6Y2型電力機車
6Y2型電力機車由法國阿爾斯通公司於1960年為中國鐵路設計製造的一種電力機車，也是中國第一種從國外進口的電力機車，共計25台，全部配屬寶雞電力機務段投入寶成鐵路運用。
| 6Y2型 | |
|---|---|
 6Y2型15號機車 | |
| 概覽 | |
| 類型 | 電力機車 |
| 原產國 |  法國 |
| 生產商 | 阿爾斯通公司 |
| 生產型號 | 6Y2 |
| 序列編號 | 01～25 |
| 生產年份 | 1960年 |
| 產量 | 25台 |
| 主要用戶 |  中華人民共和國鐵道部 |
| 技術數據 | |
| 華氏輪式 | 0-6-6-0 |
| UIC軸式 | Co'Co' |
| 軌距 | 1,435毫米 |
| 輪徑 | 1,250毫米 |
| 軸重 | 23噸 |
| 軸距 | 17,356毫米（全軸距） |
| 機車長度 | 21,332毫米 |
| 機車寬度 | 2,968毫米 |
| 機車高度 | 4,600毫米 |
| 受流電壓 | AC 25kV 50Hz |
| 傳動方式 | 交—直流電 |
| 最高速度 | 100公里/小時 |
| 持續速度 | 47公里/小時 |
| 牽引功率 | 4,620千瓦（持續） 4,740千瓦（小時） |
| 牽引力 | 313.9千牛（持續） 510.1千牛（起動） |
| 設計加速度 | 0.334km/h/s |
| 制動方式 | 再生制動（電阻制動） |
| 制動功率 | 3,000千瓦（電制動） |
發展歷史
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背景
1960年5月，中國第一條電氣化鐵路幹線——寶成鐵路寶雞至鳳州段建成通電，中國國產的6Y1型電力機車於1961年5月起赴寶成鐵路實地試運行，但由於製造工藝較差，造成機車存在引燃管逆弧、調壓開關燒損和牽引電機環火三大質量關鍵問題，且制動性能不良又缺乏電阻制動，列車下坡時危險性較大，6Y1型機車未能批量生產。為了應付電力機車短缺的情況、保證寶成鐵路正常運營，中華人民共和國鐵道部決定從法國阿爾斯通公司累計進口了25台電力機車作為過渡，這批機車在中國定型為6Y2型，其中「6」代表六軸機車，「Y」代表引燃管整流，「2」代表第二種型號[1]。
6Y2型機車的原型車為法國出口蘇聯的50台F型電力機車，是蘇聯為了吸收交流電力機車的設計和製造經驗，於1959年向阿爾斯通公司訂購的電力機車。6Y2型機車是在F型電力機車基礎上根據中國鐵路的實際運用條件改進而成，兩者的結構基本相同，在車體和轉向架等機械部分參考了法國國鐵CC 7100型電力機車，而電氣傳動部分則借鑑了BB 12000、BB 16000型等法國第一代交流電力機車的牽引控制系統。與6Y1型機車相比，6Y2型機車不但採用更先進的高壓側調壓開關，且帶有再生制動。
運用
| 外部圖片連結 | |
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 在寶雞站的6Y2型電力機車（1983年） |
6Y2型機車由阿爾斯通公司貝爾福工廠製造，首批機車於1960年7月運抵中國，配屬寶雞電力機務段，並於同年11月開始投入運用[2]，成為當時寶成鐵路寶鳳段電氣化鐵路的主力機車。1962年12月，寶雞電力機務段完成了6Y2型01號電力機車架修，這是中國第一次進行電力機車架修工作。運用部門普遍認為，6Y2型機車電氣系統質量良好，尤其牽引電動機甚少發生嚴重故障；但再生制動的缺點也十分明顯。在使用再生制動時，電氣系統需要將直流電逆變成交流電，大大增加了引燃管和牽引電動機的工作負荷，令引燃管、牽引電動機的平均使用壽命分別縮短20%和200萬公里以上；同時，再生制動也減少了牽引變電所的平均功率因數並增加電網負荷，也增加了諧波電流和對通信線路的干擾[3]。
