日本國鐵ED79型電力機車

**ED79 型電力機車**（日語：ED79 形電気機関車）是日本國有鐵道的交流電力機車車型之一，適用於供電制式為 20 千伏 50 赫茲的工頻單相交流電的電氣化鐵路。

ED79 型電力機車是為青函隧道設計的電力機車，與青函隧道在 1988 年同時正式投入運用，專門用於牽引津輕海峽線的旅客列車和貨物列車；其中基本番台和 100 番台機車是由 ED75 型 700 番台電力機車改造而成，全部配屬北海道旅客鐵道（JR 北海道）；而 50 番台機車是後來由東芝公司新造的車輛，全部配屬日本貨物鐵道（JR 貨物）。

## 開發背景

1988 年 3 月，連接日本本州青森地區和北海道函館地區的青函隧道，作為世界上最長的鐵路隧道和海底隧道，經歷了近 25 年的施工後終於建成通車，從此形成了從青森直通函館的津輕海峽線。由於青函隧道是按照整備新幹線的計劃和標準興建，亦將會成為北海道新幹線的一部分，在未來只需要鋪設標準軌即可滿足新幹線高速列車的營運，並且根據自動閉塞制式要求採用了可兼容在來線和新幹線列車的 ATC-L 型列車自動控制系統，因此需要一種能夠適應 ATC-L 自動閉塞制式的交流電力機車。

考慮到日本國鐵末期持續虧損的經營狀況，為了儘可能節省機車車輛方面的投票價費率用，日本國鐵決定利用部分閒置的 ED75 型 700 番台電力機車，將其改造成為可以在 ATC 區間運轉的青函隧道專用機車，也就是僅使用於津輕海峽線的 ED79 型電力機車。

1986 年至 1988 年間，共有 34 台 ED75 型 700 番台電力機車被改造成 ED79 型電力機車，當中包括 21 台基本番台和 13 台 100 番台機車，分別用於擔當本務機車和補助機車。改造工程主要在土崎工廠（今東日本旅客鐵道秋田綜合車輛中心）、苗穂工廠（今北海道旅客鐵道苗穗工場）、大宮工廠（今東日本旅客鐵道大宮綜合車輛中心）進行，日立製作所和東芝公司亦受委託進行部分機車的改造，以保證所有 ED79 型電力機車都可以趕及在青函隧道通車前投入運用。

## 形式區分

### 基本番台

1986 年至 1987 年間，共有 21 台 ED75 型 700 番台電力機車被改造成為 ED79 型基本番台電力機車（1～21），改造內容包括改為採用級間閘流體相控平滑調壓的控制方式，拆除了原本的 MA1A 型磁放大器和 RS44 型矽整流器，改裝具有再生制軔功能的 RS50 型閘流體變流器，並增設勵磁變壓器、高速斷路器、牽引及制軔工況轉換開關、鎮流電阻器等配套設備；增加車載 ATC 列車控制系統和列車無線通訊設備，可對應青函隧道的無絕緣軌道電路和無線通訊頻率，司機室側窗下方設有無線通訊用之板狀天線；考慮到牽引特急旅客列車的需要，將齒輪傳動比由 4.44 降低至 3.83，使機車最大運用速度提高至 110 公里 / 小時，並且將牽引馬達滑動抱軸承改為滾柱軸承；此外，機車還設有電控氣軔系統和制軔風管壓力控制裝置，使列車下坡時即使再生制軔萬一失效也能安全停車。

### 100 番台

1986 年至 1988 年間，共有 13 台 ED75 型 700 番台電力機車被改造成為 ED79 型 100 番台電力機車（101～113），專門與基本番台機車重聯使用、擔當 1000 噸以上重載貨物列車的補機任務，無法單獨在青函隧道區間運轉。

為了儘可能降低車輛改造成本，並沒有對 ED79 型 100 番台機車的牽引主電路作出改變，繼續沿用了級間磁放大器相控調壓的控制方式，亦不具備再生制軔的能力。由於固定以青森方向的第一端與基本番台機車重聯，因此只在函館方向的第二端增設 ATC 號誌接收器，以及在該司機室增加號誌顯示和無線通訊設備，不設車載 ATC 列車控制系統。其他與基本番台機車共通的改造內容包括更改齒輪傳動比、改用滾柱抱軸承、電氣指令式空氣軔機系統和制軔風管壓力控制裝置等。

### 50 番台

1989 年至 1990 年間，為了滿足國鐵分割民營化之後津輕海峽線貨物列車增發的需要，JR 貨物向東芝公司訂購了 10 台 ED79 型 50 番台電力機車（51～60）。這批新造機車的基本結構和技術性能與之前的基本番台機車大致相同，但在一些設備和細節上作出了改良，例如採用了略微後傾的前窗玻璃、前窗上方增設冰柱切割板、改用輾鋼整體車輪等。

