- 상위 항목 : 서울메트로 3000호대 전동차
서울메트로가 3호선에서 운행 중인 VVVF 전동차를 찾아오신 분은 서울메트로 3000호대 VVVF 전동차로.
| 서울메트로의 전동차 | |||||||||||||||||||
| 1호선(1000호대) | VVVF ‧ 저항제어 | ||||||||||||||||||
| 2호선(2000호대) | VVVF · 초퍼제어 · 저항제어 | ||||||||||||||||||
| 3호선(3000호대) | VVVF · 초퍼제어 | ||||||||||||||||||
| 4호선(4000호대) | VVVF · | ||||||||||||||||||
개조 GEC 쵸퍼 영상
오리지널 GEC 쵸퍼
8~90년대 서울지하철의 얼굴
서울지하철 개통 초창기에 유럽형 전동차로써 대대적으로 홍보된 것은 물론 특유의 독특한 디자인과 우렁찬 구동음으로 사람들의 뇌리에 오래 각인되었던 역사적인 차량. 서울 지하철의 건설은 1971년부터 본격적으로 추진되어 1974년 1호선 개통을 시작으로 1980년 2호선을 개통했다. 그리고 1985년 10월까지 3, 4호선은 모두 개통되었다. 고속성장 시대의 영향을 타고 각 노선들이 착공되고 개통될 때마다 경제여건은 빠르게 변해 3, 4호선이 완공될 즈음에는 한국도 경제적 기반을 어느정도 갖추고 다음 해부터 민주화와 3저 호황을 통한 경제규모의 급성장이 가속화된다. 이런 분위기 속에서 종로선을 완공할 때까지만 해도 제한적인 건설기술만을 사용할 수 있고, 고객 서비스를 향상시키는 것도 한계가 있었지만, 2호선 때부터는 신공법을 적극적으로 사용하고, 각 역 별로 디자인에 차별화를 두는 것은 물론 냉, 난방이 제공되는 혁신적인 설비의 전동차를 도입하는 등의 변화가 있었다. [1] 그리고 이러한 희망적인 분위기를 타고 3, 4호선에 들어간 최신 유럽형 전동차로써, 당시의 언론에도 이러한 점이 부각되었을 정도였던 멋진 차량이었다. 물론 한국이 도시철도 차량과 같은 분야에 일반인들이 크게 관심을 갖지는 않았지만, 90년대까지 나온 수많은 백과사전과 교과서[2]에, 충무로역. 경복궁역등 독특한 디자인의 역에 정차해 있는 모습이 거의 단골로 실리고, 뉴스 자료화면의 열차로 사용되는 등 알게 모르게 사람들에게 각인된 것.
1 사양
| 열차 형식 | 도시철도 입선용 통근형 전동차 |
| 구동 방식 | 전기 동력분산식 열차 |
| 운행 노선 | 수도권 전철 3호선 |
| 급전 방식 | 직류 1500V |
| 최고 속도 | 100km/h[3] |
| 기동 가속도 | 3.0km/h/s |
| 신호 방식 | ATC |
| 감속도 | 상용 3.5km/h/s, 비상 4.5km/h/s |
| 제작회사 | 대우중공업, 한진중공업 |
| 도입연도 | 1984년~1993년 |
| 제어 방식 | 전기자 사이리스터 쵸퍼제어 |
| 동력 장치 | 직류전동기 |
| 제동 방식 | 회생제동 병용 전기지령식 공기제동 |
| 편성 대수 | 10량 |
| 전동차 비 | 6:4 |
| 전장 | 19,500mm(19,50m) |
| 전폭 | 3,160mm(3.16m) |
| 전고 | 3,750mm(3.75m) |
| 차중 | Tc:33.0t, M1:42.21t, M2:41.8t, T:32.0t |
2 개요
