【科普】穿越英法海底隧道、往返于英法之间的欧洲隧道公司9型电力机车
文章作者：Forever Changzhensky（AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵称：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。本文提及的法国国家铁路BB 7200型、荷兰铁路1600型、1800型和1700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Z 800型和Z 850型电力动车组列车为直—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。法国国家铁路BB 15000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。本文提及的欧洲隧道公司9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。南非国家交通运输集团20E型、21E型和22E型电力机车即为多电流制电力机车。
欧洲隧道公司在本文简称“Eurotunnel”，法国国家铁路公司简称“SNCF”⑴，英国国家铁路公司简称“BR”，英国英吉利-威尔士-苏格兰铁路公司简称“EWS”⑵，德国铁路简称“DB”⑶；瑞典通用电气-瑞士布朗-博韦里跨国公司简称“ABB”⑷，英国布拉什牵引公司简称“BT”⑸。
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资料参考来源
《英法为海峡隧道订购三相交流传动电力机车》，蒋之骥 译，《机车电传动》 1990年02期，第59页
《欧洲隧道机车现代化》，张文茂 译，《变流技术与电力牵引》 2003年02期，第38页
《BBC ON THIS DAY | 6 | 1994: President and Queen open Chunnel》：http://news.bbc.co.uk/onthisday/hi/dates/stories/may/6/newsid_2511000/2511653.stm
《Rolling stock - Eurotunnel》：https://www.getlinkgroup.com/en/our-group/eurotunnel/rolling-stock/
《Eurotunnel Class 9 fleet replacement? | RailUK Forums》：https://www.railforums.co.uk/threads/eurotunnel-class-9-fleet-replacement.144371/
《Railfaneurope.net》：http://www.railfaneurope.net/list/france/france_euro.html
《Eurotunnel Tri-Bo: Shuttle Locomotives》：http://www.kentrail.org.uk/eurotunnel_tri_bo.htm
概述
当你与你的爱车搭乘列车，路过英法海底隧道⑹时，你或曾留意到列车两端的电力机车。是的本文主角就是欧洲股份公司⑺Eurotunnel的电力机车主力——9型电力机车。
9型电力机车是BT-ABB生产联合体在英法海底隧道于1994年建成前夕向Eurotunnel交付的一种交流电力机车，用于牵引Eurotunnel Shuttle汽车摆渡列车。
背景
连接英国英格兰肯特郡福克斯通市和法国加来海峡省科凯勒市镇之间的英法海底隧道，由Eurotunnel组织，于1988年动工，1994年落成。作为英法两国最大的工程项目，高峰期现场工人达1.5万人，每日开销达300万英镑。由于工程进度低于预期，建设成本直线飙升，整个项目过程中发生了3次重大经济危机，根据1985年价格，整个工程造价为95亿英镑，超支80%。
1986年8月，Eurotunnel于法国巴黎成立，负责营运及管理英法海底隧道。公司通过使用Eurotunnel Shuttle，提供汽车来往隧道的穿梭服务，同时也向使用隧道过路的Eurostar（客运列车）、EWS/DB Cargo UK及SNCF（货运列车）征收费用。
设计规范
Eurotunnel于198*9年开始采购电力机车。电力机车的设计规范有以下数点：
最高运行速度为160 km/h；
机车牵引2100 t重的列车的单程旅行时间为33 min；
轴重最高为22.5 t；
工作温度范围为-10°C~45°C；
机车限界符合UIC 505-1标准；
最小弯曲半径为100 m；
当机车其中一个转向架的牵引电动机不动作（加速度在0.13 m/s²时），能够在坡度为6.25 ‰的坡道上使Eurotunnel Shuttle起动，如果另一台机车发生故障，则这台机车应能够以相同的坡度起动列车。
Eurotunnel与英法两国政府之间的运营特许经营协议要求，Eurotunnel Shuttle两端必须有电力机车，以允许分解列车和逆向行车。
设计规范暗示机车的输出功率最少为5600 kW，也意味着四轴式电力机车不能提供足够的牵引力。法国建议使用3台四轴式电力机车（例如SNCF订购的BB 26000型电力机车）；而BT-ABB生产联合体提出了基于早前交付新西兰的EF型电力机车衍生的六轴Bo-Bo-Bo式机车方案。最终，BT-ABB生产联合体于198*9年7月获得了40台电力机车的初始订单。新型电力机车被Eurotunnel定型为9型。
设计
车体
机车车体的设计类似于同时期交付BR的91型电力机车，由英国沃里克的DCA Design负责。
9型电力机车不对称的车体为其一大亮点，其Ⅰ端设有“子弹头”形司机室，Ⅱ端左侧设有简易司机控制台，用于调车。机车牵引列车时，其Ⅰ端“尖端”式司机室通常朝前。
