서울교통공사 4000호대 전동차
서울교통공사 4000호대 전동차는 1993년부터 1994년까지 서울 지하철 4호선에 도입된 서울교통공사의 전동차이다. 과천선, 안산선 개통과 함께 교류 방식인 한국철도공사 구간과 직결 운행에 대비하여 도입되었고, 기존에 운행되었던 초퍼 전동차는 서울 지하철 2호선, 수도권 전철 3호선으로 모두 이적하였다. 현재 직류 방식 26개 편성(260량), 직교류 겸용 방식 20개 편성(200량)을 합쳐 현재 총 10량 46개 편성(460량)이 운행 중이다. 2019년에 교직 겸용 5개 편성이 진접선 연장을 대비하여 추가로 도입될 예정으로, 개정된 철도안전법에 따라 강화 충격 흡수 장치가 적용될 예정이다.
47개 편성 모두 창동차량사업소 소속이며, 중정비는 3호선 지축차량사업소에서 이루어진다.
편성은 PAN와 C/I가 탑재된 M차, 그리고 SIV, CM, BAT, 등을 갖춘 Tc차와 T2, 그리고 아무런 전장이 설치되지 않는 T1차로 구성되었다.
현재 운행 중인 차량은 굵은 글씨로 표시하였다.
401~426편성은 당고개 ~ 사당 구간에만 운행하는 직류 전용 차량이며, 451~464, 466~471편성은 당고개 ~ 오이도 전구간 직결 운행하는 직교류 겸용 차량이다.
서울 지하철 4호선, 과천선, 안산선의 차량 한계에 맞추어 재설계된 디자인을 사용하고 있다. 서울교통공사 최초의 경량 스테인레스 전동차로써, 차체는 STS301L 경량 고장력 스테인레스를 사용하여 경량화를 유도하였으며 객실 천장부에는 승객안내용 LED 전광판을 설치하였다. 출입문의 구동부에 경량 리니어식 구동법을 채택하여 저소음과 소형화를 달성하였다.
현대정공 제작 차량 중 401~409, 452~463편성은 미쓰비시의 VVVF-GTO 제어 장치(MAP-204-A25V41, MAP-204-D15V41)를, 대우중공업 제작 차량 중 410~426, 464~465, 467~469편성은 GEC/알스톰의 VVVF-GTO 제어 장치(32RA025B2)를 채용하였다. 다만, 현대정공 제작 차량 중 451편성은 다원시스의 VVVF-IGBT로, 대우중공업 제작 차량 중 466, 470~471편성은 인천교통공사 1000호대 전동차 중 101~105, 112~116, 120~121편성과 같은 도시바 기반 우진산전의 VVVF-IGBT로 교체하였다. 1개의 제어 장치로 4개의 주전동기를 제어(1C4M)한다. 현대정공 차량의 제어 장치는 열차 측면에 방열구가 직사각형 형태로 배치되어 있으며, 대우중공업 차량의 제어 장치는 측면에 방열구가 원형으로 2개 배치되어 있다. 전동차는 인접한 T칸과 하나의 유닛을 구성하고 있어 팬터그래프는 모든 전동차(M칸)에 설치되어 있으며, 이는 팬터그래프와 전차선 간 이선 현상을 줄일 수 있고 연장 급전 시 유리한 이점이 있다.
볼스터리스 대차를 최초로 채용하였는데 1차 지지부에 원추고무스프링, 2차 지지부에 에어스프링을 사용한 전형적인 볼스터리스 대차를 사용하고 있다. 제동장치에는 회생제동을 병용하는 KNORR 전기지령식 제동을 채용하고 있으며 주차제동장치가 기존 수용식에서 자동스프링식으로 변경되었다.
TGIS는 Train General Information System의 약자로서 열차의 기본적 정보를 승무원에게 전달하는 시스템이다. 기본적으로 제어차에 장비된 중앙 장치와 각 차량에 장비된 단말 장치로 구성되어 있으며 각 단말기를 루프식으로 구성하고 있다. 각 단말기 간의 통신은 RS-485 방식을 사용하고 있다. 각 단말 장치는 각 차량의 전기 기기, 서비스 기기의 상태를 실시간으로 전달하여 중앙 장치에서 통합한 뒤, 모니터를 통하여 승무원에게 전달된다. TGIS의 주요 기능은 다음과 같다.1기 지하철 중에서 가장 최초로 LED 전광판의 형식으로 차내 행선안내 게시기를 설비하여 음성 안내방송 이외에도 시각적인 표현 방법을 통하여 역 안내 및 공지사항 등을 표시하는 형식으로 안내하도록 하였다. 이 장치는 운전 제어차량의 설정기를 통하여 열차운행 정보(열차번호, 운행시간과 요일 등의 데이터)를 입력하면 자동으로 통신을 통하여 목적지 표현을 수행하게 된다.
401~426편성은 직류 전용(DC 1,500V)으로 별도의 전원 공급방식 변경 기능이 없어 당고개 ~ 사당 구간만 운행하고, 451~471편성은 한국철도공사 341000호대 전동차와 마찬가지로, 교직류 겸용으로 서울 지하철 4호선과 과천/안산선의 전원 방식이 각기 다르므로 전원 공급방식 변경 기능을 설비하였다. 우선 서울교통공사 구간과 코레일 구간의 경계점에 절연 구간을 두고, 이 시점에서 제어 장치를 작용시켜 팬터그래프 부근에 설치되어 있는 교-직 절환 고압 스위치가 전환 작동됨으로써 급전 방식이 변경되도록 구성되어 있다. 고압의 AC 25,000V 의 전원을 취급하는 라인은 고 절연 애자로 상당한 길이로 이격시켜 설계하였다. 당고개 ~ 오이도 전 구간으로 직결 운행한다.
