【科普】“Tracits”比利时国家铁路13型和卢森堡国家铁路3000型电力机车史
文章作者：西瓜昌真湿基（哔哩哔哩和百度昵称：宁柳跨越）
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直—直流电传动：指电力机车从直流电气化铁路接触网受流，向直流牵引电动机供给直流电。苏联铁道部VL12型电力机车为直—直流电传动形式。
直—交流电传动：指电力机车从直流电气化铁路接触网受流，经过逆变后，向交流牵引电动机供给交流电。法国国家铁路CC 1100型电力机车为直—交流电传动形式。
交—直流电传动：指电力机车从交流电气化铁路接触网受流，经过变压—整流后，向直流牵引电动机供给直流电。苏联铁道部VL61型电力机车为交—直流电传动形式。
交—交流电传动：指电力机车从交流电气化铁路接触网受流，无需经过变压—整流—逆变，直接变频后向交流牵引电动机供给交流电。法国国家铁路BB 13000型电力机车及BB 14000型电力机车为交—交流电传动形式。
交—直—交流电传动：指电力机车从交流电气化铁路接触网受流，经过变压—整流—逆变后，向交流牵引电动机供给交流电。白俄罗斯铁路BKG1型电力机车为交—直—交流电传动形式。
多电流制电力机车：本文提及的“多电流制”，是指采用交—直流电以及直—直流电双制式电传动，但受流电压为三种或三种以上的电力机车。本文提及的比利时国家铁路13型和卢森堡国家铁路3000型型电力机车即为多电流制电力机车。
法国国家铁路在本文均简称“SNCF”⑴，比利时国家铁路简称“NMBS/SNCB”⑵，卢森堡国家铁路简称“CFL”⑶，意大利国家铁路简称“FS”。
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概述
“Tracits”13型电力机车是法国阿尔斯通公司在交付给SNCF的BB 36000型电力机车基础上，于20世纪末交付NMBS/SNCB的一种多电流制高速电力机车。CFL亦于同时订购与NMBS/SNCB 13型机车设计相同的3000型机车。
背景
20世纪90年代初，NMBS/SNCB决定在奥斯坦德、布鲁塞尔、列日和奥伊彭之间的城际列车上使用大功率高速客运机车为本务机车，并且退役40年前购置的52型、53型和54型等型货运内燃机车。这些需求导致NMBS/SNCB决定购买新型通用机车。新型机车的设计规范包括最高运行速度为200 km/h，并且能够在3 kV直流电气化铁路和25 kV 50Hz交流电气化铁路下运行。
与此同时，CFL亦不断对管内线路改造为25 kV 50Hz交流电气化铁路，并且像NMBS/SNCB一样决定购置新型电力机车以取代3600型电力机车。1992年12月，CFL与NMBS/SNCB达成了共同采购机车的协议。
制造和交付
CFL与NMBS/SNCB于1993年3月发布采购招标。经过竞争，阿尔斯通公司于1994年2月中标。1995年12月22日，NMBS/SNCB和CFL与阿尔斯通公司签订了联合采购协议。根据协议，NMBS/SNCB和CFL分别订购了60台13型和20台3000型机车（每台机车的报价为1.405亿比利时法郎），并于1998年开始交付。
与此同时，NMBS/SNCB在订购13型机车的同时，订购了21节带控制台的I11型客车，与13型机车编组为动力集中式动车组列车。这种情况下，就不需要在折返段将机车换挂到车头。司机只需要走到末节车厢就可以，在那里他就可以控制位于列车另一端的电力机车。
阿尔斯通公司负责提供机车的牵引电动机以及前30台机车转向架，并进行项目协调，参与制造的其他公司还有：
荷兰Stork RMO公司（后50台机车转向架）
比利时Pauwels公司（变压器）
法国法维莱交通公司（受电弓）
德国克诺尔公司（制动机）
前10台机车由阿尔斯通公司法国贝尔福工厂制造，其余机车则由庞巴迪运输公司比利时布鲁日工厂组装。为确保能在不同国家线路上的安全运行，电力机车上装有相应的信号和通信设备——KVB（SNCF）和TBL2（NMBS/SNCB）。
比利时国铁13型
60台13型机车在1998年到2001年期间陆续交付给NMBS/SNCB。然而，由于对信号设备产生了电磁干扰，这些机车在初期运营遇到了一些麻烦，被迫多次返回工厂进行修改。
