文章作者：西瓜昌真濕基（嗶哩嗶哩和百度昵稱：寧柳跨越）

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• 直—直流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，向直流牽引電動(dòng)機(jī)供給直流電。蘇聯(lián)鐵道部VL12型電力機(jī)車為直—直流電傳動(dòng)形式。

• 直—交流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過逆變后，向交流牽引電動(dòng)機(jī)供給交流電。法國國家鐵路CC 1100型電力機(jī)車為直—交流電傳動(dòng)形式。

• 交—直流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過變壓—整流后，向直流牽引電動(dòng)機(jī)供給直流電。蘇聯(lián)鐵道部VL61型電力機(jī)車為交—直流電傳動(dòng)形式。

• 交—交流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，無需經(jīng)過變壓—整流—逆變，直接變頻后向交流牽引電動(dòng)機(jī)供給交流電。法國國家鐵路BB 13000型電力機(jī)車及BB 14000型電力機(jī)車為交—交流電傳動(dòng)形式。

• 交—直—交流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過變壓—整流—逆變后，向交流牽引電動(dòng)機(jī)供給交流電。本文提及的南非國家交通運(yùn)輸集團(tuán)15E型電力機(jī)車為交—直—交流電傳動(dòng)形式。

• 多電流制電力機(jī)車：本文提及的“多電流制”，是指采用交—直—交流電以及直—交流電雙制式電傳動(dòng)，但受流電壓為兩種或兩種以上的電力機(jī)車。本文提及的南非國家交通運(yùn)輸集團(tuán)和19E型電力機(jī)車即為多電流制電力機(jī)車。

• 南非國家交通運(yùn)輸集團(tuán)在本文均簡稱“Transnet”，其鐵路貨運(yùn)分公司簡稱“TFR”⑴；南非聯(lián)邦鐵路客貨車公司簡稱“UCW”⑵。

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概述

15E型電力機(jī)車是日本東芝公司為TFR研制的一種交流干線電力機(jī)車，并被后者部署于四神-薩爾達(dá)尼亞灣鐵路用于運(yùn)輸鐵礦。

而19E型電力機(jī)車則同樣是東芝公司為TFR研制的一種多電流制干線電力機(jī)車，并被后者部署于埃爾默洛-理查茲灣鐵路用于運(yùn)輸煤炭。

15E型電力機(jī)車

• 制造

15E型電力機(jī)車由東芝公司負(fù)責(zé)機(jī)車的總體設(shè)計(jì)和提供主變流器、輔助變流器和微機(jī)控制系統(tǒng)，DCD集團(tuán)負(fù)責(zé)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向架，UCW負(fù)責(zé)生產(chǎn)車體，并在其位于豪登省奈杰爾的工廠進(jìn)行總組裝。

最初，TFR購買了44臺(tái)15E型機(jī)車。2011年3月2日，Transnet宣布，為了實(shí)現(xiàn)四神-薩爾達(dá)尼亞灣鐵路年產(chǎn)量達(dá)到6100萬噸的目標(biāo)，Transnet已與日本三井的子公司Venus Railway Solutions公司，以及南非當(dāng)?shù)貓?zhí)行南非救助黑人政策的投資者簽署了協(xié)議，以解決這32臺(tái)15E型機(jī)車的購置費(fèi)用。這32臺(tái)機(jī)車于2012年5月到2013年8月間交付TFR。

• 運(yùn)用

76臺(tái)15E型機(jī)車全數(shù)部屬于號稱“鐵礦鐵路”的四神-薩爾達(dá)尼亞灣鐵路，以將產(chǎn)自于北開普省卡圖鎮(zhèn)的鐵礦運(yùn)往位于西開普省薩爾達(dá)尼亞灣地方自治市的薩爾達(dá)尼亞港。出于重載需要以及讓變電站之間有更大的距離，這條鐵路采用50 kV 50 Hz交流電供電，成為全南非境內(nèi)唯一一條采用該供電制式的電氣化鐵路。

然而，由于一些變電站之間的距離過長，接觸網(wǎng)網(wǎng)壓可能會(huì)產(chǎn)生在55 kV至25 kV之間波動(dòng)巨大的電壓差，因此，出于行車安全考慮，TFR對四神-薩爾達(dá)尼亞灣鐵路作出明確規(guī)定，電力機(jī)車必須與內(nèi)燃機(jī)車重聯(lián)牽引貨運(yùn)列車。

在15E型機(jī)車投入運(yùn)用之前，鐵路線上的每列超長列車通常由三組機(jī)車牽引。這種列車通常由三列共計(jì)342節(jié)貨車車廂的列車——A組機(jī)車+114節(jié)貨車+B組機(jī)車+114節(jié)貨車+C組機(jī)車+114節(jié)貨車組成。

每組機(jī)車由1到2臺(tái)9E型電力機(jī)車和1到2臺(tái)34型內(nèi)燃機(jī)車組成，機(jī)車內(nèi)部之間通過Slimkabel智能電纜進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)“內(nèi)重聯(lián)”。而每組機(jī)車均由A組機(jī)車電力機(jī)車部分的機(jī)車乘務(wù)員通過Locotrol，即機(jī)車無線同步操縱系統(tǒng)進(jìn)行控制。

