한국철도공사 311000호대 전동차

한국철도공사 311000호대 전동차는 경부선, 경인선 복복선화로 인한 수요 증가 및 기존 한국철도공사 1000호대 전동차의 폐차로 인한 교체의 일환으로 도입된 한국철도공사의 통근형 전동차이다. 2011년 3월까지 5000호대 차호를 사용하였으나, 2011년 4월부터 2011년 같은 해 10월까지 311000호대로 개정하였으며, 기존 311000호대의 차량 편성이 완전히 포화 상태에 이른 관계로 2016년 8월 반입분부터 형식 상 312000호대의 차량번호를 부여받아 반입되고 있다. 현재 총 10량 108개 편성(1080량)이 운행하고 있다.
기술적 사양.
제어기기.
31107 ~ 31112, 31114 ~ 31115, 31117 ~ 31134, 31136, 31146 ~ 31147, 31149 ~ 31153, 31157 ~ 31158편성은 기존에 도입되었던 도시바(Toshiba)의 가변 전압 가변 주파수 제어-게이트 턴 오프 사이리스터를, 31113, 31116, 31135, 31137~31145, 31148, 31154~31156, 31159~31190, 31192~31203편성은 도시바사의 가변 전압 가변 주파수 제어-절연 게이트 양극성 트랜지스터를 제어기기로 사용 중이며, 31204~31215편성은 미쓰비시사의 가변 전압 가변 주파수 제어-절연 게이트 양극성 트랜지스터를 기반으로 한 현대로템의 자사 지능형 전력 모듈이 적용되었다. 1개의 제어장치가 4개의 모터를 제어하는 1C4M 방식을 채택하였다. 기존 한국철도공사 1000호대 전동차에 비하여 출력을 높여 전력차의 비율을 줄였으며, 동시에 회생제동을 채용하여 에너지 절약 및 검수 편의를 도모하고 있다. 기본적으로 도시바의 제품을 사용하고 있으며, 이후 우진산전에서 라이센스 생산한 제어 장치를 사용하고 있다. 1세대 차량은 신칸센 500계 전동차에서 사용한 강제 냉각 방식의 MCK01C형 주변환장치를 채택하였고, 1세대 이후의 차량은 히트파이프에 의한 자연 냉각 방식의 COVO52-A0형 주변환장치를 채택하였다. 일부 1세대 차량의 경우 주변환장치는 COVO52-A0로 교체하였으나, 견인전동기는 기존의 것 그대로이므로 스위칭 가청주파수 영역을 벗어나는 고속 영역에서는 기존 모터 소리가 들린다.
차체 및 대차.
차체에는 STS301L를 사용한 경량 고장력 스테인레스 스틸 무도장 차체를 사용하고 있으며, 대차는 1차 현가장치에 코니컬 고무스프링, 2차 현가장치에 에어스프링을 사용한 에어스프링 볼스터리스 대차 방식을 채택해 승차감 향상과 경량화를 이루었다. 제동장치는 응답성이 빠르고 전기제동과의 조화가 양호한 HRDA형 전기지령식 제동을 사용하고 있다.
실내 설비.
도입 초기에는 아이보리 색 계통의 색상 구성과 전형적인 모켓 롱 시트로 이루어져 있었다. 이후 불연 내장재 교체가 시행되며 파란색과 흰색 등을 사용하여 보다 시원한 계열의 색상 구성을 사용하게 되었고, 시트는 유리 섬유(그라스울) 시트를 사용하였다. 객실 천장에는 31107 ~ 31182편성에는 LED 전광판이, 31183 ~ 31190, 31192 ~ 31215편성에는 LCD TV를 사용하는 승객 안내 장치가 설치되어 있으며, 냉방은 기존의 한국철도공사 1000호대 전동차보다 냉방출력을 강화한 준집중 형식으로 제작하였다. 1998년에 도입된 2차 도입분인 31128 ~ 31141편성에는 1, 10호차 통로문 왼쪽에 휠체어·유모차 공간이 설비되어 있다. 이에 따라 31107 ~ 31127편성에는 1, 10호차에 3인석 노약자, 장애인, 임산부 전용 좌석을 제거하여 휠체어·유모차 공간을 마련하였다.
