先鋒號電力動車組

DJF2型“先鋒號”電力動車組是中國鐵路的動力分散式電力動車組車型之一，由南京浦鎮車輛廠、上海鐵道大學、鐵道部科學研究院、株洲電力機車研究所等單位於2001年研製成功，為中國“九五”國家重點科技攻關專案之一；該電力動車組採用交流傳動技術、三菱電機IPM牽引變流器、國產微機網路控制系統，列車總功率為4800千瓦，設計速度為200公里/小時，最高試驗速度達到292.8公里/小時。發展歷史.背景.在1990年代初以前，中國鐵路的旅客列車速度長期停留在120公里/小時以下的水平，並面對著來自高速公路和航空運輸的嚴峻挑戰。1990年，中華人民共和國鐵道部決定以廣深鐵路作為試驗區段，對既有線路進行技術改造，以時速160公里的準高速鐵路作為突破口，為未來發展高速鐵路進行探索和試驗。1994年12月，廣深準高速鐵路正式開通並投入運營，為中國自1995年開始的全面提速戰略提供了堅實的技術基礎；經過多次提速試驗後，於1997年4月1日在三大鐵路幹線實現中國鐵路第一次大面積提速。為了進一步提高鐵路客運的競爭力，中國鐵道部決定向時速200公里/小時的高速鐵路領域進軍。中國第九個五年計劃期間，“高速鐵路實驗工程前期研究”和“200km/h電動旅客列車組和動力分散交流傳動電動車組研究”被國家計委列入“九五”國家重點科技攻關專案，其中子專案“200km/h電動旅客列車組”即為1999年研製成功的DDJ1型電力動車組，而“200km/h動力分散交流傳動電動車組”即為後來的先鋒號電力動車組。研製.“200km/h動力分散交流傳動電動車組”由南京浦鎮車輛廠、鐵道部科學研究院、株洲電力機車研究所、大同機車廠、永濟電機廠、上海鐵道大學、長沙鐵道學院等單位共同研製，浦鎮車輛廠為總體研製單位。技術攻關課題包括動力轉向架、非動力轉向架、制動系統、牽引電動機、牽引變壓器、控制系統、交一直一交傳動、主電路、輔助電路、電動車組總體研製等10個，最終目標是試製出一列6輛編組的動力分散式交流傳動電力動車組，能夠在既有鐵路線上以160～200公里/小時的速度營運，也可在以後的高速鐵路客運專線上執行，設計最高試驗速度為250公里/小時。列車借鑑了日本新幹線300系、E2系電力動車組的技術，採用三菱電機的IPM牽引逆變器；列車設有一等軟座車1輛，二等軟座車5輛，編組總定員424人。1999年中，浦鎮車輛廠已完成列車的總體技術設計，並通過了鐵道部的技術評審；同年8月開始投料試製；至2000年6月，電力動車組已進入鋼結構總成階段，高速轉向架也開始試驗。2000年12月，浦鎮廠完成了列車試製和組裝，進入除錯階段，並通過了鐵道部的專題驗收。試驗.2001年5月23日，被命名為“先鋒號”的電力動車組在南京浦鎮車輛廠出廠；同月25日，列車被送抵中國鐵道科學研究院北京環形鐵道試驗基地開始進行綜合性能試驗。2001年8月1日至9月18日，“先鋒號”電力動車組在北京環形線完成了第一階段時速160公里/小時以下的各項型式試驗和安全評估試驗。2001年10月26日至11月16日期間，“先鋒號”電力動車組在鐵道部、廣鐵集團、南車集團、鐵科院等單位組織下，在廣深鐵路進行了正線高速試驗；11月10日深夜，列車在廣深鐵路創造出當時中國國內鐵路列車最高速度紀錄的249.6公里/小時。2001年12月至2002年6月，“先鋒號”在廣深鐵路進行了為期半年多的試運營和除錯。2001年至2002年間，在秦沈客運專線正式開通運營之前，中國鐵道部與鐵科院在秦沈客運專線先後組織了三次綜合試驗，以檢驗秦沈線的執行安全性和可靠性，併為京滬高速鐵路以及時速300公里/小時高速列車的設計提供試驗資料。