一、发展历程
- 研发背景：2004 年，国务院常务会议通过《中长期铁路网规划》 ，确立 “引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌” 方针。随后，国家发改委与铁道部联合下达《大功率交流传动电力机车技术引进与国产化实施方案》 。南车株洲电力机车有限公司借此契机，通过与德国西门子交通集团合作，先后引进 HXD1、HXD1B 型电力机车技术，掌握了大功率交流传动机车的系统集成技术和九大关键技术及相关配套技术，搭建起技术平台，为自主研发 HXD1C 型机车奠定基础。
- 研制过程：2008 年 10 月，铁道部向南车株洲电力机车公司下达六轴 7200 千瓦交流传动货运电力机车研制任务，新机车定型为 HXD1C 型。该机车基于 HXD1、HXD1B 型机车技术平台，为满足铁路重载货运需求而研发，采用交 — 直 — 交流电传动、水冷 IGBT 牵引逆变器、变频异步牵引电动机、分布式网络控制系统。2009 年 4 月 30 日，首台 HXD1C 型电力机车在南车株机公司落车，6 月 12 日正式下线，从设计到竣工不到 6 个月。同年 6 月 22 日，铁道部与中国南车集团签订 400 台 HXD1C 型机车购销合同，其中 280 台由南车株洲电力机车有限公司生产，120 台由南车资阳机车有限公司分包生产，车号从 6001 起排序。首两台机车出厂后送往北京环形铁道试验基地进行型式试验和综合性能试验，9 月在成都铁路局管内成渝铁路进行动力学性能试验，总试验运行里程达 7000 公里。9 月 27 日，首台由南车资阳机车公司生产的机车竣工下线。
- 运用推广：2009 年 9 月 30 日，首批 2 台 HXD1C 机车交付成都铁路局重庆机务段，用于担当襄渝铁路货运牵引任务。随着襄渝铁路二线开通，运量增长，HXD1C 型机车发挥重要作用。因襄渝铁路部分路段条件复杂，采用双机重联牵引方式。2009 – 2011 年期间，进行了多次牵引试验，验证了 HXD1C 型机车在该线路牵引 4500 吨货物列车的可行性。2011 年 12 月，襄渝铁路襄阳北至达州、重庆西间正式开行 4500 吨货物列车，由襄阳机务段支配重庆机务段的 HXD1C 型电力机车双机牵引，乘务交路实施跨局轮乘。此后，HXD1C 型机车不断推广运用，根据不同铁路局运输需求进行调配。2010 年 7 月，南车株洲电力机车有限公司与成都铁路局签署 590 台 HXD1C 型机车购销合同；2012 年 8 月，与兰州铁路局签订 50 台合同；2012 年 10 月，郑州铁路局部分 HXD1C 型机车调拨乌鲁木齐铁路局担当兰新线货运任务。截至 2017 年 9 月，HXD1C 型电力机车已配属到重庆、株洲、鹰潭、兰西、洛阳、西宁、南宁、襄阳、向塘、嘉峪关、乌鲁木齐等多个机务段，共计 1041 台 。
- 高原型衍生：为适应青藏铁路高原环境，南车株洲电力机车公司开发了 HXD1C 高原型电力机车，车号从 3001 起排序。相较于平原型机车，高原型加强了电气绝缘、散热、耐低温及材料抗腐蚀等性能。首两台高原型机车于 2012 年初下线，先后在北京环形铁道进行型式试验，在青藏铁路西宁至格尔木区段完成环境适应性试验，包括温升试验、辅助电源试验、自动过分相等项目。完成试验后，配属西宁机务段投入 10 万公里运用考核。2014 年，南车株机接到青藏铁路公司 80 台 HXD1C 高原型机车订单，标志其圆满通过考核。
二、技术特点
- 总体结构：
