学文网摘 要 文章介绍了城轨车辆的受流方式及特点，并以上海轨道交通16号线项目车辆为例，研究了一种用于城轨车辆的受流器与受电弓集成受流方式的设计与控制方案。
关键词 城轨车辆 受流器 受电弓 控制电路。
一、城轨车辆受流方式简介及特点
（一）城轨车辆受流方式简介
目前广泛应用于城轨车辆的受流方式主要有两种：
（1）架空接触网受电弓受流：架空接触网受电弓受流也有DC750V、DC1200V、DC3000V等电压等级。
（2）第三轨受流器受流：第三轨受流器受流有DC600V、DC700V、DC1000V、DC1500V等电压等级。
（二）架空接触网受电弓受流方式及特点
架空接触网受电弓受流车辆的运行线路需架设接触网，架空接触网根据悬挂方式的不同大致可分为：简单悬挂接触网、链型悬挂接触网和刚性悬挂接触网三种。架空接触网具有安全性高，传输功率大，运行速度高等优点。但同时具有建设成本高，维护检修不方便，影响城市景观等缺点。
（三）第三轨受流器受流方式及特点
第三轨受流器受流车辆的运行线路需在轨道旁架设第三轨接触网，第三轨接触网根据与车辆受流器的接触面不同分为：上部接触式第三轨、下部接触式第三轨和侧部接触式第三轨。相比架空接触网，第三轨接触网具有更多的优点：设备施工安装较为简单，维护检修方便，设备投资及线路建设投资小，供电可靠，使用寿命长，城市景观效果好等。但同时也具有库内安全性低、道岔处建设复杂等缺点。
二、上海16号线受流器受流与受电弓受流集成方案设计与分析
（一）主电路方案
传统的城轨车辆主电路采用单一受流方式，即受电弓受流或者受流器受流。上海16号线主电路原理***如***1所示，主电路由受电弓、受流器、避雷器、高压转换开关=31-S110、三位置隔离开关、高速断路器、熔断器等设备组成。该电路相比传统主电路增加了一个转换开关=31-S110，且同时配备有受电弓和受流器，列车既可选择通过受电弓获得高压电源，也可选择通过第三轨受流器获得高压电源。
转换开关=31-S110用于列车在受流器受流与受电弓受流两种受流方式之间的切换。当列车处于由第三轨供电线路运行时，可通过操作位于司机室内的控制开关，将转换开关=31-S110转换到受流器位，列车可通过受流器获得高压运行。当列车处于架空接触网线路运行时，可通过操作位于司机室内的控制开关，将转换开关=31-S110转换到受电弓位，列车可通过受电弓获得高压运行。
（二）受流器控制方案
受流器受流是上海16号线项目车辆正线运行的受流方式，是列车主要的受流方式。列车受流器控制电路原理***如***2所示。
当列车硬线判断列车速度为0，司机室占有后，列车三位置隔离开关处于高压位，列车无紧急停车信号发出，转换开关=31-S110处于受流器位，列车受电弓处于落弓位，且无脱靴命令发出时，司机可操作司机室台的升靴按钮=21-S03，将升靴命令发送给升靴电磁阀，将受流器升起。此时，列车从第三轨获得高压运行。
在受流器升起的情况下，只要列车速度为0，司机室占有，司机即可操作司机台的降靴按钮=21-S01将受流器降下。若转换开关=31-S110不在受流器位，或者受电弓不在落弓位，列车都将发出脱靴命令给脱靴电磁阀，将受流器降下。在落弓继电器=21-K110的33-34触点处并联了脱靴落弓旁路旋钮=21-S02，其作用是在受电弓故障时，将落弓信号旁路，使受电弓的状态不影响受流器的正常工作。
而在升靴按钮触点处并联的升靴命令继电器=21-K106的触点13-14、升靴继电器=21-K107的触点31-32和脱靴命令继电器=21-K108的触点21-22组成的电路，保证列车所有的受流器升靴到位之后才断开升靴命令回路，且不需要司机长时间按压升靴按钮。
（三）受电弓控制方案
