6G电力机车的发展历史

6G型电力机车由阿尔斯通公司贝尔福工厂制造,于1972年7月运抵中国,隶属于Xi铁路局宝坻电力机务段。由于6Y2机车的故障率随着运营公里的增加而增加,在宝成铁路投入6G电力机车后,6Y2机车立即退居二线,逐步减少上线运营,并从1976封存为铁路局的备用机车,至1977。

6G型电力机车是在6Y2型机车基础上发展起来的交流DC电力机车。与6Y2机车相比,机械部分包括走行部和车体基本相同,电气部分变化较大。6G型机车为相控电力机车,牵引电机采用两级半控桥式晶闸管整流电路供电,替代6Y2型机车的点火管整流器,实现相控无级调压和恒流牵引。6G型机车采用电阻制动(89号和90号机车再生制动)和DC辅助传动等技术。根据运营部门的经验,普遍认为6G型机车操作简便,性能良好,特别是主变压器、主断路器、牵引电机、制动电阻、单臂受电弓、辅助电路等部件可靠性高。虽然TAO649C1牵引电机故障率随运行时间的增加而增加,但仍远低于80年代初韶山1机车使用的ZQ650-1牵引电机,尤其是机损事故仅为ZQ650-1牵引电机的十分之一。

到1980年底,随着机车的多年使用和设备的老化,机车部分部件的设计缺陷和维修问题开始显现,特别是整流系统故障频繁,造成机器故障和临修大量增加,严重影响了机车的使用。于是,6G型机车开始逐步报废,在用机车由现役机车改为机车更换,主要承担宝成铁路宝鸡至秦岭的机车更换任务。到1990年中期,由于宝鸡电力机务段机车数量不足,6G机车的报废进度不得不放缓。通过大规模的技术改造和部分零部件的国产化,6G型机车的使用寿命得到了有效延长。1995年,6G机车退出宝成铁路和秦岭,成为陇海铁路宝鸡至Xi安、宝中铁路宝鸡至平凉的客运线路。比如宝鸡到Xi安的短途特快列车(俗称“西宝小快车”),由Xi安铁路分局在1996开出,当时用的是6G机车牵引。6G型电力机车是由交流DC驱动的单相工频交流电力机车。接触网导线上的25kV单相工频交流电通过受电弓进入机车,再通过主断路器进入主变压器。从主变压器牵引绕组出来的交流电经过可控硅单元整流后,集中供给两组并联的6台牵引电机直流电,使牵引电机产生转矩,电能转化为机械能,通过齿轮传递给驱动轮对。

变压器是法国交流电力机车常用的壳式强迫油循环风冷单相整流变压器。平波电抗器和主变压器采用油循环冷却,可长期使用,无需维护。6G型电力机车采用变压器低压侧调压,两级半控桥式整流输出(89、90型机车采用两级全控桥式),实现相控无级调速。但主电路系统也是该型机车最大的缺点。由于机车采用两级桥式整流电路,没有功率因数补偿装置,实际功率因数较低,体现在牵引变电所平均功率因数只有0.7 ~ 0.75,电流谐波很大,导致电网波形畸变,特别是在宝成铁路使用机车时,通常在1?区间桥的工作状态正是谐波干扰最大的区域,再生制动时情况更为严重。

6G型电力机车的特点之一是辅助DC驱动电路。6G型机车与6Y2型机车相比,取消了分线摄像头,采用硅整流器直接输出DC电源,为各种辅助设备供电。机车上的空压机、通风机等设备均由DC电机驱动。6G型机车采用26-L空气制动,两侧双闸瓦。此外,根据以往6Y2型电力机车在宝成铁路的运用经验,发现交流DC电力机车再生制动不仅降低了牵引变电所的平均功率因数,而且增加了电网负荷、谐波电流和对通信线路的干扰,同时大大缩短了机车点火管和牵引电机的平均使用寿命。因此6G型电力机车的再生制动改为一级电阻制动,车轮周围制动功率为4050 kW。最后两台6G型机车(89 ~ 90)仍按中方要求使用再生制动系统进行试验。89式和90式机车的相位超前角分别为60°和55°,车轮周围制动功率为4300 kW。试验结果表明,相控电力机车再生制动系统对功率因数略有改善,但仍不理想。