下限速10km/h，1動5拖出、入庫。

此時，只有1輛動車工作，依據牽引電機特性，*大電流出現在45??km/h時，因此，列車牽引系統所需輸入電流：

(1）AW3重量條件下單節動車的*大電流=880??A（45??km/h）；

(2）AW0重量條件下單節動車的*大電流=880??A×0.67=590??A；

(3）10??km/h及AW0重量條件下的*大電流=590??A×10/45=130??A；

(4）5??km/h及AW0重量條件下的*大電流??=??590??A×5/45??=??45??A。

在全車空調關閉情況下，車輛輔助電源系統（A PU）所需輸入電流參照表1輔助供電系統正常情況下的列車負荷總計。

整列車交流負載為：160.74??+160.74-??(6×47) = 39.48 kVA；換算成千瓦為：39.48×0.85（功率因數）= 33.558 kW；整列車直流負載為：8.372??kW+7.282??kW = 15.654 kW；輔助系統工作網壓為：DC1500V。

那么輔助供電系統的輸入電流為：

I =??P/U =??{39.48+15.654}/1??500×1??000 =??36.756 A，所以，列車在10????km/h所需的*大電流：130??+??36.756??=??166.756??A。

2.2 工況2

列車靜止狀態下輔助用電設備全部滿負荷運行（利用滑觸線供電時空調只能減載運行）。

此時，輔助供電系統交流負載為:160.74+160.74-21.5×6=192.48??k V A，直流負載為：8.372kW+7.282??kW=15.654??kW，那么輔助供電系統的輸入電流為：

I =P /U = { ( 1 9 2 . 4 8×0 . 8 5 )+15.654}/1??500×1??000=119.508??A。

2.3 工況3

列車空調啟動的情況下限速10??km/h，1動5拖出、入車庫。

參照工況1、工況2可知，此時列車在10 km所需的*大電流： 1 3 0 + 1 1 9 . 5 0 8=249.508??A。

3 結論

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，工況3所需輸入電流大于滑觸線耦合接頭額定電流。

根據計算分析可驗證，在滑觸線供電方式下工況1和工況2都是可行的，即：在滑觸線供電牽引列車時，列車須采用“1動5拖”、小于10??km/h的速度，且需關閉整列車空調的方式運行進出庫；在滑觸線供電檢修作業時，車輛輔助供電系統可以滿負荷運行，滿足列車檢修需要。

4 建議

通過計算分析驗證可知，在利用滑觸線供電方式牽引列車進、出車庫或在車間進行檢修作業時，必須要使列車處于相應的工況，對車輛檢修人員、車輛乘務人員等應提出明確的操作要求，否則會對人身及相關設備造成很大的安全隱患。

由于列車在進、出庫區時存在接觸軌供電和滑觸線供電2種方式的轉換（列車正線采用接觸軌供電，運用庫2層采用滑觸線供電），為有效保證作業人員的安全，提高作業效率，建議在設計過程中充分考慮滑觸線操作的安全性、方便性，比如考慮將列車供電模式轉換裝置（模式開關箱）安裝于駕駛室內，采取更加易于操作的方式進行轉換等。