上海16号线列车在库内动车，或从库内运行至正线的过程，或需通过上海11号线线路运行至维修厂时，可使用受电弓受流运行。
列车受电弓控制回路如***3所示。当列车硬线判断司机室占有，列车无紧急停车信号发出，列车三位置隔离开关处于高压位，列车受流器全部脱靴到位，转换开关=31-S110处于受电弓位，且无降弓命令时，司机可操作司机台的升弓按钮=21-S06，将升弓命令发送给受电弓控制箱，控制箱控制电机驱动受电弓升起。此时，列车从接触网获得高压运行。
受电弓升起的情况下，只要司机室占有，司机即可操作司机台的降弓按钮=21-S06将受电弓降下。紧急情况下，司机可操作司机台上的紧急停车按钮，将受电弓紧急降下。若列车休眠，或者列车有受流器不在脱靴位，转换开关=31-S110不在受电弓位时，列车都将发出降弓命令给受电弓控制箱，将受电弓降下。在脱靴继电器=21-K102的43-44触点处并联了脱靴落弓旁路旋钮=21-S02，其作用是在受流器故障时，将脱靴信号旁路，使受流器的状态不影响受电弓的正常工作。
***3 受电弓控制方案
（四）受流器受流与受电弓受流转换控制方案
上海16号线列车受流器受流与受电弓受流转换控制电路原理***如***4所示。当列车从车库使用受电弓受流运行至正线后，需将受流方式从受电弓转换至受流器受流状态；当列车从正线运行回库时，需将受流方式从受流器转换至受电弓受流状态。此时，均需使用受流器受流与受电弓受流转换控制电路控制转换开关=31-S110动作，使列车选择正确的受流方式。
（1）第三轨供电切换到接触网供电
当列车从第三轨供电线路运行至接触网供电线路时，若列车满足以下条件：列车速度为0，司机室占有，受流器均在脱靴位，受流器位按钮没有被按下。司机可按下司机台的受电弓位按钮=21-S08，受电弓位继电器=21-K120得电，驱动转换开关电机，将=31-S110的触点转换至受电弓位。当触点转换至受电弓位的同时，将转换开关=31-S110的FC12和FC22触点断开，以切断驱动电机的供电回路，保证电机不会出现堵转烧损的情况。此时，司机可操作司机台的受电弓控制按钮，控制受电弓的升降。
（2）接触网供电切换到第三轨供电
当列车从接触网供电线路运行至第三轨供电线路时，若列车满足以下条件：列车速度为0，司机室占有，受电弓均在落弓位，受电弓位按钮没有被按下。司机可操作司机台的受流器位按钮=21-S09，受流器位继电器=21-K119得电，驱动转换开关电机，将=31-S110的触点转换至受流器位。当触点转换至受流器位的同时，将转换开关=31-S110的FC11和FC21触点断开，以切断驱动电机的供电回路，保证电机不会出现堵转烧损的情况。此时，司机可操作司机台的受流器控制按钮，控制受流器的升降。
***4 受流器受流与受电弓受流转换控制方案
三、结束语
本文研究了一种用于城轨车辆的的受流器受流与受电弓受流集成方案，提高了城轨车辆的通用性，使列车无论在架空接触网供电线路，还是在第三轨供电线路均能正常运行。有利于城轨车辆用户灵活选择供电线路的建设，在车库架设架空接触网，保证库内地面检修人员的安全。在正线架设第三轨接触网，降低线路建设成本，提高供电可靠性，美化城市景观等。
参考文献：
[1]周利.上海轨道交通11号线列车控制电路设计[J].电力机车与城轨车辆，2009（3）.
[2]李骏.深圳地铁1号线续建工程车辆牵引系统集成设计[J].城市轨道交通研究，2009（11）.
[3]南车株机公司.上海轨道交通11号线南段工程车辆技术规格书[G].株洲南车株机公司，2010.
（作者单位：南车株洲电力机车有限公司）
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