一、快速處理的意義
在鐵路發展史上，牽引動力曾經以蒸氣機車和內燃機車為主，這些自帶燃料的機車不足之處不言而喻，牽引功率小、運行速度慢、能源綜合利用率低、環境污染大等等。隨著國家能源戰略的轉變，推廣使用清潔能源、提高能源綜合利用效率、節約不可再生能源成為我國鐵路發展的方向，具有牽引功率大、運行速度快、能源綜合利用率、環境污染小等優點的電力牽引方式已成為鐵路發展的首選。根據國務院批準的《中長期鐵路網規劃》，到2020年，我國鐵路總里程將達到10萬公里，其中電氣化5萬公里，主要干線鐵路將實現電氣化。鐵路電氣化率約為50%，承擔80%以上的運量。提高鐵路的運輸能力以達到節約能源目的，換取更好的社會、經濟、環境效益。由此可見，電氣化鐵路在我國將越來越普及，從近幾年來逐步建成并投入運營的京津、武廣、鄭西、京滬等多條高鐵均使用電力牽引就可見一斑。
在電氣化鐵路上運行的有兩種列車，一種是動車組，另一種是由電力機車牽引的列車。動車組上使用電能的除了牽引電機外，還有車廂的通風、空調、照明、空壓系統等設施，這些電能全部來自牽引供電接觸網。而使用電力機車牽引的列車也逐步淘汰了發電車，轉而使用機車直供電，原理跟動車組一樣，所有用電設施的電能也同樣來自于接觸網。在這種情況下，一旦牽引供電系統發生故障造成接觸網停電，將直接導致列車停車，車上除了短時的應急照明外，其他所有用電設施停止運作，沒有通風，沒有自來水供應，廁所停止吸便，所有保生系統失效。如果處理不及時，將造成車廂內乘客情緒波動，并危及乘客和工作人員的生命安全。2002年3月5日全國人大會開幕當天，我國某條繁忙干線開通初期，由于接觸網關鍵受力零件斷裂，搶修時間過長及運輸調度等原因，致使客車大面積晚點，其中一趟長途客車晚點達11小時多，列車員在旅客的抱怨聲中放旅客下車，導致5名旅客被鄰線通過的火車撞死，多人被撞傷，影響巨大。今年京滬高鐵開通運營初期，也曾頻頻出現因雷擊導致接觸網故障，造成了動車組大面積晚點或停運，造成了不良的社會影響。由此可見，牽引供電系統的運行情況直接影響列車的運行和廣大乘客的生命安全，一旦發生故障，快速處理并恢復列車的正常運行，具有非常重大的意義。
二、牽引供電故障的分類
（一）、變電所亭故障，也就是牽引變電所、開閉所、分區所的故障。主要表現有：一是設備故障，主要是指設備質量不良導致的故障，所內設備除了主接線外，其他設備設備均有備用，可靠性相對較高。二是恐怖襲擊、人為破壞造成的設備損壞。三是大面積的自然災害導致的設備故障，如積雪、覆冰、洪水等導致的絕緣失效、電氣短路。四是技術改造方法不當造成的設備故障，如二次保護回路的線路接錯、虛接，整定值的計算、選擇錯誤等等。
（二）、調度SCADA故障，也就調度指揮中心設備的故障，由于SCADA具備雙套系統，100%備用，運行安全、可靠，在此不作深入分析。
（三）、接觸網故障
1、日常養護不到位，導致技術參數超標。如導高、拉出值、彈性等技術參數不達標，導高超標、不平順，直接引起高差超標，在電力機車受電弓高速通過時將出現打弓、離線、拉弧等現象；拉出值超出原設計范圍則產生鉆弓、打弓故障；彈性超標，將形成硬點，將使接觸線和受電弓相互出現打擊、磨耗。
2、接觸網零部件質量故障。是指零部件材質不良，機械強度、性能達不到要求。如本世紀初2003年建成的某繁忙干線電氣化，其接觸網關鍵受力部件為鋁合金制的，外形尺寸和安裝條件都采用了歐標，但使用后卻頻頻出現斷裂故障。經檢測，發現問題出現在鋁材的質量上，我國鋁材的質量標準與歐標相差甚遠，我國對錳、鎳等雜質元素是沒有要求的，而歐標是有明確的要求，歐標對元素的檢測要求有30項，有含量范圍而我國只要求檢測15項，剩余的15項是沒有要求的，不要求就是不限制，做出來的原材料理化性能就不一樣。
