市域列車客室電氣柜防火結構設計

劉 寧，劉暉霞

(中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412000)

0 引言

市域列車是城市中心城區連接周邊城鎮組團及其城鎮組團之間的通勤化、快速度、大運量的軌道交通車輛。市域列車具有運行站間距長、運行速度快等特點，車輛一旦發生火災極易造成群死群傷的悲慘事故，也給救援帶來一定的困難。因此，設計時不僅要求車輛使用的材料具有優良的防火性能，而且其結構還應能阻止或延緩火災蔓延，能最大限度降低火災帶來的危害。

市域列車客室電氣柜通常布置了大量的電氣設備，在運行時各電氣設備散發出大量熱量，容易引起火災。為了保護乘客安全，降低火災帶來的危害，本文以某市域列車項目防火要求對客室電氣柜進行防火設計，并進行防火試驗以驗證設計方案是否符合標準EN 45545-3規定的15 min結構完整性要求和15 min隔熱性要求。

1 防火結構設計

客室電氣柜主要由柜體、柜門、端部隔斷板、頂部隔斷板、鉸鏈、鎖具等部件組成(見圖1)，柜體采用中空鋁型材和12 mm厚鋁蜂窩板復合結構，柜門和隔斷板采用12 mm厚鋁蜂窩板，柜門鉸鏈和鎖具均采用不銹鋼材質。電氣柜所有零部件均使用不燃或阻燃低煙材料，嚴禁使用木質和其他易燃材料。

電氣柜起火主要由安裝在內部的電氣設備引起，起火位置在電氣柜內部，受火面為電氣柜內表面，外表面則為背火面。因此，為了使電氣柜結構滿足完整性和隔熱性要求，需要對電氣柜內表面進行防火設計。在柜體、柜門、端部隔斷板、頂部隔斷板的內表面敷設15 mm厚陶瓷纖維棉，陶瓷纖維棉的受火面使用鋁箔包裹。陶瓷纖維棉使用不銹鋼固定釘進行緊固，固定釘使用耐高溫粘接膠粘貼在電氣柜內表面上。在鉸鏈、鉸鏈安裝處的內空腔、鎖體，以及防火薄弱地方均噴涂至少2 mm厚防火涂料。在柜門與柜體框接觸面上粘貼2 mm厚防火膨脹條，電氣柜所有縫隙均填充耐高溫防火膠。

圖1 電氣柜受火面防火結構示意圖

2 防火試驗

2.1 試驗方案

電氣柜安裝在車體上后，與鋁合金車體側墻組合成封閉結構，根據電氣柜實際安裝情況，試驗時將試樣安裝在普通磚墻剛性結構框架中，樣件底部距離爐口地面500 mm，試樣安裝方案如圖2所示。為了測量電氣柜背火面溫升情況，需要在背火面布置35個熱電偶測試溫度變化情況。

2.2 測試結果

試驗按照EN 1363-1規定的程序進行，爐內溫升按照附錄G執行，試樣背火面平均溫升和最大溫升測試結果如圖3所示。

30 min試驗期間試樣背火面沒有出現明火，也沒有出現裂縫，電氣柜更沒有出現整體結構坍塌，試驗結束后試樣保持完整，如圖4所示。

圖2 試樣安裝示意圖

圖3 背火面溫升/時間曲線圖

(a)背火面 (b)受火面

2.3 試驗評判標準

如果試樣出現以下情況則視為完整性試驗失敗:①背火面出現10 s以上持續火焰。②探棒測試:直徑為6 mm的探棒穿過裂縫進入爐內且沿裂縫長度方向移動的距離大于150 mm；φ25 mm的探棒能穿過裂縫進入爐內。

如果試樣出現以下情況則視為隔熱性試驗失敗:①試樣背火面所有測試點的平均溫度超過140℃。②背火面任一測試點的溫度超過180℃。③出現結構完整性失敗。

2.4 試驗結果分析

在測試30 min后試樣背火面沒有出現明顯裂縫和火焰，試樣保持完整，滿足標準EN 45545-3規定的15 min完整性要求。從圖3試樣背火面溫升/時間曲線圖可以看出，測試15 min后試樣背火面所有測試點的平均溫度沒有超過140℃，背火面任一測試點的溫度均沒有超過180℃，滿足標準EN 45545-3規定的15 min完整性要求。

3 結語

通過對客室電氣柜進行防火設計以及防火測試結果可以得出，本文設計的客室電氣柜滿足防火標準EN 45545-3規定的15 min完整性要求和15 min隔熱性要求，試驗結果也符合列車總體設計要求，可以有效保護乘客安全。該電氣柜防火結構也為其他軌道交通車輛設計提供了參考。