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淺談如何做好地鐵設備區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，受質量問題、散熱不佳、設備老化、管理弱化、違規作業等因素影響，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性改進措施，以期降低火災發生概率、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載自中國消防雜志 關鍵詞：地鐵設備區；蓄電池火災；防控措施；安全管理 1 地鐵設備區蓄電池火災案例 近年來，我國地鐵設備區因蓄電池引發的火災事故時有發生，造成了不同程度的損失，也暴露出相關環節存在的風險與漏洞。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站設備區通信電源室UPS（Uninterruptible Power Supply，不間斷電源）柜蓄電池發生火情，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場，對設備進行降溫。 （5）7時10分，現場煙霧排凈，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、綜合監控網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熱冒煙起火。 1.2暴露出的問題 （1）火災發生前，起火設備間氣滅系統為手動狀態。 （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噴灑之后到場處置，發現有短暫的復燃現象。 （4）現場部分設備間的常閉式防火門未保持常閉狀態。 （5）相關專業工班人員在蓄電池設備管理維護方面經驗不足。 2 地鐵設備區蓄電池類型、燃燒特性以及火災危害性分析 2.1地鐵設備區蓄電池類型及分布 根據GB50157—2013《地鐵設計規范》要求，地鐵設備區內為保障應急供電，需在火災自動報警系統、環境與設備監控系統、綜合監控系統、通信信號系統以及動力照明等系統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定的性能，成為地鐵設備區的應用主力。 2.2地鐵設備區蓄電池燃燒特性分析 以鉛酸蓄電池為例，在充放電過程中，發生電化學反應，在過充電狀態下會大量析出氫氣，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生火災或爆炸事故。此外，地下空間潮濕悶熱的環境還會出現加速設備老化、極板硫化以及線路銹蝕等問題，火災風險隨之增加。 2.3地鐵設備區蓄電池火災的危害性分析 （1）人體傷害。火災發生時，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，還可能引發信號系統故障，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，甚至導致線網中心無法監控列車運行狀態，嚴重影響緊急情況下的調度指揮和應急處置工作。 （3）巨大經濟損失。地鐵設備系統精密昂貴，一旦發生火災將帶來大額經濟損失，后續的維修、更換成本也不低。同時，火災所產生的高溫高熱和有毒氣體，還會殃及周邊設施（電纜隧道、通風系統等），導致損失擴大。 （4）社會心理影響。火災會引發公眾恐慌、焦慮等負面情緒，削弱公眾對地鐵安全運營性的信心，造成短期內客流量驟降，若處置不當或信息公開不及時，極有可能引發輿情危機，使政府公信力受損。 3 地鐵設備區蓄電池火災成因分析 3.1假冒偽劣蓄電池生產銷售屢禁不止 國內蓄電池制假售假屢禁不止，如2024年1月，山東省濟南市當地某犯罪團伙因3年內制售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。假冒偽劣蓄電池內部隔板用的是回收材料，雜質含量過高，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，極易出現電解液泄漏、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火災，對地鐵系統的安全 運行構成重大威脅。 3.2蓄電池設備區設計施工存在缺陷 在施工安裝階段，出于應急狀態的安全考慮，設備區蓄電池總量配備往往會多于規范要求的數量，排煙通風系統在常規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境下，排煙工作效率必然大打折扣。一旦發生火災，排煙風機即便全力運轉，排風量也可能低于蓄電池火災發生時的實際排風需求。此外，一些地鐵設備區內防火分隔和防火間距的設置不符合規范要求，會使設備區內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，以及電壓波動、內阻變化、充電曲線異常等關鍵電氣參數缺乏系統檢測，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的安全評估。 （2）防火巡查。常閉式防火門未保持常閉狀態、防火封堵不嚴等隱患得不到及時發現和處理。 （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生緊張忙亂心理等。 