一、快速處理的意義
在鐵路發(fā)展史上，牽引動(dòng)力曾經(jīng)以蒸氣機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車為主，這些自帶燃料的機(jī)車不足之處不言而喻，牽引功率小、運(yùn)行速度慢、能源綜合利用率低、環(huán)境污染大等等。隨著國(guó)家能源戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變，推廣使用清潔能源、提高能源綜合利用效率、節(jié)約不可再生能源成為我國(guó)鐵路發(fā)展的方向，具有牽引功率大、運(yùn)行速度快、能源綜合利用率、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)的電力牽引方式已成為鐵路發(fā)展的首選。根據(jù)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，到2020年，我國(guó)鐵路總里程將達(dá)到10萬(wàn)公里，其中電氣化5萬(wàn)公里，主要干線鐵路將實(shí)現(xiàn)電氣化。鐵路電氣化率約為50%，承擔(dān)80%以上的運(yùn)量。提高鐵路的運(yùn)輸能力以達(dá)到節(jié)約能源目的，換取更好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。由此可見，電氣化鐵路在我國(guó)將越來(lái)越普及，從近幾年來(lái)逐步建成并投入運(yùn)營(yíng)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(yùn)行的有兩種列車，一種是動(dòng)車組，另一種是由電力機(jī)車牽引的列車。動(dòng)車組上使用電能的除了牽引電機(jī)外，還有車廂的通風(fēng)、空調(diào)、照明、空壓系統(tǒng)等設(shè)施，這些電能全部來(lái)自牽引供電接觸網(wǎng)。而使用電力機(jī)車牽引的列車也逐步淘汰了發(fā)電車，轉(zhuǎn)而使用機(jī)車直供電，原理跟動(dòng)車組一樣，所有用電設(shè)施的電能也同樣來(lái)自于接觸網(wǎng)。在這種情況下，一旦牽引供電系統(tǒng)發(fā)生故障造成接觸網(wǎng)停電，將直接導(dǎo)致列車停車，車上除了短時(shí)的應(yīng)急照明外，其他所有用電設(shè)施停止運(yùn)作，沒有通風(fēng)，沒有自來(lái)水供應(yīng)，廁所停止吸便，所有保生系統(tǒng)失效。如果處理不及時(shí)，將造成車廂內(nèi)乘客情緒波動(dòng)，并危及乘客和工作人員的生命安全。2002年3月5日全國(guó)人大會(huì)開幕當(dāng)天，我國(guó)某條繁忙干線開通初期，由于接觸網(wǎng)關(guān)鍵受力零件斷裂，搶修時(shí)間過長(zhǎng)及運(yùn)輸調(diào)度等原因，致使客車大面積晚點(diǎn)，其中一趟長(zhǎng)途客車晚點(diǎn)達(dá)11小時(shí)多，列車員在旅客的抱怨聲中放旅客下車，導(dǎo)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(yùn)營(yíng)初期，也曾頻頻出現(xiàn)因雷擊導(dǎo)致接觸網(wǎng)故障，造成了動(dòng)車組大面積晚點(diǎn)或停運(yùn)，造成了不良的社會(huì)影響。由此可見，牽引供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況直接影響列車的運(yùn)行和廣大乘客的生命安全，一旦發(fā)生故障，快速處理并恢復(fù)列車的正常運(yùn)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(qū)所的故障。主要表現(xiàn)有：一是設(shè)備故障，主要是指設(shè)備質(zhì)量不良導(dǎo)致的故障，所內(nèi)設(shè)備除了主接線外，其他設(shè)備設(shè)備均有備用，可靠性相對(duì)較高。二是恐怖襲擊、人為破壞造成的設(shè)備損壞。三是大面積的自然災(zāi)害導(dǎo)致的設(shè)備故障，如積雪、覆冰、洪水等導(dǎo)致的絕緣失效、電氣短路。四是技術(shù)改造方法不當(dāng)造成的設(shè)備故障，如二次保護(hù)回路的線路接錯(cuò)、虛接，整定值的計(jì)算、選擇錯(cuò)誤等等。
（二）、調(diào)度SCADA故障，也就調(diào)度指揮中心設(shè)備的故障，由于SCADA具備雙套系統(tǒng)，100%備用，運(yùn)行安全、可靠，在此不作深入分析。
（三）、接觸網(wǎng)故障
