淺談如何做好地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池火災(zāi)防控工作

孫湛

（武漢市消防救援支隊文保大隊，湖北武漢430040）

摘要：地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池是重要的備用電源，可在公共電力中斷時保障地鐵運營安全和應(yīng)急處置。然而，受質(zhì)量問題、散熱不佳、設(shè)備老化、管理弱化、違規(guī)作業(yè)等因素影響，蓄電池火災(zāi)隱患對地鐵運營構(gòu)成安全威脅。本文通過分析地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池火災(zāi)的風(fēng)險性、危害性及成因，從全鏈條火災(zāi)防控角度提出系統(tǒng)性改進(jìn)措施，以期降低火災(zāi)發(fā)生概率、減輕火災(zāi)危害，為相關(guān)單位提供參考建議。北京消防設(shè)施檢測公司轉(zhuǎn)載自中國消防雜志

關(guān)鍵詞：地鐵設(shè)備區(qū)；蓄電池火災(zāi)；防控措施；安全管理

1 地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池火災(zāi)案例

近年來，我國地鐵設(shè)備區(qū)因蓄電池引發(fā)的火災(zāi)事故時有發(fā)生，造成了不同程度的損失，也暴露出相關(guān)環(huán)節(jié)存在的風(fēng)險與漏洞。下面以一起地鐵蓄電池火災(zāi)為例，分析典型事故特征及暴露問題。

1.1案例概述

2022年12月12日，一城市地鐵6號線S站設(shè)備區(qū)通信電源室UPS（Uninterruptible Power Supply，不間斷電源）柜蓄電池發(fā)生火情，具體情況如下。

（1）5時32分，該站氣滅主機(jī)報通信電源室煙感火警，行車值班員通知值班站長到現(xiàn)場查看。

（2）5時35分，氣滅主機(jī)報通電源室溫感火警，氣滅系統(tǒng)30s延時后噴灑氣體，啟動應(yīng)急響應(yīng)。

（3）5時37分，行車值班員撥打119報警電話。

（4）6時01分，消防救援力量到達(dá)現(xiàn)場，對設(shè)備進(jìn)行降溫。

（5）7時10分，現(xiàn)場煙霧排凈，車站恢復(fù)運營。

此次火災(zāi)造成列車在S站臨時停跳，車站中斷運營1h38min，無人員傷亡。結(jié)合火場情況、綜合監(jiān)控網(wǎng)管告警信息和廠家檢驗報告，初步推斷火災(zāi)原因為蓄電池電壓超限，UPS不斷給蓄電池充電，導(dǎo)致充電電流過大發(fā)熱冒煙起火。

1.2暴露出的問題

（1）火災(zāi)發(fā)生前，起火設(shè)備間氣滅系統(tǒng)為手動狀態(tài)。

（2）單位并未在確認(rèn)火災(zāi)后**時間撥打119報警電話。

（3）消防救援力量在該設(shè)備間氣滅系統(tǒng)噴灑之后到場處置，發(fā)現(xiàn)有短暫的復(fù)燃現(xiàn)象。

（4）現(xiàn)場部分設(shè)備間的常閉式防火門未保持常閉狀態(tài)。

（5）相關(guān)專業(yè)工班人員在蓄電池設(shè)備管理維護(hù)方面經(jīng)驗不足。

2 地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池類型、燃燒特性以及火災(zāi)危害性分析

2.1地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池類型及分布

根據(jù)GB50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》要求，地鐵設(shè)備區(qū)內(nèi)為保障應(yīng)急供電，需在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、通信信號系統(tǒng)以及動力照明等系統(tǒng)設(shè)備間配置蓄電池組；按電池種類劃分，主要可分為鉛酸蓄電池（包括AGM蓄電池、膠體GEL蓄電池）、鎳鎘蓄電池（NiCd）和鋰電池（磷酸鐵鋰電池LFP、鋰離子電池Li-ION)。其中，鉛酸蓄電池憑借較高性價比和相對穩(wěn)定的性能，成為地鐵設(shè)備區(qū)的應(yīng)用主力。

2.2地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池燃燒特性分析

以鉛酸蓄電池為例，在充放電過程中，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在過充電狀態(tài)下會大量析出氫氣，其主要化學(xué)反應(yīng)如下。