1969年9月，由於部分機車引燃管老化，寶雞電力機務段工程技術人員為6Y2型機車研製了矽半導體整流器，替代了引燃管整流，從而擺脫了依賴進口引燃管的局面並節約大量外匯資金，並將再生制動改為電阻制動[2]；至1971年，所有6Y2型電力機車均完成了改造[3]。
報廢
1973年，中國引進6G型、6G1型電力機車以後，6Y2型機車隨即退居二線，1976年至1977年間作為鐵路局備機車封存，1980年代開始退役報廢。至1990年代初，由於機車數量不足，寶雞電力機務段曾經修復了一部分6Y2型機車恢復運用。
最後一台存世的6Y2型電力機車（6Y2-08）於2007年在寶雞機務段拆解。
衍生車型
隨着6Y2型機車的引進，田心機車車輛工廠、株洲電力機車研究所一方面借鑑其先進技術對6Y1型機車開始持續改進，同時也開始嘗試仿照6Y2型機車，研製新型電力機車。田心機廠在消化吸收6Y2型電力機車技術的基礎上，於1969年試製了一台韶山2型電力機車。韶山2型機車在高壓側調壓開關、牽引電動機、轉向架結構和彈性齒輪傳動等方面均仿製自6Y2型機車，雖然部分部件在當時尚未具備批量生產的條件。但這台機車為後來中國其他國產電力機車的研製和改進累積了大量經驗[1]。
由於6Y2型機車表現良好，中國鐵道部於1970年再次向法國阿爾斯通公司訂購了40台電力機車，定型為6G型。6G型電力機車的機械部分與6Y2型機車基本相同，但電氣部分以大功率矽整流器取代了引燃管，牽引控制方式改用兩段半控橋整流輸出，取代了高壓側調壓開關，牽引功率進一步提高到5400千瓦[4]。
技術特點
總體佈置
6Y2型電力機車為幹線客貨運通用的單相工頻交流電力機車，適用於25千伏50赫茲單相交流電氣化鐵路，機車軸式為Co-Co，持續功率為4,620千瓦，最高運行速度為100公里/小時。6Y2型電力機車採用整體承載結構的全鋼焊接箱型車體，車體內部從前至後分別為第一司機室、第一機械室、變壓器室、第二機械室、第二司機室。司機室內機車運行方向的左側設有司機操縱台，右側設有副司機座席及手制動手柄，司機室兩側設有供乘務員乘降的側門，司機室內設有供冬季使用的電暖裝置，兩端司機室之間通過右側直通走廊連接。車內各室均有獨立的可拆式頂蓋，以便吊裝和維修車內各項裝置。車體側牆上裝有通風百葉窗和空氣過濾器。車頂安裝有兩台雙臂式受電弓。車體下部中央吊掛着總風缸。
電氣系統
6Y2型電力機車是交—直流電傳動的整流器式電力機車，機車主電路由空氣斷路器、主變壓器、引燃管（水銀整流器）、調壓開關、牽引電動機、平波電抗器、電路保護裝置等部分組成。機車從架空接觸網獲取高壓交流電後，經過主變壓器高壓側調壓方式控制輸出電壓，然後通過引燃管整流器轉換成脈流電（即方向不變而只有電壓變化的直流電），再由平波電抗器濾波後集中供電給直流牽引電動機。
機車裝用一台MIFA 6000/25型殼式單相主變壓器，與法國為蘇聯提供的F型電力機車之變壓器為同一型號，它由自耦變壓器及牽引變壓器兩部分組成，兩者共用同一變壓器磁軛，額定容量為6000千伏安。自耦變壓器的原邊輸入額定電壓為25千伏，原邊設有圓盤式高壓調壓開關，通過調壓開關改變自耦變壓器33個抽頭的接法，組成共32個調壓級以改變牽引變壓器的輸入電壓。牽引變壓器次邊有三個繞組，包括一個接成中抽式電路的牽引繞組，額定輸出電壓為為2×1070伏特；一個向輔助電路供電的輔助繞組，輸出電壓為627伏特，額定容量為260千伏安；一個用於列車電熱取暖的供電繞組，輸出電壓為3185伏特，額定容量為635千伏安[注 1]。主變壓器總重11850公斤，冷卻方式為強迫油循環風冷。
機車採用引燃管組成的中抽全波整流電路，每台機車具有12個10英寸直徑的SFT-7型水冷式引燃管，法國國鐵BB 16000型電力機車和蘇聯鐵路F型電力機車亦使用該型引燃管；整流裝置額定輸出電壓為750伏特，額定容量為5400千瓦。每台轉向架安裝三台TAO-649B2型牽引電動機[注 2]，該型電動機為無補償繞組的六極串勵直流電動機，定子和電樞均採用H級絕緣，額定電壓為750伏特，額定功率為790千瓦（小時制）／755千瓦（持續制），額定電流為1135安培（小時制）／1080安培（持續制），最大轉速為每分鐘1980轉，冷卻方式採用強迫通風冷卻[5]。為了擴大機車的恆功率調速範圍，還可以對牽引電動機實施三級磁場削弱，削弱率範圍為23.5%～48%。