수도권 전철 3호선에서 운행되고 있는 초퍼 제어 전동차. 디자인은 다르지만 성능은 조금 앞서 도입된 2호선 GEC 초퍼 차량에 기초하고 있고, 기존 전동차와는 달리 국내 최초로 차체 하부가 광폭형으로 설계된 차량이므로 차체 폭이 넓어 출입문이 볼록한 형상이며 전면부 중앙에 비상탈출용 관통문이 설치되어 있다.그래서 "배불뚝이 초퍼"나 "뚱땡이"와 같은 별명이 붙어 있다.나는 비만이다 그리고 전조등이 묘하게 졸린 눈을 닮았다. 현재 재적된 편성 수는 15개 편성. 316~320편성은 지축차량기지에, 334, 335, 341~348편성은 수서차량기지에 배속되어 있다. 1985년 3,4호선 개통 당시부터 사용된 전동차로 같은 전동차를 두 노선에 운용[4]했기 때문에 그시절에는 두 노선 전동차는 동일한 도색을 하고 다녔다. 교과서에 실린 옛날 사진에서 이 차량이 '상계'행이나 '사당'행의 롤지를 달고 운행하고 있는 것이 바로 이런 이유였다. 다만 객차 내부 인테리어에는 미묘한 차이가 있어 3호선용 차량은 출입문 하부 띠와 객실바닥이 회색이었고 4호선용 차량은 출입문 하부 띠와 객실바닥이 녹색이었다. 1994년 개통된 과천선과 안산선이 4호선과 직통 운행을 실시하면서 남태령역 이남 구간은 이북 구간과 신호와 급전 방식이 달라 기존 전동차로 운행할 수가 없는 문제가 생겼다. 이에 서울메트로는 기존에 4호선에서 굴리던 전동차를 다른 노선으로 이적[5]시키는 대신 해당 노선에 투입할 예정이었던 증차분을 전부 4호선으로 돌리게 된다.[6]
84~85년식과 89~93년식 차량에는 출입문의 형태에 차이가 있다. 89년식 이후부터는 실내 쪽 출입문 가운데에 달려 있던 수동 개폐용 손잡이가 사라지고 출입문의 개폐 속도도 느려진다. 초기형의 경우 굉장히 빨리 열고 닫히도록 설계되어 있으나 후기형은 다른 차량과 비슷한 수준이다.
3 차량 특징
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4호선에서 운행하던 때의 모습.
영국 GEC사의 제휴를 바탕으로 대우중공업에서 생산했고 초퍼제어기를 비롯한 주 전장품이 영국 GEC사의 제품이기 때문에 GEC 초퍼라고 불린다. 120년의 설게 기반이 깔린 서구 표준식 전동차를 바탕으로 하되 컴퓨터를 이용한 유한요소법을 적극적으로 사용해 차량 설계의 용이성을 높이고, 차량 전체적인 국산화 성과가 60퍼센트에 이를 정도로 높아졌다. 특히 견인전동기와 전동발전기(MG)의 경우 도입 계약시 지하철공사 관계자와 서울시 측의 국산화 의지가 강했지만, 양 측의 의견차가 컸고, 결국 10퍼센트 정도 국산화가 이루어졌다.
1980년 5월 입찰안내서 공개 후 국제입찰 방식으로 미국, 영국, 일본, 프랑스, 스웨덴의 5개국이 공동 입찰, 1982년 4월 영국 GEC사가 낙찰, 4호선 6량 27개 편성 162량, 3호선 6량 25개 편성 150량, 그리고 2호선의 GEC 초퍼 차량 15개 편성 90량까지 총 402량의 공급계약이 체결되었다. 개통 후의 원활한 운행을 위해 차량, 전기, 신호, 궤도, 통신, 기지 등 각 분야와의 관련기술에 대한 합동계약을 체결, 책임사인 GEC사의 관할 아래 모든 설비를 설계하고 본선 성능 확인시 직접 확인하도록 했다.
