铁路客车电气火险预防措施的探讨

傅求峰 上海铁路局上海动车客车段

不久前吉林、上海等地发生的商业大厦、教师公寓特大火险，造成了众多的人员伤亡、巨大的经济损失、较坏的社会影响。吉林商业大厦火险的原因是“电气线路短路”；上海教师公寓火险的原因是“电焊”。两起火险，一个特点，与“电”有关。铁路客车就象一座座快速移动、频繁移动的“商厦”和“公寓”，随着列车速度增快，乘车舒适度提高，不论是既有客车还是新型动车，电器设施越来越被广泛使用，如果发生电气火险，极易造成众多的人员伤亡和重大的财产损失。因此，防范铁路客车电气火险，意义重大，责无旁贷。

1 铁路客车电气火险的原因

铁路客车电气线路发生火险，主要是线路的短路、过负荷运行以及导线接触电阻过大等原因，产生电火花和电弧或引起导线过热造成的。

1.1 短路

短路是指电气线路中，由于导线绝缘破损或局部破损，相线与相线、或相线与零线、或相线与车体的铁质结构在电阻很小或没有过负载的情况下相碰，产生火星或温升。这些火星或温升引起周围材料高温，逐渐酿成火险。

电气线路发生短路的主要原因有：由于导线的绝缘受高温、潮湿或腐蚀等作用的影响而失去绝缘能力；线路使用年久，绝缘层陈旧老化或受损，使线芯裸露；电源过电压，使导线绝缘被击穿。

1.1.1 绝缘层磨破

如2000年10月杭州空送往金华西的假日列车车体火险就是电气线路绝缘破损打火的典型例子。

该列车从杭州空送到金华西，备开金华西到北京西的假日列车。杭州出发之前各项检查都符合出库标准，运行到金华西站进站时，机后第六辆客车YW22664447 2位端厕所冒出大量浓烟，幸好列车正好到站，列车工作人员和金华西站工作人员一起立即使用灭火器、自来水扑救，很快就压住了火势，没有造成损失，没有影响列车正常运行。当时这类型客车用的是48 V直流电，厕所内墙板是铁皮材质，厕所灯是安装在墙壁上一个木质灯座上的48 V白炽灯。因为这个灯的正负电线在穿过墙壁时没装护套，列车运行中震动导致两根电线的绝缘层在过墙板的孔处局部磨破损。如果这两根正负线索性直接短路反而会使保险丝熔断，就不会引起火险了。而这两根线随着列车运行的震动，墙板的铁皮与绝缘层破损的正负线时而相触时而不触，造成时而冒出火星。这些火星引起木质的灯座子阴燃，木质灯座子再引起周围防寒材等物质阴燃，冒出大量的浓烟。

1.1.2 绝缘层老化

线路的绝缘层老化也容易造成相线之间相碰（短路）接触打火。如2009年7月例行安全检查中发现的RW25G854628温水箱控制线老化（见图1）。图中所示的这几根相线绝缘层已破裂，再发展下去就会逐步脱落导致相线间相碰。

图1 温水箱控制柜内电线老化

1.1.3 绝缘层损伤

线路的绝缘层受到损坏也容易造成相线之间相碰（短路）。如2005年8月16日芜湖～北京西的5033次列车入库检修，职工在检测电力主干线绝缘值时，发现客车 YZ25G343125的 U、V、W 三相主干线绝缘不达标，遂决定抽出干线检查，结果发现了绝缘层损坏这个重大隐患（见图2）。为此获得路局的重奖。

图2 列车主干线绝缘层损坏

1.1.4 潮湿

电气线路潮湿是损坏绝缘的原因之一。铁路客车既要承受风吹雨打，又要接受保洁洗刷，电气线路常常受潮。特别是车辆两端内外，接线端子很多，保洁也很频繁，很容易被水浸湿。浸湿的线路绝缘阻值就明显下降，容易造成线路霉变、腐蚀、短路。图3是2009年5月杭州～泰州列车600 V供电线路主干线的车端连接器，由于车端保洁时被水浸湿，打火损坏的照片。

图3列车主干线的车端连接器被水浸湿，打火损坏

1.2 过负荷

电气线路中允许连续通过而不致于使电线过热的电流量，称为电线的安全载流量或安全电流。如电流中流过的电流量超过了安全电流值，就叫电线过负荷。一般电线的最高允许工作温度为70℃。当线路过负荷时，电线的温度超过这个温度值，会使电线的绝缘层加速老化，甚至变质损坏引起短路着火事故。

造成电气线路发生过负荷的主要原因：

1.2.1 实际负载超过了导线的安全载流量

有的电器设备老化，绕组间存在逐步短路，导致负载过大（如果负载太大，迫使空气开关跳闸或保险丝熔断，也就罢了）。

1.2.2 在线路中接入过多或功率过大的电气设备，超过了电气线路的负载能力

现在的铁路客车上，电器设备使用的种类越来越多，涉及的范围越来越广。不再仅仅是照明和空调用电了，就连烧开水、炒菜、做饭、看电视、刮胡子、加热洗手水都用电。新型的动车组，每个旅客的座位下面安装了一个插座，手机也可以在列车上充电了。这就难免有功率过大的电器设备被接入线路中，或难免导致线路负荷过大。图4是客车SYZ25B339328配电柜接线桩头，因电流过大被烤焦。