2000年到2001年，这批机车开始定期担当InterCity G和InterCity A快速旅客列车的交路。与此同时，它们亦在默兹河沿岸的线路与CFL 3000型机车一道牵引货运列车。
2009年到2012年间，NMBS/SNCB从德国西门子交通集团订购了总共120台的“欧洲短跑手”18型⑸电力机车⑹，使得13型机车被转配至B-Logistics公司（NMBS/SNCB的货物子公司），使牵引货运列车的13型机车的数量增加到45。
其余的15台13型机车与7台20型机车在阿尔隆-卢森堡区间线路担当InterCity J快速旅客列车的交路。但如果18型机车数量不够或出现故障时，13型机车仍然有可能（但极为罕见）将担当InterCity O或InterCity A快速旅客列车的交路。
13型机车还牵引M6型客车与AM96型客车，经由Infrabel公司负责维护的161号线、162号线，以及CFL负责维护的5号线，进出卢森堡。
2018年9月3日后，13型机车担当以下区间的旅客列车交路：
布鲁塞尔、那慕尔-卢森堡区间的14对InterCity列车（21XX次）（工作日和周末）
阿尔隆-卢森堡区间的5对InterCity列车（46XX次）（工作日）
阿尔隆-卢森堡区间的10对InterCity列车（46XX次）（周末）
往返于阿尔隆-卢森堡、那慕尔-卢森堡或布鲁塞尔-卢森堡区间的一些临客列车（仅在一周内）
卢森堡国铁3000型
15台3000型机车在1998年到1999年期间陆续交付给CFL。同样，这些机车在运用初期也出现了各种问题，被迫多次返回工厂进行修改。3001号机车于2000年1月19日因火灾被完全烧毁，无法修复。因此，CFL不得不暂停接收3000型机车，直到次年7月才将最后5台机车接收。
19台3000型机车负责于Liers-卢森堡区间（经由Infrabel公司负责维护的161号线、162号线，以及CFL负责维护的5号线）的旅客列车交路，同时也担当卢森堡、法国和比利时之间的货运列车交路。
机械设计
13型和3000型电力机车的机械部分与SNCF同时期订购的BB 36000型电力机车类似。用低位纵向牵引拉杆实现转向架和车体间的牵引力及制动力的传递，每一个转向架用两根拉杆，每一个运行方向一个。为了使轮对的负荷再分配最小，牵引杆和转向架的连接位置应处在构架的最低点。
在一系弹簧悬挂中采用螺旋弹簧并带有垂向减振器。轴箱和转向架构架采用拉杆连接，在通过曲线时拉杆允许轮对轴有径向调整。在二系弹簧悬挂中采用高挠螺旋弹簧，并装有一个水平减振器和两个垂向减振器。在转向架构架和车体之间装有抗摇头振动的减振器。电机齿轮箱装置通过三个弹性橡胶支座固定在转向架构架上。采用带有空心轴及游动盘的杰奎明传动装置向轮对传递扭矩。传动比为1：3.98。
每根轴上均装有空气制动系统的4个制动盘，停车制动采用弹簧储能制动。在常用电制动发生故障时，空气制动足以保证电力机车正常运行。所有车轮均装有撒砂装置和轮缘喷油器。防空转/滑行系统对每个轮对单独作用。
电气设计
电力机车上装有两台法维莱公司生产的受电弓，一台用于交流25 kV 50Hz电网下的受电，另一台用于直流3 kV电网下的受电。向悬挂在车体底架下的油冷主变压器供给交流电压，向脉冲整流器直接供给直流电压。变压器油和制动电阻也都采用风冷。
每台强迫风冷的4FXA4-559B型四极异步牵引电动机各自独立地由主电路各段获得电源。在交流电网下工作时，电流从变压器相应分段绕组取得，并经采用可关断晶闸管的整流器和脉宽调制逆变器供给牵引电动机。变压器相应分段绕组计算电压为1.52 kV，其功率为1375 kV·A。在直流电网下工作时，三级脉冲斩波器将保持和交流电网下逆变器输出端电压一样的值（2.4 kV）。因此，机车在这两种牵引供电制下运行时的功率是相同的。电路由一种供电制向另一种供电制的转换由司机完成，但要预先设定对电气设备的保护，以备故障时所需。
除牵引绕组外，变压器还有采暖绕组，用于旅客列车车厢内的采暖，在环境温度低于-10 ℃时，采暖绕组功率为800 kV·A（若环境温度高于-10 ℃时，功率下降至60 kV·A）；变压器还有两个经相应 变流 器向各种 电器供 电的辅助绕组，其中一个功率为150 kV·A，供给380 V 50 Hz交流电压；另一个功率为15 kW，供给110 V直流电压。