승무 설비.
수도권 전철 4호선, 수도권 전철 분당선, 수도권 전철 수인선에서 운행 중인 한국철도공사 341000호대 전동차, 한국철도공사 351000호대 전동차와 유사하나 자동 열차 제어 장치 관련 장비는 빠져 있으며, 정차역을 오인, 통과하는 경우가 있어 이를 방지하기 위한 정차역 자동 통보 장치를 장비하고 있다. 최초 도입부터 TGIS 모니터를 컬러 모니터로 갖추었으며, 2004년 불연 내장재 개조 이후부터는 서비스 기기 조작을 TGIS와 연계하여 자동화하였다. 승무기기는 31107 ~ 31182편성은 투핸들 방식을, 31183 ~ 31190, 31192 ~ 31207편성은 원핸들 방식을 채택하고 있으며, 운전 경계 장치를 갖추고 있다. 또한, 절연 구간을 통과할 때 지상 장비를 통하여 경고 방송을 수신하도록 되어 있으며, 2006년부터는 전 차량의 차장용 출입문 조작장치를 기존의 기계식에서 전자식으로 교체하였다.
편성.
편성은 집전장치와 주변압기, 제어기기, 전동기가 탑재된 M'차, 제어기기와 전동기만 탑재된 M차, 그리고 보조전원장치와 공기압축기, 축전지, 제어실 등을 갖춘 Tc차와 제어실이 없는 T1, 아무 기기도 탑재되지 않은 T차로 구성되어 있다.
배속.
이문차량사업소, 구로차량사업소, 병점차량사업소에 배속되어 있으며, 중정비는 이문차량사업소와 수도권 전철 4호선의 시흥차량사업소 또는 수도권 전철 경의·중앙선의 문산차량사업소에서 진행한다.
도입 역사.
최초 도입분은 수도권 전철 4호선, 수도권 전철 수인·분당선에서 운행 중인 한국철도공사 341000호대 전동차, 한국철도공사 351000호대 전동차를 기초로 제작되었으며, 이후 여러 설비를 변경하여 총 12차례에 걸쳐 도입되었다. 전두부 형상을 기준으로 크게 4세대로 나뉜다.
1세대.
흔히 납작이라고 부르며 31101 ~ 31141편성과 한국철도공사 319000호대 전동차 중 31906 ~ 31907편성(변경 전 01 ~ 42편성)이 이에 해당된다. 1996년 7월부터 1998년 12월까지 현대정공 창원공장과 대우중공업 의왕공장에서 제작되어 1996년 12월부터 1999년 1월까지 반입되었다.
1차 도입분에는 1997년 6월 25일 경인선 증차분인 31101 ~ 31106편성이, 2차 도입분에는 1999년 1월 29일 부평~구로 복복선 개통분인 31107 ~ 31127편성과 한국철도공사 319000호대 전동차 중 31906 ~ 31907편성이 해당된다. 초창기에 반입된 31101 ~ 31106편성은 오랜 기간 시운전을 거쳐 1997년 5월에서야 정식으로 영업운전에 투입되었다. 31101 ~ 31106편성은 출입문과 통로문 문양이 이전 차량들과 같은 부식무늬로, 1000호대 전동차, 한국철도공사 341000호대 전동차 1세대, 한국철도공사 351000호대 전동차 1세대와 사양이 유사하며, 출입문이 닫힐 때 경고음이 울리지 않았다. 현재 31101 ~ 31102편성은 한국철도공사 341000호대 전동차 중 일부 편성의 노후화로 인해 현재 한국철도공사 341000호대 전동차 중 일부 편성에 투입되어 운행하였고, 2022년 내구연한 만료로 휴차되어 폐차 대기중이다. 2차 도입분 부터는 출입문과 통로문 문양이 철도청 로고(역삼각) 무늬로 변경되었으며, 출입문이 닫힐 때 경고음이 울리고 있다. 그리고 모든 편성이 2014년 ~ 2017년에 걸쳐 스피커가 개량되어 1차 도입분에는 경고음이 추가되었고, 2차 도입분은 경고음이 개선되었다. 반입 당시 도색은 청록색과 노란색 조합(철도청 색상)을 사용하고 있었으나, 2004년 불연 내장재 개조가 이루어지며 현재의 빨간색, 군청색 조합 도색으로 재도색 되었다.