6Y2型電力機車採用三相交流傳動的輔助電路系統，輔助機械設備主要採用三相鼠籠式異步電動機驅動，包括牽引電動機通風機、電動空氣壓縮機、電氣裝置冷卻風機、主變壓器冷卻油泵等，輸入電壓為380伏特50赫茲。輔助電路電源由主變壓器次邊輔助繞組提供的單相工頻交流電，經一台異步劈相機轉換成三相交流電，額定容量為220千伏安。
轉向架
機車走行部為兩台三軸均衡梁組合式轉向架，轉向架中心間距為12,686毫米，固定軸距為2×2,335毫米。構架採用由壓形鋼板焊接成的箱型結構，軸箱採用滾動軸承和雙扭動式拉杆定位。一系懸掛裝置由均衡梁、螺旋彈簧、鋼板彈簧、軸箱拉杆組成，二系懸掛裝置由中央支承和彈簧旁承組成，車體和轉向架之間採用四個帶復原彈簧的中心支承、十二個承受負載的彈性旁承連接，牽引力和制動力通過中心銷傳遞。牽引電動機採用抱軸式半懸掛、單邊彈性直齒輪傳動，其中傳動大齒輪為彈性齒輪，內裝有螺旋彈簧組作為彈性元件，齒輪傳動比為71：16（4.44）。基礎制動裝置採用雙側雙閘瓦制動，並帶有閘瓦間隙自動調整器。
重大事故
1973年1月9日凌晨0時42分，從上海開往成都的83次特快旅客列車運行在寶成鐵路時，因列車晚點計劃在觀音山站正線臨時停車會讓從秦嶺開往寶雞的804次貨物列車。但由於83次列車的機車乘務員疲勞駕駛，誤以為列車正常運行通過觀音山站，臆測行車並未確認信號，連續闖過顯示紅色的信號機出站，在觀音山站與正在進站的804次貨物列車發生正面衝突。事故造成22人死亡，44人重傷；韶山1型、6Y2型電力機車共報廢3台，中斷正線行車32小時48分。
參看
註釋
- ^ MIFA 6000/25型主變壓器原本是為蘇聯鐵路F型電力機車而設計，能夠為旅客列車電暖裝置直接供應3000伏特交流電，但由於中國後來發展的列車供電制式與之不同，因此6Y2型電力機車的供電繞組其實毫無用途
- ^ TAO-649系列牽引電動機由法國阿爾斯通公司生產，是在出口葡萄牙的TAO-645A1型牽引電動機（使用於葡萄牙鐵路2500型電力機車）基礎上發展而來，首先使用於出口的蘇聯鐵路F型電力機車，其中F、FR型貨運電力機車採用TAO-649B1型牽引電動機（軸懸式驅動方式），FP型客運電力機車採用TAO-649A1型牽引電動機（輪對空心軸式驅動方式）。該系列牽引電動機曾經三次隨阿爾斯通的電力機車引進中國，第一次是6Y2型電力機車使用的TAO-649B2型，第二次是6G型電力機車的TAO-649C1型，第三次是8K型電力機車使用的TAO-649D型；這三種牽引電動機的基本結構實際上均相同，只是通過增加額定電壓和額定電流的方法來構成不同功率等級。
參考文獻
- ^ 1.0 1.1 張鷙中. 中国电力机车的研制与发展. 《中國科技史料》 (北京: 中國科學技術史學會). 1998年4月, 19: 45–50. ISSN 1673-1441.
- ^ 2.0 2.1 宝鸡机车检修厂：企业大事记. 寶雞機車檢修廠. [2011-12-22]. （原始內容存檔於2012-12-30）.
- ^ 3.0 3.1 袁恩周. 宝—广段电气化铁路运用经验漫谈. 《機車電傳動》 (株洲: 株洲電力機車研究所). 1981年1月: 23–28. ISSN 1000-128X.
- ^ NEW 25 KV-50 HZ 5400 KW CC ELECTRIC LOCOMOTIVES FOR THE CHINESE RAILWAYS. Transportation Research Board. 1973 [2011-12-22]. （原始內容存檔於2016-03-05）.
- ^ 胡禮元. TAO649D牽引電動機的參數分析. 《機車電傳動》 (株洲: 株洲電力機車研究所). 1990年3月: 18–27. ISSN 1000-128X.