13型和3000型电力机车在直流3 kV和交流25 kV 50Hz两种供电制下运行时的额定功率为5200 kW，并可采用能将电能反馈给电网的再生制动⑺；此外，电力机车还能在NS的直流1.5 kV电气化铁路上运行，然而机车的输出功率降低到2100 kW，且只能采用电阻制动。
技术数据
后记
总计80台的13型和3000型电力机车，与SNCF的60台BB 36000型电力机车一道，不仅让比利时、卢森堡与法国三国实现了对电力机车的更新换代，同时也扩大了各国之间的铁路联运规模。
注释
⑴法语：Société Nationale des Chemins de fer Français。
⑵荷兰语：Nationale Maatschappij der Belgische Spoorwegen；法语：Société Nationale des Chemins de fer Belges；德语：Nationale Gesellschaft der Belgischen Eisenbahnen。
⑶卢森堡语：Société Nationale des Chemins de Fer Luxembourgeois。
⑷荷兰语：Nederlandse Spoorwegen。
⑸历史上，NMBS/SNCB于1970年向法国阿尔斯通公司订购了6台与SNCF CC 40100型电力机车大致相同的四电流制电力机车，定型为“破鼻子”18型。
⑹西门子交通集团内部型号为ES60U3型，其中“ES”是“EuroSprinter”的缩写、“60”代表机车最大功率为6000千瓦、“U”代表客货运通用（Universal）、“3”代表机车适用于三种供电制式——25 kV 50 Hz单相交流电、3 kV直流电或1.5 kV直流电，以满足比利时本国及周边接壤的卢森堡、法国、荷兰等国之间国际联运需要。
⑺而BB 36000型电力机车只能在交流25 kV 50Hz供电制下运行时使用再生制动。
参考
《比利时和卢森堡铁路购置双流制机车》，张文茂 译，《电力牵引快报》1993年第4期
《欧洲的多电压制BB36000机车》，J·克劳德 等著，缪根欣 译，《电力牵引快报》1997年第1期
《GEC Alsthom公司近期供货情况》，谭学斌 译，《电力牵引快报》1999年第2期
《Alstom公司研制的新型电力机车》，H·恩尤斯 著，李怀中 译，《电力牵引快报》1999年第2期
《比利时铁路机车》，Yu·L·伊林 著，梁中奇 译，《国外铁道机车与动车》2017年第6期
《Trains d'Europe : BB 36000, 36200 & 36300 SNCF》：http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/36000.htm
《Trains d'Europe : BB 3000 CFL》：http://www.trains-europe.fr/cfl/3000.htm
《Trains d'Europe : Type 13 SNCB》：http://www.trains-europe.fr/sncb/13.htm
《Locomotives électriques SNCB série 13》：https://rail.lu/materiel/sncb13.html
《Locomotives électriques CFL Elektrolokomotive série 3000》：https://rail.lu/materiel/cfl3000.html
《SNCB série 13》：http://mediarail.be/Belgique/Materiel_roulant/SNCB/Locomotives_electriques/13/Tech.htm
《CFL | Locomotive series 3000》：https://groupe.cfl.lu/en-gb/amenities/detail/locomotive-serie-3000
《多功能电力机车——BB 36000型电力机车（Astride） - 哔哩哔哩》：https://www.bilibili.com/read/cv910941
