Clase 1E sudafricana

Una consideración importante al decidir sobre la viabilidad económica de la electrificación fue el potencial ahorro en los costos salariales. La electrificación reduciría la plantilla necesaria de 300 conductores y fogoneros a 170 conductores y ayudantes. Además, se esperaba una gran reducción en las horas extras al aumentar la velocidad promedio de los trenes de 8 millas por hora (13 kilómetros por hora) de tracción a vapor a 21 millas por hora (34 kilómetros por hora) de tracción eléctrica en el tramo de Glencoe a Pietermaritzburg, con velocidades ligeramente superiores previstas para el futuro. Se estimó además que la capacidad total de la línea aumentaría en un 60 %. ^{[ 3 ]}

La fuente de alimentación aérea elegida fue de 3 kV CC , la tensión aérea de corriente continua más alta en uso en ese momento. La central eléctrica de Colenso fue construida por la SAR específicamente para alimentar esta línea. El sistema eléctrico completo para el tramo consistía en la central eléctrica de carbón de Colenso, que generaba corriente trifásica de 50 Hz a 6,6 kV CA , elevada y distribuida a 88 kV CA a doce subestaciones automáticas a lo largo de la ruta. Las subestaciones estaban ubicadas a una distancia promedio de aproximadamente 24 kilómetros (15 millas) y todas, excepto una, se alimentaban a 88 kV mediante dos líneas de transmisión trifásicas separadas. La de Colenso se alimentaba con 6,6 kV CA directamente desde la central eléctrica. ^{[ 1 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

En las subestaciones, la corriente se redujo nuevamente a 6,6 kV CA , se convirtió mediante generadores síncronos a 3 kV CC y se alimentó a la catenaria para su uso por las locomotoras eléctricas. El equipo aéreo consistía en una catenaria de cobre que sostenía un hilo de contacto de cobre mediante cables de suspensión. Las estructuras de la vía eran mástiles de celosía de acero erigidos sobre cimientos de hormigón. ^{[ 1 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

La distribución interior constaba de cinco compartimentos. ^{[ 1 ]}

• Las cabinas de conducción en cada extremo contenían el equipo de control, medidores, indicadores, válvulas de freno de vacío y otros equipos, y estaban conectadas por un pasillo lateral a lo largo del lado derecho de la locomotora cuando se mira hacia la cabina 1. ^{[ 1 ]}
• El compartimento de alta tensión estaba en el centro de la locomotora y contenía los interruptores y resistencias de control de alta tensión, a los que se accedía a través de una puerta corredera que estaba enclavada tanto mecánica como eléctricamente para impedir que se abriera mientras un pantógrafo estuviera en contacto con la catenaria aérea. ^{[ 1 ]}
• Un compartimento de maquinaria detrás de cada cabina albergaba equipos auxiliares como dos grupos electrógenos, uno de 16 kilovatios (21 caballos de fuerza) y el otro de 28 kilovatios (38 caballos de fuerza) , cada uno acoplado a un ventilador en su eje para ventilar los motores principales. Además, contenía un extractor de vacío rotativo accionado por motor, un compresor de aire, depósitos de aire para los frenos, contactores de control de baja tensión y resistencias para los auxiliares y la batería, junto con un engranaje contactor para controlar el campo del grupo electrógeno más grande. ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 14 ]}

Las secciones del techo sobre los compartimentos y el techo del claristorio sobre el compartimento de alta tensión eran desmontables para permitir el izado de maquinaria pesada o equipos de control para su reparación. ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 14 ]}

Estas locomotoras de doble cabina tenían cuatro rejillas debajo de las cuatro ventanas del lado del equipo y solo dos rejillas debajo de las dos ventanas centrales del lado del pasillo. Al observar la locomotora desde el lado con cuatro rejillas, el extremo n.° 1 estaría a la izquierda. ^{[ 2 ]}

Al igual que las subsiguientes Clases 2E , 3E y 4E , la Clase 1E tenía un mecanismo de tracción montado en los bogies . Tenía una disposición de ruedas Bo+Bo con un enlace articulado entre bogies, por lo que ninguna fuerza del tren se transmitía directamente a la carrocería de la locomotora. Los centros de pivote de los bogies estaban separados por 6604 milímetros (21 pies 8 pulgadas) . Uno de los centros de pivote inferiores era fijo, mientras que el otro podía moverse longitudinalmente para compensar cualquier desgaste que se produjera en el acoplamiento articulado entre los dos bogies. ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 11 ]}  