由於這批機車主要用於牽引貨物列車，因此最大運用速度降低至 100 公里 / 小時，但 50 番台機車仍然保留了列車供電系統，需要時亦可牽引「海峽號」旅客列車。ATC 號誌接收器亦與基本番台機車有異，不論上下行列車的 L、U 號誌皆可接收，並且可自動判斷列車行駛方向，因此機車的行駛方向不再受到 ATC 接收器的限制。因應青函隧道內極為潮濕的環境，加強了平波電抗器、勵磁感應線圈、電動通風機、劈相機等電器設備的絕緣性能。此外，為了提高氣軔系統的響應性能和安全性，ED79 型 50 番台機車和 EF66 型 100 番台機車一樣，以 EPL 電氣指令式空氣軔機閥取代傳統的氣軔閥，並增加總風缸壓力開關和保護開關。

車體塗裝方面，50 番台機車採用了 JR 貨物標準色塗裝，車體上半部使用深淺藍色的組合，車體下半部為淺灰色，轉向架部分為灰色，司機室側門為土黃色。

### 車輛列表

## 運用歷史

### JR 北海道

青函隧道通車後，EF79 型基本番台和 100 番台機車全部配屬 JR 北海道青函運轉所（今函館運輸所青函派出所），主要擔當津輕海峽線青森至函館間的旅客列車牽引任務，包括本州往北海道方向的各次臥鋪列車，以及來往青森和函館間的「海峽號」快速列車。除此之外，JR 北海道亦承擔了 JR 貨物委託的貨運牽引業務，使用 ED79 型電力機車擔當東青森至五稜郭間的貨物列車牽引任務，當列車重量大於 1000 噸則採用重聯牽引。

由於青森站為終端式車站，但基於 ED79 型電力機車的 ATC 設備限制，基本番台和 100 番台機車不能隨意改變運用方向，因此，如果機車到達東青森站後需要進入青森站與旅客列車連掛，或到達青森站後進入東青森站與貨物列車連掛，則必須先經由青森鐵道線、奧羽貨物支線、津輕線組成的三角線（青森號誌場 — 青森站 — 瀧內信號所）換向，才能夠繼續擔當旅客列車或貨物列車的牽引任務。

1998 年起，為了慶祝青函隧道通車十周年及配合「哆啦 A 夢海底列車」的開行，部分 ED79 型電力機車在車頭和車身兩側畫上了哆啦 A 夢的卡通圖案。至 1990 年代末，由於 ED79 型基本番台和 100 番台電力機車的壽命已經將近三十年，多種主要部件例如主變壓器、調壓開關、真空斷路器、無觸點開關等亦已經停產，因此 JR 北海道在 1998 年和 2000 年先後從 JR 東日本購入四台報廢的 ED75 型電力機車，以解決 ED79 型電力機車後備零部件供應的困難。

2002 年 12 月，隨著東北新幹線盛岡至八戶間開通營運，藉此機會作出了較大範圍的運行圖調整，六對「海峽號」定期快速列車正式中止營運，被新登場的「白鳥號」和「超級白鳥號」列車取代，青森和函館間的日間旅客列車全面升級為特急列車，並且改為使用 485 系、789 系電聯車。此外，「哆啦 A 夢海底列車」亦從 2003 年開始改為使用 781 系電聯車，隨後哆啦 A 夢塗裝的 ED79 型電力機車均被恢復原狀。

ED79 型電力機車長期在青函隧道內的惡劣環境下行駛，車體結構和電器設備的老化速度比一般機車更快，並且不時發生因高濕度環境而造成的各種故障。雖然「海峽號」列車中止營運後減少了 ED79 型電力機車的運用，但仍然運轉的「北斗星號」、「仙后座號」、「黃昏特快號」等臥鋪旅客列車，在相當長一段時間內仍然需要 ED79 型電力機車擔當津輕海峽線的牽引任務。因此 JR 北海道在 2001 年底至 2003 年間，為了將 ED79 型電力機車的使用壽命再延長十年，在苗穗工廠對其中六台基本番台機車進行了翻新改造，改造內容包括對腐蝕明顯的車體部分和空氣管路進行修補，以及對絕緣老化的電路系統和電器設備進行更換。

從 2006 年 3 月開始，由於 JR 貨物的 EH500 型電力機車陸續投入運用，其運用範圍由東北本線系統擴大至直通北海道，因此不再需要委託 JR 北海道的 ED79 型電力機車來承擔部分定期貨運牽引任務。同一時間，其中一對「日本海號」列車的運轉區間縮短為大阪至青森，進一步減少了 ED79 型電力機車的運用頻率。

