韶山8型电力机车的发展历史
1991年,铁道部以铁科函字第106号文件发布了《关于广深线准高速SS8型电力机车设计任务书的要求》。199198,由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所共同设计。新型准高速电力机车最终确定为韶山8型电力机车,型号为SS8。根据广深铁路的实际要求,在1993韶山8机车技术设计审查会上对设计任务书的细节进行了修改。1993年9月底,根据客运电力机车转向架研讨会的要求,再次修改了设计指标,机车功率由3200 kW提高到3600 kW。1996年5月至10年5月期间,改装后的韶山8号电力机车在铁科院北京环铁试验基地进行试验,对机车称重、受电弓特性、运行阻力、动力学性能、制动系统进行了测试,最高试验速度达到187km/h 1996 165438+10月期间,郑间提速试验和动力学性能试验
1997 1.5,中国铁路首次时速200公里以上高速综合试验在铁道科学研究院北京环线铁路试验基地进行。南京浦镇车辆厂研制的25Z双层客车,由韶山八号机车牵引,创下了212.6 km/h的最高试验速度纪录,创造了当时的“中国铁路第一速度”,时任铁道部副部长。6月24日,1998,SS8 0001型机车在京广铁路许昌至小商桥段试验中达到240 km/h的速度记录,创下了当时中国铁路的第一速度。虽然这个纪录后来被1999的DDJ1型动车组打破,但韶山8型电力机车仍然保持着中国铁路机车中的最高速度纪录。株洲电力机车厂在完成一系列试验后,于6月1996至2月10开始小批量生产。1997年2月,韶山8号机车通过铁道部科技成果鉴定。由于当时广深铁路电气化提速改造工程尚未完成,首批35台韶山8号机车于3月1997交付郑州铁路局郑州机务段,担任京广铁路郑武段旅客列车牵引任务。株洲机械厂根据机车实际运用情况,对机车存在的问题进行了改进,提高了机车的可靠性,并于1997年7月正式批量生产。在1998中,DC600V列车供电装置是按“铁道部科技函[2004]201号”文件的要求安装的。199834”,并在1999进行了机车双管送风改革。
韶山8型电力机车2001停产,* * *共生产245台。韶山8型电力机车是在韶山5型电力机车基础上研制的四轴准高速干线客运电力机车。机车车体采用框架式整体承重全钢焊接结构,车体蒙皮结构采用耐候钢,采用有限元分析方法进行车体轻量化设计。韶山8型机车的重量由韶山5型机车的20.7吨降低到18.1吨。总体布局沿用了韶山系列电力机车两端传统的双面走廊和司机室。整个机车分为7个车厢,中间是变压器室,然后依次是两侧的L、II电气室、I、II机械室和I、II司机室。主要电气设备以机车最重的设备主变压器为中心,其他设备在不同平面内倾斜对称布置,有利于重量平衡。
两端司机室后方车顶安装一台TSG3 630/25或DSA-200高速受电弓(原型车前期使用西门子8WLO126-6YH59受电弓),其他车顶设备包括空气开关、高压电流互感器、高压电感变压器、避雷器。车体底架下安装有两个转向架、两个主气缸、一个空气干燥器和一个电池箱。机车采用车体自然通风方式,冷空气通过机车侧墙过滤器的百叶窗进入机车,通过四个风道系统冷却牵引电机、变压器和硅整流单元。制动系统采用DK-1电控空气制动机,由机车电空制动机直接控制,保证列车制动的稳定性。机车持续功率3600 kW,最高运行速度170 km/h,机车总重88吨,轴重22吨。
为了减小机车高速运行时的空气阻力,通过风洞模拟试验,司机室前部为倾斜面,倾角为26.15。首列130韶山8型电力机车的挡风玻璃面积较大,采用了厚度为12 mm的玻璃。但由于多次出现机车玻璃在高速行驶中被异物撞击爆裂的情况,从机车0131开始,减少两端车窗的面积,减少受压面积,同时采用强度更高、厚度为21 mm的玻璃,减少高速行驶中玻璃破碎的几率,并对顶灯进行了一些改动,减少风阻。后来大窗户的机车在厂修时也改成了小窗户。主电路
