保命知識!下雨天不要在高鐵站臺上打傘

寒潮過境,暴風雪天氣席捲全國各地,卻絲毫不減人們春運返鄉的熱情。

冬日的高鐵站臺上,擠滿了歸心似箭的旅人。冷冷的冰雨在臉上胡亂地拍,你和旁人一樣準備撐把傘擋雨,不料,被工作人員大聲制止。

爲什麼高鐵站臺上不讓打傘呢?

高鐵大多采用電力牽引,電力通過電廠經由高壓輸電線、變電所、架空接觸網和受電弓,最終驅動列車[1]。從站臺往軌道上空眺望,密密麻麻的黑線中有一根便是架空接觸網,承載着20kV-27.5kV的工作電壓,早已超過1kV這一標定“高壓電”的界限[2][3]。

高壓輸電線是裸露的,因爲空氣就是超高壓電的最佳絕緣體 / 圖蟲創意

平日裡,空氣是良好的絕緣體,無法導電,但高壓電是特例。

高壓條件下,空氣可以被電流擊穿,在一定距離範圍內形成電弧。人一旦進入這個危險區,就可能觸發弧光放電,瞬時釋放幾千至上萬攝氏度的高溫[4]。要知道,火葬場遺體火化溫度也就600℃-1200℃[5]。人體一旦被高壓電擊中或貫穿,非死即傷[4]。

站臺兩側的黃色警戒線,便是杜絕這個安全隱患的措施之一。

根據《鐵路技術管理規程(高速鐵路部分)》的規定,非專業人員(包括所攜帶的物件)離牽引帶電設備的距離不得小於2米。不同類型的站臺,對警戒線的範圍有不同的標準,正是爲了確保乘客只要在警戒線外,就沒有進入危險區內的可能[2]。

黃色的警戒線由全瓷盲道磚鋪設而成,用突出的顏色和觸感來警示乘客 / 圖蟲創意

一般而言,在區間和中間站,接觸線距鋼軌頂面的高度不超過6.5m;列車通過速度不超過80 km/h時,站臺安全標線與站臺邊緣距離爲1m[2]。

以最大車寬爲3.36 m的列車CRH380A爲例,採用極限標準數據可推算出,觸電在數學上來說是個僞命題[6]。只要人和傘在垂直方向上一直處於安全線以外,絕大多數情況下就不可能觸電。

直角三角形斜邊長於任意直角邊長,安全線外的人與接觸網一定大於2米 / 答案如下

空氣的標準電阻率是在乾燥的條件下測量的,到了雨雪天氣就得另當別論。

和常識相反,溼度的增高能一定程度上增加空氣的擊穿電壓強度,抑制放電過程[7]。但別高興得太早,真正容易讓高壓電“破大防”的,是漫天的風雨。

含有雜質的雨夾雪飛流直下,就算是絕緣的材料,髒髒的表面沾上粘雪或受潮後,也會形成具備導電條件的薄膜[8]。而本身就是金屬材質的傘尖、傘柄或傘骨,導電能力更不必多說。

何況,平地上支棱起的一人一傘,簡直是高壓電眼中的“顯眼包”。倘若雨大連成線,就差直接讓你的傘和接觸網“牽手成功”了。

截至目前,國內並未有新聞報道過高鐵打傘觸電的案例,畢竟要滿足以上所有條件,偶然性太大。但溫度、溼度、降雨量和雨水的導電性能都不可控,還是小心爲妙。

避雷針等尖銳物體,邊緣的電荷密度高、電場高度集中,更容易觸電[9] / 圖蟲創意

當然,這都只是極小概率事件。真正危險的,是高鐵行駛帶來的高速流動的空氣——列車風[10]。

在一定的距離範圍內,列車風的移動速度甚至與列車速度相當[10]。一列250km/h的高鐵,在靠近列車車廂兩邊掀起的風速高達26m/s[11]。這個風速已達10級,能把樹連根拔起,掀起9米高的海浪[12]。

