淺談如何做好地鐵設備區(qū)蓄電池火災防控工作

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急處置。然而，受質(zhì)量問題、散熱不佳、設備老化、管理弱化、違規(guī)作業(yè)等因素影響，蓄電池火災隱患對地鐵運營構成安全威脅。本文通過分析地鐵設備區(qū)蓄電池火災的風險性、危害性及成因，從全鏈條火災防控角度提出系統(tǒng)性改進措施，以期降低火災發(fā)生概率、減輕火災危害，為相關單位提供參考建議。北京消防設施檢測公司轉(zhuǎn)載自中國消防雜志

關鍵詞：地鐵設備區(qū)；蓄電池火災；防控措施；安全管理

1 地鐵設備區(qū)蓄電池火災案例

近年來，我國地鐵設備區(qū)因蓄電池引發(fā)的火災事故時有發(fā)生，造成了不同程度的損失，也暴露出相關環(huán)節(jié)存在的風險與漏洞。下面以一起地鐵蓄電池火災為例，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，啟動應急響應。

（3）5時37分，行車值班員撥打119報警電話。

（4）6時01分，消防救援力量到達現(xiàn)場，對設備進行降溫。

（5）7時10分，現(xiàn)場煙霧排凈，車站恢復運營。

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

1.2暴露出的問題

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

（2）單位并未在確認火災后**時間撥打119報警電話。

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

（4）現(xiàn)場部分設備間的常閉式防火門未保持常閉狀態(tài)。

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

2 地鐵設備區(qū)蓄電池類型、燃燒特性以及火災危害性分析

2.1地鐵設備區(qū)蓄電池類型及分布

根據(jù)GB50157—2013《地鐵設計規(guī)范》要求，地鐵設備區(qū)內(nèi)為保障應急供電，需在火災自動報警系統(tǒng)、環(huán)境與設備監(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，成為地鐵設備區(qū)的應用主力。

2.2地鐵設備區(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)生電化學反應，在過充電狀態(tài)下會大量析出氫氣，其主要化學反應如下。

放電反應：

正極：PbO₂+ 4H'+ SO₄²+ 2e→ PbSO₄ + 2H₂O

負極：Pb + SO²₄ → PbSO₄ + 2e

總反應：Pb + PbO₂+2H₂SO,→ 2PbSO₄+ 2H₂O

充電反應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，通風狀況不佳或環(huán)境密閉時，混合氣體達到爆炸極限，遇到電火花或明火就可能發(fā)生火災或爆炸事故。此外，地下空間潮濕悶熱的環(huán)境還會出現(xiàn)加速設備老化、極板硫化以及線路銹蝕等問題，火災風險隨之增加。

2.3地鐵設備區(qū)蓄電池火災的危害性分析

（1）人體傷害。火災發(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，不僅會造成設備損毀，還可能引發(fā)信號系統(tǒng)故障，導致整個車站的應急通信中斷。這種連鎖反應將直接影響行車秩序，造成車站客流積壓，甚至導致線網(wǎng)中心無法監(jiān)控列車運行狀態(tài)，嚴重影響緊急情況下的調(diào)度指揮和應急處置工作。

（3）巨大經(jīng)濟損失。地鐵設備系統(tǒng)精密昂貴，一旦發(fā)生火災將帶來大額經(jīng)濟損失，后續(xù)的維修、更換成本也不低。同時，火災所產(chǎn)生的高溫高熱和有毒氣體，還會殃及周邊設施（電纜隧道、通風系統(tǒng)等），導致?lián)p失擴大。

（4）社會心理影響。火災會引發(fā)公眾恐慌、焦慮等負面情緒，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，若處置不當或信息公開不及時，極有可能引發(fā)輿情危機，使政府公信力受損。

3 地鐵設備區(qū)蓄電池火災成因分析

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，山東省濟南市當?shù)啬撤缸飯F伙因3年內(nèi)制售3萬多塊假冒UPS（應急）電源被警方抓獲，涉案金額達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，充電機外殼沒有過充保護電路和接地保護。假冒偽劣蓄電池若流入地鐵設備區(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備，更可能因熱失控引發(fā)火災，對地鐵系統(tǒng)的安全

運行構成重大威脅。

3.2蓄電池設備區(qū)設計施工存在缺陷

在施工安裝階段，出于應急狀態(tài)的安全考慮，設備區(qū)蓄電池總量配備往往會多于規(guī)范要求的數(shù)量，排煙通風系統(tǒng)在常規(guī)火災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，排煙風機即便全力運轉(zhuǎn)，排風量也可能低于蓄電池火災發(fā)生時的實際排風需求。此外，一些地鐵設備區(qū)內(nèi)防火分隔和防火間距的設置不符合規(guī)范要求，會使設備區(qū)內(nèi)蓄電池火災形成的煙氣熱量迅速蔓延至站廳站臺，導致人員疏散逃生困難，給滅火救援帶來極大阻礙。

3.3設備區(qū)蓄電池巡檢維護管理不到位

（1）蓄電池巡檢。當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、充電曲線異常等關鍵電氣參數(shù)缺乏系統(tǒng)檢測，同時往往忽視對充電機保護功能、散熱狀況等配套設備的實質(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，導致電池表面的附著物和電解液結晶未能及時清理。

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

3.4火災應急處置能力有待提升

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

（2）撲救蓄電池初起火災能力不足。主要體現(xiàn)為管理人員對此類火災風險性研判不足及應急指揮能力欠缺、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、個人安全防護措施不到位及易產(chǎn)生緊張忙亂心理等。

