第３２卷第３期 铁道机车车辆 ＶｏｌＩ ３２ Ｎｏ．３ ２０１２年６月 ＲＡＩＬＷＡＹ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ＆ＣＡＲ Ｊｕｎ． ２０１２ 文章编号：１００８—７８４２（２０１２）０３—００９３－－０３ 天津地铁１号线列车编组４辆扩编为６辆工程 戴源廷 ，余泽军。，贺丽伟。，肖彦君 （１ 中国铁道科学研究院 城市轨道交通中心，北京１０００８１； ２天津市地下铁道运营有限公司，天津３０００２２； ３ 中国北车集团 唐山轨道客车有限责任公司，河北唐山０６３０５０） 摘 要介绍了天津地铁１号线列车编组４辆扩编为６辆（简称“４改６”）工程的实施情况，论述了扩编工程的主要 技术和程序，对扩编工程中出现的问题进行了分析。 关键词天津地铁１号线；车辆；扩编技术 中图分类号：Ｕ２３９．５ 文献标志码：Ａ 天津地铁１号线全长２６．２ ｋｍ，沿途共设２２个站。 采用高强度低合金结构的轻量化无摇枕转向架。 其中，地下车站１３座，高架车站８座，地面车站１座。 转向架固定轴距２ ２００ ｍｍ。一系悬挂采用橡胶弹簧， 设有一座车辆段和一座停车场。天津地铁１号线是由 二系悬挂采用空气弹簧。 天津地铁既有线延伸改造完成的，改造后的１＿号线于 ＶｖｖＦ牵引逆变器的功率元件为ＩＧＢＴ；３电平逆 ２００６年６月１２日正式开通运营。 变器；１Ｃ２Ｍ（架控）的控制方式；牵引电机为１８０ ｋＷ三 “４改６”扩编前，天津地铁１号线采用４辆、６辆编 相鼠笼式交流异步电机。采用ＤＣ７５０Ｖ第３轨上部受 组混跑形式，共配置２５组列车，其中，８列为６辆编组， 流方式，每节动车共设置４个受流器。 １７列为４辆编组。“４改６”扩编后２５列车全部为６辆 制动机采用ＫＢＧＭ－Ｐ型电气指令式空气制动机。 编组。目前，已全部改造完成，正式投入了运营。 所需制动力以再生制动优先，不足的制动力由空气制动 １ 实施扩编工程的必要性 补充。当网压大于９００ Ｖ时制动斩波器投入使用，开始 天津地铁１号线自开通运营以来，客流量日益攀 电阻制动。为防止制动时造成的滑行，设置了防滑装 升。从运营初期的平均每天３～４万人次达到一Ｔ ２０１０ 置。 年的１４万人次，曾达到过２１．２万人次的单日最高客运 列车装备了列车信息管理系统（ＴＩＭＳ），可以智能 量。行车间隔也从运营初期的１５ ｒａｉｎ缩短至高峰５ 监视车辆状况，记录车辆使用信息及故障，便于管理和 ｍｉｎ。但高峰时期，车内依然拥挤。“４改６”工程能充分 维护。 利用现有资源，在不改变列车运行图的情况下，使每列 ３扩编技术方案 车改装后扩大５Ｏ 的定员，增加运量。 确定扩编技术方案的出发点是减少扩编工程量、降 设计初期，确定了１号线将采用初期４辆、６辆编组 低技术难度、节省改造资金、提高效率。本次“４改６”工 混跑，远期６辆编组的运营方式，所以，４辆编组的车辆 程的新造车辆由唐山轨道客车公司制造，采用原４辆编 本身为扩编工程预留了相关接口，车站站台有效长度、 组的设计标准，对车辆原有缺陷进行了改进。新Ｍ 车客 折返线长度、通信信号系统也满足扩编要求。 室及车下设备比照原Ｍ 车设计，Ｔ车比照Ｔｃ车设计。 ２既有４辆编组列车概况 原车为２Ｍ２Ｔ车，１Ｍ１Ｔ为一组基本单元。为缩 由于受到天津地铁既有线路隧道断面的，１号 减扩编工程量，减少对原有车辆的改动，确定将原来两 线采用非标准Ｂ型地铁车辆，车辆最大宽度２ ７５０ ｍｍ， 组基本单元解编，在中间插入一组新单元，６辆编组列 高度３ ５１０ ｍｍ，比标准Ｂ型车小。采用铝合金焊接成 车为３Ｍ３Ｔ，动拖比与原车保持一致。地铁列车扩编在 的鼓形车体，Ｔｃ车司机室采用玻璃钢材质。每节车厢 北京、上海等地曾经实施过，但各地地铁的各系统不尽 共设置８扇电动塞拉门，司机室还设有紧急疏散门。座 相同，给扩编带来的问题也不一样。本次“４改６”工程 席采用单侧纵向长座椅，中间设置了长扶手。 解决了以下几个问题。 