31128 ~ 31141편성은 1974년에 도입되었던 한국철도공사 1000호대 전동차의 폐차를 위하여 도입된 차량으로, 1호차와 10호차에 휠체어 공간이 추가되었으며, 객실 안내 전광판의 수가 기존 1개에서 2개로 증가되었다.
구 519편성(현재 말소)은 2007년 5월 12일에 일어난 경부선 영등포역 추돌 사고로 2량 폐차 후 한국철도공사 319000호대 전동차 중 31906 ~ 31907편성으로 개조되었다. 31124 ~ 31125편성(구 525 ~ 526편성)은 대한민국 철도청 5000호대 디젤 기관차와 차량 번호가 중복되는 관계로 555 ~ 556편성으로 도입된 후 해당 기관차의 폐차로 인한 차적 삭제로 정상적인 편성 번호로 변경되었으며, 31113, 31116, 31135, 31137 ~ 31141편성의 주변환장치가 가변 전압 가변 주파수 제어-게이트 턴 오프 사이리스터에서 가변 전압 가변 주파수 제어-절연 게이트 양극성 트랜지스터로 교체되었다. 또한 31137편성(옛 538편성)에는 시범적으로 코모넷사의 차내방송 시스템을 설치하였으나, 현재는 철거되었다. 31139 ~ 31141편성은 한국철도공사 1000호대 전동차의 2세대형 부수객차를 개조한 T차 5량이 편입되어 운행되었으나, 노후화로 인해 341602, 311302, 311602, 341304, 341604호 등으로 교체되었다.
2세대.
흔히 동글이라고 부르며 1세대형 1977년부터 1979년까지 도입되었던 한국철도공사 1000호대 전동차의 대체와 경부선 수원역 ~ 병점역 ~ 천안역 구간의 연장 개통을 대비해 2002년 8월 16일(금)부터 2004년까지에 도입한 31142 ~ 31165편성(옛 43 ~ 66편성)을 의미한다. 1999년과 2003년에 도입된 수도권 전철 4호선 한국철도공사 341000호대 전동차 및 수도권 전철 수인·분당선 한국철도공사 351000호대 전동차 중 전두부 교체형을 바탕으로 하여 FRP 소재의 선두부와 UV 코팅이 적용된 객실 측면의 통유리창, 전체적으로 백색이 강조된 실내 설비 등을 추가하였다. 그 외의 설비는 기존 도입분과 대체적으로 동일하다. 43 ~ 53편성(변경 후 31142 ~ 31152편성)은 옥색과 청록색의 띠를 두른 도색으로 도입되었으나, 31153 ~ 31163편성(옛 54 ~ 64편성)은 반입 당시부터 현재의 도색으로 도입되었고, 55 ~ 56편성(현 31154 ~ 31155편성)은 대한민국 철도청 5000호대 디젤 기관차와의 차호 중복을 방지하고자 1세대형 전동차를 해당 차호로 도입하였던 점이 특징이다.
31142 ~ 31145, 31148, 31154 ~ 31156, 31159 ~ 31163편성은 주변환장치가 가변 전압 가변 주파수 제어-게이트 턴 오프 사이리스터에서 가변 전압 가변 주파수 제어-절연 게이트 양극성 트랜지스터로 변경되었고, 2레벨 방식과 자연 냉각형 냉각 장치를 채용하였다. 그리고 31163편성(옛 64편성)의 일부 동력객차는 한동안 가변 전압 가변 주파수 제어-게이트 턴 오프 사이리스터와 가변 전압 가변 주파수 제어-절연 게이트 양극성 트랜지스터를 병행해 사용하여 왔으나, 현재는 모든 동력객차가 가변 전압 가변 주파수 제어-절연 게이트 양극성 트랜지스터로 교체되었다. 31164 ~ 31165편성은 도입 당시부터 절연 게이트 양극성 트랜지스터 소자로 반입되었으며, 처음부터 불연 내장재를 채택하고 선두부의 열차 번호 표시 장치가 LED로 변경되었다. 31142 ~ 31163편성은 도입 당시에 도시바 GTO 소자를 적용하여 반입되었다.