當你迎風打傘,垂直流體的速度幾乎全部作用於傘面,你就會像揚帆起航的小船一般被風拽着走,乃至根本無力握傘。有研究對9名女性進行了不同風速下雨傘握力試驗,在風力爲7級時,3名平均身高1.62m,體重60kg的女性參與者無法握住雨傘[13]。

傘骨常採用金屬材質,剛度、硬度較強,但也抵不過暴風的肆虐 / Unsplash

而雨傘一旦落入軌道,就大事不妙了。

高鐵運行速度較高,很難及時制動,突然落入軌道的異物會嚴重危及行車安全[14]。美國紐約曾發生過雨傘掉落鐵軌撞壞服務器事件,列車員雖及時發現,但也導致5趟列車停運3小時,高架線交通中斷,數千名乘客被困[15]。

除了雨傘,巨大的空氣動力還可能吹動你的行李和其他物品。

1972-2005年,英國就發生了24起列車風相關事故,失穩的除了候車乘客,還有站臺上帶輪子的物件如嬰兒車、輪椅、手推車等[16]。一陣風吹過,別到時候你家還沒回成,過年給爸媽帶的禮物就已散夥。

目前我國主要靠人工巡檢清除軌道上的積雪和掉入軌道的異物 / 圖蟲創意

爲了乘客的安全,鐵路局出臺的規定十分嚴格。

據《鐵路技術管理規程(高速鐵路部分)》,列車通過站臺的最高速度不得超過250km/h。同時,根據列車通過速度,需要設立距站臺邊緣不同距離的安全線;當速度大於200km/h時,還會添置屏蔽門等防護設施[2]。

不過,誰也無法保證風雪交加之中意外一定不會發生,留個心眼總不會錯。

好不容易纔搶到一張票,可別因爲一把傘耽誤了回家的旅途。

參考文獻

[1]楊國偉,魏宇傑,趙桂林,劉玉標,曾曉輝,邢雲林... 周信.(2015).高速列車的關鍵力學問題.力學進展(00),217-460.

[2]中華人民共和國交通運輸部,(2014).鐵路技術管理規程(高速鐵路部分).

[3]全國電工術語標準化技術委員會(2009). GB/T 2900.50-2008.中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局;中國國家標準化管理委員會.

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[5]Dario Innocenti, Francesco Simonit, Lorenzo Desinan.(2024).Burning temperature and bone modification: The cremation dynamics. Legal Medicine, 67: 102376.

[6]郭子健,劉堂紅 & 周蕾.(2023).不同站臺配置的列車風特性差異研究. 中南大學學報(自然科學版)(05),2039-2048.

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[8]關志成. (2006). 絕緣子及輸變電設備外絕緣. 清華大學出版社有限公司.

[9]李祥超, 焦雪, 蔡露進, & 徐曉培. (2020). 風機葉片電暈觸發閾值的影響因素分析. 中國安全科學學報, 30(12), 70.

[10]T. Johnson, S. Dalley, J. (2004). Temple Recent Studies of Train Slipstreams. The Aerodynamics of Heavy Vehicles: Trucks, Buses, and Trains. pp:415-430.

[11]吳明眼.(2018).伯努利方程原理及其應用.信息記錄材料(09),115-117.

[12]中國氣象局上海臺風研究所.(2023). 擴展的蒲福風力等級表.

[13]Lottie F.M. Kuijt-Evers, Reinier Könemann, M. Susan Hallbeck. (2013).Effect of canopy shape on physical load when holding an umbrella. Applied Ergonomics.44:142-150.

[14]李鵬.(2017).高速鐵路異物侵限監測範圍對列控系統處理影響研究.鐵路計算機應用(02),18-21.

[15]New York Post.(2015).Dropped umbrella leaves No. 7 subway line shut down for hours.

[16]Dominic Flynn n, Hassan Hemida, David Soper, Chris Baker.(2014).Detached-eddy simulation of the slipstream of an operational freight train. Journal of Wind Engineeringand Industrial Aerodynamics.132:1-12.