戴源廷（１９９１一）男，瑶族，湖南淑浦人，研究生（修回日期：２０１２～０１—０６） ９４ 铁道机车车辆 第３２卷 （１）高压母线问题 车ＳＩＶ更换为更大容量的。这会使成本增加巨大，工期 延长，改装会十分繁琐。故天津地铁依然采用原设计方 原４辆编组列车两个单元高压母线不贯通。为不 改动车辆主电路，新加单元高压母线不与原车相连。为 了不影响列车通过无电区，把拖车的高压母线通过 ＢＨＢ母线高速断路器与动车高压母线相连。一般情 案，虽然多一套ＳＩＶ设备，但车辆运行的可靠性得到提 高。 况，ＢＨＢ处于断开状态，当动车处于无电区时，ＢＨＢ闭 合，由拖车受流器为动车供电，如图１所示。对于扩编 车辆，这种模块化、单元化的设计是比较科学的。如果 母线是贯通或半贯通，那么意味着在扩编过程中，不但 要跨接高压母线，而且还要更改ＢＨＢ控制逻辑，这无疑 会给扩编工程带来很大难度。 插入中间车 原４辆编组列车 几 ｒ——］ｒ———］ｒ！ ！ ———］ｒ——！ —１ 扩编后６辆编组列车 新拖车 新动车 原３车 原４车 ｜ 黑 高压母线 ＝一半自动车钩；一一半永久牵引杆，Ｍ．，Ｍ２－动车，Ｔｃ一带司机室的拖车 Ｔ一拖车；囵－ＢＨＢ母线高速断路器 图１扩编示意图 （２）辅助电源扩展供电问题 车辆辅助供电采用集中供电方式，在每节拖车上设 置了容量为１４５ ｋＶＡ的静止逆变器ＳＩＶ。同样采用 ＩＧＢＴ功率器件，为３电平逆变器。正常情况，本单元的 ＳＩＶ只为本单元两辆车供电（处于无电区时，紧急负载 由蓄电池供电）。在原４辆编组列车的Ｍ （２）车 ＡＣ３８ＯＶ列车线上设有ＲＦＫ断路器，当任意单元ｓＩＶ 出现故障的情况时，均可以通过闭合ＲＦＫ断路器进行 扩展供电（故障单元与扩展供电单元负载均减半）。６ 辆编组下，如图２所示，若第１单元ＳＩＶ故障，闭合 ＲＦＫ ，投入扩展供电，故障单元的负载由第２单元ＳＩＶ 供电；若第２单元ＳＩＶ出现故障，依然闭合ＲＦＫ ，第２ 单元负载由第１单元供电；若第３单元ＳＩＶ故障，则闭 合ＲＦＫ ，第３单元负载由第２单元供电。这种扩展供 电方式，不需要对原车做出改动，且中间单元扩展供电 控制程序与第１单元一致，使扩编变得更加方便。 如果采用新加单元上不设置ＳＩＶ而通过原车两台 ＳＩＶ对新车供电的方式，ＳＩＶ容量与全列夏季最大负载 大小基本相当，没有余量，无法应对车辆启动瞬间的瞬 时过载，这是不可行的。北京地铁１３号线车辆“４改６” 时没有额外增加ＳＩＶ，但其ＳＩＶ容量较大，为１８０ ｋＶＡ。 若天津地铁采用与北京１３号线一致的方案，必须将旧 第３单元ＳＩＶ故障 圈一ＲＦＫ闭合Ｉ 一一ＲＦＫ断开。 图２ ＳＩｒ扩展供电示意图 （３）通信及信号系统 新车与老车的通信系统基本一致，对乘客信息系统 （ＰＩＳ）做了少许变更，增加了新车的紧急对讲、ＬＥＤ显 示单元、移动数字电视及ＣＣＴＶ监控单元。 信号系统的改动主要集中在车门控制信号上。天 津地铁１号线已在全线各车站安装了安全门系统。车 辆到站时，由司机操作控制列车车门开关，安全门系统 可根据列车传出的信号自动完成开关门操作。在“４改 ６”前，１号线采用４、６辆编组混跑模式。由信号系统完成 对车辆编组的判断，在车站ＰＩＳ显示器上提示下次列车 的编组数，并由车辆发出门控信号，并附带车辆编组信 息，打开与列车相对应的安全门。新车加装后，需将开关 门信号改为６辆编组信号，以使安全门能正确打开。 （４）轮径匹配问题 新车出厂时轮径为８４ｏｊ ｍｍ，而老车一般在８２５ ～８３９ ｍｍ之间。要想保证新老车辆车轮轮径一致难度 较大，既没必要，也不经济。此次扩编工程采用在 ＴＩＭＳ里修正轮径的办法，通过微调ＶＶＶＦ，改变输出 频率来减小影响。 （５）牵引级位误差问题 实际情况表明，当把司机控制器推到某一级位时， 新车与老车显示的牵引级位（百分数）最大相差约３％， 这是因为司控器输出的同一电压信号到达ＤＣＵ后，新 老车ＶＶＶＦ量化的值出现误差。如果不解决这一问 题，在车辆间将会出现牵引力匹配不均问题，不仅会给 车钩造成额外负担，还会影响乘坐的舒适度。