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京急では鋼製車は寿命を30年 - 35年、アルミ車は45年 - 50年と位置付け、内装・機器の更新時期となる経年15年を目安に車両更新を行う方針である<ref name="年鑑2002p130"/>(廃車までに鋼製車は1回、アルミ車は2回施工することを見込んでいる)。そのため、本形式も更新時期を迎えた車両より順次、車両更新工事を施工した。
 
[[2001年]](平成13年)度より鋼製車の更新工事(1517編成から)、翌[[2002年]](平成14年)度からはアルミ車の更新工事が[[京急ファインテック]]によって施工された。界磁チョッパ車の更新工事は[[2008年]](平成20年)3月出場の1549編成で終了、1500形のスカートなし編成は姿を消した。また、1700番台の更新工事は[[2009年]](平成21年)2月出場の1731編成で終了し、1500形の更新工事は全て完了した。
 
==== 外観 ====
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京急では2001年度以降、[[京急1000形電車 (2代)|新1000形]]を8両編成・4両編成として車両増備を実施してきた。一方、6両編成の新造は2011年まで長らく実施していなかったため、[[京急1000形電車 (初代)|旧1000形]]6両編成の置き換え用として新1000形投入で捻出された本形式の界磁チョッパ車8両編成 (6M2T) と4両編成 (4M) の組み換えを実施し、6両編成2本 (6M・4M2T) へと改造を実施することとなった<ref name="年鑑2007p156"/><ref name="年鑑2007動向1"/><ref name="年鑑2007動向2"/>。
 
ただし、4M2T編成については加速性能に不足が生じることから、車両性能向上と[[省エネルギー]]化の促進のため[[可変電圧可変周波数制御|VVVFインバータ制御]]へと改造することとなった。編成組み換えにあたっては、パンタグラフを1編成で3台ずつの搭載とするため、6M2Tを組む8両編成の浦賀寄りから6両目と7両目を抜き取り、残った4M2Tの6両編成の電動車をVVVFインバータ制御に改造した<ref name="年鑑2007動向1"/><ref name="年鑑2007動向2"/>。なお、抜き取られた6両目・7両目の中間車は順序を入れ換えて、界磁チョッパ制御の他の4両編成または6両編成に組み込んで6両編成または8両編成化した。
 
その後、6両全電動車の車両も2010年より中間電動車2両の電装解除とVVVF化改造を実施して全編成を4M2Tで揃えることとなった。この改造工事は2006年9月に竣工した1649編成を最初に順次施工を進め、2014年10月の1541編成をもって完了した。