또한 GEC사와의 제휴관계이고 국산 전동차 조립경험이 있던 대우중공업이 생산업체가 되어, 차체와 대차를 자체 생산하고 GEC사로부터 공급받은 초퍼 제어기, 견인전동기, 제동기기, 공조장치 등의 장비를 조립해 납품했다. 차체 강재나 대차는 정비 효율화를 위해 2호선 초퍼 차량과 같은 종류를 사용, 특히 대차는 201계 전동차의 시험차에서 사용되던 에어스프링이 탑재된 볼스터 대차로, 2호선 전동차 도입 시부터 국내에 채용되고 있었다. 또한 부품의 국산화와 관련, 정부 관계자와 GEC사와의 협의를 여러 번 가졌다. 앞서 말했듯이 핵심장비인 견인전동기와 보조전원장치(MG)의 국산화를 강력히 추진했으나, 아쉽게도 실제 성과는 미미했다.
3.1 외형
일명 '광폭형'이라고 부르는 양 옆으로 퍼진 곡면차체의 외형이 특징으로, 일반적인 전동차에 비해 좌, 우 4cm 정도 넓은 3,160mm이다. 실내에서 보면 그 특징이 더 뚜렷하게 나타나는 편. 호불호가 갈리는 인상적인 디자인의 차량이라 은근한 매니아층도 존재한다. 또한 앞부분 디자인은 유럽의 전형적인 통근형 전동차 전두부를 한국식에 맞게 변형한 형태라고 설명한다. 다만 차량 전두부 유리창의 모습이 오다큐 9000형 전동차와 같은 걸 보면 일본의 요소가 여전히 들어가 있다는 느낌. 링크
디자인에 공을 많이 들인 만큼 전면부 형상과 도색이 상당히 까다로운 절차를 거쳐 선정되었다. 특히 전면 디자인의 경우는 미국, 영국, 일본 등 세계 각국의 도시철도 차량 전면부의 사진, 카달로그, 조감도 등을 적극적으로 입수해 분석 후 전면부 사진 6매와 차트 3매, 운전실 구조 사진 8매와 차트 1매를 추려내 1차로 임원회의에 보고, 다시 26건의 형상사진 가운데 7건을 집중 선정, 82년 5월 28일에 대우중공업에 통보, 다시 대우중공업 측에서는 전면부 형상 확대사진과 기존 1, 2호선 차량과 비교, 워싱턴 지하철이나 싱가포르 BART 차량(이들 도시철도는 유럽의 영향을 받았기 때문에 최초로 유럽형 전동차를 도입하는 데 있어 주요 참고 요인이었다. 한국은 일본식 도시철도 설계의 영향이 강한 국가다.)의 전면 설계자들과도 협의해서 자문을 받았다.
이와 같은 자문 내용, 수집자료를 바탕으로 지하철공사의 요구 사항까지 전반적으로 참고해 1982년 8월 14일 참고자료와 설명서를 서지공 측에 제출, 이러한 자료들을 사장 및 임원회의->82년 8월 26일 공사 직원을 대상으로 전면부 형상 공모안에 대한 투표 실시->다시 전문가의 자문 절차를 거쳐 몇 가지 최종 개선사항이 제시된다.
- 전면부 문을 좁히고 유리는 넣지 않는다.
- 운전실의 창은 아래로 길게 설계
- 후면 출입문의 프레임을 그대로 두되 안쪽으로 들어간 문에 색상을 넣는다.
- 지하철 마크를 전면에 배치한다.
- 작성된 조감도의 다른 색상도 연구해 볼 것
이후 외국 경험의 예시 등 일부 요소를 반영해 1982년 12월 2일 완성된 최종 조감도를 서울지하철공사 측에 제시해 임원회의, 서울특별시장을 거쳐 원안대로 최종 확정되었다. 운전실 정면에는 수동 기계식의 비상탈출문이 설치되었고, 승무원에게 편리하도록 운전실 배치와 색상도 조정되었다. ㅇ
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렌더링된 차량 조감도
3.2 도색
서구적인 곡선과 조화되는 현대적인 감각과 산뜻하고 쾌적한 미적감각을 고려하여 선정했다.
