鐵路客車電氣火險預防措施的探討

傅求峰 上海鐵路局上海動車客車段

不久前吉林、上海等地發生的商業大廈、教師公寓特大火險，造成了眾多的人員傷亡、巨大的經濟損失、較壞的社會影響。吉林商業大廈火險的原因是“電氣線路短路”；上海教師公寓火險的原因是“電焊”。兩起火險，一個特點，與“電”有關。鐵路客車就象一座座快速移動、頻繁移動的“商廈”和“公寓”，隨著列車速度增快，乘車舒適度提高，不論是既有客車還是新型動車，電器設施越來越被廣泛使用，如果發生電氣火險，極易造成眾多的人員傷亡和重大的財產損失。因此，防范鐵路客車電氣火險，意義重大，責無旁貸。

1 鐵路客車電氣火險的原因

鐵路客車電氣線路發生火險，主要是線路的短路、過負荷運行以及導線接觸電阻過大等原因，產生電火花和電弧或引起導線過熱造成的。

1.1 短路

短路是指電氣線路中，由于導線絕緣破損或局部破損，相線與相線、或相線與零線、或相線與車體的鐵質結構在電阻很小或沒有過負載的情況下相碰，產生火星或溫升。這些火星或溫升引起周圍材料高溫，逐漸釀成火險。

電氣線路發生短路的主要原因有：由于導線的絕緣受高溫、潮濕或腐蝕等作用的影響而失去絕緣能力；線路使用年久，絕緣層陳舊老化或受損，使線芯裸露；電源過電壓，使導線絕緣被擊穿。

1.1.1 絕緣層磨破

如2000年10月杭州空送往金華西的假日列車車體火險就是電氣線路絕緣破損打火的典型例子。

該列車從杭州空送到金華西，備開金華西到北京西的假日列車。杭州出發之前各項檢查都符合出庫標準，運行到金華西站進站時，機后第六輛客車YW22664447 2位端廁所冒出大量濃煙，幸好列車正好到站，列車工作人員和金華西站工作人員一起立即使用滅火器、自來水撲救，很快就壓住了火勢，沒有造成損失，沒有影響列車正常運行。當時這類型客車用的是48 V直流電，廁所內墻板是鐵皮材質，廁所燈是安裝在墻壁上一個木質燈座上的48 V白熾燈。因為這個燈的正負電線在穿過墻壁時沒裝護套，列車運行中震動導致兩根電線的絕緣層在過墻板的孔處局部磨破損。如果這兩根正負線索性直接短路反而會使保險絲熔斷，就不會引起火險了。而這兩根線隨著列車運行的震動，墻板的鐵皮與絕緣層破損的正負線時而相觸時而不觸，造成時而冒出火星。這些火星引起木質的燈座子陰燃，木質燈座子再引起周圍防寒材等物質陰燃，冒出大量的濃煙。

1.1.2 絕緣層老化

線路的絕緣層老化也容易造成相線之間相碰（短路）接觸打火。如2009年7月例行安全檢查中發現的RW25G854628溫水箱控制線老化（見圖1）。圖中所示的這幾根相線絕緣層已破裂，再發展下去就會逐步脫落導致相線間相碰。

圖1 溫水箱控制柜內電線老化

1.1.3 絕緣層損傷

線路的絕緣層受到損壞也容易造成相線之間相碰（短路）。如2005年8月16日蕪湖～北京西的5033次列車入庫檢修，職工在檢測電力主干線絕緣值時，發現客車 YZ25G343125的 U、V、W 三相主干線絕緣不達標，遂決定抽出干線檢查，結果發現了絕緣層損壞這個重大隱患（見圖2）。為此獲得路局的重獎。

圖2 列車主干線絕緣層損壞

1.1.4 潮濕

電氣線路潮濕是損壞絕緣的原因之一。鐵路客車既要承受風吹雨打，又要接受保潔洗刷，電氣線路常常受潮。特別是車輛兩端內外，接線端子很多，保潔也很頻繁，很容易被水浸濕。浸濕的線路絕緣阻值就明顯下降，容易造成線路霉變、腐蝕、短路。圖3是2009年5月杭州～泰州列車600 V供電線路主干線的車端連接器，由于車端保潔時被水浸濕，打火損壞的照片。

圖3列車主干線的車端連接器被水浸濕，打火損壞

1.2 過負荷

電氣線路中允許連續通過而不致于使電線過熱的電流量，稱為電線的安全載流量或安全電流。如電流中流過的電流量超過了安全電流值，就叫電線過負荷。一般電線的最高允許工作溫度為70℃。當線路過負荷時，電線的溫度超過這個溫度值，會使電線的絕緣層加速老化，甚至變質損壞引起短路著火事故。

造成電氣線路發生過負荷的主要原因：

1.2.1 實際負載超過了導線的安全載流量

有的電器設備老化，繞組間存在逐步短路，導致負載過大（如果負載太大，迫使空氣開關跳閘或保險絲熔斷，也就罷了）。

1.2.2 在線路中接入過多或功率過大的電氣設備，超過了電氣線路的負載能力

現在的鐵路客車上，電器設備使用的種類越來越多，涉及的范圍越來越廣。不再僅僅是照明和空調用電了，就連燒開水、炒菜、做飯、看電視、刮胡子、加熱洗手水都用電。新型的動車組，每個旅客的座位下面安裝了一個插座，手機也可以在列車上充電了。這就難免有功率過大的電器設備被接入線路中，或難免導致線路負荷過大。圖4是客車SYZ25B339328配電柜接線樁頭，因電流過大被烤焦。