放電反應(yīng)：

正極：PbO₂+ 4H'+ SO₄²+ 2e→ PbSO₄ + 2H₂O

負(fù)極：Pb + SO²₄ → PbSO₄ + 2e

總反應(yīng)：Pb + PbO₂+2H₂SO,→ 2PbSO₄+ 2H₂O

充電反應(yīng)可看作是放電過程的反向操作，在過度充電情形下易形成氫氣和氧氣，通風(fēng)狀況不佳或環(huán)境密閉時，混合氣體達(dá)到爆炸極限，遇到電火花或明火就可能發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。此外，地下空間潮濕悶熱的環(huán)境還會出現(xiàn)加速設(shè)備老化、極板硫化以及線路銹蝕等問題，火災(zāi)風(fēng)險隨之增加。

2.3地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池火災(zāi)的危害性分析

（1）人體傷害。火災(zāi)發(fā)生時，被困人員不僅要面對明火的威脅，還可能吸人一氧化碳、二氧化硫等有害氣體。蓄電池爆炸所產(chǎn)生的飛濺物以及沖擊波會給人體造成直接傷害「””。

（2）交通癱瘓。蓄電池一旦起火，不僅會造成設(shè)備損毀，還可能引發(fā)信號系統(tǒng)故障，導(dǎo)致整個車站的應(yīng)急通信中斷。這種連鎖反應(yīng)將直接影響行車秩序，造成車站客流積壓，甚至導(dǎo)致線網(wǎng)中心無法監(jiān)控列車運行狀態(tài)，嚴(yán)重影響緊急情況下的調(diào)度指揮和應(yīng)急處置工作。

（3）巨大經(jīng)濟(jì)損失。地鐵設(shè)備系統(tǒng)精密昂貴，一旦發(fā)生火災(zāi)將帶來大額經(jīng)濟(jì)損失，后續(xù)的維修、更換成本也不低。同時，火災(zāi)所產(chǎn)生的高溫高熱和有毒氣體，還會殃及周邊設(shè)施（電纜隧道、通風(fēng)系統(tǒng)等），導(dǎo)致?lián)p失擴(kuò)大。

（4）社會心理影響?；馂?zāi)會引發(fā)公眾恐慌、焦慮等負(fù)面情緒，削弱公眾對地鐵安全運營性的信心，造成短期內(nèi)客流量驟降，若處置不當(dāng)或信息公開不及時，極有可能引發(fā)輿情危機(jī)，使政府公信力受損。

3 地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池火災(zāi)成因分析

3.1假冒偽劣蓄電池生產(chǎn)銷售屢禁不止

國內(nèi)蓄電池制假售假屢禁不止，如2024年1月，山東省濟(jì)南市當(dāng)?shù)啬撤缸飯F(tuán)伙因3年內(nèi)制售3萬多塊假冒UPS（應(yīng)急）電源被警方抓獲，涉案金額達(dá)1000余萬元。假冒偽劣蓄電池內(nèi)部隔板用的是回收材料，雜質(zhì)含量過高，充電機(jī)外殼沒有過充保護(hù)電路和接地保護(hù)。假冒偽劣蓄電池若流入地鐵設(shè)備區(qū)，極易出現(xiàn)電解液泄漏、電池鼓包等問題，不僅會直接損壞用電設(shè)備，更可能因熱失控引發(fā)火災(zāi)，對地鐵系統(tǒng)的安全

運行構(gòu)成重大威脅。

3.2蓄電池設(shè)備區(qū)設(shè)計施工存在缺陷

在施工安裝階段，出于應(yīng)急狀態(tài)的安全考慮，設(shè)備區(qū)蓄電池總量配備往往會多于規(guī)范要求的數(shù)量，排煙通風(fēng)系統(tǒng)在常規(guī)火災(zāi)模式下雖然能正常工作，但在狹小空間幾十組蓄電池同時充放電的高溫高熱環(huán)境下，排煙工作效率必然大打折扣。一旦發(fā)生火災(zāi)，排煙風(fēng)機(jī)即便全力運轉(zhuǎn)，排風(fēng)量也可能低于蓄電池火災(zāi)發(fā)生時的實際排風(fēng)需求。此外，一些地鐵設(shè)備區(qū)內(nèi)防火分隔和防火間距的設(shè)置不符合規(guī)范要求，會使設(shè)備區(qū)內(nèi)蓄電池火災(zāi)形成的煙氣熱量迅速蔓延至站廳站臺，導(dǎo)致人員疏散逃生困難，給滅火救援帶來極大阻礙。