在2002年9月5日至12日進行的第二次綜合試驗中，採用了“先鋒號”電力動車組作為試驗車輛，進行列車的牽引、制動、列車交會、弓網關係、自動過分相等試驗，和軌道、道岔、橋樑、路基、訊號等地面試驗專案。2002年9月10日，列車在秦沈線以時速292.8公里/小時再次重新整理了“中國鐵路第一速”的紀錄。“先鋒號”電力動車組在執行10萬公里後，中國鐵道部於2002年底決定將原來6輛編組的列車擴大為9輛編組，並將“先鋒號動力分散型交流傳動電動車組擴編”專案列入“十五”國家重點科技攻關專案和鐵道部十大科技創新專案，浦鎮車輛廠的擴編技術方案於2003年3月通過了鐵道部的技術審查。2003年6月，“先鋒號”累計執行14.5萬公里後返回浦鎮廠準備進行整修和擴編改造。然而，劉志軍接替傅志寰出任中國鐵道部部長後，中國鐵路發展政策發生重大改變，“先鋒號”擴編改造的計劃最終被終止。此後，根據鐵道部提出的50萬公里運用考核要求，“先鋒號”列車經整修後自2004年2月20日起繼續在秦沈客運專線進行試執行，每天從皇姑屯到山海關往返兩次，車次為55201/2/3/4次。2004年10月19日，“先鋒號”正式完成了50萬公里執行考核試驗。運用.“先鋒號”完成50萬公里執行考核後，一直被封存於鐵科院北京環形鐵道。2006年12月19日，鐵道部在北京召開“先鋒號”電動車組階段驗收總結會，會上同意“先鋒號”列車經過整修後儘快正式投入運營；同月，中國鐵道部正式出資購置了“先鋒號”電力動車組。2007年4月，列車返回南京浦鎮車輛廠整修；同年6月6日列車由南京出發，6月8日到達重慶，並正式配屬成都鐵路局重慶車輛段，同月在遂渝鐵路、達成鐵路進行了模擬執行試驗，最高試驗速度達到170公里/小時以上。2007年7月7日起，成都鐵路局使用“先鋒號”電力動車組增開重慶北至成都的T882/3次、T884/1次城際特快旅客列車，按最高執行速度160公里/小時投入運用，全程執行時間為3小時21分鐘，票價按“D”字頭動車組列車運價標準執行。2007年9月8日，“先鋒號”成渝動車組列車發生從7月7日開行以來的首次故障，列車晚點約2小時。2008年2月至3月間，由於“先鋒號”列車入庫檢修，成都鐵路局以DJJ1型“藍箭”電力動車組擔當T882/3次、T884/1次城際特快列車。為提高成渝城際列車的運輸能力，成都鐵路局於2008年12月21日調整了列車執行圖，每天開行5對成都至重慶北的城際列車，其中3對由重聯編組的“藍箭”列車擔當，其餘2對為普通雙層客車；“先鋒號”列車退出成渝城際列車後改為投入渝懷鐵路、遂渝鐵路執行，擔當重慶北至涪陵的T861/2次、重慶北至遂寧的T867/8次特快列車，其中T867/8次列車因客流量小於2009年4月1日起停運。2009年8月10日起，“先鋒號”改為擔當重慶北至達州的T8863/4次、成都至達州的T8865/6次特快列車，經由襄渝鐵路執行，同時重慶北至涪陵的T8861/2次列車停運。同年10月30日起，“先鋒號”又改為擔當重慶北至達州的T8875/6次、成都至達州的T8877/8次特快列車。2010年5月初，“先鋒號”電力動車組改配屬貴陽車輛段並投入黔桂鐵路執行；同月6日起，“先鋒號”在黔桂線貴陽至麻尾區段進行非載客試執行。2010年5月26日，“先鋒號”正式在貴州投入運營，擔當貴陽至都勻的T8871/2次、貴陽至獨山的T8873/4次特快列車，受線路條件限制列車最高執行速度為140公里/小時；同年7月1日起，“先鋒號”列車執行圖作出了調整，T8871/2次列車執行區段延長至獨山，T8873/4次列車執行區段調整為貴陽至都勻，並增開貴陽至獨山的T8875/6次列車。