3、施工安裝不當，破壞材料的機械強度和性能。這種問題多發生在新線施工和既有線改造施工過程中，特別是在趕工期時，由于人員培訓不到位、現場盯控不到位，施工人員在不懂技術標準、不懂安裝工藝、不懂安裝方法的情況下野蠻施工，極之容易破壞零部件材料的機械性能。武廣高鐵接觸網是引進了德國成熟的技術，其零部件防松系統也引入了β銷（代替我國傳統的開口銷），β銷的安裝是非常簡單又非常嚴格的，簡單就是用手指一推就能安裝到位；嚴格就是β銷的圓弧位置必須密貼地卡在銷釘的圓弧面上，安裝時不能敲、不能掰。在武廣高鐵建設時，四電工期被嚴重擠壓，為了保證在規定時間開通，施工單位從其他地方調來大批支援隊伍，未經培訓或只是進行了簡單培訓就上崗施工，日夜施工，導致β銷出現大量安裝未到位，或因敲擊安裝過位導致β銷失去彈性，又或是把β銷先穿入銷釘平底面然后用手鉗掰到銷釘的圓弧面上導致β銷失去彈性，更有甚者只把卡在銷釘的平底面，根本就起不到防松的作用。2010年2月6日發生在韶關-英德區間黃秋山隧道的弓網故障，就是因為β銷本身脫失，導致定位管松脫而打弓。
4、人為誤操作，導致接觸網異常停電。如調度員或變電所值班員誤停電、V停區段作業人員掛錯地線等造成接觸網停電。
5、其他專業影響，導致接觸網故障。如機車故障，導致接觸網跳閘甚至燒斷接觸線；工務抬拔道導致接觸網導高、拉出值超標；車務錯辦進路，導致機車誤驅無電區、無網區，受損的受電弓又進入有網有電區時刮打接觸網，造成弓網故障。
6、外力破壞，導致接觸網設備損壞。如倒樹壓在接觸網上，造成接觸網接地甚至斷線；汽車在公跨鐵公路橋上掉下，砸斷接觸網；汽車撞斷立在公路邊的接觸網支柱、拉線，導致接觸網斷桿、塌網；跨鐵路橋附掛管線掉下砸斷接觸網，如2011年7月19日，廣深線石化橋懸掛的蒸汽管道因懸掛固定部件銹斷，蒸汽管道掉下砸斷廣深Ⅳ線承力索和接觸線，并懸掛在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ線接觸網上，造成廣深Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ線同時中斷行車。還有地方跨越輸電線塌下壓在接觸網上，如2009年3月8日，在京廣線白石渡-坪石間，由于地方輸電線鐵塔倒塌，導線直接壓在接觸網上，導致上、下行接觸網短路并接地，中斷了京廣線上、下行行車。
7、自然災害，導致接觸網故障。自然災害包括了雷擊、臺風、地震、洪水、冰雪等，發生在2008年的冰凍雨雪災害，粵北地區及湖南省境內出現區域性大范圍停電，接觸網也出現了厚厚的覆冰，無法送出電來，更有地方超高壓輸電線倒下砸斷接觸網供電線。
三、故障的處理的方法及思考
當牽引供電設備發生故障影響電力機車通行時，故障搶修必須遵循“先通后復”、“先通一線”的基本原則，以最快的速度設法先行供電，疏通線路，及早恢復設備正常的技術狀態。
（一）、準備充分，快速出動
為了應對牽引供電故障，無論是平常工作當中還是故障搶修過程中，我們都應該按照“人、機、料、法、環”五個方面來進行準備：
1、人，即人的素質培養。一是培養高素質的調度員和變電所值班員，一旦發生故障，能快速判別故障地點、類別，縮小影響范圍，迅速制定修復方案并組織實施。二是要有搶修預案，并圍繞預案開展業務演練。
2、機，即工機具的配備。要應對牽引供電故障的搶修，必須配備足夠的搶修，并保證狀態良好。
3、料，即材料質量的卡控。必須嚴格把好上網材料質量關，杜絕不合格、無廠標材料被安裝上網。
4、法，即搶修的方法和手段。針對各種各樣牽引供電設備故障的破壞程度、故障類型、天氣影響、地理方位等因素而制定搶修方案。
5、環，即對環境要熟悉。當牽引供電設備發生故障后，搶修人員可根據跳閘類型和故標，初步判斷故障發生在什么位置、什么設備上，同時選擇便捷的路線前往現場，針對特定的環境制定相應的搶修方案、采取相應的應急防范措施。
只有在平常做好以上五個方面的準備，就能保證發生搶修時迅速出動，快速處理。
（二）、故障的判斷