韶山8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工频单相交流电通过受电弓和主断路器进入机车,然后输入主变压器,经牵引绕组降压,再由晶闸管相控整流电路转换成直流电,并联供给6台牵引电机,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。该机车配有TBQ9-5816/25主变压器,采用一体化结构,与平波电抗器和限流电抗器组合安装,采用冷却系统。冷却方式为强制油循环风冷。
机车主电路设计借鉴6K型电力机车,采用由大功率晶闸管和二极管组成的不等三段半控桥相控整流电路,代替韶山5型机车的两段串联(一个半控桥和一个全控桥)相控整流电路,取消了原有的功率因数补偿装置。株洲电力机车研究所在引进8K型电力机车的同时,还引进了美国西屋电气公司的大功率半导体制造技术,应用于韶山8型机车的晶闸管组件。为了扩大机车的恒功率调速范围,可以采用晶闸管分流器来削弱无级磁场,实现机车全程无级调速。由于整流电路没有配备全控桥,机车的动力制动方式由韶山5型机车的再生制动改为馈电电阻制动,使机车在低速时能保持较大的制动力,制动功率为2700 kW。
每辆机车都配有四台DC牵引电机。在前两台样机的初期试验中,采用与韶山5型电力机车相同的ZD107六极串励DC牵引电机,额定功率800 kW,半叠片结构技术,全H级绝缘,电机空心轴支撑悬挂。后来批量生产的韶山8型机车全部采用ZD115牵引电机。该电机为六极串励DC电机,带全叠片焊机座机构和补偿绕组。额定功率900 kW,绝缘等级均为H级。采用空心轴带轮三支撑悬挂,冷却方式为强制风冷。
辅助电路
韶山8号机车辅助电路采用单相交流系统,辅助电路由旋转分裂相机供电,将主变压器辅助绕组供给的单相交流电转换为三相交流电。机车内各种辅助设备如变压器、整流器、牵引电机、制动电阻柜等装置的通风冷却,空气压缩机的驱动均采用三相交流异步电动机,电压系统为380V三相交流。
电源电路
韶山-8型电力机车具有列车供电功能。主变压器设计时,预留了列车供电绕组。前期因为列车供电条件不成熟,前期出厂的机车没有配备供电设备,车头下的供电插座也是封闭的。到1998,株洲电力机车厂研制成功DC600V列车供电系统,首次安装在韶山8型电力机车上并投入运行。每辆机车配备两套完全独立的列车供电系统。主变供电绕组提供870V单相交流电,经整流后输出600V直流电,功率为2× 400KW。采用机车集中整流、母线分散逆变器为旅客列车提供空调、供暖、茶炉、照明等电源,使列车无需配备发电车。
第一辆DC600V直供电25K型客车自198 10年10月起在北京西至武昌的T79/80次列车上使用,以郑州机务段韶山8型电力机车为牵引供电任务,这是中国铁路首次采用DC600V直供电的试验。2005年以来,随着机车直供电技术的成熟和DC600V直供电25G客车、25T客车的迅速普及,早期生产的韶山8型机车也配备了供电系统,至今韶山8型机车全部配备了母线供电装置。韶山5号电力机车的电子模拟控制改为微机控制系统。微机控制系统的结构模仿进口8K和6K机车,并根据韶山4号0038机车的经验加以改进。该系统由安装在司机室控制台上的微机控制柜、显示屏和显示控制箱组成。该控制系统具有恒流准恒速牵引特性控制、制动系统恒制动力控制、防转防滑控制、磁场削弱控制、空电联合制动控制、列车供电控制、故障诊断和故障记录等功能。
