Velká severní Z-1 - Great Northern Z-1
| Z-1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
The Velká severní Z-1 byla třída deseti elektrické lokomotivy postavený pro Velká severní železnice[2] Byli zvyklí pracovat na trase přes druhý kaskádový tunel. Byly postaveny v letech 1926–1928 Baldwin Locomotive Works, s elektroinstalací Westinghouse, a zůstal ve službě až do nafta v roce 1956. Každý měl 1830 koňských sil (1360 kW) s a 1-D-1 uspořádání kol, i když se vždy používaly ve spojených párech.
Elektrizace
Trasa na západ od Wenatchee a dále do Seattle potřebné k překročení Severní kaskády podle Stevensův průsmyk. Počáteční trasa, od roku 1893, byla strmě odstupňována a vyžadovala řadu serpentiny. Jelikož se jednalo také o hornatou oblast s těžkými zimami, Kaskádový tunel byl postaven, aby se jim vyhnul, a byl otevřen v roce 1900.
Velká severní železnice byla od začátku tažena parou, později naftou, a obecně nepřijímala elektrickou energii. Problémy se špatnou ventilací uvnitř tunelu dlouhého 4,2 km však vedly ke schématu časné elektrifikace se čtyřmi Třífázový AC boxcab lokomotivy, zavedené v roce 1909. Elektrifikace byla používána pouze na krátkou vzdálenost, a to tunelem samotným. Elektrifikační schéma zde bylo neobvyklé, i když v té době ne ojedinělé,[i] použitím 3 fáze AC se dvěma venkovními vodiči a vozík tyč sběrače proudu.
Lavina v roce 1910 způsobil 96 cestujících a členů posádky vlaku uvězněného v závěji v depu Wellington, u západního portálu tunelu.[3] Byl zahájen nový tunel, delší na 12,6 km, aby se předešlo dalším špatným zimním podmínkám na každém konci. Tento tunel byl otevřen 12. ledna 1929[4] a používá se dodnes. Wellingingtonské skladiště bylo nejprve přejmenováno na Tye, poté opuštěno a přemístěno na nové místo v Skykomish. V roce 1926 bylo rozhodnuto, že místo pouhé práce v tunelu elektrickou přepravou bude nyní používán po celé délce 73 mil od Skykomishu po Cascade.[5]
Design
Skříně fungující v prvním tunelu používaly třífázový elektrifikační systém. Nová rozšířená elektrifikace měla nahradit toto jednofázovým systémem z Westinghouse,[5] na stejné frekvenci 25 Hz, ale se zvýšeným napětím z 6,6 kV na 11 kV. Toto předtím Westinghouse předvedl s New Haven EP-1 a na Železnice v Detroitu, Toledu a Irontonu. Jelikož nyní existoval pouze jediný horní vodič, mohl být proud sbírán pomocí diamantu sběrače, spíše než trolejbusy. Izolátory a vzdálenosti byly navrženy tak, aby bylo možné v budoucnu elektrifikační napětí zdvojnásobit na 22 kV.[5]
Baldwin a Westinghouse stavěli řada lokomotiv založených na podobných elektrických dodávkách, včetně čísla pro New Haven železnice.
Rozložení
Lokomotivy byly postaveny jako dvojice polotrvale spojených jednotek a byly vždy používány jako takové. Oni byli boxcab lokomotivy, s jednoduchým obdélníkovým tělesem přes tuhý rám. V tomto rámu byly neseny čtyři hnané nápravy, namontované v samostatných hornguide nápravy pro zavěšení, ale se samostatnými trakčními motory a bez mechanického spojení mezi nimi 1'Do1 ' dohoda. Na každém konci byla k dispozici ovládací kabina, i když byla vybavena pouze jedna. Záměrem bylo, že pokud by lokomotivy byly v budoucnu použity jako samostatné jednotky, mohla by být druhá kabina vybavena tak, aby umožňovala jízdu opačným směrem.
