韶山 3 型電力機車

韶山 3 型電力機車（SS3），是中國鐵路的第二代電力機車車型之一，是由株洲電力機車廠和株洲電力機車研究所吸收了韶山 1 型、韶山 2 型電力機車的成熟經驗後，於 1979 年研製成功的客、貨兩用幹線電力機車，1986 年投入批次生產。早期的韶山 3 型電力機車採用了級間相控調壓，作為調壓開關調壓向全相控調壓的過渡方案。1991 年，株機廠與株機所對韶山 3 型電力機車進行技術改進，改為採用閘流體相控平滑調壓，並對轉向架、電阻制動等方面作出改進，稱為韶山 3 型 4000 系，於 1992 年起投入批次生產。除了株洲電力機車廠，大同電力機車廠、資陽機車廠、太原機車車輛廠均曾經生產韶山 3 型電力機車，至 2006 年停產，累計產量超過 1500 臺。

發展歷史

1.1 背景

隨著中國半導體工業的發展，株洲電力機車研究所於 1970 年代初成功試製 200 安／800 伏的大功率可控矽元件（閘流體），並應用這種新元件對韶山 2 型電力機車進行技術改造，將原牽引電路中的橋式矽整流機組改裝成為採用可控矽的半控橋式整流機組，從而取消了原來的有級調壓的高壓調壓開關係統，成為中國第一臺實現相控無級調壓調速、恆流恆速控制的電力機車。對於應將閘流體調壓技術用於韶山 1 型電力機車的技術改造還是用來研製新型閘流體相控調壓八軸電力機車的問題，經過鐵道部門的考慮，認為既要考慮技術的進步，也要考慮鐵路運輸的急需，建議先將韶山 1 型機車改為閘流體級間平滑調壓（即後來的韶山 3 型電力機車），隨後再開展八軸閘流體相控調壓電力機車的研製（即後來的韶山 4 型電力機車）。

1.2 研製

1977 年 11 月，根據中華人民共和國鐵道部下達的設計任務書，田心機車車輛工廠和株洲電力機車研究所在學習法國進口 6G 型電力機車先進技術、總結韶山 1 型、韶山 2 型電力機車成熟經驗的基礎上，開始研製韶山 3 型電力機車。

韶山 3 型機車是中國鐵路第二代電力機車，採用橋式全波整流、低壓側調壓開關與閘流體相控相結合的調壓方式，實現了調壓開關 8 級級間閘流體相控平滑調壓。這種調壓方式實際上是調壓開關調壓向全相控調壓兩個發展階段之間的過渡方案，由於中國當時大功率閘流體的製造技術水平相對落後，採用級間相控調壓能夠降低閘流體容量，從而避免直接上馬相控電力機車帶來的技術風險。在研製過程中，田心機廠和株機所曾經以韶山 1 型 031 號機車作為技術驗證車，將原來的全波二極體整流、低壓側調壓開關改造為級間相控平滑調壓，試驗結果顯示機車效能有較大改善，與原來有級調壓相比，機車起動牽引力提高了 13%～18%，坡停起動時機車發揮功率提高了 2～4 倍。

1.3 試驗

1978 年 12 月 30 日，首臺韶山 3 型機車（0001）在田心機車車輛廠順利落車，1979 年 3 月試製完成出廠，隨後在鐵道部鐵道科學研究院北京環形鐵道進行了第一期效能試驗，試驗中發現機車存在一些較大的技術問題，決定回廠改進。經過對主變壓器、調壓開關、恆流控制環節、空轉保護環節、懸掛系統等方面的調整和改進，韶山 3 型 0001 號機車於 1980 年 3 月再次赴北京進行第二期效能試驗，經過近兩個月的試驗，證明機車各項主要效能指標均已經達到設計要求；在此期間， 時任中國鐵道部部長郭維城、副部長劉建章曾於 1980 年 4 月 30 日來到環形鐵道視察韶山 3 型電力機車。1980 年 7 月至 1982 年 11 月，這臺機車配屬成都鐵路局馬角壩電力機務段，在寶成鐵路投入執行考核，期間總執行里程超過 21 萬公里；後來經返廠解體檢查，情況基本良好。1982 年 12 月 29 日，鐵道部在株洲廠召開

技術鑑定會，韶山 3 型電力機車透過部級技術鑑定。

完成技術鑑定後，株洲電力機車廠開始小批次生產韶山 3 型機車；至 1989 年，第一批 42 臺機車進入成都鐵路局六盤水機務段服役。到 1992 年共生產 677 臺（0001～0677）。1990 年起，大同機車廠開始轉產電力機車，大同廠按照株洲廠的圖紙試製的第一臺韶山 3 型電力機車於 1990 年 9 月 15 日竣工，到 1992 年共生產了 95 臺（6001～6095）。韶山 3 型電力機車曾獲國家科技進步二等獎、國家優質產品獎。

