vom Sonntag den 4. Dezember 2005

Transkript

1 Unfalluntersuchungsstelle Bahnen und Schiffe UUS Service d enquête sur les accidents des transports publics SEA Servizio d inchiesta sugli infortuni die trasporti pubblici SII Erwin Drabek Reg. Nr.: Schlussbericht der Unfalluntersuchungsstelle Bahnen und Schiffe über dem Brand der SBB-Lokomotive Re vom Sonntag den 4. Dezember 2005 in Liestal Erwin Drabek Monbijoustrasse 51A 3003 Bern Mobile Fax edrabek@bluewin.ch

2 Dieser Bericht wurde ausschliesslich zum Zweck der Verhütung von Unfällen beim Betrieb von Eisenbahnen, Seilbahnen und Schiffen erstellt. Die rechtliche Würdigung der Umstände und Ursachen von Unfällen ist nicht Gegenstand der vorliegenden Untersuchung gemäss Art. 25 der Verordnung über die Meldung und Untersuchung von Unfällen und schweren Vorfällen beim Betrieb öffentlicher Verkehrsmittel (VUU, SR ). 0 ALLGEMEINES 0.1 Kurzdarstellung Am Sonntag den 4. Dezember 2005 um 09:35 Uhr ist der Zug 1067 Basel Interlaken- Ost, ein EW IV-Pendelzug mit der Re Lok am Zugschluss, wegen einer schweren Lokomotivstörung in Liestal stehen geblieben. Nach dem Halt stellte der Lokführer eine starke Rauchentwicklung aus dem Lokomotivdach fest. Die Feuerwehr wurde alarmiert und löschte den Brand. Bei diesem Ereignis wurde niemand verletzt. Bahnhof 0.2 Untersuchung Die Unfalluntersuchungsstelle wurde durch die Meldestelle (REGA) am 4. Dezember um 10:00 Uhr per Pager alarmiert. Nach Rücksprache mit der SBB BLZ Luzern wurde auf eine Untersuchung vor Ort verzichtet. Die teilweise ausgebrannte Re wurde am 6. Dezember in das Industriewerk Yverdon überführt. Am gleichen Tag beauftragte die UUS den Wissenschaftlichen Dienst der Stadtpolizei Zürich (WD) den Brandfall zu untersuchen. Am 7. Dezember wurde die Re im Industriewerk Yverdon durch den WD und den Berichterstatter unter Mithilfe der SBB (P-OP-FLM) untersucht. Der Untersuchungsbericht der UUS fasst die Ergebnisse der durchgeführten Untersuchung zusammen (Art. 25 der VUU). 2/10

3 1 FESTGESTELLTE TATSACHEN 1.1 Vorgeschichte Der Einheitswagen IV-Pendel gebildet aus einem Steuerwagen Bt4 vorne in Fahrtrichtung Basel Bern, 4 B4 EW IV (NBS), 2 A4 EW IV (NBS), einem AS und der Lokomotive Re leistete am 4. Dezember 2005 zuerst den Zug 856 Brig (ab 06:18) Basel (an 08:59). Diese Fahrt verlief störungsfrei. Die unveränderte Komposition bildete dann den Zug 1067 Basel (ab 09:27) Interlaken-Ost. 1.2 Verlauf der Fahrt Die Fahrt des Zuges 1067 von Basel bis zur Einfahrt in den Bahnhof Liestal verlief normal. Bei der Einfahrt in Liestal löste der Hauptschalter der am Schluss des Zuges eingereihten Lokomotive aus. Der Lokführer fuhr stromlos in Liestal ein und konnte noch den Zug am normalen Halteort anhalten. Aus dem Diagnose-Bildschirm des Steuerwagens konnte er entnehmen, dass ein grösseres Problem auf der Lokomotive war. Per Funk informierte er der Zugführer und die Fernsteuerung in Basel und ging dann zurück zur Lok. Auf dem Weg zur Lok stellte er aus dem Dach austretenden Rauch fest. Nach Rücksprache mit dem Fernsteuerung Basel wurde die Feuerwehr aufgeboten. Der Lf holte im Führerraum der Lokomotive den Feuerlöscher. Er konnte wegen dickem, beissendem, schwarzem Rauch nicht in den Maschinenraum vorstossen. Die Feuerwehr saugte zuerst den Rauch im Maschinenraum ab und stellte dann am Hilfsbetriebblock-Schrank (HBB 1-Schrank) den Brandherd fest. Der Lf sicherte noch die Lokomotivedaten im Zentralgerät. Inzwischen organisierte der Zugführer die Weiterfahrt für die Reisenden. 1.3 Personenschäden Bei diesem Ereignis wurde niemand verletzt. 1.4 Sachschäden am Rollmaterial und an der Infrastruktur des Bahnunternehmens Der Brand hat grössere Sachschäden im Maschinenraum der Lokomotive verursacht. Der Hilfsbetriebblock HBB1, wo der Brandherd lag (Pkt.1.13), wurde am stärksten beschädigt. Durch die Brandhitze sind in der Umgebung des Hilfsbetriebblocks Kunststoffteile (Beleuchtungsabdeckung, Silicagel-Patrone, etc.) abgeschmolzen. Im weiteren wurde der ganze Maschinenraum durch die Rauchentwicklung und die Löschungsmittel stark verschmutzt. Die Reparaturkosten dieser Lokomotive betrugen CHF An der Bahninfrastruktur entstanden keine Sachschäden. 1.5 Sachschäden Dritter Bei diesem Ereignis sind keine Sachschaden Dritter bekannt. 1.6 Beteiligte Person Lokführer SBB-P Kat D 3/10

