电动车引发火灾的风险分析

电动车引发火灾的风险分析

0电动自行车充电过程中火灾风险近年来，电动汽车在国内外市场以其简单、方便、便宜、经济等优点吸引了越来越多的消费者。据统计,2006年我国电动自行车产销量突破1800万辆大关。据《汽车蓝皮书——中国汽车产业发展报告2009》指出,中国新能源机动车发展迅猛,目前中国电动自行车、电动摩托车社会保有量已超过5000万辆,产销量已占全球90%以上。电动车在方便消费者使用的同时,由于其质量不合格或使用不当引发的火灾时有发生,严重威胁到人民生命财产安全。例如:2006年7月河南省某塑料日杂门市部发生火灾,死亡3人,经消防部门认定起火原因是电动自行车充电过程中,由于充电器散热不良,充电器过热引燃可燃物造成火灾。2006年11月福建省福州春天小区发生火灾,造成1人死亡,12人受伤,直接财产损失约20万元,经调查,火灾系电动自行车在充电过程中线路短路引起的。2009年7月,位于天桥区黄屯小区三区的烧饼店发生火灾,过火面积30m2,造成2人死亡,直接经济损失12113元,起火原因为停放在烧饼店西间房的电动车电瓶连接线发生短路造成电瓶自身燃烧。2009年8月19日凌晨3时10分,福州晋安区琯尾东新村停车棚突发大火,车棚内近70辆电动车烧得只剩铁架。因此,分析电动车引发火灾的危险性,对于此类火灾的调查、处理以及制定有效的防火安全措施等,具有十分重要的意义。1蓄电池在充电过程中发生的问题电动车引发火灾主要是由于在充电过程中电池本身故障或电气线路而引发的。目前,95%左右的电动车采用传统的铅酸蓄电池。常见的铅酸蓄电池爆炸有三种情况:一是过充电使得蓄电池内压过高引起蓄电池壳爆裂;二是蓄电池充电过程中,在电池的内部及周围极易形成可爆性混合气体,遇明火可能爆炸;三是由于蓄电池排气孔堵塞,蓄电池先爆裂,爆裂引起蓄电池振动,极柱接线不牢产生火花,再形成爆炸。常见的电气线路故障主要是由于在充电过程中因电气线路老化短路、接触电阻过大等原因而引发的。上述原因如若发现不及时或扑救不力都将导致火灾事故。2事故树的树图分析事故树分析法(FaultTreeAnalysis,简称FTA)是安全系统中常用的一种分析方法。它把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形表示,通过对事故树的定性与定量分析找出事故发生的主要原因,为确定安全对策提供可靠依据,以达到预测与预防事故发生的目的。本文应用事故树分析法对电动车引发火灾进行分析研究,绘出事故树图,说明事件的成因,发现潜在的问题,从而有利于此类火灾的预防和控制。事故树的定性分析主要是求取其最小割集和最小径集,进而识别导致事故的基本事件与人为失误的组合,为人们提供设法避免或减少导致事故基本原因的线索,降低事故发生的可能性;同时对导致事故的各种危险、有害因素及其逻辑关系做出全面、简洁和形象的描述,便于查明系统内固有的或潜在的各种危险。2.1基本因素分析通过对大量电动车火灾事故案例的分析,建立事故树。首先根据顶上事件确定原则,选取“电动车火灾”为顶事件。其次,分析造成电动车火灾的原因主要是同时具备火源和初期火灾扑救不力两个因素。火源主要产生于电动车自身的电池充电过程及电气线路两个方面;消防器材失效、发现时火势难控制、人员消防知识欠缺及宣传教育、管理体制等方面构成初期火灾扑救不力。最后,以“电动车火灾”为顶上事件,找出可能导致事故发生的初始因素,反复分析顶上事件、各中间事件以及各基本原因事件之间的逻辑关系之后,构造出事故树图。事故树结构及基本事件见图1及表1。2.2事故模式初步识别割集是导致顶上事件发生的基本事件的集合。最小割集是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合。每个最小割集都是导致顶上事件发生的一种可能,最小割集越多,系统就越危险。