1、日常養(yǎng)護(hù)不到位，導(dǎo)致技術(shù)參數(shù)超標(biāo)。如導(dǎo)高、拉出值、彈性等技術(shù)參數(shù)不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)高超標(biāo)、不平順，直接引起高差超標(biāo)，在電力機(jī)車受電弓高速通過時(shí)將出現(xiàn)打弓、離線、拉弧等現(xiàn)象；拉出值超出原設(shè)計(jì)范圍則產(chǎn)生鉆弓、打弓故障；彈性超標(biāo)，將形成硬點(diǎn)，將使接觸線和受電弓相互出現(xiàn)打擊、磨耗。
2、接觸網(wǎng)零部件質(zhì)量故障。是指零部件材質(zhì)不良，機(jī)械強(qiáng)度、性能達(dá)不到要求。如本世紀(jì)初2003年建成的某繁忙干線電氣化，其接觸網(wǎng)關(guān)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(biāo)，但使用后卻頻頻出現(xiàn)斷裂故障。經(jīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)在鋁材的質(zhì)量上，我國(guó)鋁材的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與歐標(biāo)相差甚遠(yuǎn)，我國(guó)對(duì)錳、鎳等雜質(zhì)元素是沒有要求的，而歐標(biāo)是有明確的要求，歐標(biāo)對(duì)元素的檢測(cè)要求有30項(xiàng)，有含量范圍而我國(guó)只要求檢測(cè)15項(xiàng)，剩余的15項(xiàng)是沒有要求的，不要求就是不限制，做出來(lái)的原材料理化性能就不一樣。
3、施工安裝不當(dāng)，破壞材料的機(jī)械強(qiáng)度和性能。這種問題多發(fā)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(shí)，由于人員培訓(xùn)不到位、現(xiàn)場(chǎng)盯控不到位，施工人員在不懂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、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(jī)械性能。武廣高鐵接觸網(wǎng)是引進(jìn)了德國(guó)成熟的技術(shù)，其零部件防松系統(tǒng)也引入了β銷（代替我國(guó)傳統(tǒng)的開口銷），β銷的安裝是非常簡(jiǎn)單又非常嚴(yán)格的，簡(jiǎn)單就是用手指一推就能安裝到位；嚴(yán)格就是β銷的圓弧位置必須密貼地卡在銷釘?shù)膱A弧面上，安裝時(shí)不能敲、不能掰。在武廣高鐵建設(shè)時(shí)，四電工期被嚴(yán)重?cái)D壓，為了保證在規(guī)定時(shí)間開通，施工單位從其他地方調(diào)來(lái)大批支援隊(duì)伍，未經(jīng)培訓(xùn)或只是進(jìn)行了簡(jiǎn)單培訓(xùn)就上崗施工，日夜施工，導(dǎo)致β銷出現(xiàn)大量安裝未到位，或因敲擊安裝過位導(dǎo)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?shù)膱A弧面上導(dǎo)致β銷失去彈性，更有甚者只把卡在銷釘?shù)钠降酌妫揪推鸩坏椒浪傻淖饔谩?span>2010年2月6日發(fā)生在韶關(guān)-英德區(qū)間黃秋山隧道的弓網(wǎng)故障，就是因?yàn)棣落N本身脫失，導(dǎo)致定位管松脫而打弓。
4、人為誤操作，導(dǎo)致接觸網(wǎng)異常停電。如調(diào)度員或變電所值班員誤停電、V停區(qū)段作業(yè)人員掛錯(cuò)地線等造成接觸網(wǎng)停電。
5、其他專業(yè)影響，導(dǎo)致接觸網(wǎng)故障。如機(jī)車故障，導(dǎo)致接觸網(wǎng)跳閘甚至燒斷接觸線；工務(wù)抬拔道導(dǎo)致接觸網(wǎng)導(dǎo)高、拉出值超標(biāo)；車務(wù)錯(cuò)辦進(jìn)路，導(dǎo)致機(jī)車誤驅(qū)無(wú)電區(qū)、無(wú)網(wǎng)區(qū)，受損的受電弓又進(jìn)入有網(wǎng)有電區(qū)時(shí)刮打接觸網(wǎng)，造成弓網(wǎng)故障。
6、外力破壞，導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備損壞。如倒樹壓在接觸網(wǎng)上，造成接觸網(wǎng)接地甚至斷線；汽車在公跨鐵公路橋上掉下，砸斷接觸網(wǎng)；汽車撞斷立在公路邊的接觸網(wǎng)支柱、拉線，導(dǎo)致接觸網(wǎng)斷桿、塌網(wǎng)；跨鐵路橋附掛管線掉下砸斷接觸網(wǎng)，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(wǎng)上，造成廣深Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ線同時(shí)中斷行車。還有地方跨越輸電線塌下壓在接觸網(wǎng)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(dǎo)線直接壓在接觸網(wǎng)上，導(dǎo)致上、下行接觸網(wǎng)短路并接地，中斷了京廣線上、下行行車。