4 1.7 Schienenfahrzeuge Eigentümer: SBB-P Zugskomposition: Bt B B B B A A AS Triebfahrzeug: Re am Zugsschluss. Zugsgewicht: 394 t Bremsgewicht: 532 t Zugreihe: R 135 % Ausgeschaltete Bremsapparate: keine 1.8 Strassenfahrzeuge Keine 1.9 Wetter, Schienenzustand Tag. Normale Sicht. Schienen trocken 1.10 Bahnsicherungssysteme Der Bahnhof Liestal ist mit einem elektronischen Stellwerk Siemis-C mit gesicherten Rangierfahrstrassen und Zwergsignalen ausgerüstet Der Steuerwagen Bt ist mit der elektronischen Sicherheitssteuerung TELOC 2200 und mit dem ETCS ausgerüstet. Die Bahnsicherungssysteme haben normal funktioniert. Sie sind für den Verlauf des Ereignisses nicht relevant Zug- und Rangierfunk Der Steuerwagen ist mit dem Zugfunk 90 (ZFK 90) ausgerüstet. Die Funkgespräche werden nicht aufgezeichnet. Die Funkgespräche sind für den Verlauf des Ereignisses nicht relevant Fahrdatenschreiber Der Steuerwagen Bt ist mit einer elektronischen Geschwindigkeitsmessanlage "Hasler TELOC 2200" und mit der Juridical Recorder Unit (ETCS, TELOC 1550) ausgerüstet. Das Ereignis ist die Folge einer schweren Triebfahrzeugstörung. Der Lokführer konnte 4/10

5 mit der Restgeschwindigkeit des Zuges die Komposition noch bis zum normalen Halteort fahren. Die Geschwindigkeit des Zuges ist für den Ablauf dieses Ereignis nicht relevant. Die Fahrdaten wurden durch die UUS nicht ausgewertet Untersuchung der Lokomotive Re Die Lokomotive wurde am 7. Dezember 2005 im Industriewerke Yverdon durch den wissenschaftlichen Dienst der Stadtpolizei Zürich (WD) und der UUS unter Mithilfe der SBB (P-OP-FLM) untersucht. Zuerst wurde von den Zustanddaten der Lok Kenntnis genommen (siehe Pkt ), dann die elektrischen Schemas und die Diagnose-Datensätze analysiert (siehe ). Am Schluss hat der WD die Lokomotive detailliert untersucht (siehe Pkt ). Aus dem Schadenbild des Hilfsbetriebblocks HBB1 kam eindeutig hervor, dass der Brandherd beim ABB-Schütz 866.1/1 für die Führerstandheizung des Führerraums 1 war. Die abgebrannten Kontakte des Schützes erlaubten die Hypothese, dass der Brand durch eine Überhitzung dieser zu stark abgenützten Kontakte gezündet wurde. WD- interne Untersuchungen haben diese Hypothese bestätigt (siehe Pkt ) Hilfsbetriebblock HBB1 Brandherdzone Bild 1, Maschinenraum 1.14 Medizinische Feststellungen In Bezug auf medizinische Beschwerden der am Unfall beteiligten Personen ist nichts bekannt. 5/10

