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【科普】南非货运铁路的“小木屐”——15E型和19E型电力机车

2020-03-06 23:00 作者:宁柳跨越  | 我要投稿

文章作者:西瓜昌真湿基(哔哩哔哩和百度昵称:宁柳跨越)



阅读前之提示

  • 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。本文提及的南非国家交通运输集团15E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—交流电以及直—交流电双制式电传动,但受流电压为两种或两种以上的电力机车。本文提及的南非国家交通运输集团和19E型电力机车即为多电流制电力机车。

  • 南非国家交通运输集团在本文均简称“Transnet”,其铁路货运分公司简称“TFR”⑴;南非联邦铁路客货车公司简称“UCW”⑵。

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概述

15E型电力机车是日本东芝公司为TFR研制的一种交流干线电力机车,并被后者部署于四神-萨尔达尼亚湾铁路用于运输铁矿。

15-005号机车

而19E型电力机车则同样是东芝公司为TFR研制的一种多电流制干线电力机车,并被后者部署于埃尔默洛-理查兹湾铁路用于运输煤炭。

19-003号机车



15E型电力机车

  • 制造

15E型电力机车由东芝公司负责机车的总体设计和提供主变流器、辅助变流器和微机控制系统,DCD集团负责生产转向架,UCW负责生产车体,并在其位于豪登省奈杰尔的工厂进行总组装。

15E型电力机车略图

最初,TFR购买了44台15E型机车。2011年3月2日,Transnet宣布,为了实现四神-萨尔达尼亚湾铁路年产量达到6100万吨的目标,Transnet已与日本三井的子公司Venus Railway Solutions公司,以及南非当地执行南非救助黑人政策的投资者签署了协议,以解决这32台15E型机车的购置费用。这32台机车于2012年5月到2013年8月间交付TFR。

15-049号机车的Ⅱ端视角


  • 运用

76台15E型机车全数部属于号称“铁矿铁路”的四神-萨尔达尼亚湾铁路,以将产自于北开普省卡图镇的铁矿运往位于西开普省萨尔达尼亚湾地方自治市的萨尔达尼亚港。出于重载需要以及让变电站之间有更大的距离,这条铁路采用50 kV 50 Hz交流电供电,成为全南非境内唯一一条采用该供电制式的电气化铁路。

与43型000系内燃机车重联牵引货运列车的15-035号机车

然而,由于一些变电站之间的距离过长,接触网网压可能会产生在55 kV至25 kV之间波动巨大的电压差,因此,出于行车安全考虑,TFR对四神-萨尔达尼亚湾铁路作出明确规定,电力机车必须与内燃机车重联牵引货运列车。

在15E型机车投入运用之前,铁路线上的每列超长列车通常由三组机车牵引。这种列车通常由三列共计342节货车车厢的列车——A组机车+114节货车+B组机车+114节货车+C组机车+114节货车组成。

担当列车尾部补机的15-046号机车

每组机车由1到2台9E型电力机车和1到2台34型内燃机车组成,机车内部之间通过Slimkabel智能电缆进行控制,实现“内重联”。而每组机车均由A组机车电力机车部分的机车乘务员通过Locotrol,即机车无线同步操纵系统进行控制。

在几次重大行车事故后,每趟列车的本务机车组数增加到4组,D组机车最初由列车尾部担任补机的2台34型内燃机车组成。每列超长列车的本务机车最大总数仍在9到12台机车之间。

随着Transnet采购15E型电力机车以及43型000系内燃机车,一台9E型或15E型电力机车替代了D组机车中的34型内燃机车。同时,每列超长列车可使用最多7台机车作为本务机车——A组、B组和C组机车分别由一台15E型电力机车和一台34型或43型000系内燃机车组成,D组机车则为一台9E型或15E型电力机车。

编组在列车中部的15-028号机车


  • 改造

2015年前后,15E型电力机车开始配备新的重联装置以及TCMS列车控制和监视系统。改造后的机车在其前门上被贴有告示牌,以告知机车乘务员此机车已被改造,且可能无法通过重联装置与未经改造的机车连接。改造后的机车只能通过机车无线同步操纵系统与未经改造的机车一起使用。

15-054号机车上的改造提示



19E型电力机车

  • 制造

与15E型电力机车一样,19E型电力机车也由东芝公司负责机车的总体设计和提供主变流器、辅助变流器和微机控制系统,DCD集团负责生产转向架,UCW负责生产车体,并在其奈杰尔工厂进行总组装。2009年到2011年间,UCW组装了110台19E型电力机车。

与后来由中国中车株洲电力机车有限公司制造的20E型和21E型电力机车一样,19E型电力机车为了实现在运行中自动切换,配备了车载电压检测器,可以根据不同的接触网网压自动选择主电路。

19E型电力机车略图


  • 运用

19E型机车运用于埃尔默洛-理查兹湾铁路,以将产自于普马兰加省的煤炭运往位于夸祖鲁-纳塔尔省理查兹湾的理查兹湾煤炭码头。19E型机车减轻了铁路线上的7E型、7E1型和7E3型电力机车的运用压力。

与其他4台同型机车重联牵引货运列车的19-079号机车



技术数据表

15E型和19E型电力机车技术数据表



后记

虽然南非国内外不景气的经济状况,阻碍了TFR一部分基础设施改善和机车车辆投资项目的推进,但“小木屐”15E型、19E型、“中国娃娃”20E型和21E型电力机车的到位,使得TFR得以开始逐步对电力机车进行更新换代。

此后,TFR咬紧牙关,在2014年3月与中车株洲电力机车、中车大连机车、庞巴迪运输和通用电气运输四家机车制造商签订了一份被称为“南非历史上最大的单个企业基础设施投资项目之一”的50亿美元机车购置订单。可想而知,大量新机车的交付意味着待全球经济回暖时,TFR已做好了从中获益的准备。

19-011号机车



注释

⑴英语:Transnet Freight Rail。

⑵南非荷兰语:Union Carriage & Wagon;英语:Union Carriage & Wagon。



参考

  • 《南アフリカ共和国 石炭線の電気機関車用 電気機器及び装置》,平原明,金井利喜,岸秀 著,《東芝レビュ》2008年9月第9期

  • 《鉄道輸送を支える海外向け大容量電気機関車システム》,平原明,金井利喜,八田卫明 著,《東芝レビュ》2009年9月第9期

  • 《日本三井公司向南非Transnet货运铁路提供电力机车》,陈新 译,《国外内燃机车》2012年2月第2期

  • 《新一代国产电力机车与日本东芝19E电力机车粘着性能比较》,邱子荣,张征方,梁兴元 著,《机车电传动》2016年1月第1期

  • 《南非Transnet Freight Rail公司更新机车》,李拓 译,《电力机车与城轨车辆》2019年1月第1期

  • 《TOSHIBA REVIEW 2008 Vol.63 NO.9》:http://www.toshiba.co.jp/tech/review/2008/09/index.htm


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