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韶山8型電力機車的發展歷史

1989年,由中國人民、鐵道部、中國鐵道科學研究院、廣州鐵路局組成的聯合專家組對廣深線旅客列車最高時速提高到160 km/h進行了初步可行性研究,1990年,鐵道部發布“鐵機1901號”,正式列明“2010年實現旅客列車最高時速技術方案研究”同年,鐵道部以鐵科函190474號文件發布了《關於廣深線準高速鐵路科研試驗計劃的通知》。至此,廣深鐵路準高速鐵路15關鍵技術研究計劃已全面實施。韶山8型準高速電力機車、東風11型準高速內燃機車、25Z型準高速雙層客車、25Z型準高速旅客列車速度分級控制、旅客列車移動電話系統、準高速鐵路接觸網及受流技術列入“八五”計劃。

1991年,鐵道部以鐵科函字第106號文件發布了《關於廣深線準高速SS8型電力機車設計任務書的要求》。199198,由株洲電力機車廠和株洲電力機車研究所共同設計。新型準高速電力機車最終確定為韶山8型電力機車,型號為SS8。根據廣深鐵路的實際要求,在1993韶山8機車技術設計審查會上對設計任務書的細節進行了修改。1993年9月底,根據客運電力機車轉向架研討會的要求,再次修改了設計指標,機車功率由3200 kW提高到3600 kW。1996年5月至10年5月期間,改裝後的韶山8號電力機車在鐵科院北京環鐵試驗基地進行試驗,對機車稱重、受電弓特性、運行阻力、動力學性能、制動系統進行了測試,最高試驗速度達到187km/h 1996 165438+10月期間,鄭間提速試驗和動力學性能試驗

1997 1.5,中國鐵路首次時速200公裏以上高速綜合試驗在鐵道科學研究院北京環線鐵路試驗基地進行。南京浦鎮車輛廠研制的25Z雙層客車,由韶山八號機車牽引,創下了212.6 km/h的最高試驗速度紀錄,創造了當時的“中國鐵路第壹速度”,時任鐵道部副部長。6月24日,1998,SS8 0001型機車在京廣鐵路許昌至小商橋段試驗中達到240 km/h的速度記錄,創下了當時中國鐵路的第壹速度。雖然這個紀錄後來被1999的DDJ1型動車組打破,但韶山8型電力機車仍然保持著中國鐵路機車中的最高速度紀錄。株洲電力機車廠在完成壹系列試驗後,於6月1996至2月10開始小批量生產。1997年2月,韶山8號機車通過鐵道部科技成果鑒定。由於當時廣深鐵路電氣化提速改造工程尚未完成,首批35臺韶山8號機車於3月1997交付鄭州鐵路局鄭州機務段,擔任京廣鐵路鄭武段旅客列車牽引任務。株洲機械廠根據機車實際運用情況,對機車存在的問題進行了改進,提高了機車的可靠性,並於1997年7月正式批量生產。在1998中,DC600V列車供電裝置是按“鐵道部科技函[2004]201號”文件的要求安裝的。199834”,並在1999進行了機車雙管送風改革。

韶山8型電力機車2001停產,* * *共生產245臺。韶山8型電力機車是在韶山5型電力機車基礎上研制的四軸準高速幹線客運電力機車。機車車體采用框架式整體承重全鋼焊接結構,車體蒙皮結構采用耐候鋼,采用有限元分析方法進行車體輕量化設計。韶山8型機車的重量由韶山5型機車的20.7噸降低到18.1噸。總體布局沿用了韶山系列電力機車兩端傳統的雙面走廊和司機室。整個機車分為7個車廂,中間是變壓器室,然後依次是兩側的L、II電氣室、I、II機械室和I、II司機室。主要電氣設備以機車最重的設備主變壓器為中心,其他設備在不同平面內傾斜對稱布置,有利於重量平衡。

兩端司機室後方車頂安裝壹臺TSG3 630/25或DSA-200高速受電弓(原型車前期使用西門子8WLO126-6YH59受電弓),其他車頂設備包括空氣開關、高壓電流互感器、高壓電感變壓器、避雷器。車體底架下安裝有兩個轉向架、兩個主氣缸、壹個空氣幹燥器和壹個電池箱。機車采用車體自然通風方式,冷空氣通過機車側墻過濾器的百葉窗進入機車,通過四個風道系統冷卻牽引電機、變壓器和矽整流單元。制動系統采用DK-1電控空氣制動機,由機車電空制動機直接控制,保證列車制動的穩定性。機車持續功率3600 kW,最高運行速度170 km/h,機車總重88噸,軸重22噸。