2010年9月20日起，由於“先鋒號”電力動車組需要返廠檢修而停運，貴陽至獨山、都勻的3對特快列車改由“藍箭”列車擔當，但“先鋒號”列車返回浦鎮廠後被封存於南京北站，及後於2014年7月被下令除籍。儲存.DJF2目前儲存在湖南交通工程學院。整列被分為兩段。第Ⅰ段：RZ125DD111155 RZ225DT111158 RZ225DD111156第Ⅱ段：RZ225DD111154當前塗裝為新塗裝缺了下部裙板部分的藍漆，中間多了一條藍色飄帶，修程表在噴漆時也有錯誤，部分車廂資訊也出現了錯誤，並且只有在一側有車廂號。技術特點.總體結構.“先鋒號”電力動車組為動力分散式列車組，列車編組參照了日本新幹線300系電力動車組基本單元“M+T+M”形式，採用每“兩動一拖”共3節車廂組成一個基本動力單元。每組列車由2個動力單元固定編組而成，其中包括2輛帶司機室的動力頭車、2輛設有受電弓和變壓器的中間拖車、2輛中間動車，全列車牽引功率為4,800千瓦，設計構造速度為200公里/小時。列車採用高壓連線及單弓受流技術，透過車頂高壓電纜連線多個動力單元，列車正常執行時只需透過一個受電弓給兩個單元供電，當一個受電弓出現故障可轉換到另一個受電弓供電，受電弓型號為DSA200。車廂車體採用薄壁筒形整體承載的全鋼焊接結構，車頭採用流線型設計的空心板梁鋼結構，在前端車鉤處設有可拆卸的複合材料蓋板，車廂車體下部兩側並設有鋁合金裙板。除兩端頭車前端車鉤採用15號小間隙車鉤外，各車廂之間均採用密接式車鉤連線。全列車均採用“2+2”的軟座座席佈置，其中一輛頭車為一等軟座車，設有可旋轉可傾斜式座椅；其餘五輛均為二等軟座車，設有可傾式座椅。除司機室側門外，其他車門均採用電控氣動外擺式塞拉門。傳動系統.“先鋒號”電力動車組主電路採用交—直—交流電傳動，每個動力單元由1輛裝有主變壓器的中間拖車，以及2輛裝有牽引變流器和牽引電動機的動車組成。接觸網導線上的25千伏工頻單相交流電電流，經受電弓進入列車後，向各動力單元拖車上的主變壓器供電；經過主變壓器降壓後分別向相鄰2輛動車上的牽引變流器供電。先進入二重化四象限脈衝整流器並整流為直流電，然後經過電壓為2600伏的中間直流回路，再由PWM電壓型VVVF逆變器轉換成三相交流電輸出，向4臺非同步牽引電機供電，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。“先鋒號”電力動車組採用了日本三菱電機提供的IPM，冷卻方式為沸騰冷卻。牽引電動機為JD106型鼠籠式三相非同步牽引電動機，仿製自新幹線300系電力動車組所使用的TMT系列牽引電機，額定功率為300千瓦，採用200級耐電暈絕緣系統、間接向量磁場定向控制策略。列車的輔助電路採用集中整流、分散逆變的方式。牽引變壓器的輔助繞組輸出的交流電，經相控整流器整流後輸出600伏直流電源，經由每節車廂設定的2臺輔助逆變器，將600伏直流電逆變為兩路380伏交流電源，可為空調、電熱、電茶爐以及照明等電器裝置提供電源；此外，並由600伏直流電源降壓為110伏直流電，提供列車控制電源。控制系統.“先鋒號”電力動車組的控制電路設計參照了新幹線300系電力動車組控制系統，採用有接點控制電路及列車網路控制結合的方案；牽引、制動、輔機啟動均採用多根重聯線控制， 列車網路基本不參與控制，僅傳輸各部件執行中的狀態資料。列車通訊網路系統由列車匯流排和車輛匯流排組成，每節車廂設定一個列車匯流排節點，列車匯流排通訊採用頻率偏移調製方式遮蔽雙絞線貫穿全列車，車輛匯流排在機箱之外採用光纖連線。由於列車並未採用分散式網路控制系統，導致車內佈線複雜化。轉向架.“先鋒號”電力動車組的轉向架可分為動車轉向架。動力車轉向架設有驅動裝置，牽引電機採用架懸式全懸掛、透過鼓形齒輪聯軸節驅動車輪。