7、自然災(zāi)害，導(dǎo)致接觸網(wǎng)故障。自然災(zāi)害包括了雷擊、臺(tái)風(fēng)、地震、洪水、冰雪等，發(fā)生在2008年的冰凍雨雪災(zāi)害，粵北地區(qū)及湖南省境內(nèi)出現(xiàn)區(qū)域性大范圍停電，接觸網(wǎng)也出現(xiàn)了厚厚的覆冰，無(wú)法送出電來(lái)，更有地方超高壓輸電線倒下砸斷接觸網(wǎng)供電線。
三、故障的處理的方法及思考
當(dāng)牽引供電設(shè)備發(fā)生故障影響電力機(jī)車通行時(shí)，故障搶修必須遵循“先通后復(fù)”、“先通一線”的基本原則，以最快的速度設(shè)法先行供電，疏通線路，及早恢復(fù)設(shè)備正常的技術(shù)狀態(tài)。
（一）、準(zhǔn)備充分，快速出動(dòng)
為了應(yīng)對(duì)牽引供電故障，無(wú)論是平常工作當(dāng)中還是故障搶修過程中，我們都應(yīng)該按照“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個(gè)方面來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)備：
1、人，即人的素質(zhì)培養(yǎng)。一是培養(yǎng)高素質(zhì)的調(diào)度員和變電所值班員，一旦發(fā)生故障，能快速判別故障地點(diǎn)、類別，縮小影響范圍，迅速制定修復(fù)方案并組織實(shí)施。二是要有搶修預(yù)案，并圍繞預(yù)案開展業(yè)務(wù)演練。
2、機(jī)，即工機(jī)具的配備。要應(yīng)對(duì)牽引供電故障的搶修，必須配備足夠的搶修，并保證狀態(tài)良好。
3、料，即材料質(zhì)量的卡控。必須嚴(yán)格把好上網(wǎng)材料質(zhì)量關(guān)，杜絕不合格、無(wú)廠標(biāo)材料被安裝上網(wǎng)。
4、法，即搶修的方法和手段。針對(duì)各種各樣牽引供電設(shè)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(huán)，即對(duì)環(huán)境要熟悉。當(dāng)牽引供電設(shè)備發(fā)生故障后，搶修人員可根據(jù)跳閘類型和故標(biāo)，初步判斷故障發(fā)生在什么位置、什么設(shè)備上，同時(shí)選擇便捷的路線前往現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)特定的環(huán)境制定相應(yīng)的搶修方案、采取相應(yīng)的應(yīng)急防范措施。
只有在平常做好以上五個(gè)方面的準(zhǔn)備，就能保證發(fā)生搶修時(shí)迅速出動(dòng)，快速處理。
（二）、故障的判斷
調(diào)度員、牽引變電所值班員和應(yīng)急搶修小組主要成員應(yīng)熟悉管內(nèi)設(shè)備情況，一旦發(fā)生故障并引起跳閘，能根據(jù)跳閘的跡象和數(shù)據(jù)，快速判斷故障：
1、對(duì)變電所斷路器跳閘重合成功，過一段時(shí)間又跳閘的間斷性接地?？煞忠韵聝煞N情況進(jìn)行分析：
（1）、如果跳閘的故標(biāo)在幾次跳閘中都相差很小的話，可能是固定點(diǎn)造成的跳閘。如機(jī)車故障、絕緣子閃絡(luò)、危樹、接觸網(wǎng)或附加線索斷落。
（2）、如果跳閘的故標(biāo)隨時(shí)間逐步增大或減小，可能是移動(dòng)物造成跳閘。如機(jī)車有短路或絕緣部件閃絡(luò)、貨車綁扎繩松脫、貨物或遮蓋物翹起。
2、當(dāng)發(fā)生間斷性斷路器跳閘可參照下列情況有側(cè)重地進(jìn)行分析查找：
（1）當(dāng)大風(fēng)天氣時(shí)，有可能是樹木受大風(fēng)吹動(dòng)搖擺導(dǎo)致導(dǎo)線與樹枝放電，重點(diǎn)查找危樹。
（2）當(dāng)遇有大霧、陰雨及雨雪交加時(shí)易發(fā)生絕緣子污閃，應(yīng)重點(diǎn)查找隧道及污穢嚴(yán)重的處所。
（3）當(dāng)故標(biāo)附近有機(jī)車途停時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查機(jī)車情況。
（4）當(dāng)天氣良好或大風(fēng)時(shí)，可能是接觸網(wǎng)或接觸網(wǎng)線索斷線但未落地，造成對(duì)地或?qū)C(jī)車絕緣距離不足放電
（5）當(dāng)雷暴雨天氣時(shí)，易發(fā)生雷擊閃絡(luò)，應(yīng)重點(diǎn)查找山坡、山頂、河邊的絕緣子。
3、對(duì)于瞬間跳閘，可能是絕緣部件瞬時(shí)閃絡(luò)、雷擊、電擊人或動(dòng)物、線索掛異物等原因造成。