此外，韶山 3 型電力機車也曾經先後三次參與中國鐵路的兩次過載試驗。1983 年 11 月 25 日，為配合大秦鐵路的建設，北京環形鐵道進行了中國鐵路首次萬噸過載試驗，韶山 1 型、韶山 3 型電力機車雙機牽引過載貨物列車，總重 10081 噸，列車全長 1748 米，編組共 102 節。1988 年，大秦鐵路二期工程完成並開通運營，1990 年在大秦線上進行了萬噸過載列車執行試驗。1990 年 6 月 10 日，韶山 3 型電力機車雙機重聯牽引萬噸過載列車執行試驗獲得成功，列車全長 1.7 公里，牽引總重為 10698 噸，其緊急制動距離不到 800 米。

1.4 改進

韶山 3 型電力機車是在 1970 年代末設計定型的產品，經過長時間的試驗、生產和運用，其固有缺點開始凸顯出來，主要是粘著利用係數不高；而隨著中國的閘流體相控調壓技術在電力機車上的應用日趨成熟，原本採用調壓開關和閘流體結合級間平滑調壓的韶山 3 型機車也完成了其過渡角色。1991 年，株洲電力機車研究所、成都鐵路局和株洲電力機車工廠聯合按照 “標準化”、“系列化” 要求對韶山 3 型電力機車進行技術改造，選定了馬角壩機務段的韶山 3 型 0123 號機車進行試驗，主要改進包括，以閘流體相控平滑調壓代替原調壓開關級間調壓，並採用兩臺轉向架分別供電的主電路結構，更新電子控制系統並新增防空轉保護，改用加饋電阻制動以擴大電制動範圍；採用平行牽引拉桿降低牽引點高度、減少軸重轉移。經過改造後的韶山 3 型 0123 號機車於 1991 年 7 月投入執行考核，試驗證明其粘著利用比改造之前提高了 10%，且牽引電動機和電子系統故障率大大降低。改造後的韶山 3 型機車更加適應山區鐵路曲線小、坡度長、載重大的特性，越來越多地運用在寶成、成昆、成渝、川黔等線路，為西部大開發增添了新的動力。

經過改進後的韶山 3 型電力機車稱為韶山 3 型 4000 系，自 1992 年開始批次生產。株洲電力機車廠累計生產 251 臺（4001～4008；4085～4104；5029～5251）。根據鐵道部統一安排，韶山 3 型 4000 系的設計圖紙轉交其他機車製造廠共同生產。自 1993 年至 2006 年，大同機車廠生產了 525 臺（4009～4084；4108～4556）；自 2000 年至 2002 年，資陽機車廠生產了 57 臺（8001～8057）；1994 年，太原機車車輛廠試製了 3 臺（4105～4107），這也是該廠生產的第一種電力機車。到 2006 年，韶山 3 型 4000 系列合計產量達到 836 臺。而 1993 年之前生產的韶山 3 型電力機車，其中大部分在後來大修時均按照 4000 系改進型的標準進行了技術改造，主要由寶雞機車檢修廠、大同電力機車公司、南車洛陽機車公司、太原軌道交通裝備公司等機車檢修單位負責。目前使用韶山 3 型電力機車的鐵路局包括廣州鐵路集團、成都鐵路局、昆明鐵路局、蘭州鐵路局和呼和浩特鐵路局等中國鐵路總公司轄下單位；鄭州鐵路局亦曾使用本型機車，擔當中港貨櫃列車在內地段的本務機。此外，廣西沿海鐵路有限公司於 2015 年從南寧鐵路局購置 50 臺本型機車，用於牽引南寧南站和黎塘站到防城港站和欽州站區間的貨運列車。

韶山 3 型 4000 系機車早期曾被稱為 “韶山 3B 型”，但未獲鐵道部批准採用新型號，官方規範的命名仍沿用韶山 3 型，而正式的韶山 3B 型是由 2002 年開始生產的韶山 3B 型雙機重聯電力機車。中國的鐵路愛好者對前者用 “小 3B”，後者用 “大 3B” 的稱呼以示區別。

1.5 停產與退役

2006 年起，韶山 3 型機車停產。從 2009 年中國鐵路調圖後，隨著更多新型的和諧型機車陸續上線，韶山 3 型機車陸續退出服務，目前配屬成都鐵路局的韶山 3 型機車只剩餘 269 臺，並陸續報廢拆解。