특히 도색 과정에서 전문가의 적극적인 참고를 유도하여 홍익대학교 한도룡(韓道龍) 교수에게 자문을, 공간사 그래픽디자인 연구실장 박기태(朴基太) 실장과도 자문과 작업을 의뢰했다. 이후 박기태 실장 주도로 각종 문헌과 지하철 도면의 수집을 통한 사례 조사, 건축설비 디자인에 대한 자료수집, 실용성, 주변 여건 등의 학술연구 조사, 색상에 따른 색채 연구, 실시디자인 등을 연구해 83년 5월 28일 여의도 라이프빌딩 지하철공사 직원실에서 1차 도안을 발표했다. 이 자리에서 박 실장은 전면부 및 측면부 도색 도면 89매를 작성하여 기본적인 자료 수집내용과 지하철 색상의 추세를 발표하고 이어 4차례에 걸친 회의를 거쳐 현재의 도색을 최종 확정했다.
3.3 성능
전력변환장치는 GEC사의 사이리스터 초퍼 제어 장치를 사용하고 있다. 특히 앞서 도입된 2호선의 차량들이 저항제어 방식이 사용되고 있었는데, 3호선 차량의 도입과 맞물려 본격적으로 초퍼 제어를 채용하게 된다. 열차 내의 불필요한 발열과 가속충격이 완화되는 것은 물론, 최대 30퍼센트까지 전력소모가 감축되었다. 견인전동기 출력은 162Kw로, 동급의 멜코 초퍼 전동차의 150Kw에 비해 조금 높다. ATC 방식의 신호장비도 국내 최초로 도입, 미국 WABCO사의 제품이 사용되었다.
10량 편성을 기준으로 설계되어 초기에 6량 편성이었지만 4호선은 1990년부터, 3호선은 1992년부터 10량으로 자연스럽게 증차했다. 최대 승객하중은 량당 20톤까지 고려했으며 광폭차체로 실내 폭이 넓어 약간의 혼잡도 개선이 가능하다. 기동가속도 3.0km/h/s, 상용감속도 3.5km/h/s를 확보, 정차 시간에는 약 30초가 걸린다.
동력차량인 M차와 M1차량에는 정차 시 초퍼 제어를 활용한 회생제동이 작동한다. 무동력차는 순수 공기제동만으로 정차한다.
4 도입 역사
84년 10월 창동기지, 85년 1월 지축기지 완공을 기점으로 3,4호선 초기 개통분으로 4호선에 84년 11월부터 85년 7월까지 6량 27개 편성, 3호선에 85년 1월부터 85년 8월까지 6량 25개 편성 차량이 투입되어 운행을 개시했다.
1989년부터 증차용으로 2차분 차량이 투입되기 시작, 89년 4호선에 6량 7개편성, 90년에 10량 6개, 6량 1개 편성이, 91년 3호선에 6량 7개 편성이 추가 증비되었다가 다음 해부터 6개 편성이 10량으로 증차 운행된다.
4호선은 1990년부터 1992년까지 초기분 27개 편성과 89년식 7개 편성을 포함해 27개 전 편성이 10량 편성으로 운행하게 되었으나 3호선은 1992년 이후부터 10량 편성 운행을 했다.
4.1 4호선 차량의 이적
4호선 연장으로 과천선과 안산선구간 개통이 다가옴에 따라 열차 전체 물갈이를 통해 서울메트로 4000호대 전동차가 옮겨온 덕분에 3호선에 초퍼차가 오래 다니게 되었다, 1992년 9월부터 4호선 전동차의 타 노선 이적이 시작되었다. 1차로 1992년에 12개 편성이 3호선으로 이적하였고, 3호선의 수서역 연장 개통에 따라 증비분이 필요했는데, 1993년에는 313~315편성과 316~318, 320, 322, 327, 333편성의 4~7번째칸이 이적하였다. 그러면서 구 276, 277, 278~284편성이 2호선으로 이적하였고, 1994년에는 334, 335, 341~348편성이 3호선으로 이적했고, 285~292편성은 2호선으로 이적하였다. 41개편성중 33개편성은 3호선으로 이적하였고, 나머지 8개편성은 2호선으로 이적하였다.