3.3設(shè)備區(qū)蓄電池巡檢維護(hù)管理不到位

（1）蓄電池巡檢。當(dāng)前蓄電池的巡檢工作存在形式化問題，雖然有巡檢人員定期執(zhí)行檢查流程，但其對蓄電池外觀形變、極柱腐蝕、殼體滲漏等物理狀態(tài)，以及電壓波動、內(nèi)阻變化、充電曲線異常等關(guān)鍵電氣參數(shù)缺乏系統(tǒng)檢測，同時往往忽視對充電機(jī)保護(hù)功能、散熱狀況等配套設(shè)備的實質(zhì)性檢查。這種流于表面的巡檢方式難以有效識別潛在安全隱患，嚴(yán)重影響蓄電池系統(tǒng)的安全評估。

（2）防火巡查。常閉式防火門未保持常閉狀態(tài)、防火封堵不嚴(yán)等隱患得不到及時發(fā)現(xiàn)和處理。

（3）蓄電池運維。私自減少清潔步驟，導(dǎo)致電池表面的附著物和電解液結(jié)晶未能及時清理。

（4）補液操作。電解液濃度和液位參數(shù)管控缺失，會導(dǎo)致極板過度浸濕或完全干涸，進(jìn)而給蓄電池造成無法逆轉(zhuǎn)的功能性損壞「”。

3.4火災(zāi)應(yīng)急處置能力有待提升

（1）消防培訓(xùn)演練缺乏有效性針對性。一些單位雖開展了消防安全培訓(xùn)，但缺乏針對蓄電池火災(zāi)開展的專項預(yù)案、培訓(xùn)和實戰(zhàn)演練，對該類火災(zāi)的特性、撲救方法及應(yīng)急處置流程缺乏足夠認(rèn)知；有的單位擔(dān)心發(fā)生火災(zāi)會受到消防救援機(jī)構(gòu)的行政處罰，存在僥幸心理選擇晚報警或不報警，導(dǎo)致延誤救援時機(jī)，加重了事故后果。

（2）撲救蓄電池初起火災(zāi)能力不足。主要體現(xiàn)為管理人員對此類火災(zāi)風(fēng)險性研判不足及應(yīng)急指揮能力欠缺、行車值班員對氣滅系統(tǒng)的操作流程不熟練、微型消防站處置人員對專用滅火器材（如干粉、二氧化碳滅火器）使用不熟練、個人安全防護(hù)措施不到位及易產(chǎn)生緊張忙亂心理等。

4 地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池火災(zāi)的全鏈條防控舉措

4.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)剛性約束，嚴(yán)把市場采購質(zhì)量關(guān)

市場監(jiān)管部門需加大對蓄電池假冒偽劣的查處打擊力度，筑牢產(chǎn)品質(zhì)量防線，保障市場秩序和消費者權(quán)益；地鐵設(shè)備采購部門必須明確責(zé)任劃分，建立嚴(yán)格的準(zhǔn)人機(jī)制和安全管理機(jī)制。嚴(yán)格查驗蓄電池供應(yīng)商的資質(zhì)證書和產(chǎn)品檢驗報告，必要時還應(yīng)實地考察制造商的生產(chǎn)車間，查看極板壓制、電解液灌注等關(guān)鍵工序是否規(guī)范，人庫前進(jìn)行抽樣解剖檢測，用專業(yè)設(shè)備分析極板成分、隔板密度，不僅要檢查充電機(jī)過充保護(hù)、電壓穩(wěn)定性等基本功能，還要模擬極端工況測試，保障設(shè)備安全穩(wěn)定運行。

4.2筑牢消防安全根基，緊控設(shè)計施工安裝源

（1）定制化設(shè)計通風(fēng)排煙系統(tǒng)。設(shè)備區(qū)的通風(fēng)排煙系統(tǒng)不能搞“一刀切”，需針對每個車站具體工況進(jìn)行定制化設(shè)計，精準(zhǔn)計算蓄電池數(shù)量、充放電功率和空間容積，并結(jié)合通風(fēng)管道直徑、風(fēng)機(jī)功率，計算出匹配的排風(fēng)量，通過模擬蓄電池火災(zāi)氣流走向，確保每個角落都不會形成煙熱氣體聚集的死胡同。

（2）電氣線路的精細(xì)化管理。電氣線路敷設(shè)必須嚴(yán)格按照規(guī)范給線路穿阻燃套管，不同電壓等級的線路要實現(xiàn)分流，施工時必須用橋架分層敷設(shè)，每隔一段距離設(shè)置接線盒，定期用紅外測溫儀檢測接頭溫度，發(fā)現(xiàn)老化、破損的線路，必須及時更換。