機車編號

技術特點

3.1 總體佈置

韶山 3 型電力機車是六軸幹線客貨運通用電力機車，採用雙邊內走廊，設兩端司機室；主要電器裝置以機車最重裝置主變壓器為中央，分平面斜對稱佈置為主，有利於重量平衡；車頂兩端各裝一臺單臂式受電弓；車頂中部裝一臺主斷路器。為了方便車體減輕自重、滿足輕量化要求，同時又增加結構的剛度和強度，傳統的底架承載結構型式已不能滿足要求，而代之以框架式整體承載結構形式。通風系統採用車體通風方式，側牆百葉窗是車內裝置通風冷卻的進風視窗，百葉窗採用豎式結構，過濾除塵效果較好，外形美觀大方。

機車最大速度 100 公里 / 小時，軸式 Co-Co，小時功率為 4900 千瓦，持續功率為 4320 千瓦，比韶山 1 型機車提高 14.3%，因此機車具有較大的牽引力。機車輪周電阻制動功率達 4000 千瓦，比韶山 1 型機車電阻制動功率提高 25%，兩級電阻制動改善了機車低速工況下的制動能力，韶山 3 型 4000 系電氣制動採用加饋電阻制動。

3.2 機車主電路

韶山 3 型電力機車是交 — 直流電傳動的單相工頻交流電力機車。機車主電路主要是由受電弓、主斷路器、高壓電流互感器、主變壓器、矽整流裝置、牽引電機、高壓電器櫃、平波電抗器、制動電阻櫃及電路保護裝置等組成，是產生機車牽引力和制動力的主體電路。接觸網導線上的 25 千伏單相工頻交流電電流，經受電弓進入機車後經過主斷路器再進入主變壓器，交流電從主變壓器的牽引繞組經過矽機組整流後，向六臺分兩組並聯的牽引電動機集中供應直流電，使牽引電動機產生轉矩，將電能轉變為機械能，經過齒輪的傳遞驅動輪對。

韶山 3 型電力機車採用雙拍全波橋式整流、低壓側調壓開關與閘流體相控相結合的調壓方式，利用低壓側調壓開關實現 8 個大調壓級和在每級內利用閘流體相控無級調壓，實現了調壓開關 8 級級間閘流體相控平滑調壓，獲得了相當於 8 段相控無級調壓特性。這種調壓方式既保留了調壓開關功率因數較高、諧波分量和通訊干擾較小的特點，又具有平滑無級調壓充分利用機車粘著重量的特點。由於採用級間平滑調壓加上恆流限制控制，使機車具有較好的加速特性。

隨著中國的大功率晶閘管制造技術日趨成熟，且級間平滑調壓仍然採用調壓開關級間轉換，主電路系統相對複雜，因此韶山 3 型 4000 系機車改為全相控調壓方式，採用閘流體不等分三段半控橋式相控無級調壓。

3.3 轉向架

機車走行部為兩臺完全相同的三軸轉向架。首臺韶山 3 型電力機車出廠時曾經裝用均衡梁組合式轉向架，與韶山 1 型電力機車轉向架基本相同，但在運用考核中發現均衡梁容易失穩從而引起軸重分配不均，且使用中均衡梁作用不靈活、空轉現象嚴重。為此，株洲電力機車廠於 1983 年決定在不改變轉向架原本技術引數和機車其他部件的前提下，參考 ND4 型、東風 4 型柴油機車轉向架的長處，簡化韶山 3 型機車轉向架結構，取消均衡梁改為獨立懸掛，一系懸掛採用軸箱螺旋鋼彈簧與彈性定位拉桿懸掛結構，增大一系懸掛軸箱拉桿的總橫向剛度，以減少磨耗件和減輕簧下重量；轉向架二系懸掛由雙中央支承體牽引改成橡膠堆全旁承承載加橫向油壓減振器，改善轉向架受力情況；牽引力和制動力透過牽引中心銷傳遞。軸箱軸承採用能承受軸向和徑向的滾動軸承。但由於其中心銷式牽引裝置因電機懸掛妨礙了中心銷位置下移，因此其牽引位置較高，不利於機車的粘著利用。韶山 3 型 4000 系電力機車的牽引裝置改為採用平行拉桿牽引裝置結構，將牽引點高度由距軌面 750 毫米降至 460 毫米，減少轉向架的軸重轉移，有效提高機車最大粘著率的發揮。

