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高速列车火灾风险探究

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《保险职业学院学报》2015年第一期

一、列车火灾原因分析

目前情况下,高速列车的火灾风险还只是预测中的潜在风险,实际生活中尚未发生以火灾为起因的风险事故。所以,在这里我们以普通列车火灾为实例进行分析,并作为高速列车火灾风险预防之借鉴。根据《中国火灾统计年鉴》统计数据,对1998年~2001年列车火灾数据按起火原因进行平均统计分析。有资料显示,1998年~2001年总计发生列车火灾事故189起,其中电气引起火灾43起,占火灾总数的22.8%,为明确起火原因中火灾发生最主要原因,为降低火灾风险需重点控制。人为纵火引起火灾5起,占火灾总数的2.6%,因人为纵火危害性较大,通过运营监督管理,是必须避免发生的。违章操作引起火灾20起,占火灾总数的10.6%,通过对司乘人员培训,可减低火灾风险。

二、高速列车火灾风险识别

高速列车火灾风险的识别可按不同标准划分:根据火灾危险源位置分为司机室起火、客室起火、端部起火及车下起火。根据潜在火源种类分为人火纵火、行李着火、烟头、电弧火花、制动火花、发热设备、燃油燃烧等。对于电气起火主要的失效形式为过热、过载(过流、过压)、虚接、短路、老化、磨损、缺水及干烧等。从统筹方面分析各类风险,其危害性基本都是出于相同指向。

1.整车火载荷大。虽然高速列车采用阻燃、低烟、低毒(无毒)、无卤材料,如铝蜂窝、瓦棱板、玻璃钢、碳纤维等,比普通铁路客车胶合板防火性能要好,根据已有列车火灾资料数据(约16MW~18MW),同时考虑国内高速列车车辆结构、使用材料情况及一定的安全系数,动车组列车最大火灾规模取值为18MW[1]。

2.与普通铁路客车比较,高速列车相对封闭。高速列车气密性要求,均采用固定车窗,窗框与车体间为胶接结构,不能开启。紧急情况下乘客逃生所需紧急出口设为紧急窗,需用安全锤击碎玻璃逃生。

3.旅客携带行李多,潜在火源危害性大。旅客一般携带较多的行李,尤其暑运和春运时期,多数携带有大行李包和旅行箱。根据公安部天津消防研究所的一项调查表明,行李物品多为衣服和食品,其平均重量在6.37kg左右,乘客人均所携带的行李重量约为3.9kg,最大的行李重量约为11kg。根据调研结果,公安部天津消防研究所进行了行李火灾的全尺寸实验,对行李火灾的热释放速率及规模进行了测量。实验结果显示,一袋面积1m2、高1.5m的行李的火灾规模约为1.2MW[1]。

4.高压、大电流电气设备多,布置分散,火灾风险大。高速列车具有强大的牵引动力,有足够大的比功率(单位重量功率),如:8辆编组的CRH380A动车组牵引功率就达9600kW,而普通客车编组一般16辆,牵引机车SS9型牵引功率仅为4800kW,相当于普通客车的2倍。高速列车通过受电弓与25kV接触网受流获取动力,受电弓与接触网分离时产生电弧,存在一定的火灾风险。同时车下布置牵引变压器及蓄电池等电气设备,箱体内部有可燃性液体、气体,也存在一定的火灾风险。

5.外来火灾风险因素多。旅客违法携带易燃易爆危险品上车。据广州铁路(集团)公司2009年的统计,旅客车站查获拟进站上车的易燃易爆危险物品高达5类1430余件。旅客行李夹带火种或易燃化学品,在列车上引发火灾的情况几乎每年均有发生。吸烟不慎引起火情。高速列车全程禁烟,但有些旅客违反规定在卫生间或端部走廊吸烟,随后将烟蒂扔入垃圾箱,造成垃圾引燃。人为纵火引发火灾。旅客列车人员高度集中,可能成为不法分子利用纵火、爆炸破坏报复社会,制造影响的首选场所之一。

三、有效降低高速列车火灾风险的主要措施

1.非金属材料及部件高速列车采用非金属材料为阻燃、低烟、无毒(低毒)、无卤的非延燃性材料或防火材料,包括特高压电缆、光纤等通信电缆。非金属材料防火性能满足TB3237-2010或DIN5510-2:2009、座椅材料及整体座椅防火性能满足DIN5510-2:2009标准要求,一旦发生火灾,能有效阻止材料引燃或火源扩展,并降低烟毒气体的产生,减少对乘客和司机人员的伤害,同时为乘客提供充足的车内安全转移时间。

2.结构耐火地板结构中管线、风道、供排水管路等通过口采用防火密封胶密封,火灾情况下阻止地板结构烧穿,火焰从车外蔓延到车内。端墙结构内饰板与车体间密封采用防火密封胶,端门与车体间采用防火膨胀胶条,火灾情况下防火胶条膨胀,阻止火焰、烟气的扩展。通常情况下地板结构至少具有15min完整性及绝缘性,端墙具有15min完整性,有效阻隔火灾情况下火焰和烟气的扩展,为乘客提供充足的车内安全转移时间。