圖4 配電柜接線樁頭因電流過大被烤焦

1.2.3 接觸電阻過大

鐵路客車上電氣線路的接頭很多。在電源線的連接處，電源線與電氣設備連接的地方，由于連接的接頭或固定接線端子的螺栓松動、不牢或其他原因，使接頭接觸不良，造成局部電阻過大，稱為接觸電阻過大。接觸電阻過大時，會產生極大的熱量，可以使金屬變色甚至熔化，并能引起絕緣材料、可燃物質及積落的可燃灰塵燃燒。

電氣線路發生接觸電阻過大的主要原因有：

⑴長期震動使接頭松動。這是造成鐵路客車電氣線路松動不可避免的原因之一。

⑵熱脹冷縮使接頭松動。電氣線路的接線端子、螺栓、螺母、墊圈等配件，因材質不同，膨脹系數不一。每當大電流通過，這些接線端子、螺栓、螺母、墊圈就會受熱膨脹，而沒有電流通過就冷縮。幾經熱脹冷縮，就出現松動。

⑶安裝質量差。安裝作業中，在導線連接處混有雜質，如氧化層、泥土等；或銅鋁混接時，由于銅鋁處理不當，在電腐蝕作用下接觸電阻會很快增大；或作業者疏忽，造成銜接點連接不牢。

2 鐵路客車電氣火險的特點

與吉林商廈、上海教師公寓不同，鐵路客車電氣火險，具有以下幾個特點：

2.1 不易發現

鐵路客車電氣火險具有隱患的分布性、持續性和隱蔽性的特點。由于電氣線路只能敷設在隱蔽處，電氣系統在車體內分布廣泛，長期持續運行，火險初發時不易被火險報警系統發現，也不易為肉眼觀察到。

2.2 發展迅速

鐵路客車上大量使用油漆、防腐材料、膠合板和黏合劑等易燃物質，受熱一旦達到燃燒點，燃燒起來十分迅速。如2006年11月，空調客車YW25G670237短短幾分鐘就被燒至圖5所示的狀況。雖然這次火險不是電氣線路引發的，但是它足以說明鐵路客車火險一旦醞釀成明火，燃燒起來十分迅速。

圖5 YW25G670237被火燒過之后

2.3 氣味濃烈

鐵路客車使用的油漆、防腐材料、膠合板和黏合劑等物質，受到高溫熱烤會散發濃烈的氣味。人們可以從車廂內出現異常氣味，判斷可能存在電氣火險隱患。

3 鐵路客車電氣火險的預防措施

3.1 認真執行技術規定

鐵道部運輸局《關于對客車電氣防火安全專項整治有關要求的通知》，上海鐵路局《關于加強客車電器檢修防止客車電器火災的通知》（上鐵輛電[2002] 204號）和上海鐵路局車輛處《關于開展客車電氣防火安全檢查的通知（電報）》（輛電[2010] 98號）等文件以及有關作業指導書對預防鐵路客車電氣火險作了詳細的規定，認真執行這些規定，是防范客車電氣火險的根本之策。

3.2 專業人員做到“四勤”

車輛部門的專業檢修人員，對客車電氣系統要：勤修理、勤檢查、勤觀測、勤巡視。

勤修理，就是要消除隱患。認真吸取G7130次列車因“弓打網”造成列車晚點這個教訓，盡責盡力地對不良的電氣線路、電器設備及時修理、徹底處理。

勤檢查，就是要發現隱患。認真進行列車檢查，及時發現客車電氣線路接頭松動、絕緣老化、線路潮濕等隱患。特別是列車供電主干線、配電柜內主要接線樁頭，定期予以緊固，以防因熱脹冷縮、震動導致松動。

勤觀測，就是要查找隱患。靜態測量絕緣值、電阻值，動態測量溫升值、電流值，通過測得的數值變化，判斷電氣故障隱患的存在。

勤巡視，就是要追蹤隱患。通過定期巡視，發現電氣線路運行時溫升值、電流值出現異常，或嗅到車廂內有異常味道，及時抓住隱患，防患未然。

3.3 三乘人員堅持“三控”

控制保潔工作，不要弄濕電氣線路；控制設備功率，不要造成線路超載；控制設備使用，不要在車廂內無人時讓電器設備長時間運行。

3.4 廣大旅客必須“兩禁”

禁止使用大功率電器設備；禁止使用“帶病”的故障設備。

3.5 全體人員知曉“報警”

列車上發生電氣火險，受害的是車上所有人員。因此，提高警惕，加強預防，不僅是每一位列車工作人員應盡的責任，全體乘車的旅客也必須增強自我防護能力。一旦發現車廂內有焦糊味或較濃的異常氣味，應該立即向車輛專業人員報警，以便及時切斷電源，把隱患查處在萌芽之中。

4 結束語

以上敘述，說明一個事實，那就是隨著電能在列車上被廣泛使用、大量使用，電氣故障隱患逐漸增多起來，不過并可怕。

首先，鐵路客車電氣火險隱患如果引發成火災，有一個過程。這個過程符合一般“物質燃燒過程溫度分布圖”（圖6）所揭示的基本規律。只要發現及時，它是可以控制、可以防止、可以避免的。

其次，安全來自長期警惕，事故源于思想麻痹。預防客車電氣火險，關鍵在于防微杜漸。

圖6 物質燃燒過程中溫度分布示意圖