4 地鐵設備區蓄電池火災的全鏈條防控舉措 4.1技術標準剛性約束，嚴把市場采購質量關 市場監管部門需加大對蓄電池假冒偽劣的查處打擊力度，筑牢產品質量防線，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證書和產品檢驗報告，必要時還應實地考察制造商的生產車間，查看極板壓制、電解液灌注等關鍵工序是否規范，人庫前進行抽樣解剖檢測，用專業設備分析極板成分、隔板密度，不僅要檢查充電機過充保護、電壓穩定性等基本功能，還要模擬極端工況測試，保障設備安全穩定運行。 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。設備區的通風排煙系統不能搞“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范給線路穿阻燃套管，不同電壓等級的線路要實現分流，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，發現老化、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的適用狀態，如高溫、潮濕環境下應優先選擇耐高溫、密封性好的品牌；科學把控蓄電池數量，既能使應急供電符合規范要求，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，避免散熱不良引發連鎖反應。 （4）科學規劃防火分隔體系和安全間距配置。安裝蓄電池時，要統籌考慮通風系統、電氣安全、防火分隔等因素，重點加強與周邊功能區的隔離效果，蓄電池室要用符合規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的空間劃分方案。 4.3強化智能監測預警，建立大數據監管平臺 地鐵線網中心建立大數據綜合監管平臺，實時遠程監控車站設備間蓄電池電流、溫度等參數，平臺一旦發現異常波動，即時按照“自動預警一快速響應一精準處置一閉環管理”的流程處理。 （1）自動觸發多級預警。通過系統彈窗、短信、電話或專用APP推送等方式，向設備維護人員、環調等相關崗位人員發出分級預警信息，明確異常蓄電池位置、參數波動情況及緊急程度。 （2）遠程初步診斷。系統結合歷史數據和預設模型，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。 （3）啟動應急處置流程。調度中心根據預警級別和診斷結果，調度就近工班團隊攜帶工具趕赴現場；如遇緊急情況，可遠程觸發保護機制（如自動斷電、降負荷），有效遏制故障升級。 （4）全程跟蹤閉環。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。事后通過大數據復盤，優化設備維護周期或參數閥值，提升預警能力。 4.4深人推進防消聯勤，錘煉實戰化應急能力 （1）強化設備區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，需根據空間特點配置適合的自動氣體滅火系統或細水霧滅火系統，并確保其處于自動狀態，實現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養護的前提下，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，進人現場前關閉氣滅系統，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”，警戒組負責監護現場安全狀態，對進出火場人員進行逐一登記，如遇險情及時發出撤離信號，**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；對工班專業人員，要側重培訓蓄電池日常巡檢和應急狀態下設備搶修能力；對車站安全員，要培應急狀態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演練，如深夜工班無人值守時的處置流程、相鄰區域聯動方案等，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，組織分析行業事故案例，鼓勵員工提出改進建議，讓安全意識真正轉化為自覺行動。消防救援機構要結合地鐵運營特點，建立“雙隨機一公開監督檢查+日常技術服務指導+數據聯動”模式，督促單位落實蓄電池全生命周期管理，對違規行為依法整改，從源頭消除設備區蓄電池起火、爆炸等隱患，保障地鐵運營安全；要定期開展防消聯勤和防火巡查，指戰員在開展巡查時，需緊扣實戰要求，重點做好“查隱患、強聯動、促規范”等環節，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、滅火協同流程，確保一旦發生火情，應急響應無縫銜接。 5 結束語 地鐵設備區蓄電池火災防控是保障地鐵運營安全的關鍵環節。要達成系統性防控的目的，就要從多方面構建綜合防護體系：完善市場監管和設備采購機制，確保選用性能可靠的蓄電池產品；優化通風系統布局以滿足散熱需求，嚴格規范電氣線路敷設與保護措施；加大安裝環節的質量把控力度，實施蓄電池全生命周期動態監管；細化日常維護工作管理制度，落實標準化巡查流程、規范化操作程序以及實戰化應急演練；通過分層級、分崗位的專業培訓提升員工技能，健全防消聯勤機制以增強整體應急處置能力。總之，地鐵運營企業需切實履行主體責任，統籌科學規劃、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，保障軌道交通系統持續安全穩定運轉。 參考文獻： [1]中華人民共和國住房和城鄉建設部，地鐵設計規范：GB50157一2013「S].北京：中國建筑工業出版社，2014. 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