為了減小機車高速運行時的空氣阻力,通過風洞模擬試驗,司機室前部為傾斜面,傾角為26.15。首列130韶山8型電力機車的擋風玻璃面積較大,采用了厚度為12 mm的玻璃。但由於多次出現機車玻璃在高速行駛中被異物撞擊爆裂的情況,從機車0131開始,減少兩端車窗的面積,減少受壓面積,同時采用強度更高、厚度為21 mm的玻璃,減少高速行駛中玻璃破碎的幾率,並對頂燈進行了壹些改動,減少風阻。後來大窗戶的機車在廠修時也改成了小窗戶。主電路

韶山8型電力機車是由交流DC驅動的單相工頻交流電力機車。接觸網導線上的25kV工頻單相交流電通過受電弓和主斷路器進入機車,然後輸入主變壓器,經牽引繞組降壓,再由晶閘管相控整流電路轉換成直流電,並聯供給6臺牽引電機,使牽引電機產生轉矩,電能轉化為機械能,通過齒輪傳遞給驅動輪對。該機車配有TBQ9-5816/25主變壓器,采用壹體化結構,與平波電抗器和限流電抗器組合安裝,采用冷卻系統。冷卻方式為強制油循環風冷。

機車主電路設計借鑒6K型電力機車,采用由大功率晶閘管和二極管組成的不等三段半控橋相控整流電路,代替韶山5型機車的兩段串聯(壹個半控橋和壹個全控橋)相控整流電路,取消了原有的功率因數補償裝置。株洲電力機車研究所在引進8K型電力機車的同時,還引進了美國西屋電氣公司的大功率半導體制造技術,應用於韶山8型機車的晶閘管組件。為了擴大機車的恒功率調速範圍,可以采用晶閘管分流器來削弱無級磁場,實現機車全程無級調速。由於整流電路沒有配備全控橋,機車的動力制動方式由韶山5型機車的再生制動改為饋電電阻制動,使機車在低速時能保持較大的制動力,制動功率為2700 kW。

每輛機車都配有四臺DC牽引電機。在前兩臺樣機的初期試驗中,采用與韶山5型電力機車相同的ZD107六極串勵DC牽引電機,額定功率800 kW,半疊片結構技術,全H級絕緣,電機空心軸支撐懸掛。後來批量生產的韶山8型機車全部采用ZD115牽引電機。該電機為六極串勵DC電機,帶全疊片焊機座機構和補償繞組。額定功率900 kW,絕緣等級均為H級。采用空心軸帶輪三支撐懸掛,冷卻方式為強制風冷。

輔助電路

韶山8號機車輔助電路采用單相交流系統,輔助電路由旋轉分裂相機供電,將主變壓器輔助繞組供給的單相交流電轉換為三相交流電。機車內各種輔助設備如變壓器、整流器、牽引電機、制動電阻櫃等裝置的通風冷卻,空氣壓縮機的驅動均采用三相交流異步電動機,電壓系統為380V三相交流。

電源電路

韶山-8型電力機車具有列車供電功能。主變壓器設計時,預留了列車供電繞組。前期因為列車供電條件不成熟,前期出廠的機車沒有配備供電設備,車頭下的供電插座也是封閉的。到1998,株洲電力機車廠研制成功DC600V列車供電系統,首次安裝在韶山8型電力機車上並投入運行。每輛機車配備兩套完全獨立的列車供電系統。主變供電繞組提供870V單相交流電,經整流後輸出600V直流電,功率為2× 400KW。采用機車集中整流、母線分散逆變器為旅客列車提供空調、供暖、茶爐、照明等電源,使列車無需配備發電車。

第壹輛DC600V直供電25K型客車自198 10年10月起在北京西至武昌的T79/80次列車上使用,以鄭州機務段韶山8型電力機車為牽引供電任務,這是中國鐵路首次采用DC600V直供電的試驗。2005年以來,隨著機車直供電技術的成熟和DC600V直供電25G客車、25T客車的迅速普及,早期生產的韶山8型機車也配備了供電系統,至今韶山8型機車全部配備了母線供電裝置。韶山5號電力機車的電子模擬控制改為微機控制系統。微機控制系統的結構模仿進口8K和6K機車,並根據韶山4號0038機車的經驗加以改進。該系統由安裝在司機室控制臺上的微機控制櫃、顯示屏和顯示控制箱組成。該控制系統具有恒流準恒速牽引特性控制、制動系統恒制動力控制、防轉防滑控制、磁場削弱控制、空電聯合制動控制、列車供電控制、故障診斷和故障記錄等功能。