每臺轉向架裝用三臺帶有補償繞組、四極、高電壓的 ZQ800-1 型串勵脈流牽引電動機，小時功率為 800 千瓦，持續功率 720 千瓦，額定電壓為 1550 伏。牽引電機採取抱軸式懸掛、雙側剛性斜齒傳動方式。基礎制動採用單元制動器。

機車命名

車輛儲存

韶山 3 型 0001 號機車，2012 年退役，同年 12 月交付中國鐵道博物館永久收藏。
韶山 3 型 0023 號機車，在與韶山 3 型 0145 號機車對換編號後，於 2013 年 9 月由北京鐵路局移交中南大學鐵道學院儲存展示，並將車號更改為 2013 號。
韶山 3 型 0054 號機車，原配屬於蘭州鐵路局蘭州西機務段，現存放在中國鐵道博物館進行展示。
韶山 3 型 0450 號機車，現存放在柳州鐵道職業技術學院作為教學機車。
韶山 3 型 0660 號機車，現少量執行在內蒙古自治區呼和浩特市和林格爾縣大準線大紅城站西側廠區專用線，該車為深藍大準公司塗裝，原配屬大準鐵路公司。
韶山 3 型 0661 號機車，現存放在大準鐵路公司燕莊折返段，該車為朔黃塗裝。
韶山 3 型 0450 號機車，現存放在柳州鐵道職業技術學院作為教學機車。
韶山 3 型 4028 號機車，原配屬於南昌鐵路局福州機務段，現存放在五邑大學進行展示。
韶山 3 型 4493 號機車，現存放在太原鐵路局太原機務段北場展出。
韶山 3 型 5080 號機車，現已交付廣鐵機車博物館永久收藏。
韶山 3 型 6005 號機車，1991 年大同廠造，原配屬西安局安康機務段，現存放在湖南交通工程學院展出。
韶山 3 型 8050 號機車，原配屬成都局重慶機務段，現存放在武昌北站及武昌機務段舊址改造的四美塘鐵路遺址公園中。

