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E200、E300、E400型電力機車

基本資料

地理位置   中華民國臺灣

主要用戶  台灣鐵路管理局

生產年份  1977 ~ 1981、1992年

生產型號  E42C

軌距    1,067mm

E200、E300、E400型電力機車,目前仍是台鐵局主線電力機車主力車型之一,是台灣鐵路管理局的六軸大功率電力機車[1]

引進簡介

  • 台灣鐵路管理局為因應十大建設縱貫線鐵路電氣化,從美國GE運輸公司(簡稱奇異或是GE)購入的97輛大功率電力機車,於1975年至1982年間陸續完成交車,亦即E200、E300、E400型電力機車,原廠稱為GE E42C型。通用電氣對於這批機車的品質管理要求嚴格,所有出廠的車輛均需行駛過該公司專為本型車所鋪設的專用1067mm窄軌試車線(5000公尺)才能交車。這97輛車相當耐用,多年之後仍是台鐵電力機車的主力車型。
  • E200、E300、E400型電力機車外觀並無明顯差異,主要還是以車號作辨識。在部分外觀上E300型因沒有裝設電動發電機組(Motor-Alternator set 簡稱 M-A set或直接稱MA ),故車體端面少了三相連結線與插座,相當容易辨識。但凡事總有例外,台鐵將2輛E300型(E301、E302)改造加裝了M-A set,使其可以牽引空調旅客列車,以適應增加的客運量需求。

機電系統

工作原理

  • 本型機車能源取自電車線電力;由集電弓接觸電車線引入交流電力之後,經真空斷路器接入主變壓器進行降壓,復經由相控整流器調節直流電壓準位,以電樞電壓調節法控制馬達機械功率輸出。
  • 直流牽引馬達本身具有定功率特性,其轉速與轉矩輸出可隨行駛阻力自動調節,調速容易只需要控制馬達端電壓。為擴大馬達可調電壓範圍,整流電路採用三具電橋級聯(cascade),又為簡化整流器觸發信號電路,第二級和第三級改用整流電橋及調壓開關取代半控整流電橋。

受電設備(集電弓及主斷路器)

  • E200-400型均採用法國法维莱製AM-59 EU型集電弓。至於主斷路器,除了E236-240及E414-418等機車由先前引進的VBT電開關(Joslyn VBT Switch)變更為如同E1000型機車所用Alston真空斷路器,其餘車輛之設備仍然為原裝時期之樣貌。部分使用電容比壓器(CCVT)機車,也已經完全汰換為傳統比壓器(HVT)。

電力牽引設備(馬達及控制)

  • 每輛機車裝置6具GE761型直流串勵式的牽引馬達,其電源為三段級聯電橋,除第一段為半控整流電橋,其餘兩段為不可控整流電橋,另裝置調壓開關(tap switch)控制電橋的工況。本型機車連續出力為2800kW,最大牽引力也可達20100kgw。另外本型機車無速控功能,所以電門僅具有牽引力控制模式 (馬達電流控制)。原廠設計也可提供多輛機車進行重連總控制運轉(MU train control),但在1990年左右已陸續拆除重連總控制之跳線插座。

軔機設備

  • 本型車裝用西屋(wabco)26LA型空氣軔機,為單閥(僅操作機車頭軔機)與自閥(控制全編組列車軔機)分開操控之設計。主風泵(空氣壓縮機)設於機械室,由散熱鼓風機馬達透過聯軸器帶動,採連續運轉。

電動發電機組

  • E200型及E400型原廠均設有GDY60型自激式電動發電機組(Motor-Alternator Set,簡稱M-A Set),由四極直流串激馬達與四極同步發電機共殼組成,發電機輸出電力可提供空調列車所需的440V冷氣及照明用電。