图4 配电柜接线桩头因电流过大被烤焦

1.2.3 接触电阻过大

铁路客车上电气线路的接头很多。在电源线的连接处，电源线与电气设备连接的地方，由于连接的接头或固定接线端子的螺栓松动、不牢或其他原因，使接头接触不良，造成局部电阻过大，称为接触电阻过大。接触电阻过大时，会产生极大的热量，可以使金属变色甚至熔化，并能引起绝缘材料、可燃物质及积落的可燃灰尘燃烧。

电气线路发生接触电阻过大的主要原因有：

⑴长期震动使接头松动。这是造成铁路客车电气线路松动不可避免的原因之一。

⑵热胀冷缩使接头松动。电气线路的接线端子、螺栓、螺母、垫圈等配件，因材质不同，膨胀系数不一。每当大电流通过，这些接线端子、螺栓、螺母、垫圈就会受热膨胀，而没有电流通过就冷缩。几经热胀冷缩，就出现松动。

⑶安装质量差。安装作业中，在导线连接处混有杂质，如氧化层、泥土等；或铜铝混接时，由于铜铝处理不当，在电腐蚀作用下接触电阻会很快增大；或作业者疏忽，造成衔接点连接不牢。

2 铁路客车电气火险的特点

与吉林商厦、上海教师公寓不同，铁路客车电气火险，具有以下几个特点：

2.1 不易发现

铁路客车电气火险具有隐患的分布性、持续性和隐蔽性的特点。由于电气线路只能敷设在隐蔽处，电气系统在车体内分布广泛，长期持续运行，火险初发时不易被火险报警系统发现，也不易为肉眼观察到。

2.2 发展迅速

铁路客车上大量使用油漆、防腐材料、胶合板和黏合剂等易燃物质，受热一旦达到燃烧点，燃烧起来十分迅速。如2006年11月，空调客车YW25G670237短短几分钟就被烧至图5所示的状况。虽然这次火险不是电气线路引发的，但是它足以说明铁路客车火险一旦酝酿成明火，燃烧起来十分迅速。

图5 YW25G670237被火烧过之后

2.3 气味浓烈

铁路客车使用的油漆、防腐材料、胶合板和黏合剂等物质，受到高温热烤会散发浓烈的气味。人们可以从车厢内出现异常气味，判断可能存在电气火险隐患。

3 铁路客车电气火险的预防措施

3.1 认真执行技术规定

铁道部运输局《关于对客车电气防火安全专项整治有关要求的通知》，上海铁路局《关于加强客车电器检修防止客车电器火灾的通知》（上铁辆电[2002] 204号）和上海铁路局车辆处《关于开展客车电气防火安全检查的通知（电报）》（辆电[2010] 98号）等文件以及有关作业指导书对预防铁路客车电气火险作了详细的规定，认真执行这些规定，是防范客车电气火险的根本之策。

3.2 专业人员做到“四勤”

车辆部门的专业检修人员，对客车电气系统要：勤修理、勤检查、勤观测、勤巡视。

勤修理，就是要消除隐患。认真吸取G7130次列车因“弓打网”造成列车晚点这个教训，尽责尽力地对不良的电气线路、电器设备及时修理、彻底处理。

勤检查，就是要发现隐患。认真进行列车检查，及时发现客车电气线路接头松动、绝缘老化、线路潮湿等隐患。特别是列车供电主干线、配电柜内主要接线桩头，定期予以紧固，以防因热胀冷缩、震动导致松动。

勤观测，就是要查找隐患。静态测量绝缘值、电阻值，动态测量温升值、电流值，通过测得的数值变化，判断电气故障隐患的存在。

勤巡视，就是要追踪隐患。通过定期巡视，发现电气线路运行时温升值、电流值出现异常，或嗅到车厢内有异常味道，及时抓住隐患，防患未然。

3.3 三乘人员坚持“三控”

控制保洁工作，不要弄湿电气线路；控制设备功率，不要造成线路超载；控制设备使用，不要在车厢内无人时让电器设备长时间运行。

3.4 广大旅客必须“两禁”

禁止使用大功率电器设备；禁止使用“带病”的故障设备。

3.5 全体人员知晓“报警”

列车上发生电气火险，受害的是车上所有人员。因此，提高警惕，加强预防，不仅是每一位列车工作人员应尽的责任，全体乘车的旅客也必须增强自我防护能力。一旦发现车厢内有焦糊味或较浓的异常气味，应该立即向车辆专业人员报警，以便及时切断电源，把隐患查处在萌芽之中。

4 结束语

以上叙述，说明一个事实，那就是随着电能在列车上被广泛使用、大量使用，电气故障隐患逐渐增多起来，不过并可怕。

首先，铁路客车电气火险隐患如果引发成火灾，有一个过程。这个过程符合一般“物质燃烧过程温度分布图”（图6）所揭示的基本规律。只要发现及时，它是可以控制、可以防止、可以避免的。

其次，安全来自长期警惕，事故源于思想麻痹。预防客车电气火险，关键在于防微杜渐。

图6 物质燃烧过程中温度分布示意图