4.2 개조 초퍼
여기서도 자석도색이다
1차로 도입된 차량이 대거 폐차됨에 따라[7] 후에 10량으로 증비된 부수차들이 남아돌게 되었고, 일부 무동력차를 Tc차로 개조하여 새로이 편성을 만들어 운행하게 되었다. 그러나 전두부는 기존 전동차와 동일한 형상이 아니라 개조저항이나 개조 초퍼, 같은 회사의 1호선 3VF차량 중 107~110편성, 같은 회사의 4호선 차량 중 410~426, 464~468, 470~471편성, 옆집의 3호선 3VF차량 등과 같은 형태이다. 단면 형태가 달라 원형 그대로 개조될줄 알았더니만;;; 뚱작이해당 차량은 316~320, 341~344편성이며 334, 335, 345-348편성은 원형 그대로 다닌다.
5 현재 운용
3호선 전체 차량 중에서도 소수로 전락한데다 운행품질이나 정비를 고려해 잘 투입시키지 않는다.
미개조 GEC 초퍼를 비롯한 수서소속 차량은 특별한 일이 없는 한 평일 출근시간 한정으로 운행되지만 지축소속 차량들은 평일 저녁과 주말까지도 종종 보인다. 하지만 수서소속 차량들은 저녁 다이아에도 종종 투입되고, 주말에는 아-주 가끔씩 보인다. 수서소속은 주로 아침에는 미개조 GEC쵸퍼, 저녁에는 개조쵸퍼가 많이 출고된다. 그런데 요새는 지축소속 gec쵸퍼가 아예 보이지 않는다는 진실...
6 특이사항
2000년 이후 객실 내부에 CRT 모니터를 설치하여 차내 이동방송을 내보내고 있으며, 지금은 활용도가 많이 줄었지만 운영 초창기에는 한일 월드컵 경기 중계방송이나 인기 드라마를 틀어주는 등으로 좋은 평가를 얻었다. 일부 차량에는 설치되지 않았으며, 신조차량인 서울메트로 3000호대 VVVF 전동차에서도 객실 중앙 LCD 모니터로 계승되어 운영되고 있다.
내장재 개조의 경우 2004년 이후에 대부분의 차량에 실시되었지만 84년 도입된 일부 차량은 실시되지 않고 2009년까지 운영하였다. 해당 차량은 301~314편성의 초기 도입분 6량이었으며, 현재는 거의 대부분의 GEC 초퍼 차량이 폐차되었기에 별 의미 없게 되었다.
여담으로 2호선 차량에 비해 차량 상태가 매우 좋지 않다. 한창 왕성하게 현역으로 뛰던 때부터 온갖 잔고장으로 잡음이 많았으며 폐차 직전에는 일부 차량의 차체 부식도 심해 안쓰러울 정도의 겉모습으로 운행하기도 했다. 덕분에 2009년 내구연한 연장평가(이떄에는 이미 정밀진단을 통해 최대 15년까지 차령연장이 가능했다)에서 시원하게 탈락하고 단 1년만에 대폐차로 쓸려나갔다. 현재 운행하는 차량도 몇몇 편성의 상태가 심하게 불량해 언제 폐차될지 모르는 상황.
미개조 쵸퍼제어 차량들은 개조쵸퍼제어 차량과 VVVF 차량과는 달리 방송장비 업데이트가 되어 있지 않아 원흥역 안내 방송이 없었다가 2016년 2월 즈음 개정되어 정상적으로 나온다.
