【科普】“法荷两开花”——“破鼻子”BB 7003号(BB 10003号)电力机车
文章作者：FOREVER CHANGZHENSKY（ACFUN、BILIBILI、百度、头条、微博和知乎昵称：宁柳跨越）
POUR NOUS TOUS
为了我们大家
缩写提示
法国国家铁路公司在本文均简称“SNCF”⑴，荷兰铁路公共有限责任公司简称“NS”⑵，瑞士联邦铁路股份公司简称“SВB-CFF-FFS”⑶，比利时国家铁路公司简称“NMBS/SNCB”⑷；法国电气牵引设备公司简称“MTE”，法国机械制造公司简称“SFCM”，法国奥梅库尔海洋钢铁和锻造公司简称“FAMH”。
引子
我们知道，“Orange”/“法国橙”8K型电力机车是中国铁道部于1985年从以法国Alstom公司为首的“50 Hz”集团采购的一款，其技术原型为Alstom和MTE于1971年~1978年间交付SNCF的ВB 15000型电力机车。
不过在总数为65台的ВB 15000型机车当中，有这么一台机车被SNCF选中，测试直—直传动和交—直—交传动，那么它是谁？是ВB 15007号机车。
概述
ВB 15007号电力机车，是法国Alstom公司和MTE于1973年2月22日交付给SNCF的一台交—直传动“破鼻子”。这台“破鼻子”后来被SNCF选中，先后测试直—直传动（改号为ВB 7003号）和交—直—交传动（改号为ВB 10003号），让SNCF和NS实现各自的电力机车更新换代。
背景
得益于20世纪60年代大功率电子元件的发展，SNCF于1963年就开始研究在电力机车和电力动车组上使用斩波器。
1971年，CC 20002号机车的主变压器和直流发电机被拆除，其车体装有试验用的晶闸管斩波器。ВB 9252号机车与CC 20002号机车重联，并向后者供电。
改造为直—直传动的ВB 7003号
晶闸管的使用（特别是在牵引电路和控制电路），让ВB 15000型机车实现更高级的逻辑控制成为可能，而无需使用构造复杂且故障风险和维护成本高昂的机电原件。1974年，SNCF选中ВB 15007号机车，将其改造为直—直传动、装备有斩波器的ВB 7003号机车（牵引电动机和传动设备保持不变）：
2个AM18B型直流受电弓，带顶线，取代1个AM18型单相受电弓；
HRKS主断路器的DBTF单相断路器被拆除；
车体中间安装斩波器；
安装1个已应用于CC 6500型机车的转换器，通过斩波器为电池充电；
1个电容滤波扼流圈组代替变压器；
压缩机电动机更换为直流电动机；
修改司机室内的司机控制台。
值得一提的是，ВB 7003号机车的1端司机室曾一度取消“破鼻子”设计，直接加装一个正向斜面，以减少风阻，但这个改进后来不了了之。
为未来的双电流制“破鼻子”打下基础
为了测试未来的双电流制“破鼻子”，SNCF于1975年将ВB 7003号与ВB 15015号机车重联。ВB 15015号机车的变压器-晶闸管整流器提供1.5 kV直流电，通过车顶高压线为ВB 7003号机车的斩波器供电。
去荷兰测试！
1975年9月29日~11月1日间，ВB 7003号机车被NS租用进行测试运行，以收集有关运行特性、制动和牵引的数据，还测量了机车对轨道和接触网的影响。
测试运行在阿姆斯特丹—恩斯赫德区段进行，分为牵引城际列车和货运列车。然而，NS在进行测试牵引货运列车的过程中，发现牵引电动机的问题——这些牵引电动机是自通风设计，可确保其在机车运行时被冷却。但在机车频繁的制动和起动过程中，牵引电动机温度达到200 ℃，超出阿尔斯通公司可以接受的140 ℃最高温度。
在SNCF将牵引电动机的通风冷却方式由自通风改为强制通风后，ВB 7003号机车于1976年10月返回荷兰继续进行试验。测试运行于阿姆斯特丹—阿纳姆区段进行，通过牵引一列货运列车进行。
在上述测试运行完成后，SNCF基于bb 7003号机车的设计，于1976年~1985年间向Alstom和MTE采购bb 7200型、ВB 22200型机车；而NS则于1981年~1994年间，相继采购1600型/1800型、1700型机车。
值得一提的是，受bb 7003号机车的“破鼻子”司机室设计影响，NS在修复因撞击事故受损的1129号机车时，在其两端司机室加装“破鼻子”。1978年9月，1129号机车以全新面貌上线运行。此后余下57台1100型机车也陆陆续续进行这种司机室“破鼻子”化改造，每台机车的改造成本为50000荷兰盾。
改造为交—直—交传动ВB 10003号
1982年，SNCF将ВB 7003号机车改造为交—直—交传动ВB 10003号机车，用于测试交流异步传动技术；又将ВB 15055号机车改造为交—直—交传动ВB 10004号机车，用于测试交流同步传动技术。
ВB 10003号机车车体两侧安装2块大型百叶窗，转向架被替换为2台CL 93型转向架（每台转向架装用4台AST5B1型三相交流异步牵引电动机）。此时的ВB 10003号机车采用电压型晶闸管逆变器，负责向牵引电动机提供幅值和频率不同的三相交流电压。然而，由于设计上的原因，ВB 10003号机车的整备重量为92 t；而使用电流型晶闸管逆变器、转向架装用2台STS-105-41-8型三相交流同步牵引电动机的ВB 10004号机车的整备重量为90 t！
这样一来，SNCF倾向于选择交流同步传动，并于1986年将ВB 22379号和ВB 22380号机车改造为ВB 20011-20012型机车，用于测试与电制动相结合的新型空气制动系统。