这一问题 第３期 天津地铁１号线列车编组４辆扩编为６辆工程 已通过对ＰＷＭ的占空比进行微调，从而改变输出电压 来得到解决。 （７）列车的维护及保养问题 由于旧车已经运营了５年，新旧车的里程数、维修及 大修期限都不相同，这为以后的管理带来不便，并且可能 会影响到运营。例如，目前天津地铁对大修并无定论。 为此提出建议。按照大修规程，１００万ｋｍ后必须对车辆 进行返厂大修。改装车的大修可能会根据新旧车里程差 的大小来决定大修方式。若里程差相差小，就牺牲新车 （６）配件匹配及备品备件问题 旧车部分配件停产，只能用新配件替换。而新旧配 件的匹配，不可避免地会出现兼容性问题。试验中就曾 出现过由于配件匹配问题导致烧毁部件的情况，同时， 配件的不一致，也会给备品备件的管理带来混乱。本次 扩编工程中，影响运营安全的关键部件尽量与原车保持 一部分修程，与旧车一道大修，反之则不对新车进行大修， 待到新车达到１００万ｋｍ，再将车辆返厂大修。 天津地铁１号线列车（６辆编组）主要参数如表１所 示。 致，对已停产的部分旧配件，通过车辆之间调配部件 的方式保证每列车部件一致。以后出现的部件损坏将 由新部件代替。 表１ 天津地铁１号线列车（６辆编组）主要参数 ４扩编工程主要程序及步骤 试验完成后，经月修检查无误后，即投人载客运营。 在实际过程中证实这套程序是合理的、可行的。静 调和动调均应包括车辆系统和车载信号系统两个方面。 对两个系统的调试可以穿插进行。例如在完成车辆系 新造车辆由唐车公司制造完成后，列车进行重新编 组。编组过程中，由于采用了半自动车钩，机械连接与 气路管道可以方便地同时完成连接。随后，完成跨接线 等电气连接完成后，先对ＴＩＭＳ系统进行更新，更新完 成后，车辆即可进入静调状态。静调时，对列车的空调 系统、蓄电池供电系统、照明系统、ＳＩＶ供电系统、牵引 统静调后，即可开展车载信号系统静调。随后再依次进 行车辆系统和信号系统的动调。这样安排，即安全又可 减少调试时间。 ５ 结束语 系统、制动系统和车载信号系统进行检查和调试，并确 认均必须满足运营要求。列车静调完成后，即进入试车 线动调阶段。扩编列车动调试验与新车型式试验基本 一“４改６”工程２０１０年１Ｏ月启动，２０１１年９月２２日 最后一列完成。目前，新编列车在１号线运营情况良 好，为１号线增加运量效果显著。本次扩编，是继北京 致，动调完成后即可进入２００ ｋｍ正线试运行阶段， 第３２卷第３期 ２０１２年６月 铁道机车车辆 ＲＡＩＬＷＡＹ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ ８Ｌ ＣＡＲ Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ． ２０１２ 文章编号：１００８—７８４２（２０１２）０３－－００９６－－０４ 城市轨道交通供电区间过渡电阻在线测量方法的研究 张栋梁，高强，阳建林，张少强，王志宏 （中国矿业大学 信息与电气工程学院，江苏徐州２２１００８） 摘要城市轨道交通轨地过渡电阻是影响杂散电流泄漏的重要原因，为此需要对过渡电阻进行测量。根据轨电 位分布特点，提出利用机车运行时排流电流作为测试电源来测量轨地过渡电阻的方法。首先分析单电源供电时区 间过渡电阻测量原理，给出所需测量数据，测量方法以及计算过渡电阻公式。城市轨道交通实际系统是双电源供 电，即两个牵引变电所并联，因此在具体分析时，可将双电源供电等效为单电源供电。最后给出了双电源供电情况 下区间过渡电阻实测系统原理图，并分析系统工作原理。 关键词城市轨道交通；杂散电流；过渡电阻；在线测量 文献标志码：Ａ 中图分类号：Ｕ２３１ ．８ 随着科技和城市化的发展，大运量的轨道交通在现 运营中，轨地过渡电阻降低是产生杂散电流的主要原 因，保持轨地过渡电阻值是防治杂散电流的有效方 法＿２ｊ。因此在城市轨道交通运营过程中，应对轨地过渡 电阻进行实时监测。国际和国内行业标准的过渡电阻 代化大城市中起着越来越重要的作用。