机车司机室装有空调和增压装置，并在司机控制台安装了TVM 430型机车信号装置。此外司机室还集成包括安全系统、闭路电视、警报和通讯线路在内的各项设备。
电气系统
9型电力机车的主牵引电气系统为： 两个受电弓（为冗余而复制）从接触网获得25 kV 50 Hz交流电，为主变压器供电，并使用四象限转换器将主变压器输出绕组产生的电流整流为直流电（每个四象限转换器对应一台转向架）。主变压器上有两个额外的输出绕组，用于机车的辅助设备并为列车供电。
每个可关断晶闸管三相逆变器，向其对应的一台转向架上的两个三相异步牵引电动机提供逆变后的交流电流。
转向架
转向架为钢结构设计，采用两系弹簧悬挂——机车车体与转向架构架之间采用二系弹簧悬挂，而转向架轴箱和构架之间则采用一系弹簧悬挂。每台转向架加设抗蛇行油压减震器；而中央转向架增加了横向位移的横动装置，相对于车体有多达200 mm的横向偏移量。
牵引电动机和齿轮箱采用轮对空心轴架悬式悬挂。每两根牵引连杆连接到每台转向架框架。
技术数据
最初的采购：9000系
最初的采购数量从40台减少到38台，即9001号~9038号机车。这些机车于1992年到1994年间于BT制造。9003号和9004号机车于1992年制造出厂后，旋即前往位于捷克共和国境内的Velim环形铁道进行测试运行。9004号机车于1993年8月17日在Velim环形铁道开始了所需的50000 km耐久力测试，并于同年9月23日完成了测试。
英法海底隧道于1994年5月6日正式开放。当是时也，英国女王伊丽莎白二世搭乘“Eurostar”373型电力动车组经由隧道抵达法国加来，列车与法国总统弗朗索瓦·密特朗总统搭乘的来自巴黎的专列头对头停靠。仪式后，两位领导人搭乘Eurotunnel Shuttle抵达英国福克斯通，举行另一场相似的仪式，庆祝英法海底隧道正式开放。1个月后，货运列车开始通行，而“Eurostar”373型电力动车组则在11月才开始投运，12月22日，Eurotunnel Shuttle也开始正式投运。
事故：1996年11月18日英法海峡隧道火灾
1996年11月18日晚，一列载有大货车以及司乘人员的Eurotunnel Shuttle运行于隧道内时，其中一节载重汽车摆渡车厢着火，但无人严重受伤。英法两国消防员通宵作战，于第二天上午扑灭大火。
据事后统计，火场中心温度达到了1000°C，46 m长的隧道严重受损，另有500 m受到波及。而这列Eurotunnel Shuttle的损坏集中在列车后半部：前半部的首端机车（9006号机车）、客车和数节半开放式货车因热和烟而受到轻微损坏，经过彻底清洁和小修后，重新投入使用；后半部11节半开放式货车和后端机车（9030号机车）被毁，装载的大货车也被报废。
经过为期半年的修复，英法海峡隧道于1997年5月15日完全重新开放。
第二批采购：9100系
1998年，Eurotunnel向BT-ABB生产联合体订购了13台采用绝缘栅双极晶体管三相逆变器的9100系9型电力机车——9101号~9113号机车。BT于1998年至2001年间将这些机车交付Eurotunnel。在9100系机车中，每个牵引电动机对应一个绝缘栅双极晶体管三相逆变器，而不是9000系机车中的每个转向架对应一个可关断晶闸管牵引逆变器。
值得注意的是，除了订购9100系机车外，Eurotunnel又额外订购9040号机车，以替换因火灾被毁的9030号机车。
第三批采购：9700系
2000年，Eurotunnel又订购了7台9700系机车——9701号~9707号机车，其功率增加到7000 kW。BT于2002年7月至2003年3月间将这些机车交付Eurotunnel。它们必须能在隧道出口处11 ‰的坡道上仍保持以原定的速度牵引3000 t重载列车（包括2×136 t机车重量）。
现代化改造：9800系
为了适应不断增加的Eurotunnel Shuttle长度，Eurotunnel于2004年到2012年间将38台9000系9型电力机车分批交由庞巴迪运输公司，按照9700系机车设计标准进行现代化改造。改造后的9000系机车编为9800系，但原车号的最后两位数字不变。
庞巴迪运输公司为这批9800系机车的改造将提供新的控制技术、新的变压器、逆变器、牵引电动机以及其他驱动装置。机车改造后牵引功率将提高到7000 kW。每个转向架对应的可关断晶闸管牵引逆变器，亦将由每台牵引电动机对应的绝缘栅双极晶体管逆变器所取代。
2017年11月20日，Eurotunnel更名为Getlink。2018年，在Getlink拥有到58台9型电力机车中，45台9700系和9800系机车的输出功率均为7000 kW，其余13台9100系机车的输出功率仍为5600 kW。这些机车的维护由英法海底隧道加来末端站（位于法国加来海峡省科凯勒市镇）附近的科凯勒机务段负责。
后记
58台9型电力机车，不仅见证了英法海底隧道自开通运营以来到各种跌宕起伏，同时也与运用方Getlink一道，迎接英国脱离欧洲联盟后的各种前所未有的挑战。
注释
⑴法语：Société Nationale des Chemins de fer Français。
⑵英语：English, Welsh & Scottish Railway。
⑶德语：Deutsche Bahn。
⑷瑞典语：ASEA Brown Boveri。
⑸英语：Brush Traction。
⑹英语：Channel Tunnel；法语：Tunnel sous la Manche。
⑺拉丁语：Societas Europaea，原意为“欧洲公司”，是欧洲联盟于2004年底建立的一种在各成员国内统一适用的公司形式。以此形式设立的企业，可依照欧盟法律将成员国境内的业务整合到一家公司名下，而不需在所有成员国都建立公司法人。
