【科普】測(cè)試三相交流同步傳動(dòng)的“破鼻子”BB 10004號(hào)、BB 20011-20012型電力機(jī)車
文章作者：FOREVER CHANGZHENSKY（ACFUN、BILIBILI、百度、頭條、微博和知乎昵稱：寧柳跨越）
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縮寫提示
法國(guó)國(guó)家鐵路公司在本文均簡(jiǎn)稱“SNCF”⑴，荷蘭鐵路公共有限責(zé)任公司簡(jiǎn)稱“NS”⑵，瑞士聯(lián)邦鐵路股份公司簡(jiǎn)稱“SВB-CFF-FFS”⑶，英國(guó)鐵路公司簡(jiǎn)稱“BR”⑷；法國(guó)電氣牽引設(shè)備公司簡(jiǎn)稱“MTE”，法國(guó)機(jī)械制造公司簡(jiǎn)稱“SFCM”，法國(guó)奧梅庫(kù)爾海洋鋼鐵和鍛造公司簡(jiǎn)稱“FAMH”。
引子
在前面的文章中，我介紹了被SNCF選中測(cè)試直—直傳動(dòng)和交—直—交傳動(dòng)的ВB 15007號(hào)電力機(jī)車。不過(guò)在總數(shù)為65臺(tái)的ВB 15000型機(jī)車當(dāng)中，還有這么一臺(tái)機(jī)車被SNCF選中，測(cè)試三相交流同步傳動(dòng)，那么它是誰(shuí)？是ВB 15055號(hào)機(jī)車。
概述
ВB 15055號(hào)電力機(jī)車，是法國(guó)Alstom公司和MTE于1978年5月23日交付給SNCF的一臺(tái)交—直傳動(dòng)“破鼻子”。這臺(tái)“破鼻子”后來(lái)被SNCF選中改號(hào)為ВB 10004號(hào)，測(cè)試交—直—交傳動(dòng)和三相交流同步技術(shù)。
1986年，SNCF將雙電流制ВB 22379號(hào)和ВB 22380號(hào)機(jī)車改造為測(cè)試相同內(nèi)容的ВB 20011-20012型機(jī)車，用于更進(jìn)一步地測(cè)試與電制動(dòng)相結(jié)合的新型空氣制動(dòng)系統(tǒng)。
背景
早在20世紀(jì)50年代，SNCF就在法國(guó)東北部的瓦朗謝訥—蒂永維爾交流電氣化區(qū)段，部署采用交流牽引電動(dòng)機(jī)的ВB 13000型（單相交流牽引電動(dòng)機(jī)）和CC 14000型（三相交流牽引電動(dòng)機(jī)）機(jī)車。但受制于當(dāng)時(shí)的電子技術(shù)水平，它們各自的很多問(wèn)題都難以解決。
ВB 10004號(hào)機(jī)車
1982年，SNCF將ВB 7003號(hào)機(jī)車改造為交—直—交傳動(dòng)ВB 10003號(hào)機(jī)車，用于測(cè)試交流異步傳動(dòng)技術(shù)；又將ВB 15055號(hào)機(jī)車改造為交—直—交傳動(dòng)ВB 10004號(hào)機(jī)車，用于測(cè)試交流同步傳動(dòng)技術(shù)。
ВB 10004號(hào)機(jī)車車體兩側(cè)各安裝一塊大型百葉窗，2臺(tái)轉(zhuǎn)向架裝用2臺(tái)法國(guó)Jeumont Schneider公司制STS-105-41-8型三相交流同步牽引電動(dòng)機(jī)。此時(shí)的ВB 10004號(hào)機(jī)車采用電流型晶閘管逆變器，負(fù)責(zé)向牽引電動(dòng)機(jī)提供三相交流電壓。
由于設(shè)計(jì)上的原因，ВB 10003號(hào)機(jī)車的整備重量為92 t；而使用電流型晶閘管逆變器、轉(zhuǎn)向架裝用2臺(tái)STS-105-41-8型三相交流同步牽引電動(dòng)機(jī)的ВB 10004號(hào)機(jī)車的整備重量為90 t！
1989年2月28日，ВB 10004號(hào)機(jī)車恢復(fù)為交—直傳動(dòng)ВB 15055號(hào)機(jī)車。
ВB 20011-20012型機(jī)車
這樣的對(duì)比，SNCF傾向于選擇交流同步傳動(dòng)，并于1986年將ВB 22379號(hào)和ВB 22380號(hào)機(jī)車改造為同樣采用三相交流同步傳動(dòng)的ВB 20011-20012型機(jī)車。ВB 20011-20012型機(jī)車裝用同樣由Jeumont Schneider制造的STS-105-37-8型三相交流同步牽引電動(dòng)機(jī)，持續(xù)功率達(dá)到6400 kW。本型機(jī)車的電氣部分其他特點(diǎn)如下：