調度員、牽引變電所值班員和應急搶修小組主要成員應熟悉管內設備情況，一旦發生故障并引起跳閘，能根據跳閘的跡象和數據，快速判斷故障：
1、對變電所斷路器跳閘重合成功，過一段時間又跳閘的間斷性接地。可分以下兩種情況進行分析：
（1）、如果跳閘的故標在幾次跳閘中都相差很小的話，可能是固定點造成的跳閘。如機車故障、絕緣子閃絡、危樹、接觸網或附加線索斷落。
（2）、如果跳閘的故標隨時間逐步增大或減小，可能是移動物造成跳閘。如機車有短路或絕緣部件閃絡、貨車綁扎繩松脫、貨物或遮蓋物翹起。
2、當發生間斷性斷路器跳閘可參照下列情況有側重地進行分析查找：
（1）當大風天氣時，有可能是樹木受大風吹動搖擺導致導線與樹枝放電，重點查找危樹。
（2）當遇有大霧、陰雨及雨雪交加時易發生絕緣子污閃，應重點查找隧道及污穢嚴重的處所。
（3）當故標附近有機車途停時，應重點檢查機車情況。
（4）當天氣良好或大風時，可能是接觸網或接觸網線索斷線但未落地，造成對地或對機車絕緣距離不足放電
（5）當雷暴雨天氣時，易發生雷擊閃絡，應重點查找山坡、山頂、河邊的絕緣子。
3、對于瞬間跳閘，可能是絕緣部件瞬時閃絡、雷擊、電擊人或動物、線索掛異物等原因造成。
4、對變電所斷路器跳閘重合失敗、強送電不成功，可以判斷接觸網設備帶電體與接地體形成永久性短接。引起永久性接地的原因主要可能是：由于接觸網或供電線斷線接地、絕緣子永久性擊穿、分段絕緣器長期對地耐壓擊穿、隔離開關引線脫落或斷線、較嚴重的弓網故障、支柱折斷、機車故障、地方供電線斷線落在接觸網上、跨線橋上的電線電纜等附件下落到接觸網、避雷器絕緣擊穿、避雷器引線脫落等。
（三）、故障的處理
故障搶修時，在必須遵循“先通后復”、“先通一線”的基本原則下，應確立一個基本的做法，一是變電所故障，首先將故障設備切除，立即投入備用設備，沒有備用時，如無法在短時內處理完畢，必須確保不影響非常故障設備的運行。二是接觸網故障，以最短的時間使接觸網脫離接地并滿足最低技術條件開通運行（如廣深線接觸網最低導高不少于5350mm、側面限界不少于2440mm）。
在接觸網事故搶修中要嚴格執行行車、高空作業、電氣安全作業的有關規定和防護措施，防止擴大事故范圍和發生意外的人身傷亡事故。
目前，在接觸網搶修方面，廣鐵集團推行 “雙掛梯+滑輪組”方式，即在每個接觸網工區成立一支8人輕便搶修組，配備兩組掛梯和一組滑輪組，及配備一組緊線工具和相應安全用具。一旦發生接觸網斷線，在高鐵用動車組把搶修組運送到故障現場，在既有線用汽車運送搶修組到故障現場，用滑輪組將斷線拉起，再用手板葫蘆把線緊起來，使接觸網脫離拉地，并保證最低導高，確保列車可降弓通過即可恢復送電和開通線路。然后再利用天窗點進行徹底恢復。
故障搶修程序
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通知安調科及相關領導 |
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安調向上級主管部門匯報 |
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接到故障信息 |
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電調 |
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工區 |
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拉鈴集合 |
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準備材料、機具、數碼相機、交通工具 |
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監視電力機車通過，采取防護措施 |