在幾次重大行車事故后，每趟列車的本務(wù)機(jī)車組數(shù)增加到4組，D組機(jī)車最初由列車尾部擔(dān)任補(bǔ)機(jī)的2臺(tái)34型內(nèi)燃機(jī)車組成。每列超長列車的本務(wù)機(jī)車最大總數(shù)仍在9到12臺(tái)機(jī)車之間。

隨著Transnet采購15E型電力機(jī)車以及43型000系內(nèi)燃機(jī)車，一臺(tái)9E型或15E型電力機(jī)車替代了D組機(jī)車中的34型內(nèi)燃機(jī)車。同時(shí)，每列超長列車可使用最多7臺(tái)機(jī)車作為本務(wù)機(jī)車——A組、B組和C組機(jī)車分別由一臺(tái)15E型電力機(jī)車和一臺(tái)34型或43型000系內(nèi)燃機(jī)車組成，D組機(jī)車則為一臺(tái)9E型或15E型電力機(jī)車。

• 改造

2015年前后，15E型電力機(jī)車開始配備新的重聯(lián)裝置以及TCMS列車控制和監(jiān)視系統(tǒng)。改造后的機(jī)車在其前門上被貼有告示牌，以告知機(jī)車乘務(wù)員此機(jī)車已被改造，且可能無法通過重聯(lián)裝置與未經(jīng)改造的機(jī)車連接。改造后的機(jī)車只能通過機(jī)車無線同步操縱系統(tǒng)與未經(jīng)改造的機(jī)車一起使用。

19E型電力機(jī)車

• 制造

與15E型電力機(jī)車一樣，19E型電力機(jī)車也由東芝公司負(fù)責(zé)機(jī)車的總體設(shè)計(jì)和提供主變流器、輔助變流器和微機(jī)控制系統(tǒng)，DCD集團(tuán)負(fù)責(zé)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向架，UCW負(fù)責(zé)生產(chǎn)車體，并在其奈杰爾工廠進(jìn)行總組裝。2009年到2011年間，UCW組裝了110臺(tái)19E型電力機(jī)車。

與后來由中國中車株洲電力機(jī)車有限公司制造的20E型和21E型電力機(jī)車一樣，19E型電力機(jī)車為了實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行中自動(dòng)切換，配備了車載電壓檢測器，可以根據(jù)不同的接觸網(wǎng)網(wǎng)壓自動(dòng)選擇主電路。

• 運(yùn)用

19E型機(jī)車運(yùn)用于埃爾默洛-理查茲灣鐵路，以將產(chǎn)自于普馬蘭加省的煤炭運(yùn)往位于夸祖魯-納塔爾省理查茲灣的理查茲灣煤炭碼頭。19E型機(jī)車減輕了鐵路線上的7E型、7E1型和7E3型電力機(jī)車的運(yùn)用壓力。

技術(shù)數(shù)據(jù)表

后記

雖然南非國內(nèi)外不景氣的經(jīng)濟(jì)狀況，阻礙了TFR一部分基礎(chǔ)設(shè)施改善和機(jī)車車輛投資項(xiàng)目的推進(jìn)，但“小木屐”15E型、19E型、“中國娃娃”20E型和21E型電力機(jī)車的到位，使得TFR得以開始逐步對電力機(jī)車進(jìn)行更新?lián)Q代。

此后，TFR咬緊牙關(guān)，在2014年3月與中車株洲電力機(jī)車、中車大連機(jī)車、龐巴迪運(yùn)輸和通用電氣運(yùn)輸四家機(jī)車制造商簽訂了一份被稱為“南非歷史上最大的單個(gè)企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施投資項(xiàng)目之一”的50億美元機(jī)車購置訂單?？上攵?，大量新機(jī)車的交付意味著待全球經(jīng)濟(jì)回暖時(shí)，TFR已做好了從中獲益的準(zhǔn)備。

注釋

⑴英語：Transnet Freight Rail。

⑵南非荷蘭語：Union Carriage & Wagon；英語：Union Carriage & Wagon。

參考

• 《南アフリカ共和國 石炭線の電気機(jī)関車用 電気機(jī)器及び裝置》，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(jī)関車システム》，平原明，金井利喜，八田衛(wèi)明 著，《東芝レビュ》2009年9月第9期

• 《日本三井公司向南非Transnet貨運(yùn)鐵路提供電力機(jī)車》，陳新 譯，《國外內(nèi)燃機(jī)車》2012年2月第2期

• 《新一代國產(chǎn)電力機(jī)車與日本東芝19E電力機(jī)車粘著性能比較》，邱子榮，張征方，梁興元 著，《機(jī)車電傳動(dòng)》2016年1月第1期

• 《南非Transnet Freight Rail公司更新機(jī)車》，李拓 譯，《電力機(jī)車與城軌車輛》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