城市轨道交通 运输系统中，机车采用直流供电，利用钢轨作为电流返 回线，而钢轨对地无法完全绝缘，所以一部分电流会由 钢轨向大地泄漏，形成杂散电流。由于杂散电流的存 在，城市轨道交通周围的埋地金属管道、通讯电缆外皮 以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋会发生电化学 腐蚀。由于城市轨道交通结构在施工完成后已定型，经 过若干年运营，若因发生杂散电流腐蚀而要对主体结构 进行翻修将是十分困难的＿１］。研究表明，城市轨道交通 张栋梁（１９７４一）男，江苏徐州人，副教授（收稿日期：２０１１—１１—２２） 测量方法是在机车停运时，采用人工测量，存在工作量 大、精度差＿３］。文献［４］提出了过渡电阻在线测量方法， 理论上系统测量操作简单、精度高，但现场测量所需数 据难以测试，并且测试误差较大ｌ＿５］。下面讨论一种利用 机车运行时的排流电流作为测试电源的测量方法。 八通线、１３号线、上海１号线之后又一次扩编工程，相 比前述几次扩编，本次扩编的实际情况和技术方案均有 工程提供参考。 参考文献 ［１］ 俞展猷．东京都交通局１０—３００型列车扩编为１Ｏ辆编组 概要［Ｊ］．现代城市轨道交通，２０１１，（４）：１ｌ１—１１４． 所不同。从本次工程可以看出，要想顺利实施扩编，其 很重要的条件就是在线路的工程设计阶段，预留车辆扩 编的一系列条件，扩编方案必须维持列车的动力性能， 减少对牵引、制动系统的影响，尽量减少对车辆辅助供 电系统的改造，只有这样才能显著减少扩编工程量，节 约改造资金。希望本次工程能为以后可能实施的扩编 ［２］李毅．天津地铁１号线地铁列车ＥＪ］．机车电传动，２００６， （３）：５５－５８． ［３］徐惠林．北京地铁八通线列车扩编设计ＥＪ］．城市轨道交 通研究，２００８，（４）：４１—４５． Ｐｒ０ｊ ｅｃｔ ｏｆ ４ Ｃａｒｓ Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ６ Ｃａｒｓ ｆｏｒ Ｔｉａｎｊ ｉｎ Ｍｅｔｒｏ Ｌｉｎｅｌ ＤＡＩ Ｙｕａｎ—ｔｉｎｇ ，ｙＵ Ｚｅ－ｊｕｎ。，ＨＥ Ｌｉ—ｗｅｉ。，ＸＩＡＯ Ｙａｎ－ｊｕｎ （１ Ｕｒｂａｎ Ｒａｉｌ Ｔｒａｎｓｉｔ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ； ２ Ｔｉａｎｊｉｎ Ｍｅｔｒｏ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００２２，Ｃｈｉｎａ； ３ ＣＮＲ Ｔａｎｇｓｈａｎ ｒａｉｌｗａｙ ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｎｇｓｈａｎ ０６３０５０ Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ４ ｃａｒｓ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ６ ｃａｒｓ ｆｏｒ Ｔｉａｎｊｉｎ ｍｅｔｒｏ ｌｉｎｅ１，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｍａｉｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｉａｎｊｉｎ ｍｅｔｒｏ ｌｉｎｅ１；ｃａｒｓ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｔｒａｉｎ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ；４ ｃａｒｓ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ６ ｅａｒｓ；ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ
