高铁产品的防火要求

王伟正

摘 要：作者从2009年以来一直从事高铁牵引变流器的技术引进、材料国产化、本地化生产等相关工作，期间作为技术负责人成功引进并本地化生产了高铁牵引变流器，高铁辅助牵引变流器。多次陪同、接待高铁项目的FAI（首检检验），CRCC认证，IRIS认证以及ISO9000认证工作，深知高铁产品防火工作的重要性。本文就以高铁牵引变流器为例，进而延伸到整个高铁产品零部件的防火要求。

关键词：高铁；牵引变流器；防火

1 前言

高铁车辆产品是一个综合性非常强的产品，里面几乎包含了我们所能知道的所有种类的材料，高铁牵引变流器就是机车中非常重要而且非常有代表性的一个关键零部件。

2 高铁产品的主要防火标准

目前国际上高铁产品遵循的防火标准主要有3个，德国DIN 5510标准，英国的BS 6853标准，法国NF F 16-101标准，因此下面简单介绍一下三者的相同点和不同点。

上述3个标准，有一些相同的地方：

（1）车辆整体的防火等级都是以发生火灾时，乘客的疏散难易程度来划分的，比如车辆行驶在地上还是地下，因为车辆行驶在地下隧道的时候，一旦发生火灾，乘客是非常难疏散的。还有列车最小制动距离，一般以2km为分界线，如果列车能在非常短的距离内停下，将非常有利于乘客的疏散。

（2）三个标准都对材料的可燃性和烟雾毒性、浓度做了规定。

但是每个国家的标准也存在一定的差异：

（1）德国的标准更加全面。德国DIN5510共包括6部分，期中第二部分中规定材料的防火性能要求，第3～6部分规定了对车辆结构设计、消防设施、电气设备等规范；而英国BS 6853和法国NF F 16-101标准只规定了材料的防火性能，和DIN 5510第二部分内容相当。

（2）三个国家的标准对材料划分原则不同。德国DIN 5510标准是根据材料在车厢中的位置来划分的；法国标准主要是以材料的尺寸大小来划分的；英国标准是以材料表面的朝向来划分的。

（3）三个国家的标准对材料试验的方法以判定标准不完全相同，总体来说，英国BS6853标准划分的更细致，标准更严格一些。因此，我们就有客户明确体出要求要非金属材料的按照BS6853做的防火报告。

由于各国的标准存在差差异，因此给欧洲各国甚至世界上相关的国家带来了一些不便，因此欧盟在2012年，建立了统一的防火标准EN 45545，该标准的检测及评估方法都比较先进，符合当前不断出现的新材料的要求，具备高水平的科学性和准确性。目前该标准在欧洲范围内以替代目前德国、英过、法国的国内标准，成为欧盟国家统一的车辆防火标准。但在中国，由于该标准实施时间较晚，多数厂家还习惯使用上述3个国家标准来指导生产、验收工作，特别是更多的使用DIN 5510标准。

3 高铁牵引变流器的主要非金属零部件防火要求

3.1 电缆

电缆是铁路产品可能发生火灾的最大的安全隐患。电缆在通电时产生大量的热，而且电缆绝缘层在受到磨损时，绝缘效果会大打折扣，因此电缆的绝缘层的防火等级对列车的安全起到重要的作用。

电缆的防火标准一般参考DIN 5510-2或者IEC 60332.DIN 5510-2主要规定了铁路产品材料的防火等级，而标准IEC 60332主要说明试验的方法。

3.2 马克龙

在牵引变流器中，马克龙一般用作绝缘材料，一般尺寸不太大，用量也不多，但是由于作用很重要，经常和电缆直接接触，因此高铁产品对马克龙的防火性能要求也很严格。

根据标准DIN 5510-2规定，马克龙的可燃性等级分为S1-S5 共5级，实验方法参考标准DIN 54837。

3.3 隔音棉

由于高铁牵引变流器内有变压器、电抗器和风扇等噪音源，因此对防噪音有严格的要求，牵引变流器内壁布置大量的隔音棉。隔音面尺寸、厚度都比较大，是传统意义上典型的易燃材料，因此，对隔音棉的防火需格外重视。

西门子高铁牵引变流器产品中，使用的是德国Cellofoam GmbH & Co.KG公司的Cello HR 290 VL/VLC隔音棉，此隔音棉的防等级为S4级，烟雾扩散等级为SR2级，滴落性等级为ST2级（10-50mm）。

3.4 绑扎带

绑扎带一般有PA66制成，两个著名的绑扎带供货商分别是美国PANDUIT公司和德国Hellermann Tyton公司。两个公司绑扎带的防火标准参考的是UL94标准，防火等级都是V2级。

3.5 绝缘子

西门子CRH3动车组牵引变流器使用的是新加坡Von Roll Asia Pte.公司和德国Georg Jordan GmbH公司的产品。新加坡Von Roll Asia Pte.公司绝缘子使用的防火标准是美国标准UL94，防火等级是HB级。德国Georg Jordan GmbH公司的绝缘子有的参考UL94标准，放火等级是V1级，有的参考DIN5510标准，防火等级是S4级。因此，具体到某个产品，要根据客户的要求，选择合适的绝缘子。

3.6 热缩管

热缩管国外比较有名的供货商是德国tyco electronics和Thomas & Betts公司，热缩管的材质是聚乙烯，防火等级为UL94 V0级。

3.7 电缆支架

电缆固定支架，一般是用尼龙制成，材质为PA66。西门子牵引变流器电缆固定支架采用的时上海莫尔塑料的产品，材料为MP FP X9，此材料莫尔公司在2012年11月份做了一次防火测试，测试结果，达到UL94 V0级。

3.8 连接器

连接器使用著名品牌Harting公司的产品。Harting是一家主要做接插件的德国企业，在重载接插件行业综合实力处在第一位，因此，使用正品Harting连接器，一般客户都比较放心，但是，也有一些客户索要防火报告。连接器的防火试验参考IEC 60695-11-10，IEC 60695-11-20标准，在不同材料厚度下，防火等级均可达到V0级。

4 结论

以上主要挑选比较有代表性的非金属材料作下分析，这些材料可以涵盖大部分制造高铁产品的原材料。另外，根据标准DIN5510-9规定，当非金属材料小于一定数量，或者非金属材料密封在IP54等级以上的密封腔中，防火性能不做要求。

参考文献

[1]杨佩侠，刘策，蔺跃宏，等.机车电容器在牵引变流器中的应用及其技术[J].电力电容器与无功补偿，2013，34（2）：34-38.

（作者单位：天津阿尔法优联电气有限公司）