重大事故

1992 年 7 月 1 日清晨 5 時 29 分，鄭州鐵路局襄樊鐵路分局六里坪機務段的韶山 1 型 058 號機車牽引 1605 次貨物列車，經襄渝鐵路執行至十堰市境內的花果站時，因扒乘貨車的三名農民將列車機後第 8 位車輛其中一端折角塞門關閉，導致列車制動失靈，與停留在花果站 3 道、由兩臺韶山 3 型電力機車雙機牽引的 1608 次貨物列車正面相撞，並引發大火，造成機車乘務員死亡 4 人、重傷 1 人，機車報廢三臺、大破一臺，22 輛貨車報廢，直接經濟損失 900 多萬元人民幣，中斷襄渝鐵路行車 4 小時 26 分。
1992 年 10 月 6 日中午 12 時 07 分，蘭州鐵路局蘭州鐵路分局蘭州西機務段的韶山 3 型 0363 號機車，牽引蘭州開往西安的 446 次旅客列車，執行至隴海鐵路桑園子至駱駝巷間 K1728+875，35～36 號鋼軌接頭處時，因定西工務段違章施工，在沒有辦理封鎖區間手續的情況下在該處更換曲線上股磨耗軌，但對 35～36 號曲線上股鋼軌接頭錯牙未做處理，造成列車經過該處時機車脫軌，韶山 3 型 0363 號機車小破。中斷正線行車 9 小時 33 分，構成行車重大事故。
1994 年 2 月 14 日凌晨，成都鐵路局馬角壩電力機務段韶山 3 型 0216 號機車，牽引由成都開往蘭州的 146 次旅客列車經由寶成鐵路執行，按原計劃透過彰明站。但由於之前電務訊號工於彰明站下行區段違章處理軌道電路故障，使有車佔用區間顯示無車佔用狀態，造成連鎖失效。凌晨 2 時 47 分，146 次列車在彰明站 2 道透過時，由於 3109 次貨物列車尾部有三輛車未經過警衝標而佔用道岔區間，司機發現前方有障礙物，立即採取緊急制動措施，但制動不及與停留 3 道的 3109 次貨物列車車尾部側面衝突。事故造成 3109 次列車運轉車長死亡，韶山 3 型 0216 號機車小破，146 次客車小破 6 輛，3109 次守車中破，中斷正線行車 1 小時 28 分，構成行車重大事故。
1997 年 4 月 25 日早上，成都鐵路局貴陽鐵路分局遵義機務段的韶山 3 型 0338 號機車，牽引 4416 次小運轉貨物列車（編組 26 輛，總重 2144 噸）從養龍司站出發後，由於機後第 1 與第 2 位車輛風管未連線導致列車制動失靈，列車越過董家坪站冒進區間執行至龍長溝隧道內時，列車後部 13 輛脫軌顛覆，而前部 13 輛隨機車進入烏江站，與停留在 4 道的 4192 次貨物列車尾部相撞。造成 4192 次尾部 1 輛守車、6 輛重車，4416 次本務機車與機後 10 輛重車脫軌顛覆、3 輛破損，同時波及 3 道停留的 2109 次本務機車及車站調機；4416 次與 2109 次機車乘務員及運轉車長共 5 人受傷，機車報廢、中破、小破各 1 臺，貨車報廢 30 輛、中破 3 輛，中斷正線行車 58 小時 54 分，構成行車重大事故。
1999 年 1 月 10 日下午，成都鐵路局成都鐵路分局峨眉機務段的韶山 3 型 5090 號機車，牽引 2423 次貨物列車執行至成昆鐵路回龍庵站 2 道準備停車時，由於機後第 4 位車輛折角塞門被關閉導致列車制動失效，列車冒進出站訊號機與正在進站的 8966 次貨物列車發生側面衝突，導致 8966 次列車守前 11～16 位車輛與 2423 次列車機車與機後 1～5 位車輛顛覆。造成機車大破 1 臺，車輛報廢 4 輛、大破 5 輛、小破 2 輛，中斷正線行車 18 小時 10 分，構成行車重大事故。
2001 年 7 月 23 日下午，鄭州鐵路局信陽機務段的韶山 3 型 0521 號機車（江岸機務段司機值乘），單機從信陽機務段出庫準備進信陽站牽引 1331 次旅客列車時，由於機車單元制動器閘瓦與輪對間的間隙被機車乘務員調節過大，導致機車制動失效，乘務員跳下機車撿石塊墊車輪不果，於下午 2 時 45 分與正在進站停車的 T91 次旅客列車以 8 公里 / 小時的速度發生側面衝突，導致 T91 次列車機後 18 位硬座車、19 位行李車脫軌，構成旅客列車衝突重大事故。
2002 年 7 月 1 日凌晨 2 時 11 分，蘭州鐵路局蘭州西機務段的韶山 3 型 0393、0219 號機車，重聯牽引 38004 次貨物列車執行至隴海鐵路駱駝巷站 4 號道岔處時，重聯機車第 6 軸與機後第 1 位平車前臺車脫軌，中斷行車 3 小時 22 分，構成列車脫軌險性事故。事故原因是列車從蘭州東站開車後重聯機車司機打盹睡覺，未緩解機車制動，致使機車動輪熱抱，輪箍弛緩、位移所致。
2005 年 3 月 21 日凌晨 1 時 29 分，廣州鐵路集團懷化機務段的韶山 3 型 4146、0505 號機車，雙機重聯牽引 10731 次貨物列車經由湘黔鐵路執行，當列車執行至仁裡衝至大江口間下行線 K359+612 處，機後第 19 位棚車第二輪對右側車軸發生熱切軸脫軌，脫軌車輪甩至下行線右側，被經由上行線執行的 X66 次列車的韶山 3 型 0511 號機車排障器撞上，構成列車脫軌險性事故。
2011 年 2 月 25 日凌晨，南寧鐵路局南寧機務段的韶山 3 型 0098 號機車，牽引百色至南寧南的 83034 次貨物列車，於 1 時 29 分到達南寧南站北場 5 道，停車摘鉤後計劃經北場 7 道轉線入庫，於 1 時 44 分該機車以 17 公里 / 小時的速度越過關閉的 7 道下行出站訊號機，在 352 號道岔處以 12 公里 / 小時的速度與正在進入 6 道的 42080 次貨物列車發生側面衝突。事故造成牽引 42080 次列車的東風 4B 型 3994 號機車前端 4 個輪對脫軌，機後第一位車輛前轉向架第 1 輪對脫軌，而韶山 3 型 0098 號機車前 3 個輪對脫軌、2 名乘務員輕傷，構成鐵路交通一般 B 類事故。
2013 年 1 月 27 日上午 6 時 40 分，成都鐵路局成都機務段的韶山 3 型 5116 號機車，牽引 41769 次列車經由成渝鐵路執行。當列車執行到四川省隆昌縣境內石燕橋至李市鎮間，一輛載重汽車突然從上跨鐵路線的省道 305 線立交橋上墜入鐵路，砸到經過該處的 41769 次列車，導致機車出軌，接觸網受損，幸無人員傷亡。