4 地鐵設備區(qū)蓄電池火災的全鏈條防控舉措

4.1技術標準剛性約束，嚴把市場采購質(zhì)量關

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益；地鐵設備采購部門必須明確責任劃分，建立嚴格的準人機制和安全管理機制。嚴格查驗蓄電池供應商的資質(zhì)證書和產(chǎn)品檢驗報告，必要時還應實地考察制造商的生產(chǎn)車間，查看極板壓制、電解液灌注等關鍵工序是否規(guī)范，人庫前進行抽樣解剖檢測，用專業(yè)設備分析極板成分、隔板密度，不僅要檢查充電機過充保護、電壓穩(wěn)定性等基本功能，還要模擬極端工況測試，保障設備安全穩(wěn)定運行。

4.2筑牢消防安全根基，緊控設計施工安裝源

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

（2）電氣線路的精細化管理。電氣線路敷設必須嚴格按照規(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，每隔一段距離設置接線盒，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）蓄電池的科學選型安裝。選蓄電池要綜合考量設備區(qū)的適用狀態(tài)，如高溫、潮濕環(huán)境下應優(yōu)先選擇耐高溫、密封性好的品牌；科學把控蓄電池數(shù)量，既能使應急供電符合規(guī)范要求，又能減少火災荷載；機柜一體式設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。

（4）科學規(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，相鄰的關鍵電氣設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，實時遠程監(jiān)控車站設備間蓄電池電流、溫度等參數(shù)，平臺一旦發(fā)現(xiàn)異常波動，即時按照“自動預警一快速響應一精準處置一閉環(huán)管理”的流程處理。

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

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

（3）啟動應急處置流程。調(diào)度中心根據(jù)預警級別和診斷結果，調(diào)度就近工班團隊攜帶工具趕赴現(xiàn)場；如遇緊急情況，可遠程觸發(fā)保護機制（如自動斷電、降負荷），有效遏制故障升級。

（4）全程跟蹤閉環(huán)。平臺記錄處理過程，包括響應時間、處置措施、結果驗證等，形成日志。事后通過大數(shù)據(jù)復盤，優(yōu)化設備維護周期或參數(shù)閥值，提升預警能力。

4.4深人推進防消聯(lián)勤，錘煉實戰(zhàn)化應急能力

（1）強化設備區(qū)蓄電池火災應急處置能力。除以上預防性措施外，還需建立完善的火災應急處置體系，確保火災發(fā)生后能夠快速控制火情、減少損失。鑒于蓄電池室構造特殊并且存在火災隱患，需根據(jù)空間特點配置適合的自動氣體滅火系統(tǒng)或細水霧滅火系統(tǒng)，并確保其處于自動狀態(tài)，實現(xiàn)火災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)護的前提下，管理人員做到預先警報并迅速應對，進而阻止初起火災蔓延；單位依靠微型消防站來提升初起火災的應對水平，配備多種滅火器材（如二氧化碳、干粉滅火器等）。此外，在火災初期，迅速切斷火勢擴散的通道，也可以有效控制火災蔓延，降低火災風險；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，背負空氣呼吸器，做好個人安全防護，進人現(xiàn)場前關閉氣滅系統(tǒng)，對可能漏電部位進行測試；處置過程中，滅火組負責滅火降溫、排煙降毒，破拆組負責攜帶斷電剪切斷蓄電池組之間的電源線”，警戒組負責監(jiān)護現(xiàn)場安全狀態(tài)，對進出火場人員進行逐一登記，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演練。要形成專門針對蓄電池火災的應急處理預案，制定斷電、排煙啟動流程、信息傳達程序、人員疏散措施等。此類火災的消防安全培訓可以按職責進行分崗施訓：對管理人員，要強化風險研判、應急指揮能力；對微型消防站人員，要重點培訓初起火災撲救和個人安全防護技能；對工班專業(yè)人員，要側重培訓蓄電池日常巡檢和應急狀態(tài)下設備搶修能力；對車站安全員，要培應急狀態(tài)下疏散引導乘客安全撤離能力等。此外，培訓方式也要多樣化，除了理論教學，還可制作短視頻，形成案例庫，編制多場景化預案進行實戰(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置煙霧、斷電等干擾因素，檢驗應變能力，事后組織復盤，用“事故樹分析法”找出漏洞，不斷完善預案。

（3）建立防消聯(lián)勤長效機制。運營單位要切實履行主體責任，落實消防安全制度，建立立體化防火巡檢體系，設置紅黃藍三級預警，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，鼓勵員工提出改進建議，讓安全意識真正轉(zhuǎn)化為自覺行動。消防救援機構要結合地鐵運營特點，建立“雙隨機一公開監(jiān)督檢查+日常技術服務指導+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、設備維護方共同開展蓄電池模擬火災處置演練，明確火災情況下的斷電、疏散、滅火協(xié)同流程，確保一旦發(fā)生火情，應急響應無縫銜接。

5 結束語

地鐵設備區(qū)蓄電池火災防控是保障地鐵運營安全的關鍵環(huán)節(jié)。要達成系統(tǒng)性防控的目的，就要從多方面構建綜合防護體系：完善市場監(jiān)管和設備采購機制，確保選用性能可靠的蓄電池產(chǎn)品；優(yōu)化通風系統(tǒng)布局以滿足散熱需求，嚴格規(guī)范電氣線路敷設與保護措施；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；細化日常維護工作管理制度，落實標準化巡查流程、規(guī)范化操作程序以及實戰(zhàn)化應急演練；通過分層級、分崗位的專業(yè)培訓提升員工技能，健全防消聯(lián)勤機制以增強整體應急處置能力。總之，地鐵運營企業(yè)需切實履行主體責任，統(tǒng)籌科學規(guī)劃、設備保障、精細管理與人員培訓等關鍵要素，從而有效降低火災風險，保障軌道交通系統(tǒng)持續(xù)安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

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