主电路原理图
测试TGV TMST型高速电力动车组的三相交流异步传动
于1988年动工、1994年落成的英法海底隧道，运行着“Eurostar”ТGV TMST型高速电力动车组、汽车摆渡列车“Eurotunnel Shuttle”和国际货运列车。ТGV TMST型动车组在设计上采用多电流制受流⑸、全控可关断晶闸管变频、三相交流异步牵引电动机。
1990年，SNCF选中ВB 10003号机车，将其改造为支持0.75 kV直流、3 kV直流以及25 kV 50交流供电。不过，此时机车的2台转向架中，1台转向架装用2台英国Brush Traction公司制2151B型三相交流异步牵引电动机，另1台转向架被移除2台AST5B1型牵引电动机，充当无动力转向架。这时候的ВB 10003号机车，其轴式已经变为Bo-2，而按照SNCF用“数字”（导从轮数量）+“字母”（动轮数量）确定电力机车轴数的习惯，这台机车从理论上应该改号为B2 10003号机车。
1991年~1993年间，ВB 10003号机车在法国和比利时两国进行测试运行。随着ТGV TMST型动车组的量产，ВB 10003号机车的测试运行也就此结束，但Alstom并未放弃三相交流异步传动的研发。
回归交—直传动ВB 15007号
1994年3月1日，ВB 15015号机车在瑞士巴塞尔站遭遇正面冲突；同年9月1日，SNCF正式将ВB 15015号机车报废除籍。然而，为了解决由这场正面冲突引发的争端，SNCF与SВB-CFF-FFS进行了长达3年的争论。
在争端得到解决后，SNCF从已经报废除籍的ВB 15015号机车回收可用的部件，用于将当时停用封存的ВB 10003号机车恢复为交—直传动ВB 15007号机车。恢复后的ВB 15007号机车，运行了20年后，于2018年12月5日退役。
退役前夕，这台“破鼻子”在大东部大区公共交通机车车辆序列中，由STF Champagne-Ardenne车辆技术监督部大东部大区马恩省埃佩尔奈技术中心管理，采用“Corail”涂装。
技术数据表
注释
⑴法语：Société Nationale des Chemins de fer Français。
⑵荷兰语：Nederlandse Spoorwegen。
⑶德语：Schweizerische Bundesbahnen；法语：Chemins de fer fédéraux suisses；意大利语：Ferrovie federali svizzere；罗曼什语：Viafiers federalas svizras。
⑷荷兰语：Nationale Maatschappij der Belgische Spoorwegen；法语：Société Nationale des Chemins de fer Belges；德语：Nationale Gesellschaft der Belgischen Eisenbahnen。
⑸ТGV TMST型高速电力动车组支持0.75 kV直流、3 kV直流以及25 kV 50交流供电。但SNCF拥有的部分ТGV TMST型高速电力动车组还支持1.5 kV直流供电。
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参考链接
https://docrail.fr/les-bb-7201-a-7440/
https://docrail.fr/les-bb-7200-et-22200/
https://docrail.fr/bb-7200r-et-22200r/
https://docrail.fr/les-bb-7200-et-22200-prototypes/
https://docrail.fr/bb-15000/
https://docrail.fr/les-bb-15000-prototypes/
https://docrail.fr/bb-7601-a-7614-transilien-bb-22218-et-22223-pac-transilien/
http://openarchives.sncf.com/archive/06909-03
https://www.railwiki.nl/index.php/1100_-_Elektrische_locomotieven_serie_1100
https://www.railwiki.nl/index.php/1600_-_Elektrische_locomotieven_serie_1600
https://www.railwiki.nl/index.php/1700_-_Elektrische_locomotieven_serie_1700
http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/7003.htm
http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/10003.htm
https://forum.3rails.fr/t/sncf-prototypes-nez-casses/5629
https://twsmedia.co.uk/2020/03/30/eurostar-from-tmst-to-e320/
完稿时间：2022年2月14日
A0级发表时间：2022年2月14日
