【科普】“烤面包机”新西兰国家铁路EF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。本文提及的新西兰国家铁路EF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。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。
新西兰铁道部在本文中均简称“NZRD”⑴,新西兰铁路公司简称“NZRC”⑵,新西兰铁路有限公司简称“NZRL”⑶,新西兰国家铁路简称“KiwiRail”;英国布拉什牵引公司简称“BT”⑷。
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资料参考来源
《EF - Brush of 1986 - NZR Rolling Stock Lists》:http://nzrailwaysrollingstocklists.weebly.com/ef---brush-of-1986.html
《nzrailphotos.co.nz - Locomotives》:https://nzrailphotos.co.nz/locomotives
《Electric locomotives to continue with Government investment | KiwiRail》:https://www.kiwirail.co.nz/media/electric-locomotives-to-continue-with-government-investment/
《Government saves electric trains | Scoop News》:https://www.scoop.co.nz/stories/PA1810/S00286/government-saves-electric-trains.htm
《KiwiRail to retain and refurbish electric locomotives - International Railway Journal》:https://www.railjournal.com/locomotives/kiwirail-to-retain-and-refurbish-electric-locomotives/
《$35mil to keep NZs only long-haul electric trains running | Te Ao Māori News》:https://www.teaomaori.news/35mil-keep-nzs-only-long-haul-electric-trains-running | Te Ao Māori News
概述
EF型电力机车,原称30型,是NZRC在北岛铁路干线⑸北帕莫斯顿—蒂拉帕区段交流电气化改造期间,向位于英国英格兰东米德兰兹大区莱斯特郡拉夫堡镇的BT订购的一种干线电力机车。

背景
北岛铁路干线是一条长达681 km、连接新西兰首都惠灵顿和新西兰最大的城市奥克兰的干线铁路,并且是新西兰铁路网的主要干线之一。铁路于1908年完工,并于次年投入运营。
由于第一次世界大战期间煤炭短缺,电气工程师埃文·帕里⑹在1918年11月的《新西兰科学和技术》第一卷中讨论过对北岛铁路干线进行电气化改造的可行性。他还指出,在北岛中部,廉价的水力发电潜力巨大,可以为电气化铁路提供电力。
1940年7月24日,惠灵顿站—Paekākāriki站区段的直流电气化改造完成,采用1.5 kV直流供电⑺。
第二次世界大战后,NZRD由于技术工人流失和煤炭短缺而遭受损失。1948年到1951年间,NZRD领导人弗朗西斯·威廉·艾金主张将北岛铁路干线大部分区段进行电气化改造,尽管其助手对此提出不同看法。
弗朗西斯·威廉·艾金认为在北岛铁路干线上使用内燃机车过于昂贵,将注意力转向电气化改造,并委托进行了一项电气化研究,得出的结论是,低频交流供电成本可能比惠灵顿使用的1.5 kV直流供电便宜。于是,他提出将奥克兰站—Paekakariki站区段改造为15 kV 16.7 Hz低频交流电气化铁路。然而,随着他于1951年7月退休,这些主张亦不了了之。
在20世纪70年代后期,由于“石油危机”的缘故,新西兰第三届国家党政府开办了数个大型工业项目,其中就包括将北岛铁路干线北帕莫斯顿—蒂拉帕区段交流电气化改造项目。该项目于1981年12月获得批准;建设标准于1982年制定,招标于1982年到1983年进行。
采购与运用
1981年,新西兰议会通过了《新西兰铁路公司法》,并于1982年4月1日将有着100多年历史的NZRD改组为NZRC。
第三届国家党政府拨款4000万新西兰元,从BT购买了22台EF型电力机车。前2台机车——30007号和30013号机车,于1986年抵达新西兰,用于测试新的电气化铁路,而其余20台机车是在北岛铁路干线电气化改造完成后抵达新西兰。