3세대.
해당 차량은 2005년부터 2016년까지 총 5차례에 걸쳐 반입되었다. 반입 시기별 구분은 아래와 같다.
2005년 ~ 2006년 도입.
흔히 뱀눈이라고 부르며 2005년 수도권 전철 중앙선의 복선 전철화와 2006년 경원본선 의정부 ~ 소요산 구간의 복선 전철화로 인한 전동차 증차 및 경인선 복복선화, 기존 1980년부터 1981년에 도입되었던(실질적으로는 1974년, 1977년부터 1978년까지 도입되었던 1세대형 대차분이다.) 한국철도공사 1000호대 전동차 차량의 내구연한 경과로 인한 교체를 위하여 도입된 차량이다. 도입 당시 차번은 67 ~ 92편성으로, 이 가운데 67 ~ 78, 81 ~ 85편성은 31166 ~ 31182편성으로 개번되었다. 86 ~ 92편성은 량 수를 8량으로 줄여 한국철도공사 321000호대 전동차로 개번되었으며, 이들 편성에서 빠진 2량씩의 차량들과 79 ~ 80편성(현 말소)은 한국철도공사 321000호대 전동차 2차분 차량과 한국철도공사 319000호대 전동차로 개조되었다.
이전 차량과 비교했을 때 전두부의 형태가 변화하였으며, 현대로템의 표준형 전동차 설계 기준을 따르고 있다. 실내 설비의 경우 시트 하부에 있던 히터가 경량 프리 히터로, 객실의 출입문 구동 방식이 기존 공기 압축식에서 스크류 모터 전기 구동식으로 바뀌었고, 객실 간의 통로에 있던 턱이 낮아지는 등 몇 가지 설계 변경이 있었으며, 81편성(현 31178편성)부터는 객실 환기용 팬과 1인 승무 기능이 추가되었다. 2005년 9월에 현대로템 의왕공장이 폐쇄되었으므로 모든 차량은 현대로템 창원공장에서 제작되었다. 83편성(현 31180편성)의 5783호(현 311880호) 객차에는 현대로템의 VVVF-IGBT 2레벨(지능형 전력 모듈화)이 적용되어 2007년에 시범적으로 운행하였으며, 현재는 기존의 도시바제 VVVF-IGBT로 환원되었다.
2012년 ~ 2014년 도입.
31183 ~ 31189, 31192 ~ 31194편성이 이에 해당한다. 1986년부터 1988년까지 도입되었던 한국철도공사 1000호대 전동차 중기 편성의 폐차로 인해서 도입되었다. 경의중앙선 8량에서 6량으로 환원하려고 했을 때 남는 객차를 모아서 활용하다가 다시 8량으로 환원되는 바람에 2014년까지 도입되었다. 분당선과 수인선의 운행용으로 도입된 한국철도공사 351000호대 전동차에 기초하였으나, 10량 교류, 직류혼용 전동차로 반입되었다. 이 차량부터 천장에 LCD 안내기를 사용하는 승객 안내 장치를 설비하였으며, 차내 LCD 화면에 현재 시각이 표시된다. LED 표출 방식인 전·측면 행선 표시 장치에 나타나는 글자는 위아래로 움직인다.
31183 ~ 31189편성은 2012년에 편성 구성을 완료하였으나, 실제로는 2014년에 운행을 개시하였다. 그 이유는 본래 2012년에는 6량의 객차만을 신조하여, 당시 8량이었던 한국철도공사 321000호대 전동차를 6량화하는 과정에서 편성에 들어가지 못하고 남은 M, T칸 각 2량씩을 편입시켜 10량을 이룰 계획이었으나, 수도권 전철 경의·중앙선 복선 전철 개통에 대비하여 2014년까지 잉여 차량을 재편입함으로써 한국철도공사 321000호대 전동차 전 차량을 8량으로 환원하는 것으로 계획이 바뀌어, 4량의 객차가 321000호대로 환원하여 4량의 객차를 신조하는 2014년 이전까지는 편성을 운행시킬 수 없었기 때문이었다.