韶山8型機車出廠時全部采用電磁繼電器作為控制裝置。機車大修時,將全部采用分布式邏輯控制單元(LCU)作為控制裝置,高低壓電氣櫃和列車電源櫃中的觸點繼電器改為無觸點電路,消除了傳統電磁繼電器容易老化失效的缺點,提高了機車的可靠性。韶山8號機車0010是首臺大修安裝LCU的機車。機車走行部為兩個相同的懸掛式兩軸轉向架。車架采用“日式”箱形梁焊接結構,軸箱采用彈性雙拉桿定位。壹系懸掛裝置由螺旋圓彈簧、橡膠墊和立式油壓減振器組成;二系懸掛裝置采用高柔性圓彈簧和橡膠墊,車體與轉向架之間安裝有垂向減振器、橫向減振器和防蛇行減振器。通過轉向架與車體底架之間的低中推拉桿牽引機構傳遞牽引力和制動力。基礎制動裝置采用單側雙蹄制動器;每個轉向架都裝有模仿8K機車的停車儲能制動裝置。

最初,前兩輛原型車仍采用與韶山5型電力機車相同的轉向架,采用電機空心軸全懸掛驅動裝置。他們的變速箱大部分還是屬於簧下重量,輪徑為1.250mm,這兩個因素使得機車的簧下重量略大,但由於軸重較輕,所以在運行速度為1.600km/h時仍然滿足輪軌相互作用指標..改造後定型批量生產的韶山8型機車,改為空心軸六連桿彈性傳動裝置,單側直齒六連桿萬向節。牽引電機的壹端懸掛在轉向架構架上,另壹端固定在輪對的空心軸套上。變速箱為簧上簧下,重量僅為3噸,提高了機車的動力性能。韶山8型機車出廠時全部采用TSG3 630/25單臂受電弓、粉末冶金滑板和線性弓頭。隨著1998廣深鐵路完成電氣化工程,廣深鐵路有限公司也從廣州CRRC租用了韶山8號機車,開始安排韶山8號機車拉廣九直通車進港。由於TSG3受電弓的設計標準和滑板的材質與九廣鐵路(現香港九廣鐵路公司東鐵線)使用的歐洲標準不同,需要進行改造,包括使用弧形弓頭和碳滑板,其中碳滑板由Schunk為Ktt機車制造,由九廣鐵路公司免費為廣州和深圳提供。第壹個改進的受電弓在1999年3月進行了加載和測試。改裝後的韶山8號機車用於2002年、2004年1999次直通列車的牽引。但當時KCRC認為,即使更換滑板和弓頭,接觸網損耗仍然較大。因此,經雙方協商,廣九直通車停止使用韶山8型電力機車,恢復使用東風11型內燃機車進行牽引。

2000年初,德國stemmenn-TECHNIK公司與大同電力機車廠開始了DSA系列受電弓的合作,從德國引進了DSA系列受電弓DSA150、200、250的技術,並進行了裝車運行試驗和生產技術準備。2002年,雙方就引進DSA系列受電弓正式達成協議。國產的DSA150和DSA200受電弓采用歐洲標準,有吸收高頻振動的空氣彈簧和純碳滑板。它們首先在韶山7C型電力機車上投入使用,並於2005年在韶山8型電力機車上推廣使用,以取代老式的TSG3受電弓。

由於DSA系列受電弓能滿足香港東鐵線的技術要求,韶山8型電力機車獲準再次進港。2008年6月5438至10月,為配合京九直通車、滬九直通車改用DC600V直供電25T客車,兩對列車開始改用韶山8型機車負責牽引廣州東站—九龍(紅磡)站區段。2008年6月3日,65438,時隔多年再次入港的第壹臺電力機車是SS8 0191,當天牽引的是滬九直通車。至2009年5月14,韶山8號機車開始牽引廣九直通車,其中列車16。從2012年2月23日開始,12,韶山8號機車在廣九直通車中已牽引20列。至此,廣州東站至九龍(紅磡)站直通車各區段全部由韶山8號機車牽引。截至2012,12,韶山8臺牽引直通車進港的電力機車為:SS8 0141,SS8 0148,SS8 0156,SS8 0163,SS8 0166,SS8 0173。SS8 0186,SS8 0191,SS8 0192,* * 10韶山8號電力機車。廣州機務段實行輪乘制,機車使用不固定。主電路瞬時接地是韶山8型機車的通病之壹,這是由於機車下的牽引電機經常受到風雨的侵蝕,以及缺乏清掃電刷等日常工作造成的。