斬波器提供直流電，激勵(lì)同步牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)線圈，使轉(zhuǎn)子上面形成一定的磁極，這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉(zhuǎn)磁極，這樣就增加電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的速率直至與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)為止；
同步牽引電動(dòng)機(jī)采用強(qiáng)制通風(fēng)；
斬波器提供直流電給輔助設(shè)備；
同步牽引電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，機(jī)車可以半功率運(yùn)行。
由于不支持在1.5 kV直流電氣化區(qū)段進(jìn)行再生制動(dòng)，機(jī)車保留電阻制動(dòng)。
1986年4月，ВB 20011號(hào)機(jī)車在萊索布賴—圖爾區(qū)段（1.5 kV直流供電）進(jìn)行最高運(yùn)行速度為140 km/h的第一次測(cè)試運(yùn)行，目標(biāo)是檢查機(jī)車的運(yùn)行情況以及信號(hào)是否受到干擾。同年5月~6月間，ВB 20011號(hào)機(jī)車在巴黎-奧斯特利茨—圖爾區(qū)段進(jìn)行第二次測(cè)試運(yùn)行。在從圖爾站返程時(shí)，這臺(tái)機(jī)車牽引一列重量為550 t的旅客列車，以200 km/h的運(yùn)行速度返回巴黎-奧斯特利茨站。
1986年晚些時(shí)候，ВB 20011號(hào)機(jī)車應(yīng)NS邀請(qǐng)，前往荷蘭進(jìn)行測(cè)試運(yùn)行。但NS最終傾向于采購(gòu)直—直傳動(dòng)1700型機(jī)車。
至于ВB 20012號(hào)機(jī)車，其被進(jìn)一步地用于測(cè)試與電制動(dòng)相結(jié)合的新型空氣制動(dòng)系統(tǒng)。
Alstom于1988年交付SNCF的TGV Atlantique型高速電力動(dòng)車組和ВB 26000型電力機(jī)車，均采用交流同步傳動(dòng)。但前者單節(jié)機(jī)車的持續(xù)功率為4400 kW⑸，后者的持續(xù)功率為5600 kW。
轉(zhuǎn)戰(zhàn)英法海底隧道
1992年，ВB 20011-20012型機(jī)車恢復(fù)為ВB 22379號(hào)和ВB 22380號(hào)機(jī)車，但它們的故事依然繼續(xù)。
于1988年動(dòng)工、1994年落成的英法海底隧道，運(yùn)行著“Eurostar”TGV TMST型高速電力動(dòng)車組、汽車擺渡列車“Eurotunnel Shuttle”和國(guó)際貨運(yùn)列車。當(dāng)是時(shí)也，SNCF向英國(guó)Brush Traction公司采購(gòu)9臺(tái)CC 92000型電力機(jī)車，計(jì)劃部署于英法海底隧道。
然而，由于CC 92000型機(jī)車的交付和調(diào)試延遲，SNCF不得不將結(jié)束測(cè)試的ВB 20011-20012型機(jī)車恢復(fù)為ВB 22379號(hào)和ВB 22380號(hào)機(jī)車，同時(shí)選中其他7臺(tái)ВB 22200型機(jī)車，進(jìn)行必要的改造。其中，6臺(tái)ВB 22200型機(jī)車被標(biāo)記為“TTU”，3臺(tái)ВB 22200型機(jī)車被標(biāo)記為“TU”。那么它們各自的含義是什么？
“TTU”，全稱為“Tunnel TVM 430 Unités multiples”，大意為“專用于英法海底隧道、安裝TVM 430型鐵路機(jī)車信號(hào)、支持重聯(lián)運(yùn)行的ВB 22200型電力機(jī)車”。ВB 22379號(hào)、ВB 22380號(hào)、ВB 22399號(hào)、ВB 22401號(hào)、ВB 22403號(hào)和ВB 22405號(hào)機(jī)車當(dāng)時(shí)就被標(biāo)記為“TTU”。