EF型电力机车首先在北岛铁路干线牵引货运列车。从奥克兰出发的货运列车将被内燃机车牵引到Te Rapa,在那里改由EF型电力机车牵引到北帕默斯顿,然后再被内燃机车牵引到惠灵顿。
车号号段
30007号
30013号
30036号
30042号
30059号
30065号
30071号
30088号
30094号
30105号
30111号
30128号
30134号
30140号
30157号
30163号
30186号
30192号
30203号
30226号
30232号
30249号

改造
由于EF型电力机车相对较年轻,因此机车的升级改造很少。由于北帕默斯顿—Waikanae区段为非电气化区段,而Waikanae—惠灵顿区段为直流电气化区段,机车必须无动力回送,才能进入位于惠灵顿附近的Hutt维修车间进行大修。机车其他工作在北帕默斯顿进行。
1990年8月28日,新西兰第四届工党政府通过了NZRC重组法令。两个月后,即1990年10月28日,工党政府从NZRC撤出了核心的铁路运输和运输业务,成立了一个单独的实体——NZRL。而国家党在NZRL成立的前一天——1990年10月27日举行的新西兰大选中赢得了压倒性的胜利,并于同年11月2日组建第四届国家党政府。1993年9月30日,NZRL改制为私营企业。

1993年和1994年期间,NZRL将20台EF型电力机车的变压器和牵引电动机进行了大修。这项大修工作是在Hutt车间进行的。
从2006年6月起,EF型电力机车安装了自动车钩,以使它们能够牵引较重的列车。
KiwiRail于2018年10月30日宣布,将提供资金用于翻新20台EF型电力机车中的15台机车,将其使用寿命延长10年,以在符合能源和排放政策的前提下,继续运用于北岛铁路干线。30226号和30163号机车于2019年11月23日送抵Hutt车间,由KiwiRail与BT合作进行大修。

停用封存与退役
30036号和30088号机车在1991年8月7日遭遇了一次脱轨事故后退役,送至Hutt维修车间封存。30088号机车于2003年4月报废,而30036号机车于2007年2月报废。这2台机车可用的部件被拆下,补充至其余的机车。
另外两台EF型电力机车退役——30111号机车于2015年底退役,30157号机车因起火而退役。这2台机车都封存于北帕默斯顿。
30007号机车在20世纪90年代中期一度停用封存,但不久后又重新服役。
30065号、30128号和30186号机车于20世纪90年代末停用,封存于北帕默斯顿。2010年7月,KiwiRail评估这3台机车恢复运用的可行性,此后,3台机车于2010年8月到2011年4月间送至Hutt维修车间。预计其中1台机车将用作零件来源,以使另外2台机车恢复运用。
2016年12月,KiwiRail宣布将在两年内退役EF型电力机车,并由DL型内燃机车取代,但接触网仍将保留,以应对将来对电力机车的需求。结果,30163号机车和30249号机车于2018年初停用,但30163号机车后于2019年11月23日送抵Hutt车间,由KiwiRail与BT合作进行大修。
技术数据

后记
作为KiwiRail目前运用的唯一一款电力机车,EF型电力机车由于其方形车体,而被新西兰的铁路爱好者昵称为“烤面包机”。而EF型电力机车的路,还将继续走下去。
当然,BT亦在EF型电力机车的基础上,为欧洲隧道公司研制9型电力机车。
注释
⑴英语:New Zealand Railways Department。
⑵英语:New Zealand Railways Corporation。
⑶英语:New Zealand Rail Limited。
⑷英语:Brush Traction。
⑸英语:North Island Main Trunk。
⑹英语:Evan Parry(1865~1938),一位出生于威尔士的电气工程师,以其在新西兰的开拓性工作而闻名。
⑺1983年5月7日,Paekākāriki站—Paraparaumu站区段的直流电气化改造完成;2011年2月20日,Paraparaumu站—Waikanae站区段的直流电气化改造完成。