En las unidades de la Clase 1E se utilizaron tres tipos diferentes de quitapiedras. Las primeras seis series se entregaron con quitapiedras formados por barras horizontales. Las unidades de la Serie 7 se entregaron con un quitapiedras de placa simple, pero los bogies a veces se intercambiaban durante las revisiones, lo que resultaba en que las unidades de diferentes pedidos a menudo llevaban quitapiedras distintos a los instalados originalmente. En años posteriores, las unidades a menudo se equiparon con quitapiedras de tubo de caldera, formados por piezas cortas de tubo de caldera montadas verticalmente, similares a las que se instalaron en la mayoría de las locomotoras de vapor sudafricanas después de la Segunda Guerra Mundial . ^{[ 6 ] [ 15 ]}

Los motores de tracción de cuatro polos funcionaban cada uno a 1,5 kV . Estaban acoplados eléctricamente en pares, dos en serie a través de la línea de alimentación de 3 kV . ^{[ 1 ] [ 3 ]}

La locomotora utilizaba frenos de aire. Las conexiones de aire entre las unidades estaban dispuestas en el circuito del depósito principal para que se pudiera suministrar aire a otra unidad en caso de fallo de su compresor. Para el frenado del tren, también utilizaba frenado regenerativo, lo que permitía alcanzar velocidades más altas en pendientes descendentes, reduciendo la dependencia del sistema de frenado por vacío o de aire del tren y con el beneficio adicional de un ahorro en el consumo de electricidad. Las velocidades habituales durante la regeneración eran de 14 y 28 millas por hora (23 y 45 kilómetros por hora) para el transporte de mercancías y pasajeros, respectivamente. Se informó que fue el primer uso extensivo en el tráfico regular de locomotoras eléctricas equipadas para operación de unidades múltiples con frenado regenerativo . ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 11 ] [ 13 ]}

El sistema de arenado se organizó para control múltiple con válvulas de arena de accionamiento eléctrico para permitir que varias locomotoras acopladas esparcieran arena simultáneamente. ^{[ 1 ]}

La iluminación se suministraba mediante un circuito de 110 V alimentado por un generador de 16 kilovatios (21 caballos de fuerza) en paralelo con baterías de plomo-ácido de 110 V. Las baterías estaban montadas en cajas suspendidas debajo de la carrocería de la locomotora, entre los bogies. Este generador también suministraba energía a los circuitos de control, al extractor, al compresor y a los calentadores de la cabina. ^{[ 1 ]}

Prestaban servicio tanto de mercancías como de pasajeros. Dado que su velocidad máxima de 72 kilómetros por hora (45 millas por hora) se consideraba demasiado baja para el servicio rápido de pasajeros en los trenes de correo, dos unidades de la Clase 1E, números E121 y E122, fueron modificadas en 1936 cambiando su relación de transmisión para que pudieran alcanzar velocidades de hasta 90 kilómetros por hora (56 millas por hora) . Este parecía ser el límite práctico para este tipo de locomotora eléctrica. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

En total, 35 locomotoras de la Clase 1E fueron retiradas del servicio principal, modificadas y reclasificadas como Clase 1ES para su uso como locomotoras de maniobras. Las modificaciones incluyeron la alteración de las rejillas de resistencia en el circuito eléctrico y cabinas ampliadas y ensanchadas, pero las relaciones de transmisión no se modificaron. Además de las cabinas más anchas, las locomotoras Clase 1ES modificadas se distinguían por sus ventanas delanteras con bordes superiores inclinados en comparación con las ventanas delanteras rectangulares de la Clase 1E. ^{[ 11 ]}

En 1964, dos de estas locomotoras Clase 1ES fueron reconstruidas como locomotoras de maniobras Clase ES con cabina central . ^{[ 11 ]}

Todas las locomotoras de las clases 1E y 1ES fueron retiradas del servicio en 1990. ^{[ 2 ]}