3.结构设计一是对潜在火源提出可清、可视要求。车辆的设计使可燃异物(垃圾、尘土、废物、制动磨损物、油和油脂)能在定期维护过程中被去除。行李架采用透明隔板或其周边结构,可从下方看到行李,避免隐匿火源引燃周围材料,如图3。二是对潜在火源应提出隔离、密封要求。垃圾箱自身或垃圾箱周围结构制成自身关闭式的,确保垃圾燃着后不会引起火势的蔓延。电线电缆车体通过口采用防火胶密封,防止车下火向车内蔓延。外壳防护的电气设备有防护等级要求。内端间壁与车体间采用金属板及防火胶密封,防止端部火向客室内蔓延。三是有效管制发热设备。设置过热、过流、漏电、缺水、防干烧等电气保护功能,并考虑足够散热空间、采用高温导线、设置隔离罩、周围不设置可燃物等结构控制措施,保证发热设备表面温度低于60℃,避免潜在火源引燃易燃物引发火灾。

4.电气设备防火电气设备根据负载和运行电压等级,采取接地、过载、短路保护,并选择合适的绝缘间隙和爬电距离,设置灭弧装置,防止电弧通过设备、线路延伸引发火灾。电线电缆选型考虑线束的排列、环境温度、线缆承受的额定温度/传输额定功率和峰值功率、故障时所承受的电流大小和持续时间、与其他阻燃材料相对距离。导线与电气设备的连接可靠,避免虚接造成发热引发火灾。布线考虑高低压分开、紧急功能与高压分开等,避免高压电线故障导致的紧急设备不能正常工作,影响紧急情况下的报警、疏散。

5.紧急报警客室内端墙设置紧急和火灾报警按钮,如图6,乘客一旦触发任意车厢的紧急或火灾报警按钮,司机室紧急或火灾蜂鸣器鸣响,同时司机室和机械师室的监控屏上显示报警信息,火灾报警时操作台上的故障指示灯“火灾”亮灯。机械师接到报警信息后,立即赶向报警位置,查明险情报告司机,便于司机决策采取制动或低速运行。同时根据险情采取灭火或组织乘客疏散。

6.烟火报警在厕所、厨房、机械师室、乘务员室、司机室、客室、配电柜及其点部位设置感烟探测器,对监测区域内的烟雾浓度和环境温度自动探测。通过网络通信的方式向烟火报警主机实时传输烟火报警系统的故障状态、火警状态。可通过烟火报警主机上的人机操作界面、MON显示屏或司机操作台指示灯实现对司机和乘务人员的报警提示。自动预警可实现火情尤其隐匿火情的及早发现,便于采取措施最小化火灾影响。

7.消防措施每辆每个车端部一定数量的干粉和水型灭火器,厨房设水型灭火器,用于早期火灾发生时消灭火情。灭火器安装方便取用,并设有指示铭牌,便于乘客在紧急情况下尽快找到灭火器,第一时间取出灭火。

8.逃生设施客室端部设有紧急窗,可作为紧急情况下的紧急出口。紧急窗根据客室定员来设置。为便于乘客紧急情况下逃生,紧急出口的空间一般不小于700×600mm。紧急窗旁边设有安全锤,用于敲碎玻璃。紧急窗配有操作说明,以指导乘客在紧急情况下敲击玻璃,快速逃生。紧急窗、安全锤及操作说明如图7。9.应急设备端部设置紧急渡板、侧门防护网等应急设备,如图7。车辆空调出现故障超过20分钟时,允许在侧门加装防护网,并在不高于70km/h的速度下,打开车门进行通风;若动车组停靠在500mm及其以下站台区间,需组织旅客下车时,可通过渡板上下车。

10.整车火载荷试验国内动车组未进行过整车燃烧试验,广深港动车组采用Duggan方法,参考CSIRO假设,完成CRH380A整车最大火载荷计算,整车最大火载荷为17.5MW,满足港铁根据线路、隧道提出的列车火载荷小于22MW要求。其他高速列车非金属材料应用种类、数量与广深港动车组基本相同,整车最大火载荷相近,与火载荷相关的火灾风险相当。高速列车从非金属材料防火、结构耐火、结构设计、电气设备防火、火灾控制及管理系统(消防措施、紧急报警、紧急疏散及应急措施)等方面进行系统的防火安全设计,最小化火灾发生的可能,一旦发生火灾,最小化火灾危害。尽管高铁列车可为乘客提高舒适、安全的乘车环境,可通过参加列车保险,减少经济损失。

作者:丁江沨单位:山东省青岛第一中学

保险职业学院学报责任编辑:杨雪    阅读:人次
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