備註

  • 單相三段橋(級聯)相控整流電路(bridge in cascade)是由一段半控電橋與兩段不可控電橋組成。目的在擴大可調電壓範圍,並彌補單純相控電路的低功率因數,每一電橋都另有電源開關(控制方式的設計可減少兩級點火電路,但多了三個磁吹消弧接觸器)。
  • 電動發電機組從動端是同步發電機,一般會以IEC的術語Motor-Generator set 或Motor Generator 稱之。GE公司在E42C維修手冊則以Motor-Alternator set稱之,台鐵譯為馬達交流發電機組。
  • 轉向架軸式分類另有AAR分類表示法C-C , 及大英國協(UK)分類表示法Co-Co;臺鐵及中國大陸雖皆是UIC會員,不約而同地都使用Co-Co表示。

各形式概要

E200型

  • E200型於1978年時引進35輛,後又於1992年購入五輛,共計採購40輛。機車總重量96公噸。該車型全數裝備M-A set,可提供旅客列車空調機所需的440伏特電源。1992年時引進的5輛裝設有自動列車控制裝置(ATC)系統。2007年後已與其它各式現役動力車皆統一改換為列车自动防护系统(ATP)。
  • 其中E203、E204兩車在海運途中,因為暴風雨吹襲,導致在甲板上的這兩輛車的車身落入太平洋。因轉向架與車身分開運輸而未落海,經GE公司重造車身後於1979年運送到台灣交車使用。
  • 原駕駛室側窗為一扇三角亮窗(front vent)及兩扇橫拉窗(horizontal sliding window),因窗框老舊及滑軌磨損而常卡滯,雨水經常滲入駕駛室內。目前E201~E232等機車側窗已改為一固定扇一活動扇的橫拉窗。

E300型

  • E300型採購39輛,跟E200型相比較早一年製造,其中E306於1977年10月中旬時已交車投入營運;機車總重量96噸。最初原廠設計並無M-A set,故牽引空調列車時須加掛電源行李車提供客車車廂電源。後來在1990年代E301、E302由臺北機廠加裝M-A set,使其能牽引空調列車,以彌補E200、E400型數量的不足,緩和機車的調配壓力。

E400型

  • E400型採購18輛,於1980年至1982年間引進。機車總重量因設計需高速行駛所以降至92公噸。亦裝有M-A set,可牽引空調列車。原廠設計的傳動齒輪比較E200、E300高,最高時速可達130公里,但啟動牽引力及爬坡能力相對變差(E200、E300為20100kgw,E400原廠設計僅16800kgw)。台鐵為了簡化後勤管理及應用範圍,已將部分E400型的傳動齒輪比陸續改造成與E200、E300相同。經改造後的E400型牽行駛引力從16800kgw提升為20100kgw,最高時速則降至110公里。

近年使用情況

概要

  • E200型部分,增備車(E236~E240)配屬七堵機務段,其餘車輛則配屬高雄機務段,2011年底E235改配屬七堵機務段。
  • E300型部分,有加裝M-A set之改造車(E301、E302)配屬高雄機務段,E303~E315配屬七堵機務段,其餘車輛則配屬彰化機務段。因本型車無M-A set之故,主要在電氣化鐵路區間牽引貨物列車以及行包列車,或做為故障列車的救援機車,亦可作為輔助機車(補機)使用。
  • E400型部分,所有車輛均配屬七堵機務段
  • 除了後期引進的5輛E200型以外,其餘車輛皆已使用40年以上,故障率升高且美國原廠已停止生產電力機車,零件來源減少。因此部分E300型已遭停用報廢,作為零件供應車,優先支援E200型與E400型使用。台鐵近年新型列車多採用電聯車,以機車牽引的列車越來越少。就在2019年10月8日台鐵宣布新型68輛電力機車已順利決標。E500型開始營運後雖優先取代E1000型推拉式自強號機車頭,然已使用大約40年的GE電力機車也將逐漸走入歷史。

本型機車配屬機務段列表

進廠檢修車輛:E215、E218、E222、E232、E238、E315、E406

特殊塗裝車輛

  • 現存:
    • E237、E239、E405、E417:夕景塗裝
  • 已卸除:
    • E212:2019年南海電鐵友好紀念彩繪(台日友誼號)
    • E213:2019年南海電鐵友好紀念彩繪(藍武士號)
    • E224:2005年逢甲大學「希望列車」招生彩繪
    • E237:2001年Keep Walking約翰走路彩繪車
    • E413:2015年台灣燈會彩繪車
    • E418:2016年觀音彩繪列車

