2 危险品运输车辆的电气系统改装
2.1法规要求
对于危险品运输车辆,目前国内相关危险品运输法规有:GB20300-2006《道路运输爆炸品和剧毒化学品车辆安全技术条件》、GB21668-2008《危险货物运输车辆结构要求》。两者都对电气系统提出了一定的要求,其中一个要求就是“驾驶室内应设置用于电源总开关开、闭操作的控制装置”。
欧盟相关的法规有ADR和R105,两者同样都对电气系统提出了一定的要求,其中,ADR法规要求驾驶室内须布置一个控制电源开、闭的装置;R105要求驾驶室内部和外部须各布置一个控制电源开、闭的装置,在切断电源时不应产生火花、电弧和过电压。
解读国内外相应法规,不难看出,危险品运输车辆的电气系统要求比普通车辆高,需要在驾驶室内部和外部各设置一个紧急开关,用于在发生意外情况时,紧急切断整车电源。因为不立即切断电源,在车辆碰撞的情况下可能引起线束挤压、破裂,产生短路、火灾等。另外,在切断电源的过程中,要求不能产生火花、电弧、过电压,因为一旦产生火花、电弧、过电压,可能引燃或者引爆车辆上的危险品,导致事态扩大。
2.2普通车辆电源总开关的现状分析
普通车辆的电源开关普遍采用2种形式,第1种形式是机械式电源总开关(图7),安装在蓄电池框附近或者驾驶室内,需要驾驶员扳动手柄进行电源的接通、断开操作;第2种形式是电磁式电源总开关(图8),安装在蓄电池框附近,需要在驾驶室仪表台上设置一个电源控制开关,控制电源总开关接通与断开。
机械式电源总开关因安装位置离驾驶员较远,在出现紧急情况时不能立即切断电源,延误了救灾时机。更主要的是车辆行驶时,机械式开关和电磁式开关均有电流通过,如果出现紧急情况直接关断开关,会在开关触点间形成火花和电弧,发电机的B+输出端会出现过电压。显然,这2种形式的电源总开关不能满足危险品运输车辆的要求。
2.3火花、电弧、过电压产生的原因
汽车正常行驶时,如果突然切断电源总开关,会产生不良影响和后果:对于车辆上的感性类负载(如电机、电磁阀、继电器等),突然切断电源会产生感应电动势,电动势数值从几十伏到上百伏不等,从而产生过电压,该过电压可能引起控制器或汽车灯泡的损坏;在断开电源总开关的瞬间,开关的触点容易产生电弧,该电弧可能引燃或者引爆车辆上的危险品;蓄电池在整车电气系统中相当于一个大电容,吸收发电机的浪涌电压和感性负载断电时产生的尖峰电压,断开电源总开关,就断开了蓄电池与其他电器设备的连接,电器设备产生的瞬时过电压无法吸收,从而窜进整车电气系统,干扰其他电器设备的正常工作;断开电源总开关,相当于发电机抛负载运行,从而产生过电压,过电压数值从几十伏到一两百伏不等,将直接损害车辆上的电子电器设备。