Elektrické zařízení
Každá lokomotiva byla vybavena dvěma pantografovými sběrači, i když byl současně používán pouze jeden a druhý byl určen jako náhradní. Protože byly použity jako spojené páry, vysokonapěťová sběrnicová sběrnice obou jednotek byla mezi nimi spojena, aby poskytla delší délku připojení k trolejovému vedení.[6]
Vysokonapěťový transformátor v každé jednotce snížil síťové napětí a poté dodal a motor-generátor sada, která fungovala jako usměrňovač. Toto použití motorgenerátorů by bylo považováno za charakteristický rys všech elektrik Velké severní železnice. Hlavní generátor byl dimenzován na 600 V DC a 1 500 kW. Byly poskytnuty také další generátory: dodáván generátor 125 V 75 kW buzení pole pro hlavní generátor a některé pomocné zdroje. Třetí generátor byl použit k zajištění pole trakčního motoru během rekuperační brzdění, a byl aktivován pouze při brzdění. Další vinutí na motoru fungovalo jako generátor střídavého proudu, který se používal k napájení dvou ventilačních dmychadel hnacího motoru a třetího dmychadla pro hlavní transformátor. To poskytlo nejprve třífázové střídavé napětí pro spuštění a poté přešlo na jednofázové.[6] Olověný akumulátor mohl napájet řídicí a osvětlovací zařízení s přerušeným hlavním napájením a byl také potřebný ke spuštění motorgenerátoru, protože to nebylo samočinné spouštění ze samotného napájecího zdroje.[6]
Rekuperační brzdění byly použity od samého počátku na třífázových kabinách, ačkoli to bylo rozptýleno zátěžovou bankou v elektrárně; s jednofázovou elektrifikací by nyní mohl být znovu použit jiným vlakem nebo napájen do napájecí sítě.[7]
Ovládací zařízení
Bylo namontováno elektro-pneumatické vícejednotkové řídicí zařízení Westinghouse HBFR. To se obvykle používalo k ovládání lokomotiv jako trvale spojených párů, ale tyto páry mohly být také spojeny dohromady a ovládány z jediné kabiny.[6]
Trakční motory
Byly použity čtyři trakční motory zavěšené na nose, jeden na nápravu. Pohon byl pomocí pastorku motoru na pružné ozubené kolo na hřídeli nápravy. Motory byly vždy připojeny paralelně.[6] Mnoho podobných čtyřnápravových lokomotiv Do používalo přepínání motorů z paralelních na sériové nebo sériově paralelní obvody pro své hlavní ovládání mezi spouštěním a chodem. Pro Great Northern však flexibilita systému motorgenerátoru a jeho ovládání nad vinutím budicího pole nabídla lepší kontrolu. Pole motoru by mohlo být provozováno buď jako sériově vinuté, nebo s odděleným buzením z generátoru buď s vlastnostmi konstantního proudu nebo konstantního výkonu.[5]
Servis
První pár Z-1 dorazil v prosinci 1926, následovaný druhým párem o měsíc později, oba před otevřením nového tunelu. Ty nejprve nahradily třífázové skříňové kabiny přepojením starého tunelu na jednu fázi. Elektrifikační napětí bylo zapnuto 5. března 1927.[5] Po této době byly skříňky staženy a Z-1 převzala. Tyto první dva páry lokomotiv provozovaly téměř celou službu pro rok 1927, s počtem najetých kilometrů kolem 50 000 ročně.[5] Tranzitní časy byly sníženy ze 4 hodin s 2 500 tunovým vlakem na východ na 1 hodinu 45 minut a 3 500 tunovým vlakem. Konce elektrifikované části jsou v podobné nadmořské výšce kolem 750 stop, s vrcholem trati na východním portálu tunelu ve výšce 2800 stop. Výchozí stoupání je 20 mil s konstantním 2,2% sklonem, poté podobná vzdálenost tunelem na 1,56%. Západní stoupání je delší a různorodější v gradientu, mezi Wenatchee a portálem tunelu je 50 mil, maximálně 2,2%. The jmenovité otáčky lokomotiv bylo takové, že mohli využít svůj plný výkon při stoupání na jakýkoli sklon o více než 0,7%[5]
První z osmi Y-1 lokomotivy dorazily koncem roku 1927 a tyto sloužily vedle Z-1. Y-1 byl výkonnější (3000 koňských sil (2200 kW)) a těžší (518 250 liber (235 070 kg)) 1-C + C-1 (nebo (1'Co) + (Co1 ') jako UIC) lokomotiva a byly používány spíše jednotlivě než ve dvojicích.