編組運用

  • 七堵機務段配屬E200/E400(僅列出牽引客車)
  • 2S(七堵-樹調回送)-502-2(到台東)=預備一日=2(台東-台北本務)-2B(台北-七堵迴送)
  • 1A(七堵-台北迴送)-1(到台東)=預備一日=1(台東-台北本務)-1B(台北-樹調迴送)-1N(樹調-七堵迴送)
  • 7035(七堵-樹調)=642-611=預備一日=605-605B(樹調-七堵)
  • 7035(週五)=642(週六)-611=預備一日=691(週日)=642(週一)-611=605(週二)-605B(樹調-七堵)
  • 560(七堵-花蓮)-615A(花蓮-台東迴送)-615=615B(樹調-七堵迴送)
  • 82A(七堵-樹調迴送;週五-週一行駛)-82(週五-週一行駛)-81(週五-週一行駛)-81B(樹調-七堵迴送;週五-週一行駛)
  • 521=510-7035(七堵-樹調)-7036(樹調-七堵)
  • 高雄機務段配屬E200/E300 (僅列出有牽引客車運用)
  • 7802N(潮州基地-九曲堂迴送;週一~週四行駛)-7802(九曲堂-新左營本務;週一~週四行駛)/522N(潮州基地-新左營迴送;週五~週日行駛)-522=507-預備一天-7215次(新左營-潮州基地)
  • 506(週日停駛)/560(週日行駛;潮州-七堵)=513次
  • 516A-516=511-511B
  • 554=602-653=預備一日=501次
  • 562=561次
  • 3501A(潮州基地-枋寮迴送;次位)-3501(枋寮-台東;次位)-754=501(次位)(僅週五運用)
  • 高雄機務段支援臺東機務段機車運用
  • 754(次位)=666(週五跨週六行駛)
  • 706-715(週日行駛)
  • 713=702-707=704
  • 754(週一~週四、週六)/758(週五、週日)-751-708(週五、日停駛)/710(週五行駛)/712(週日行駛)=701(週六停駛)/711(週六行駛)

停用/報廢車輛

  • 除了分別於1990年與2020年事故報廢的E221、E413外,此批車因原廠已停止供料,故在2008年也開始報廢部分車況較差之E300型車輛作為零件供應車,並將主要零件拆下補充E200型與E400型缺件。
年份 1990 1991 2007 2008 2009 2015 2016 2017 2020
停用車輛 E221

E314
E319
E320
E324

E325
E310
E313
E330
E332
E321

E309
E336
E413
報廢車輛
E221

E314
E319
E320
E324
E325


E310
E313
E321
E330
E332
E413
  • 事故報廢:(依年份排列)
    • 1990年4月24日:E221擔任30次莒光號本務,於03:50途經臺中線造橋隧道南口(位於苗栗縣造橋鄉,該路段雙軌化後已廢棄停用),因連日豪雨沖刷,導致土石滑落掩埋該處軌道,造成列車出軌後撞擊隧道口,機車長及機車助理殉職,事故後因嚴重損毀無法修復而報廢。[2]
    • 2020年3月31日:E413於七堵機務段內調車時撞擊止衝檔,導致受損嚴重無法修復因而報廢。
  • 車況不佳報廢:(依年份排列)
    • 2009年:E314、E319、E320、E324經標售後於4月解體。
    • 2011年:E325經標售後於4月27日解體。
    • 2019年:E313、E321、E330、E332經標售後於9月13日開始陸續解體。
  • 其他:
    • E310、E413報廢後仍滯留於富岡基地內。
    • E309、E336於富岡基地內停用等待除籍。

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外部連結

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參考文獻

  1. 台鐵E200型電力機車,emu300ct.web.fc2
  2. 電氣化區間牽引主力1~E200型電力機車. emu300ct.myweb.hinet.net. [2018-04-12]. (原始内容存档于2018年4月12日). …本型車除E221號受到1990年4月24日的造橋事故報廢外,其餘39輛車仍全數健在…