此後，JR 北海道除了保留部分 ED79 型電力機車繼續使用外，開始陸續報廢一些狀況較差的基本番台機車，2003 年首先報廢 3 台（3、6、21），2004 年報廢 2 台（2、16），2005 年報廢 3 台（5、8、17），2008 年報廢 3 台機車（1、15、19）。2012 年 10 月，ED79 10 號機車報廢後被回送至苗穗工廠，並使用部分零部件來修復 ED79 20 號機車。而 100 番台機車自從 2006 年 3 月起脫離定期運用後，亦開始逐步封存及報廢。2009 年 3 月 24 日，JR 北海道的最後 3 台 ED79 型 100 番台機車（104、107、108）正式報廢。部分報廢車輛除籍後被回送至九州，為 JR 九州的 ED76 型電力機車提供後備零部件。

截至 2014 年 2 月，JR 北海道仍然擁有 9 台 ED79 型電力機車，用於牽引「北斗星號」、「仙后座號」、「黃昏特快號」臥鋪特急列車，以及「玫瑰號」夜行急行列車。

2016 年 3 月，由於北海道新幹線的開通，海峽線升壓為 25000 伏特，JR 北海道的 ED79 已無運用，並全數遭解體，該公司因此完全沒有現役的電力機車，目前 0 番台僅存報廢後轉賣給 JR 貨物當器官車放置於五稜郭機關區的 ED79-5。

### JR 貨物

ED79 型 50 番台電力機車全部配屬 JR 貨物五稜郭機關區，主要擔當津輕海峽線青森號誌場至五稜郭間的貨物列車牽引任務，在過去也曾經擔當東北本線東青森至宮城野間的貨運牽引任務。

2000 年，ED79 56 號機車在五稜郭車站內與 DD51 1051 號機車發生追撞衝突事故。由於 ED79 56 號機車的車體底架受損變形已無修復價值，事故後就被除籍報廢並存放在苗穗工廠內，為其他 ED79 型電力機車供應零部件。

2016 年 3 月，由於北海道新幹線的開通，通過海峽線的貨物列車改由可使用 20000 伏特與 25000 伏特雙電壓的 EH800 型電力機車牽引，ED79 已退役，並全數遭解體。

## 技術特點

### 總體結構

ED79 型電力機車是客貨運通用的交流電力機車，適用於供電制式為 20 千伏 50 赫茲的工頻單相交流電氣化鐵路。機車沿用了與 ED75 型 700 番台電力機車相同的車體結構和設備布置，但根據青函隧道的使用環境作出了一些改進。車體兩端各設有一個司機室，司機室兩側設有供乘務員乘降的側門，側窗採用防腐蝕性能較好的鋁制窗框，車頂兩端各裝有兩盞密封光束燈式前照燈。司機室前端中央設有貫通門，以便重聯時乘務人員通過到另一台機車。

車體中部是設有各種機械及電氣裝置的機械室。以基本番台機車為例，從一端至二端方向順序布置有第一輔助機械室、變壓器室、整流器室、第二輔助機械室。第一輔助機械室設有牽引馬達通風機、劈相機、緊急緊軔風缸、交流濾波器及各類控制電器。變壓器室設有主變壓器、調壓開關、集電弓斷路器、真空斷路器、避雷器等設備。整流器室設有閘流體變流器、再生制軔輔助變壓器、電磁接觸器開關、ATS 及 ATC 裝置。第二輔助機械室設有電動空氣壓縮機、勵磁電阻器等設備。車頂安裝有兩台 PS103 型下框架交叉式雙臂集電弓，其他高壓設備包括斷路器和避雷器等安裝在車體內部。基本番台機車的車頂還設有鎮流電阻器。車體下方除了設有兩台轉向架，還吊裝著平波電抗器、總風缸和蓄電池。

### 電氣系統

ED79 型電力機車是交 — 直流電傳動的交流電力機車，基本番台和 50 番台機車採用級間閘流體相控平滑調壓的控制方式，並因應青函隧道的長大坡道增加了再生制軔功能。主電路系統由空氣斷路器、主變壓器、調壓開關、閘流體整流器、牽引馬達、電路保護裝置等部分組成。機車從高架電車線獲取高壓交流電，首先由主變壓器和調壓開關構成若干個大調壓級，再通過閘流體整流器平滑調壓及轉換成脈流電（即方向不變而只有電壓變化的直流電），然後供電給四台並聯的牽引馬達。