（3）蓄電池的科學(xué)選型安裝。選蓄電池要綜合考量設(shè)備區(qū)的適用狀態(tài)，如高溫、潮濕環(huán)境下應(yīng)優(yōu)先選擇耐高溫、密封性好的品牌；科學(xué)把控蓄電池數(shù)量，既能使應(yīng)急供電符合規(guī)范要求，又能減少火災(zāi)荷載；機(jī)柜一體式設(shè)備可以將蓄電池組架安裝，保持足夠安全間距和空間，避免散熱不良引發(fā)連鎖反應(yīng)。

（4）科學(xué)規(guī)劃防火分隔體系和安全間距配置。安裝蓄電池時，要統(tǒng)籌考慮通風(fēng)系統(tǒng)、電氣安全、防火分隔等因素，重點加強與周邊功能區(qū)的隔離效果，蓄電池室要用符合規(guī)范要求耐火等級的防火墻和防火門來隔離，相鄰的關(guān)鍵電氣設(shè)備之間也要留出足夠的安全間距，用防火閥和阻燃材料形成動態(tài)的空間劃分方案。

4.3強化智能監(jiān)測預(yù)警，建立大數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺

地鐵線網(wǎng)中心建立大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺，實時遠(yuǎn)程監(jiān)控車站設(shè)備間蓄電池電流、溫度等參數(shù)，平臺一旦發(fā)現(xiàn)異常波動，即時按照“自動預(yù)警一快速響應(yīng)一精準(zhǔn)處置一閉環(huán)管理”的流程處理。

（1）自動觸發(fā)多級預(yù)警。通過系統(tǒng)彈窗、短信、電話或?qū)Ｓ?/span>APP推送等方式，向設(shè)備維護(hù)人員、環(huán)調(diào)等相關(guān)崗位人員發(fā)出分級預(yù)警信息，明確異常蓄電池位置、參數(shù)波動情況及緊急程度。

（2）遠(yuǎn)程初步診斷。系統(tǒng)結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)模型，自動分析異常原因（如接觸不良、過載、設(shè)備老化等），提供初步診斷建議，輔助工作人員快速判斷問題性質(zhì)。

（3）啟動應(yīng)急處置流程。調(diào)度中心根據(jù)預(yù)警級別和診斷結(jié)果，調(diào)度就近工班團(tuán)隊攜帶工具趕赴現(xiàn)場；如遇緊急情況，可遠(yuǎn)程觸發(fā)保護(hù)機(jī)制（如自動斷電、降負(fù)荷），有效遏制故障升級。

（4）全程跟蹤閉環(huán)。平臺記錄處理過程，包括響應(yīng)時間、處置措施、結(jié)果驗證等，形成日志。事后通過大數(shù)據(jù)復(fù)盤，優(yōu)化設(shè)備維護(hù)周期或參數(shù)閥值，提升預(yù)警能力。

4.4深人推進(jìn)防消聯(lián)勤，錘煉實戰(zhàn)化應(yīng)急能力

（1）強化設(shè)備區(qū)蓄電池火災(zāi)應(yīng)急處置能力。除以上預(yù)防性措施外，還需建立完善的火災(zāi)應(yīng)急處置體系，確?；馂?zāi)發(fā)生后能夠快速控制火情、減少損失。鑒于蓄電池室構(gòu)造特殊并且存在火災(zāi)隱患，需根據(jù)空間特點配置適合的自動氣體滅火系統(tǒng)或細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，并確保其處于自動狀態(tài)，實現(xiàn)火災(zāi)自動探測與快速撲滅，避免人工初期處置延誤；在強化源頭治理和常規(guī)養(yǎng)護(hù)的前提下，管理人員做到預(yù)先警報并迅速應(yīng)對，進(jìn)而阻止初起火災(zāi)蔓延；單位依靠微型消防站來提升初起火災(zāi)的應(yīng)對水平，配備多種滅火器材（如二氧化碳、干粉滅火器等）。此外，在火災(zāi)初期，迅速切斷火勢擴(kuò)散的通道，也可以有效控制火災(zāi)蔓延，降低火災(zāi)風(fēng)險；消防救援力量到場后要確保**時間切斷電源，消防救援人員需穿著電絕緣套裝，背負(fù)空氣呼吸器，做好個人安全防護(hù)，進(jìn)人現(xiàn)場前關(guān)閉氣滅系統(tǒng)，對可能漏電部位進(jìn)行測試；處置過程中，滅火組負(fù)責(zé)滅火降溫、排煙降毒，破拆組負(fù)責(zé)攜帶斷電剪切斷蓄電池組之間的電源線”，警戒組負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)現(xiàn)場安全狀態(tài)，對進(jìn)出火場人員進(jìn)行逐一登記，如遇險情及時發(fā)出撤離信號，**時間確保人員安全。