31192 ~ 31194편성은 2013년 7월 31일(수)~8월 29일(목)에 도입된 차량이다. 1988년에 도입되었던 한국철도공사 1000호대 전동차 중기 편성의 폐차로 인해 도입되었고, 이전까지의 도입분과는 달리, 전조등으로 LED를 채택하여 반입되었고, 이 외에도 선두차 측면 코레일 로고 및 출입문 주의(기대지 마시오., 손대지 마시오.), 약냉방차 안내 스티커 변경, 출입문 비상개폐 스위치 안내문 글꼴이 서울서체로 바뀌는 등 작은 변화가 있었다.
2010년 도입 및 2014년 증결 (2010년 7~8월, 2014년 6~7월).
31190편성은 8량이었던 한국철도공사 361000호대 전동차 14편성을 개조한 차량이다. 1987년에 도입되었던 한국철도공사 1000호대 전동차중기 편성의 폐차로 인해 도입되었다. 2010년 12월부터 수도권 전철 경춘선에서 운행하다가 2012년부터 2014년 2월까지 수도권 전철 중앙선에 차출되어 용문차량사업소 소속으로 이관되었고, 이후 평내차량사업소로 복귀하였다가 같은 해 6월 경 문산차량사업소로 이동하여 임시로 휴차되었다. 문산차량기지에서 팬터그래프 애자 부위에 직류 장치를 추가하여 교류, 직류 혼용 개조를 받았고, 현대로템 창원공장으로 이동하여 2량의 부수 객차를 신조해 연결했으며, 운전대를 기존 1인 승무에서 2인 승무로 개조하였다. 현재 구로차량사업소로 배속되어 있다. 출입문 경고음이 1호선 311000호대 3세대 후반형과 동일하며, 측면 행선지의 광운대역 표출을 기존 "광운대"에서 "광운대역"으로 바꾸었다. 신조된 2량은 31183 ~ 31189편성, 31192 ~ 31194편성과 사양이 같으며, 나머지 8량은 시트가 다른 311000호대 차량과 동일하게 변경된 것을 제외하면 361000호대와 동일하다. 위 편성에는 Tc칸에 자전거 전용 거치대가 설치되어 있는데, 이는 한국철도공사 361000호대 전동차 도입 당시부터 설치되어 있던 것이며, 31190편성은 운용 중이다. 31191편성은 ITX-청춘의 용산역 ~ 대전역 구간의 운행 개시로 수도권 전철 경춘선으로 환원되었으며, 신조된 부수객차 2량을 휴차시켰다. 따라서 현재 31191편성은 결번된 편성이다.
흔히 삼눈이라고 부르며 31195 ~ 31203편성이 해당되며, 차량 노후화로 인해 폐차된 1991년부터 1992년까지 도입되었던 한국철도공사 1000호대 전동차 중저항 열차를 대체하기 위해 도입되었다. 이 차량부터는 종전과는 달리 집전장치로 고속주행에 적합한 싱글암이 적용되었다. 그리고 경강선, 동해선 1차분 차량과 달리 10량이다. 외부는 종전의 차량과 흡사하나 경강선에서 운행 중인 한국철도공사 371000호대 전동차와 동해선 광역전철에서 운행 중인 한국철도공사 381000호대 전동차와 동일한 설계를 적용하여, 야간 주행 시의 시야 확보가 더욱 유리하도록 열차번호 안내기와 행선지 안내기 가운데에 LED 전조등을 새롭게 추가하였다. 이 때문에 흔히 삼눈이라고 불린다. 노약자석의 창문에는 방풍에 유리한 통유리가 적용되었다. 또한 차내 LCD 화면에 현재 시각이 표시되며, 절연구간을 통과할 때에도 실내 조명이 꺼지지 않는다. 31195 ~ 31198편성의 객실에는 CCTV가 있다.