至于“TU”，其全稱為“Tunnel Unités multiples”，大意為“專用于英法海底隧道、支持重聯(lián)運(yùn)行的ВB 22200型電力機(jī)車”。ВB 22400號(hào)、ВB 22402號(hào)和ВB 22404號(hào)機(jī)車當(dāng)時(shí)就被標(biāo)記為“TU”。
為了應(yīng)對(duì)可能的火災(zāi)，每臺(tái)機(jī)車安裝防火門和自動(dòng)滅火系統(tǒng)，車體側(cè)墻裝有鹵代烷罐。鹵代烷是一種通過(guò)吸收氧氣來(lái)熄滅火焰的氣體。如有必要，在司機(jī)室內(nèi)可以使用緊急控制裝置來(lái)激活自動(dòng)滅火系統(tǒng)。
為了便于在英國(guó)境內(nèi)運(yùn)行，這9臺(tái)BB 22200型機(jī)車的兩端“破鼻子”均采用BR強(qiáng)制要求噴涂的全黃色涂裝，起警示作用。
1994年5月~1995年10月間，SNCF采購(gòu)的9臺(tái)CC 92000型機(jī)車陸續(xù)投入運(yùn)用，這9臺(tái)ВB 22200型機(jī)車上所有與在英法海底隧道運(yùn)行相關(guān)的設(shè)備被拆除，排障器已重新組裝，但“破鼻子”的全黃色涂裝后來(lái)又存在了一段時(shí)間。6臺(tái)“TTU”機(jī)車仍保留TVM 430型鐵路機(jī)車信號(hào)。
截至2022年1月時(shí)的狀況
ВB 15055號(hào)機(jī)車現(xiàn)在在上法蘭西大區(qū)公共交通機(jī)車車輛序列中，由STF Hauts-de-France車輛技術(shù)監(jiān)督部上法蘭西大區(qū)索姆省隆戈技術(shù)中心管理，使用“En Voyage”涂裝，且加裝多路重聯(lián)裝置，理論上可以與VR 2N型或V 2N列車組重聯(lián)運(yùn)行，因此其車號(hào)后部加了個(gè)“R”。
ВB 22379號(hào)和ВB 22380號(hào)機(jī)車由STF Infrarail車輛技術(shù)監(jiān)督部新阿基坦大區(qū)吉倫特省波爾多技術(shù)中心管理，使用“Infra”涂裝。
技術(shù)數(shù)據(jù)表
注釋
⑴法語(yǔ)：Société Nationale des Chemins de fer Fran?ais。
⑵荷蘭語(yǔ)：Nederlandse Spoorwegen。
⑶德語(yǔ)：Schweizerische Bundesbahnen；法語(yǔ)：Chemins de fer fédéraux suisses；意大利語(yǔ)：Ferrovie federali svizzere；羅曼什語(yǔ)：Viafiers federalas svizras。
⑷英語(yǔ)：British Rail。
⑸在25 kV 50 Hz交流電氣化區(qū)段運(yùn)行時(shí)的數(shù)值；若在1.5 kV直流電氣化區(qū)段運(yùn)行，則此單節(jié)機(jī)車的持續(xù)功率為1940 kW。
文章聲明
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參考文獻(xiàn)
《法國(guó)試驗(yàn)三相電力機(jī)車》，張弘 譯，《鐵道科技動(dòng)態(tài)》1982年11期，第43頁(yè)
《法國(guó)鐵路26000型SYBIC電力機(jī)車》，J.C.Boutonnet 著，王渤洪 譯，《電力牽引快報(bào)》1994年10期，第3頁(yè)~第11頁(yè)
參考鏈接
https://docrail.fr/les-BB-7201-a-7440/
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http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/10004.htm
http://www.trains-europe.fr/sncf/locomotives/20010.htm
完稿時(shí)間：2022年2月15日
A0級(jí)發(fā)表時(shí)間：2022年2月15日