（2）分層分崗開展消防培訓(xùn)演練。要形成專門針對蓄電池火災(zāi)的應(yīng)急處理預(yù)案，制定斷電、排煙啟動流程、信息傳達(dá)程序、人員疏散措施等。此類火災(zāi)的消防安全培訓(xùn)可以按職責(zé)進(jìn)行分崗施訓(xùn)：對管理人員，要強化風(fēng)險研判、應(yīng)急指揮能力；對微型消防站人員，要重點培訓(xùn)初起火災(zāi)撲救和個人安全防護(hù)技能；對工班專業(yè)人員，要側(cè)重培訓(xùn)蓄電池日常巡檢和應(yīng)急狀態(tài)下設(shè)備搶修能力；對車站安全員，要培應(yīng)急狀態(tài)下疏散引導(dǎo)乘客安全撤離能力等。此外，培訓(xùn)方式也要多樣化，除了理論教學(xué)，還可制作短視頻，形成案例庫，編制多場景化預(yù)案進(jìn)行實戰(zhàn)演練，如深夜工班無人值守時的處置流程、相鄰區(qū)域聯(lián)動方案等，必要時可在列車停運時間段設(shè)置煙霧、斷電等干擾因素，檢驗應(yīng)變能力，事后組織復(fù)盤，用“事故樹分析法”找出漏洞，不斷完善預(yù)案。

（3）建立防消聯(lián)勤長效機(jī)制。運營單位要切實履行主體責(zé)任，落實消防安全制度，建立立體化防火巡檢體系，設(shè)置紅黃藍(lán)三級預(yù)警，確保每個隱患都有人跟蹤處理；充分利用地鐵多媒體平臺陣地，向乘客宣傳蓄電池火災(zāi)危害及逃生自救技巧，定期開展“安全警示日”活動，組織分析行業(yè)事故案例，鼓勵員工提出改進(jìn)建議，讓安全意識真正轉(zhuǎn)化為自覺行動。消防救援機(jī)構(gòu)要結(jié)合地鐵運營特點，建立“雙隨機(jī)一公開監(jiān)督檢查+日常技術(shù)服務(wù)指導(dǎo)+數(shù)據(jù)聯(lián)動”模式，督促單位落實蓄電池全生命周期管理，對違規(guī)行為依法整改，從源頭消除設(shè)備區(qū)蓄電池起火、爆炸等隱患，保障地鐵運營安全；要定期開展防消聯(lián)勤和防火巡查，指戰(zhàn)員在開展巡查時，需緊扣實戰(zhàn)要求，重點做好“查隱患、強聯(lián)動、促規(guī)范”等環(huán)節(jié)，與運營單位、設(shè)備維護(hù)方共同開展蓄電池模擬火災(zāi)處置演練，明確火災(zāi)情況下的斷電、疏散、滅火協(xié)同流程，確保一旦發(fā)生火情，應(yīng)急響應(yīng)無縫銜接。

5 結(jié)束語

地鐵設(shè)備區(qū)蓄電池火災(zāi)防控是保障地鐵運營安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要達(dá)成系統(tǒng)性防控的目的，就要從多方面構(gòu)建綜合防護(hù)體系：完善市場監(jiān)管和設(shè)備采購機(jī)制，確保選用性能可靠的蓄電池產(chǎn)品；優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)布局以滿足散熱需求，嚴(yán)格規(guī)范電氣線路敷設(shè)與保護(hù)措施；加大安裝環(huán)節(jié)的質(zhì)量把控力度，實施蓄電池全生命周期動態(tài)監(jiān)管；細(xì)化日常維護(hù)工作管理制度，落實標(biāo)準(zhǔn)化巡查流程、規(guī)范化操作程序以及實戰(zhàn)化應(yīng)急演練；通過分層級、分崗位的專業(yè)培訓(xùn)提升員工技能，健全防消聯(lián)勤機(jī)制以增強整體應(yīng)急處置能力?？傊?，地鐵運營企業(yè)需切實履行主體責(zé)任，統(tǒng)籌科學(xué)規(guī)劃、設(shè)備保障、精細(xì)管理與人員培訓(xùn)等關(guān)鍵要素，從而有效降低火災(zāi)風(fēng)險，保障軌道交通系統(tǒng)持續(xù)安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

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