Nový kaskádový tunel byl otevřen 12. ledna 1929. Do této doby bylo dodáno všech pět párů Z-1, stejně jako čtyři z Y-1.
The Great Northern zpočátku používal 'Pullman Green' livrej pro své elektrické lokomotivy. Když W-1 kabinová jednotka jednotky dorazily v roce 1947, byly namalovány v novém schématu „Empire Builder“ oranžové a zelené barvy oddělené zlatou podšívkou. Ostatní elektriky byly později překresleny v těchto barvách Empire Builder, ale ne nejstarší ze zásob, Z-1.
Po druhé světové válce bylo přijato rozhodnutí, stejně jako u mnoha dalších amerických elektrických železnic provozovaných s vybavením 20. let, přejít spíše na přepravu nafty než na obnovení elektrifikačního systému. To by umožnilo přímou přepravu stejnými lokomotivami, spíše než výměnu mezi párou a elektrickou. Bylo však nutné zlepšit ventilaci tunelu a kolem východního portálu byl postaven ventilátorový dům s nuceným větráním napájený stejným trakčním proudem. Jednalo se o poskytnutí zavřených dveří na portál tunelu pro řízení proudění vzduchu, které se automaticky otevřely, když se přiblížil vlak.
Všechny Z-1 byly v důchodu a sešrotovány v srpnu 1956.[1] Ostatní GN elektrické lokomotivy byly prodány do jiných železnic.
| GN č | Sériové číslo BLW | Datum výstavby | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1926 | 1927[ii] | 1928 | 1929 | 1946 | ||
| 5004 | A5004 | 5004A | 59168 | 12/1926 | ||
| 5005 | B5004 | 5004B | 59276 | |||
| 5006 | A5006 | 5006A | 59381 | 1/1927 | ||
| 5007 | B5006 | 5006B | 59382 | |||
| 5002A (1) | 5003A | 5008A | 60443 | 3/1928 | ||
| 5002B (1) | 5003B | 5008B | 60444 | |||
| 5007A | 5002(2) | 5002A (2) | 60627 | 8/1928 | ||
| 5007B | 5003(2) | 5002B (2) | 60633 | |||
| 5000(2) | 5000A | 60325 | 10/1928 | |||
| 5001(2) | 5 000 B | 60365 | ||||
Reference
- ^ A b C Ben Ringnalda (2005). „GN BLW-Westinghouse Z-1“. Velká severní říše.
- ^ Ben Ringnalda (2005). „Velké severní elektrické seznamy“. Velká severní říše.
- ^ Lange, Greg (26. ledna 2003). „Vlaková katastrofa ve Wellingtonu zabije 1. března 1910 96“. Odkaz na historii. Citováno 20. června 2018.
- ^ Middleton (1974), str. 154–155.
- ^ A b C d E F G P.A. McGee, Westinghouse (prosinec 1928). „Velká severní elektrifikace“. Železniční a lokomotivní technika. XLI (12): 331–334.
- ^ A b C d E CE Baston, Westinghouse (únor 1927). „Motorgenerátorové lokomotivy pro velkou severní železnici“. Železniční a lokomotivní technika. XL (2): 52–54.
- ^ Middleton (1974), str. 163–169.
- ^ Keyes & Middleton (1980), str. 117.
- ^ Ben Ringnalda (2005). „GN Alco-GE 3fázové 5000 s“. Velká severní říše.
- Middleton, William D. (1974). "Dobytí kaskád". Když parní železnice elektrifikovaly. Milwaukee: Nakladatelství Kalmbach. str. 154–179. ISBN 0-89024-028-0.
- Keyes, Norman C., Jr.; Middleton, Kenneth R. (podzim 1980). „Velká severní železniční společnost: Soupis lokomotiv všech dob, 1861–1970“. Historie železnice. Boston, Massachusetts: Železniční a lokomotiva Historical Society. 143: 117. ISSN 0090-7847. JSTOR 43523930.