7 대폐차
2009년 이후 1984~1985년산 차량들이 대량 폐차되면서 신조차량 도입 이후에도 많은 초퍼 차량이 잔존하는 2호선과 달리 단 1년 새 3호선의 GEC 초퍼들은 거의 전멸 상태가 되었으며, 남은 차량마저도 거의 투입되지 않기 때문에 정말 보기 어려워졌다. 물론 2호선의 초퍼 차량들도 머지 않아 전멸 시기가 도래할 것이며, 내구연한법 폐지나 내구연한이 남은 중간 부수차량 처리 문제 등으로 비교적 오래 운행하고 있는 것 뿐이다. 개조차량이 아닌 원조 GEC 초퍼의 경우 334, 335, 345~348 6개 편성만이 남아서 운행하고 있으며, 2020년 내에 폐차될 예정이고 TC 개조차량조차도 2022년 이후로는 완전히 소멸될 것이다. 사실 이 차는 15년 연장사용 판정을 받았어도 대폐차를 피할 방법이 없는 상태였다. 왜냐하면 초퍼 사이리스터 소자를 비롯한 대부분의 주요 부품이 단종되었기 때문이다. 그러자고 어디처럼 VVVF로 개조하자니 이미 신차가 들어와버린[8] 상태라서 굳이 신차 도입만큼 비싼 돈을 들여서 이 고물을 개조할 필요성이 사라진 상태였기도 했다. 현재 내구연한법이 사실상 폐지되면서 2014년 퇴역 예정이었던 1호선 서울메트로 1000호대 저항제어 전동차 등이 대대적으로 리뉴얼을 마치고 멀쩡하게 연장운행하는 것이 가능했던 이유는 부품이 아직도 생산되는 것이 크게 한몫했다고 한다.
여담으로 전라북도 남원시 덕과면의 한 폐교와 경상북도 안동시 길안면의 한 폐교에 폐차된 서울메트로 초퍼제어 3000호대 전동차가 있다.[9]- ↑ 80년대 초반부터 막 도입된 2호선의 초퍼 차량은 당시 새마을호 객차에도 갖추지 못했던 에어스프링을 설비하고, 평천장이 적용되는 등 당대의 트렌드를 그대로 따라가는 혁신적인 명차였다.
- ↑ 가끔 선생님분들이 개통이라고만 이 전동차에 써 놓은 사진을 보고 1호선 개통이라고 하시는 분들이 흔하다.
- ↑ ATC 구간을 운행하므로 실제로는 80km/h
- ↑ 물론 4호선에서 운용했던 것은 4000호대 번호를 달고 있다. 차량은 완전히 똑같은 차량. 마치 분당선과 과천선 운영 초기의 코레일 2030호대 전동차처럼.(이쪽은 차량번호까지 짬뽕이었다.)
- ↑ 3호선은 원래 같은 차량을 운용했으므로 그대로 이적시켰는데 2호선의 경우는 기존 2호선 차량과 다른 디자인으로 인해 혼란이 올 것을 우려해서 초록색으로 재도색되었다. 근데 이 재도색 시기가 조금 늦어서 몇달간 2호선에 도색안된 이 차량이 돌아다녔고, 시민들에게 혼란을 많이 주었다.
- ↑ 증차분 중에는 직류, ATC 전용 전동차도 포함돼 있었음에도 불구하고 굳이 구형 차량을 다 몰아내고 VVVF 차량으로 물갈이한 건 차량을 효율적으로 관리하기 위해서인 것으로 추정된다.
이로 인해 2호선과 3호선에 고물차들이 장기간 다니게 되었다.(...) - ↑ 참고로 이때라면 이미 정밀 진단을 통해 내구연한을 40년까지 연장할 수 있게 되었다. 비슷한 시기에 들어온 부산교통공사 1000호대 전동차는 아직도 폐차되지 않고 현역으로 생존.
- ↑ 2호선의 경우에는 2015년 10월 기준으로, 이미 잔존 초퍼차 대차용 신차 계약까지 마친 상태이다.
- ↑ 둘 다 금수원의 동족처럼 유병언이 갖다놓은 것이다.