- 车体设计：HXD1C 型电力机车为六轴大功率干线货运用电力机车，车体采用整体承载结构及模块化设计。两端各设一个司机室，方便司机在任意一端操控机车。车内设备采用两侧屏柜化斜对称布置，并设有中间贯通走廊，便于设备检修与维护。
- 车顶设备：每台机车车顶设有两台由株洲九方电器设备有限公司制造的 TSG15B 型单臂式受电弓，用于从接触网获取电能。此外，车顶还布置有真空断路器、接地开关、避雷器、高压连接器等高压设备，保障机车高压电路的安全与稳定运行。
- 车底设备：牵引变压器采用卧式悬挂结构，与蓄电池、总风缸一同吊装于车底中部。这种布局方式合理利用车底空间，同时保证设备安装的稳固性。
- 通风系统：机车采用车体独立通风方式，从侧墙上部进风百叶窗吸入冷风，冷风经过发热部件进行冷却后从车底排出。该通风方式能维持机械间呈微正压状态，有效改善机车防尘效果及防寒性能，确保车内设备在良好的环境中运行。
- 轴重与功率：机车轴式为 Co – Co，标准轴重 23 吨，可通过增加压铁提高到 25 吨，以适应不同线路和运输任务对轴重的要求。持续功率为 7200 千瓦，强大的功率输出为机车牵引重载货物列车提供坚实保障。
- 制动系统：空气制动系统可采用克诺尔公司的 “CCB II” 微机控制电空制动系统，或法维莱公司（Faiveley）的 “Eurotrol” 微机控制电空制动机。这两种制动系统均具备先进的控制技术和可靠的制动性能，能确保机车在各种运行条件下实现安全、精准的制动。
- 电气系统：
- 主电路原理：HXD1C 型电力机车采用交 — 直 — 交流电传动，机车主电路由主变压器、牵引变流器、牵引电动机三大部分构成。接触网导线上的 25 千伏工频单相交流电，经受电弓、主断路器进入机车后输入主变压器。主变压器次边的 6 个牵引绕组将交流电降压后，为 2 组牵引变流器供电。单相交流电经四象限脉冲整流器整流为直流电，向电压为 1800 伏的中间直流回路供电，再由逆变器转换成频率和电压可变的三相交流电输出，每组逆变器向一台异步牵引电动机供电，实现机车的轴控驱动。牵引电动机产生转矩，将电能转变为机械能，通过齿轮传递驱动轮对，从而使机车运行。
- 主变压器：主变压器型号为 TBQ35 – 8900/25，是一体化多绕组（全去耦）变压器。该变压器采用先进的设计和制造工艺，具备高可靠性、高效率等特点，能满足机车在不同工况下对电能转换的需求。
- 特殊车型 —— 神 24（HXD1C 衍生）：神 24 也属于 HXD1C 型电力机车范畴，是一种创新编组的机车。它由 6 节车厢组成，编组长度达 106 米，每个车轴重量 25 吨，整备重量 600 吨。功率高达 28800 千瓦，能产生 2280 千牛的巨大牵引力。关键部件如机车总成、转向架、变流器、牵引电机以及驱动制动等均为中国自主创新设计。采用创新的模块化对称结构设计，牵引电机、主变流器和压缩机通风支路呈分散布置，车辆关键零部件采用单独的支路通风系统，确保控制和运行设备稳定运行。采用双司机驾驶位布置，车体采用承载钢结构设计，配备排障器和超载保护装置，保障车辆在恶劣环境下的安全运行。采用中车研制的 DK – 2 制动系统和基础的轮盘式制动方式，具备铸铁材料的轮盘式制动和专门设计的横向减震器，可抵御蛇形作用，保护机车管道。编组技术实现 16 轴（4 节车厢）、20 轴（5 节车厢）和 24 轴（6 节车厢）的灵活组合，可根据实际需求调整，更好地适应陡峭坡道、大规模货物运输和复杂运输任务，提供稳定、高效的运输服务。
三、在电气化铁路中的运用规范