6 1.15 Feuer Die Störung an der Re hat im Maschinenraum einen Brand ausgelöst. Die Feuerwehr der Stadt Liestal hat den Brand vor Ort gelöscht Umwelt Der Brand ist im Maschinenraum der Lokomotive begrenzt geblieben. Im Bezug auf Umweltschädigung am Ereignisstandort ist nichts bekannt Besondere Untersuchungen Zustanddaten und letzten Reparaturen an der Re Inbetriebnahme: Instandhaltungsarbeiten in den Industriewerken Yverdon: Letzte Revision: , R1, 2'740'194 km Km-Stand am : 3'205'876 km Letzte Reparatur in Yv: S2 (Entgleisung wegen Erdrutsch bei Spiez) Instandhaltungsarbeiten in den Service anlagen: Letzter Betriebsunterhalt: in Basel Ausgang der IW nach Reparatur der Brandschäden: Stillstandstagen für die Reparatur: 308 Tage Analyse der Diagnose-Datensätze Aus den Diagnose Datensätzen geht hervor, dass die schwere Störung der Lok beim Hilfsbetriebblock HBB1 entstanden ist. Bei der Brandauslösung wurden die nachstehenden Meldungen generiert: Datum Uhrzeit Signalbeschreibung Unetz V/n :35:07 HBB2:0004-CMC Pos 62.1/1 offen :35:46 FLG1:0007-Lebenz. vom HBB1 fehlt :35:47 FLG1:0048-Entpannungstaste betätigt :35:47 FLG1:0070-Taktsperre DG :35:47 FLG2:0007-Lebenz. Vom HBB1 fehlt :35:48 FLG1:0057-HBB1 ausser Betrieb :35:49 FLG2:0070-Taktsperre DG Das CMC 62.1/1 speist die Ölpumpe 1 des Haupttransformators. "Lebenszeichen vom HBB1 fehlt" bedeutet, dass die Speisung oder die Lichtwellenleiterverbindung der entsprechenden Busstation unterbrochen ist. Die Verschmelzung der LWL könnte deren Ursache sein Untersuchung durch den wissenschaftlichen Dienst der Stadtpolizei Zürich Die Untersuchungen des WD sind im Bericht w vom detailliert beschrieben. die wichtigsten Erkenntnisse sind nachstehend zusammengefasst. (Auszüge aus dem WD- Bericht w ) 6/10

7 Untersuchung in den Industriewerke Yverdon am 7. Dezember 2005 Im Maschinenraum der Lokomotive konnte ein einzelner klarer Brandherd im unteren Drittel des Elektroschrankes HBB1 (Hilfsbetriebblock 1) lokalisiert werden (Bild 1) Die Brandspurenbilder waren klar vom unteren Zentrum her nach oben annehmend, resp. Bezüglich Brandhitze und -schäden abnehmend. Der unterste Punkt der V-förmigen Brandschäden lag beim ganz links angeordneten Schütz, ABB-Schütz 866.1/1, Typ TBC mit Löschglied für die Schaltung der Heizung des Führerstandes I. Dieses Schütz schaltet 4,5 kw Heizleistung (rein Ohm'sche Last, 3 x 1,5 kw parallel geschaltet) an 220 Volt und 16 ⅔ Hz mit einer Steuerspannung von 36 VDC (Bild 2 und 3) Schütz 866.1/1 Bild 2 Bild 3 Die genauere Überprüfung aller weiteren Elemente ergab, dass alle ausser das genannte Schütz 866.1/1 aufgrund der Brandspurenbilder und lokalen Beschädigungen bezüglich Brandentstehung ausgeschlossen werden konnten. Untersuchungen des Schützes im technischen Dienst des WD Das betroffene Schütz 866.1/1, Typ TBC war noch in Einzelteilen vorhanden. Der Kunststoff war weggebrannt. Weil die Anschlussdrähte jedoch noch nicht geschmolzen waren, konnten die einzelnen Drähte und Kontakte im Schütz zugeordnet werden. Bild 4 7/10