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撤離返回，寫事故報告并把數碼照片上傳到技術科和安調科 |
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到達事故現場，了解事故狀態，拍攝事故現場，安排專人查找故障原因 |
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形成搶修方案向電調匯報 |
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向電調匯報降弓里程 |
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搶修結束清理現場 |
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電調批準開始搶修 |
四、預防為主
在牽引供電系統中，對牽引供電設備的日常管理工作我們應該貫“預防為主，防治結合”方針措施。
（一）、認真做好預防性試驗。對SCADA系統、變電所亭設備要每年進行一次預防性試驗，及時將存在的隱患消除，確保設備安全運行。
（二）、強化設備狀態的監測和分析。有條件的使用接觸網檢測車定期定時對接觸網的技術參數進行監測；每季度一次使用紅外線熱成像測溫儀對主導電回路進行測溫，及時掌握電氣連接部位的狀態；使用激光測量儀定期對分相、分段、線岔等關鍵設備技術參數進行測量。測量后要對數據進行及時分析，發現異常及時處理。雷雨季節前，組織人員對管內避雷器進行檢查和測試，接地電阻應嚴格控制在規定的范圍內，發現檢測不合格的避雷器要及時予以更換，確保設備安全可靠運行。
（三）、加強臟污絕緣子清掃。對于重污染地區，要增加絕緣子的爬距或采用合成絕緣子；對臟污的瓷絕緣子和玻璃絕緣子要定時進行清掃，并可使用防污閃涂料，如涂RTV涂料等，因為瓷絕緣子和玻璃絕緣子都具有親水性能，污穢物本身也吸收水分，因此當水降落到這些材料表面時，污層中的電解質易于電離并在其表面形成導電水膜，這樣增大了外絕緣的表面電導，最后導致放電，如果在瓷或玻璃絕緣子表面涂抹一層憎水性材料，那么由于材料憎水性的遷移作用以及對污穢物的吞噬作用，可使親水性的瓷或玻璃絕緣子表面具有一定的憎水性能，能有效的防止污閃。
（四）、采取可靠的防護措施。對可能受外力破壞或影響的設備，如立在公路邊的接觸網支柱和拉線等設置防護樁；對跨鐵路公路橋要在橋梁兩側設置防護欄柵，防止外人掉物、汽車掉落；對橋梁附掛管線要定期檢查并督促產權單位加強管線的維護，防止掉落；對橋梁下的承力索包絕緣，防止連續的水流或異物將接觸網與梁底短路；開展對接觸網運行環境的調查，對接觸網周邊的生活垃圾場、不穩固的鐵皮屋、有塑料布的地方，要采取有效的處理措施，防止異物飄刮到接觸網上；對靠近接觸網可能影響供電的樹木要組織人員修枝、砍伐；加強與地方管理部門聯系，讓地方管理部門協助禁止任何人員在鐵路沿線放風箏和懸掛廣告汽球。
（五）、加強施工安全管理。對在接觸網上方或鄰近接觸網的施工必須嚴格把控，杜絕施工單位無方案、無計劃、超范圍、野蠻施工，防止因施工造成接觸網故障。
（六）、建立受電弓準入制度。凡是有新車型、新型受電弓進入，必須經供電部門審查，符合弓網匹配要求后方能進入運行。同時，定時安排人員到機務段、客技站檢查受電弓及絕緣子情況，觀察受電弓有無新的碰撞痕跡，受電弓碳滑板的缺口情況，防止病弓、壞弓出庫運行。
（七）、與工務鎖定抬、拔道的量，抬拔道前必須提前通知，超限的要預先控制或調網。
（八）、制定完善、操作性強的應急預案，組織學習和演練，提高搶修隊伍的業務能力和對搶修預案的熟悉程度，一旦發生故障，能快速、正確處理。