- 与电气化铁路安全规则的关联：HXD1C 型电力机车作为电气化铁路的重要运营设备，其操作与维护必须严格遵守《电气化铁路有关人员电气安全规则》。例如，在接触网带电情况下，机车运行中严禁打开车顶盖或进入车顶作业；在段内或站内整备作业时，登上车顶作业必须在指定线路，将接触网停电并采取安全措施后方可进行。机车司机室、机械室等应备有绝缘手套、绝缘靴、绝缘垫等绝缘用品，且定期进行半年一次的绝缘耐压试验，以确保在紧急情况下操作人员的人身安全。
- 具体运用场景规范：
- 接发列车及调车作业：在接发列车时，相关人员应站在安全线以内，面向列车认真瞭望，HXD1C 型机车司机要确保列车运行状态正常，货物装载符合规定，防止货物突出超限和车辆篷布绳索松动飘落伤人。调车作业时，调车人员严禁攀登棚车车顶，在车辆上作业时严禁超过车辆限界。HXD1C 型电力机车在有接触网终点的线路上调车时，应控制速度，距接触网终点标保持 10m 的安全距离；在接触网终点标外方停车时，应先降下受电弓，以保障作业安全。
- 装卸作业配合：在电气化铁路区段进行装卸作业时，若涉及 HXD1C 型机车牵引的列车，装卸货物线的接触网隔离开关平时要处于合闸状态，雨、雪、雾、霾等恶劣天气下，严禁处于分闸状态。如需停电装卸作业，必须先断开隔离开关停电后，在指定的货物线安全区域标志内进行装卸作业。装卸作业结束，确认所有人员已至安全地带后，方能合上隔离开关。货物装载高度须满足相关规定的电气化区段安全距离，以防止货物在运输过程中与接触网发生触碰，引发安全事故。
- 养路等作业协同：养路工作在接触网带电情况下，严禁攀登支柱和在支柱上搭挂衣物等。在接触网带电的线路上，使用轨道车、养路机械等设备进行作业时，其作业范围与接触网带电部分的距离不得小于 2m，并应有接触网工或经专门训练的人员在场监护。当 HXD1C 型机车运行线路进行养路作业，如更换钢轨或进行养路工作需移设接地线时，应由接触网工或工务部门受过专门训练的人员进行，以确保作业过程中不会影响接触网设备正常运行，保障机车运行安全。
- 通信、信号、电力设备维修影响：通信、信号、电力等部门在电气化铁路上进行设备维修时，若涉及 HXD1C 型机车运行线路，凡需停电作业，应事先与供电部门联系，办理停电手续，并在供电部门人员的监护下进行。在接触网带电的情况下，严禁登上通信、信号、电力设备的杆塔和在杆塔上作业。如需在杆塔上作业时，必须在接触网停电并采取安全措施后，方可进行，防止因维修作业影响 HXD1C 型机车的正常运行以及引发触电等安全事故。
- 消防安全关联：电气化铁路附近发生火灾时，若涉及 HXD1C 型机车运行区域，必须立即通知供电部门，根据具体情况采取相应措施。用水或一般灭火器扑灭距接触网带电部分不足 4m 的燃着物体时，接触网必须停电；扑灭距接触网超过 4m 的燃着物体时，可不停电，但必须保持水流与带电部分的距离在 2m 以上。使用沙土灭火时，若燃着物距接触网带电部分在 2m 以内，接触网必须停电，以确保 HXD1C 型机车及周边人员、设备在火灾情况下的安全。
- 道口通行规范：车辆、行人通过电气化铁路平交道口时，若有 HXD1C 型机车运行，机动车和兽力车通过电气化铁路平交道口时，货物的装载高度（从地面算起）不得超过 4.2m 和触动道口限界架的横板。行人持有长大、飘拂物件通过道口时，不得高举挥动，应与牵引供电设备带电部分保持 2m 以上的距离。在道口限界架两侧各 20m 范围内，不得种植影响限界架瞭望的树木和堆积超过限界架高度的物品，以保障 HXD1C 型机车在通过道口时的安全视野和行车安全。
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