韶山8型机车出厂时全部采用电磁继电器作为控制装置。机车大修时,将全部采用分布式逻辑控制单元(LCU)作为控制装置,高低压电气柜和列车电源柜中的触点继电器改为无触点电路,消除了传统电磁继电器容易老化失效的缺点,提高了机车的可靠性。韶山8号机车0010是首台大修安装LCU的机车。机车走行部为两个相同的悬挂式两轴转向架。车架采用“日式”箱形梁焊接结构,轴箱采用弹性双拉杆定位。一系悬挂装置由螺旋圆弹簧、橡胶垫和立式油压减振器组成;二系悬挂装置采用高柔性圆弹簧和橡胶垫,车体与转向架之间安装有垂向减振器、横向减振器和防蛇行减振器。通过转向架与车体底架之间的低中推拉杆牵引机构传递牵引力和制动力。基础制动装置采用单侧双蹄制动器;每个转向架都装有模仿8K机车的停车储能制动装置。
最初,前两辆原型车仍采用与韶山5型电力机车相同的转向架,采用电机空心轴全悬挂驱动装置。他们的变速箱大部分还是属于簧下重量,轮径为1.250mm,这两个因素使得机车的簧下重量略大,但由于轴重较轻,所以在运行速度为1.600km/h时仍然满足轮轨相互作用指标..改造后定型批量生产的韶山8型机车,改为空心轴六连杆弹性传动装置,单侧直齿六连杆万向节。牵引电机的一端悬挂在转向架构架上,另一端固定在轮对的空心轴套上。变速箱为簧上簧下,重量仅为3吨,提高了机车的动力性能。韶山8型机车出厂时全部采用TSG3 630/25单臂受电弓、粉末冶金滑板和线性弓头。随着1998广深铁路完成电气化工程,广深铁路有限公司也从广州CRRC租用了韶山8号机车,开始安排韶山8号机车拉广九直通车进港。由于TSG3受电弓的设计标准和滑板的材质与九广铁路(现香港九广铁路公司东铁线)使用的欧洲标准不同,需要进行改造,包括使用弧形弓头和碳滑板,其中碳滑板由Schunk为Ktt机车制造,由九广铁路公司免费为广州和深圳提供。第一个改进的受电弓在1999年3月进行了加载和测试。改装后的韶山8号机车用于2002年、2004年1999次直通列车的牵引。但当时KCRC认为,即使更换滑板和弓头,接触网损耗仍然较大。因此,经双方协商,广九直通车停止使用韶山8型电力机车,恢复使用东风11型内燃机车进行牵引。
2000年初,德国stemmenn-TECHNIK公司与大同电力机车厂开始了DSA系列受电弓的合作,从德国引进了DSA系列受电弓DSA150、200、250的技术,并进行了装车运行试验和生产技术准备。2002年,双方就引进DSA系列受电弓正式达成协议。国产的DSA150和DSA200受电弓采用欧洲标准,有吸收高频振动的空气弹簧和纯碳滑板。它们首先在韶山7C型电力机车上投入使用,并于2005年在韶山8型电力机车上推广使用,以取代老式的TSG3受电弓。
由于DSA系列受电弓能满足香港东铁线的技术要求,韶山8型电力机车获准再次进港。2008年6月5438至10月,为配合京九直通车、沪九直通车改用DC600V直供电25T客车,两对列车开始改用韶山8型机车负责牵引广州东站—九龙(红磡)站区段。2008年6月3日,65438,时隔多年再次入港的第一台电力机车是SS8 0191,当天牵引的是沪九直通车。至2009年5月14,韶山8号机车开始牵引广九直通车,其中列车16。从2012年2月23日开始,12,韶山8号机车在广九直通车中已牵引20列。至此,广州东站至九龙(红磡)站直通车各区段全部由韶山8号机车牵引。截至2012,12,韶山8台牵引直通车进港的电力机车为:SS8 0141,SS8 0148,SS8 0156,SS8 0163,SS8 0166,SS8 0173。SS8 0186,SS8 0191,SS8 0192,* * 10韶山8号电力机车。广州机务段实行轮乘制,机车使用不固定。主电路瞬时接地是韶山8型机车的通病之一,这是由于机车下的牵引电机经常受到风雨的侵蚀,以及缺乏清扫电刷等日常工作造成的。