級間閘流體相控調壓結合了變壓器低壓側調壓和閘流體相控調壓的特點，不僅能夠平滑調節牽引馬達的端電壓，還有利於提高功率因數及減少諧波電流。完成改造後的基本番台機車繼續沿用原本的 TM11A 型主變壓器和調壓開關，並拆除了 MA1A 型磁放大器和 RS44 型矽整流器，換裝具有再生（逆變）功能的 RS50 型閘流體變流器，以及勵磁變壓器、高速斷路器、牽引及制軔工況轉換開關等配套設備。該閘流體變流器由反並聯連接的四個閘流體（調壓級無電弧切換之用）、八個單相全波閘流體整流（逆變）橋、兩個閘流體和一個續流二極體（再生制軔時控制勵磁電流之用）組成。當使用再生制軔時，直流牽引馬達變為他勵直流發電機運轉，發出的電能經閘流體變流器逆變為交流電並反饋到高架電車線，制軔力通過控制牽引馬達的勵磁電流來調節，車頂上還增加了穩定再生電流的鎮流電阻器。

另一方面，由於 100 番台機車主要搭配基本番台及作為補機使用，因此 100 番台機車沒有使用再生制軔的需要，仍保持了和 ED75 型電力機車相同的主電路，採用級間磁放大器相控調壓的控制方式，即是利用變壓器低壓側調壓配合磁放大器相位控制，並經過矽整流器轉換成脈流電，來實現牽引馬達端電壓的平滑調節。

每台轉向架安裝兩台 MT52C 型四極串勵直流牽引馬達，小時功率為 475 千瓦，額定電壓為 900 伏特，牽引馬達抱軸承改為使用滾柱軸承以減少滾動阻力。牽引馬達迴路串接有平波電抗器，以減少整流電流的脈動成分和改善馬達的換向性能。為擴大機車的恆功調速範圍，還可以對牽引馬達使用二級磁場削弱。

### 號誌設備

津輕海峽線實際上是由海峽線全線以及津輕線、江差線、函館本線部分區段組成，其中海峽線的新中小國號誌站至木古內車站（含青函隧道）間，使用可在未來兼容在來線和新幹線列車的 ATC-L 型列車自動控制系統自動閉塞制式，而其餘路段則使用在來線標準的 ATS-S 自動閉塞制式。因此，津輕海峽線專用的 ED79 型電力機車必須適應這兩種不同的安全防護制式。

對於 ATC-L 型列車自動控制系統，基本番台機車兩端的排障器下方均設有 ATC 號誌接收器，其中第一端（青森方向）的接收器特別用於接收上行列車的 L 號誌，第二端（函館方向）的接收器特別用於接收下行列車的 U 號誌，機車兩端的司機操縱台均各自對應唯一的行駛方向。而專門作為補機的 100 番台機車為了削減改造費用，只有在第二端（函館方向）設有接收器，機車上亦沒有安裝 ATC 號誌裝置。當 ED79 型電力機車雙機重聯牽引時，一般以基本番台機車的第二端與 100 番台機車的第一端對接，兩者之間設有 ATC 號誌傳輸線連接，車端設有 ATC 專用的 KE151H 型插座。

### 轉向架

機車走行部為兩台二軸轉向架，一端和二端轉向架分別為 DT129T、DT129U 型。構架採用「日」字形的鋼板焊接結構，軸箱採用導框式定位結構。牽引馬達採用軸懸式驅動方式，牽引馬達輸出的轉矩通過一級減速齒輪傳動輪對；由於機車的最大運用速度由 100 公里 / 小時提高至 110 公里 / 小時，齒輪傳動比亦由 4.44（16：71）變更為 3.83（18：69）。為了補償因改變傳動比而降低的牽引力，ED79 型電力機車的軸重由 16.8 噸提高至 17 噸。

轉向架採用無搖枕的全旁承支重結構，車體全部重量通過四組旁承彈簧由兩台轉向架支承。一次懸吊為軸箱頂端捲簧，二次懸吊為構架外側的旁承彈簧，旁承彈簧採用每側兩個並聯的螺旋圓彈簧組，並配有垂向油壓減震器。此外，車體和轉向架之間還設有迴轉限位裝置和抗蛇行減震器。牽引力和制軔力通過「Z」字形低位斜牽引杆裝置傳遞。基礎制軔裝置為雙側閘瓦制軔，每個輪對左右各設有一個軔缸，並設有制軔橫梁以保證兩側閘瓦同步作用，另外還設置了閘瓦間隙自動調整器。

### 技術數據

## 參考書目

* 新車ガイド：ED79. 鉄道ファン (交友社). 1986 年 12 月， **308** （日語）.
* 交流・交直流電機出生の記録 補遺 I-3. 鉄道ファン (交友社). 1990 年 2 月， **346** （日語）.
* 近代形電機　転身の記録 6. 鉄道ファン (交友社). 1990 年 10 月， **354** （日語）.

## 參考文獻