4、對(duì)變電所斷路器跳閘重合失敗、強(qiáng)送電不成功，可以判斷接觸網(wǎng)設(shè)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(wǎng)或供電線斷線接地、絕緣子永久性擊穿、分段絕緣器長(zhǎng)期對(duì)地耐壓擊穿、隔離開關(guān)引線脫落或斷線、較嚴(yán)重的弓網(wǎng)故障、支柱折斷、機(jī)車故障、地方供電線斷線落在接觸網(wǎng)上、跨線橋上的電線電纜等附件下落到接觸網(wǎng)、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(shí)，在必須遵循“先通后復(fù)”、“先通一線”的基本原則下，應(yīng)確立一個(gè)基本的做法，一是變電所故障，首先將故障設(shè)備切除，立即投入備用設(shè)備，沒有備用時(shí)，如無(wú)法在短時(shí)內(nèi)處理完畢，必須確保不影響非常故障設(shè)備的運(yùn)行。二是接觸網(wǎng)故障，以最短的時(shí)間使接觸網(wǎng)脫離接地并滿足最低技術(shù)條件開通運(yùn)行（如廣深線接觸網(wǎng)最低導(dǎo)高不少于5350mm、側(cè)面限界不少于2440mm）。
在接觸網(wǎng)事故搶修中要嚴(yán)格執(zhí)行行車、高空作業(yè)、電氣安全作業(yè)的有關(guān)規(guī)定和防護(hù)措施，防止擴(kuò)大事故范圍和發(fā)生意外的人身傷亡事故。
目前，在接觸網(wǎng)搶修方面，廣鐵集團(tuán)推行 “雙掛梯+滑輪組”方式，即在每個(gè)接觸網(wǎng)工區(qū)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(yīng)安全用具。一旦發(fā)生接觸網(wǎng)斷線，在高鐵用動(dòng)車組把搶修組運(yùn)送到故障現(xiàn)場(chǎng)，在既有線用汽車運(yùn)送搶修組到故障現(xiàn)場(chǎng)，用滑輪組將斷線拉起，再用手板葫蘆把線緊起來(lái)，使接觸網(wǎng)脫離拉地，并保證最低導(dǎo)高，確保列車可降弓通過即可恢復(fù)送電和開通線路。然后再利用天窗點(diǎn)進(jìn)行徹底恢復(fù)。
故障搶修程序
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通知安調(diào)科及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo) |
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安調(diào)向上級(jí)主管部門匯報(bào) |
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接到故障信息 |
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電調(diào) |
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工區(qū) |
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拉鈴集合 |
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準(zhǔn)備材料、機(jī)具、數(shù)碼相機(jī)、交通工具 |
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監(jiān)視電力機(jī)車通過，采取防護(hù)措施 |
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撤離返回，寫事故報(bào)告并把數(shù)碼照片上傳到技術(shù)科和安調(diào)科 |
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到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，了解事故狀態(tài)，拍攝事故現(xiàn)場(chǎng)，安排專人查找故障原因 |
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形成搶修方案向電調(diào)匯報(bào) |
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向電調(diào)匯報(bào)降弓里程 |
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搶修結(jié)束清理現(xiàn)場(chǎng) |
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電調(diào)批準(zhǔn)開始搶修 |