4세대.
흔히 주둥이라고 부르며 2019년부터 도입되었으며, 한국철도공사 1000호대 전동차 신저항 차량 노후화의 일환으로 도입된 전동차이다. 외관은 한국철도공사 381000호대 전동차 2차분과 비슷하며, 내부는 동해선 또는 경강선, 서해선 차량과 동일한 시트가 적용되고 있다. 그리고 1~4세대 전동차와 달리 통로문벽이 아예 제거되었으나 대신 일부칸에는 2017년부터 도입된 서울교통공사 2000호대 VVVF 전동차와 유사한 통로문이 적용되었다. 또한 만약의 비상상황을 대비한 비상사다리와 전동휠체어 탑승객의 편의를 위한 급속충전기가 설치되었으며, 좌석옆칸에 부착된 코레일마크가 반투명하게 나왔다. 그리고 이전에 1호선에 도입되었던 전동차와는 달리 TC차량의 운전실 쪽 전두부에 우천 시를 대비한 유리창의 와이퍼가 1개에서 2개로 늘어나서 반입되었으며 이는 앞서 서술한 한국철도공사 381000호대 2차분에 동일한 설계 적용으로 기존 1호선에 도입되었던 전동차와 또다른 차이점이 된다. 1호선에 도입되는 차량은 120량으로, 31204~31215편성으로 도입된다. 출입문 모양이 코레일 마크에서 초기형 납작이에 적용되었던 부식 무늬가 적용된다. 이 편성부터는 기존의 미쓰비시제 COVO52-A0형 VVVF-IGBT 소자에 현대로템의 자사 지능형 전력 모듈을 추가로 적용하여 도입되었다.
13차 도입분부터는 신도색이 적용된다.
5세대.
우진산전에서 제작될 예정이며 311000호대 전동차 1세대 전동차 차량 노후화의 일환으로 도입될 전동차이다. 또한 서울교통공사 구간 강체가선 압상력 문제로 인하여 더블암 집전장치가 다시 적용될 예정이다. 외관은 알루미늄으로 되어있는것을 제외하고는 거의 13차 도입분과 유사하며, 총 도입되는 차량은 410량으로 31216~31256편성으로 도입된다. 그리고 히타치 제작소의 IGBT 소자가 적용되어 도입된다.
개조 역사.
도색 변경.
도입을 한 후부터 2005년까지는 1세대는 청록색광 노란색 도색 조합을 2세대는 중 31142 ~ 31152편성은 옥색과 청록색의 띠를 두른 도색으로 사용하여 왔으나, 2005년부터 불연 내장재 개조와 함께 한국철도공사 도색으로 교체되었으며, 1호선 차량은 빨간색과 군청색이 적용되었다.
내장재 교체.
2003년 대구 지하철 화재 참사를 계기로 철도차량의 내연 기준이 강화되어, 2003년 연말부터 2005년까지 한국철도공사의 전 차량이 불연재 기준에 맞춘 내장으로 교체되었다. 교체 사업에는 로윈, SLS중공업 등이 참여하였다. 이와 동시에 보수성이 떨어지는 전면, 측면행선표시장치(DI)를 롤지 회전 방식에서 LED 현시 방식으로 교체하였다. 2004년부터 도입되는 신형 차량은 불연 내장재와 LED 행선지가 기본으로 설비되어 도입된다.
중간 부수차 조성 변경.
노후화와 함께 중간 부수차 조성이 일부 변경되었다. 일부 전동차의 2022년까지 부수차는 한국철도공사 341000호대 전동차의 무동력차로 편입되어 운행되고 있다.
측면 행선 LED 가동 중단.
현재 스크린도어가 모두 설치되어 앞칸과 뒷칸제외한 모든 안내기가 소등되었다. 다만 12차분 전동차부터는 앞칸과 뒷칸만 측면 안내기가 가동 중이다.
현황.
현재 운행 중인 차량은 가독성을 높이기 위하여 굵은 글씨로 표시하였다. 
현재 운행 노선.
현재 수도권 전철 1호선 계통에서 운행하고 있다.