1995년 5월에 과천선, 안산선 10량 장대화로 인하여 1993년 9월부터 기존 6량으로 운행되던 편성의 재조성이 필요하게 되어 10량으로 재편성하는 과정에서 추가로 제작되어 반입되었던 차량들이 혼합으로 섞이게 되었다. 이 과정에서 456~463편성의 현대정공 편성에 1994년 제작분의 대우중공업 객차가 증결되었다. 증결된 차종으로는 456~460편성은 연장급전 기능(배터리, SIV, 공기압축기 등) 객실 1량씩, 461, 462편성 연장급전 기능(배터리, SIV, 공기압축기 등) 객실과 일반 무동력 객실을 가진 무동력 객실로, 463편성은 연장급전 기능(배터리, SIV, 공기압축기 등) 객실-무동력 객실-동력 객실(견인 전동기가 있는 차량)로 편성되었다. 이 중 464~468편성은 6량 단위에서 10량 단위까지 재편성으로 분해되어 남게 된 현대정공 운전제어 객실을 대우중공업에서 개조하여 편성되었다.
한편, 본래 456~468편성은 1993년 도입 당시 6량 편성으로 현대정공에서 제작하였으나, 464~468편성의 TC칸을 제외한 모든 객차(4량씩, 총 20량)가 456~463편성으로 편입되고, 464~468편성은 8량씩(총 40량)을 대우중공업에서 제작하게 되었으며, 456~463편성은 구 464~468편성의 현대정공 객차들을 편입시키고, 대우중공업에서 객차를 새로 제작하게 됨으로써 10량 편성 체제를 갖추게 되었다.
대우중공업에서 제작된 일부 동력 객차의 대차에서 구조적인 결함이 발견되어, 2001년 한국철도차량(주)에서 같은 모델의 대차로 교체되어 운행을 하고 있다.
2003년 2월, 대구 지하철 화재 참사를 계기로 강화된 철도 차량의 내연 기준에 맞추어 흥일기업과 로윈에서 2004년과 2005년에 전 차량의 내장재 리뉴얼을 완료되었다. 바닥재의 색상을 노선색에 맞추었고, 내장재의 색상은 흰색 계열을 사용한 것이 특징이며, 시트는 무광택 스테인리스 시트를 채용하였다. 불연화 이외에도 화재 사고에 대비, 화재 경보기와 객실 비상용 연락 장치 등이 보강되었다.
서울교통공사에서는 2007년 8월부터 방송장치 개량 사업을 추진하여 2008년 2월 2일과 2월 3일간 양일에 걸쳐 4호선 전동차의 음성 방송장치를 개량하였다.
기존 방송장치는 ROM 방식으로서 방송 음원을 IC 메모리 칩에 저장하는 방식이었으나, 장기 사용에 따른 노후화와 더불어 음질이 급격하게 떨어지는 문제가 있었다. 그러나 신형 방송장치로 개량되면서 MP3 형식으로 저장되도록 바뀌었고, 이에 따라 고음질의 음성 안내방송을 제공하게 되었다.
1993년에 제작·도입된 현대정공 전동차의 객실 내에는 세전시스텍에서 제작된 행선 안내 전광판이 설치되어 있었으나 보수 업체의 부도 등으로 부품수급이 잘 안 되는 등 고장 및 오류 빈도가 잦았던 관계로, 현대정공 제작분(401~409, 451~463편성)에 대한 객실 내 전광판을 2008년 7월까지 모두 지축차량사업소에서 교체 완료하여 운행하고 있다. 이와는 별도로 우진산전에서 제작하여 대우중공업 전동차(410~426, 464~471편성)에 장착, 운행하는 객실 내 행선안내 게시기 역시 표출 방식, 글 색깔 등 부분적인 표현 소프트웨어 수정 등 약간의 변화를 주었다. 대우중공업 제작분 410~411, 413~414편성은 LED 표출 방식이 변경되었다.
기존에는 기관사의 수동 조작에 의하여 4호선 남태령역 ~ 선바위역 사이의 절연 구간에서 급전 방식을 변경하였으나, 2008년 급전 방식의 변경을 자동 제어 장치에 의해 이루어지도록 하는 개조 작업을 시행하였으며 이에 따라 운전실에서의 절연구간 안내 음성이 제거되었다.
2010년, 407~409편성을 시작으로 모든 차량의 스피커가 교체되어 신형 전동차와 동일한 수준의 음질을 제공하게 되었다.
현재 402~406, 408~416, 418~419, 422, 456~457편성의 행선지(DI)가 롤지에서 LED 행선기로 교체되었다. 또한 열번표시기도 비발광 세그먼트의 형식에서 LED 형태의 열차번호 표시기로 교체되었다.
455편성의 슈트락이 기존 동그란 커버에서 각진 커버로 교체되었다.
2009년부터 자출족들의 이동 편의를 위하여 451~455편성은 전동차 Tc(운전실이 있는 칸) 맨 앞에 자전거 전용칸 개조가 이루어졌다.
401~426편성은 당고개역 ~ 사당역 구간에 승강장 스크린도어 설치 이후 측면 행선안내 롤지가 스크린도어에 가려져 효용이 사라졌기 때문에 측면 롤지를 제거하고 에너지를 절감하고 있으며, 흰색 바탕 서울교통공사 로고를 해당 자리에 부착하였다. 451~464, 466~471편성은 2018년 1월 상순, 한국철도공사 구간의 스크린도어 설치가 전구간 완료됨에 따라 측면 행선 롤지가 제거되어 방치되었다가 서울교통공사 로고가 부착되었다.