四、預(yù)防為主
在牽引供電系統(tǒng)中，對(duì)牽引供電設(shè)備的日常管理工作我們應(yīng)該貫“預(yù)防為主，防治結(jié)合”方針措施。
（一）、認(rèn)真做好預(yù)防性試驗(yàn)。對(duì)SCADA系統(tǒng)、變電所亭設(shè)備要每年進(jìn)行一次預(yù)防性試驗(yàn)，及時(shí)將存在的隱患消除，確保設(shè)備安全運(yùn)行。
（二）、強(qiáng)化設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和分析。有條件的使用接觸網(wǎng)檢測(cè)車定期定時(shí)對(duì)接觸網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；每季度一次使用紅外線熱成像測(cè)溫儀對(duì)主導(dǎo)電回路進(jìn)行測(cè)溫，及時(shí)掌握電氣連接部位的狀態(tài)；使用激光測(cè)量?jī)x定期對(duì)分相、分段、線岔等關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量后要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)分析，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。雷雨季節(jié)前，組織人員對(duì)管內(nèi)避雷器進(jìn)行檢查和測(cè)試，接地電阻應(yīng)嚴(yán)格控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)不合格的避雷器要及時(shí)予以更換，確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行。
（三）、加強(qiáng)臟污絕緣子清掃。對(duì)于重污染地區(qū)，要增加絕緣子的爬距或采用合成絕緣子；對(duì)臟污的瓷絕緣子和玻璃絕緣子要定時(shí)進(jìn)行清掃，并可使用防污閃涂料，如涂RTV涂料等，因?yàn)榇山^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(dāng)水降落到這些材料表面時(shí)，污層中的電解質(zhì)易于電離并在其表面形成導(dǎo)電水膜，這樣增大了外絕緣的表面電導(dǎo)，最后導(dǎo)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(duì)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(hù)措施。對(duì)可能受外力破壞或影響的設(shè)備，如立在公路邊的接觸網(wǎng)支柱和拉線等設(shè)置防護(hù)樁；對(duì)跨鐵路公路橋要在橋梁兩側(cè)設(shè)置防護(hù)欄柵，防止外人掉物、汽車掉落；對(duì)橋梁附掛管線要定期檢查并督促產(chǎn)權(quán)單位加強(qiáng)管線的維護(hù)，防止掉落；對(duì)橋梁下的承力索包絕緣，防止連續(xù)的水流或異物將接觸網(wǎng)與梁底短路；開展對(duì)接觸網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的調(diào)查，對(duì)接觸網(wǎng)周邊的生活垃圾場(chǎng)、不穩(wěn)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(wǎng)上；對(duì)靠近接觸網(wǎng)可能影響供電的樹木要組織人員修枝、砍伐；加強(qiáng)與地方管理部門聯(lián)系，讓地方管理部門協(xié)助禁止任何人員在鐵路沿線放風(fēng)箏和懸掛廣告汽球。
（五）、加強(qiáng)施工安全管理。對(duì)在接觸網(wǎng)上方或鄰近接觸網(wǎng)的施工必須嚴(yán)格把控，杜絕施工單位無(wú)方案、無(wú)計(jì)劃、超范圍、野蠻施工，防止因施工造成接觸網(wǎng)故障。
（六）、建立受電弓準(zhǔn)入制度。凡是有新車型、新型受電弓進(jìn)入，必須經(jīng)供電部門審查，符合弓網(wǎng)匹配要求后方能進(jìn)入運(yùn)行。同時(shí)，定時(shí)安排人員到機(jī)務(wù)段、客技站檢查受電弓及絕緣子情況，觀察受電弓有無(wú)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(kù)運(yùn)行。
（七）、與工務(wù)鎖定抬、拔道的量，抬拔道前必須提前通知，超限的要預(yù)先控制或調(diào)網(wǎng)。
（八）、制定完善、操作性強(qiáng)的應(yīng)急預(yù)案，組織學(xué)習(xí)和演練，提高搶修隊(duì)伍的業(yè)務(wù)能力和對(duì)搶修預(yù)案的熟悉程度，一旦發(fā)生故障，能快速、正確處理。