最小割集清楚反映了事故发生的各种可能模式,对掌握事故规律、查明事故原因大有帮助。一个最小割集代表一种事故模式,从中可以直观地发现系统中最薄弱的环节,判断出哪种模式最危险,哪些次之,哪些可以忽略以及如何采取预防措施,使事故发生的概率降到最低。利用布尔代数知识,可得出电动车引发火灾事故树的结构函数如下:最小割集为:{X1X7},{X1X8},{X1X9},{X1X10},{X1X11},{X1X12},{X1X13},{X1X14},{X1X15},{X1X16}…………{X6X7},{X6X8}{X6X9},{X6X10},{X6X11},{X6X12},{X6X13},{X6X14},{X6X15},{X6X16}。共6组,每组10个,累计60项。不难看出,导致顶上事件T发生的细化模式有60种。如果要使其不发生,则要求A1和A2都不发生,即需要控制60个最小割集。因此,该系统发生危险的可能性比较大。2.3最短时系统故障安全径集是不能导致顶上事件发生的基本事件的集合。最小径集是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合。每个最小径集都是使顶上事件不发生的一种可能。最小径集越多,系统就越安全。一般,最小径集中基本事件越少,则越容易控制,即系统越安全。依据德·莫根定理将事故树中的所有“或”门改为“与”门,将所有“与”门改为“或”门,且将各事件变为对偶事件,则得成功树。求成功树得最小割集,并解其对偶则得最小径集:该事故树有2个最小径集,分别为:P1={X1X2……X5X6},P2={X7X8……X15X16}。说明要控制顶上事件不发生有两条途径。一是消除火源,二是有效扑救。2.4基本事件的影响程度事故树的结构重要度反映的是在不考虑基本事件发生概率的情况下,事故树中各个基本事件对顶上事件的影响程度,这是一种定性分析。根据近似计算式(1)得出:式中Iφ(i)—基本事件Xi的结构重要度系数;K—包含基本事件Xi的最小割集数;nj—基本事件Xi所在最小割集中基本事件的数量。说明着火源的基本原因事件对顶上事件的影响大于有效扑救的基本原因事件。2.5事故树基本特征1)分析事故树可知,该事故树包含了13个逻辑门,或门个数多而与门个数少,其中逻辑或门12个(约占总数的92.3%)。根据或门定义,只要有任意一个基本事件发生就有输出,而与门表示只有全部基本事件发生时才有输出。所以,从与门、或门的比例可知,电动车质量不合格或使用不当引发火灾事故的危险性比较大。2)事故树中有几个最小割集,顶上事件发生就有几种可能;最小割集越多,系统就越危险,最小割集反映了系统的危险性。从最小径集来看,它是使顶上事件不发生的各基本事件不发生的基本组合,是保证顶上事件不发生的充分必要条件。由最小割集及最小径集的求解可知,最小割集是60个,最小径集是2个。说明导致事故发生的途径有60种,而预防事故的可能途径只有2种,说明顶上事件属于易发事故。3)结构重要度分析是从事故树结构上分析各基本事件的重要程度。即在不考虑各基本事件发生概率的情况下,分析各基本事件对顶上事件发生所产生的影响程度。基本事件结构重要度越大,它对顶上事件的影响就越大,反之亦然。从结构重要度分析可知,充电过程中电气故障产生的着火源对电动车引发火灾事故影响很大,应重点加以防范。4)在预防电动车引发火灾事故时,应以最小径集为依据。通过消除火源以及有效扑救初起火灾来控制顶上事件不发生。3建立有效的物业管理制度,及时进行日常养护从消除着火源和有效扑救火灾两条途径出发,应认真做好以下几点:首先,必须在思想上高度重视消防安全工作,加强对该类无明火焰引发火灾的消防宣传教育和火灾自救的演练,完善社区或单位的物业管理制度,彻底从“重防盗轻防火”转移到“重防盗重防火”上来。其次,从建筑防火、电气防火的角度出发,应做好日常消防检查工作,及时消除火灾隐患。最后,消费者应选择质量合格的电动车,并进