8 Es konnte festgestellt werden, dass alle drei Kontakte des Schützes massive Abbrandspuren von elektrischem Lichtbogen aufwiesen. Offenbar war ein schlechter Kontakt bei den Kontaktstellen vorhanden, es gab örtlich aufgrund des geringen Querschnittes eine Überhitzung der Kontakte (sog. "kleben bleiben" des Schützes), diese Kontaktstellen schmolzen und es bildeten sich elektrische Lichtbogen an den Kontaktstellen, die das Metall weiter wegschmelzen liessen. Auslegung des Schützes TBC Das Schütz ist für einen maximalen Laststrom von 30 A ausgelegt. In Realität fliesst für 1500 W pro Heizkörper bei 220V einen Strom von 6,8 A. (Total 20,4 A für die 3 parallel geschalteten Heizkörper). Gemäss den technischen Angaben des Lieferants (ABB) ergibt diese Belastung eine Lebensdauer der Kontakte von 600'000 Schaltzyklen. Werden 30 Zyklen pro Stunde bei 20 Stunden pro Tag Betrieb während 7 Monaten pro Jahr ausgeübt, werden 600'000 Schaltungen als elektrische Lebensdauer nach 4,7 Jahren erreicht. Schlussfolgerungen Es konnte spurenkundlich festgestellt werden, dass das Schütz 866.1/1, Typ TBC der Lok Re , aufgrund der vielen Schaltungen am Ende der elektrischen Lebensdauer war (zu stark abgenützte Kontaktstellen). Die dadurch mangelhaften Kontakte überhitzten sich, schmolzen und es bildeten sich an den Kontaktstellen Lichtbogen. Diese innere Überhitzung und die elektrischen Lichtbogen im Schütz zündeten die Kunststoffteile des Schützes und der umliegenden Kabel etc., worauf sich der Brand von dort gegen oben ausbreitete Untersuchungen durch die SBB Nach diesem Ereignis hat die SBB folgende Untersuchungen vorgenommen: Schaltzyklen des Schützes Eine Registrierung der Schaltzyklen des Schützes hat ergeben, dass im besetzten Führerraum der Schütz durchschnittlich alle 3,6 Minuten und im nicht besetzten Führerraum alle 12 Minuten schaltet. Wenn die Lok nicht bedient ist (Fernsteuerung), schaltet das Schütz erst wenn die Führerraumtemperatur unter 12 Grad Celsius liegt. Infrarotmessungen Die Temperatur der Kontakte der Schütze 866.1/1 und 866.1/2 der Lokomotiven , 046, 047, 060, 090, 091, 117 wurden am anhand einer Infrarotkamera überprüft. Es wurde keine abnormale Temperatur gemessen. Abnützungszustand der Schütze auf andere Lokomotiven An 7 Lokomotiven wurde der ohm'schen Übergangswiderstand der Leistungskontakte der Schütze 866.1/1 und 866.1/2 gemessen. Mit einem oms'chen Wert von max 25 mω können die Kontakte als funktionsfähig betrachtet werden. Analyse durch den Hersteller Die Schütze der Re , 085 und 104 wurden dem Hersteller zur Analyse zugesandt. Es zeigte sich, dass die Kontakte schon 90 % abgenutzt waren. 8/10

9 1.18 Verschiedenes Auswahl des Schützes TBC Der Schütz Heizung Führerraum Pos war ursprünglich (bei der Inbetriebnahme der Lokomotive) zu schwach dimensioniert und wurde als Garantiefall durch die Lieferindustrie (Adtranz) in den Jahren 1996 und 1997 (Verpendelungsaktion) durch den Schütz Typ TBC ersetzt. Ein Schütz stärkerer Leistung konnte wegen der engen Platzverhältnisse nicht eingebaut werden Einsatz der Schütze TBC unter 16 ⅔ Hz Aus der Beilage 2 des WD- Berichtes (Datenblätter Schütze) ist ersichtlich, dass die elektrische Lebensdauer der Schützes TBC bei einem Nennstrom von 20,4 A, (3 x 6,8 A) 50 Hz, bei ca 1,1 Millionen Schaltungen liegt. Der Schütz war aber unter 16 ⅔ Hz eingesetzt. Die Betriebsart unter 16 ⅔ Hz reduziert das Lebensdauer des Schützes Ersetzung des Schützes TBC Mit dem SBB- Änderungsauftrag wurden alle Schütze /1 und /2 der Re 460- Lokomotiven vorsorglich ersetzt. Die Aktion wurde im März 2007 abgeschlossen. 2 BEURTEILUNG 2.1 Technisches Die Sicherheitseinrichtungen der Schienenfahrzeuge waren technisch in Ordnung. Bei der Auslegung des Hilfsbetriebblocks HBB1 wurden für die Regelung der Führerraumheizung handelsübliche Schütze des Typs TBC gewählt. Die Art und Weise der elektrischen Belastung dessen Kontakte wurde zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Die angenommene Lebensdauer von Jahren war zu optimistisch. Das Schütz Typ TBC ist ein handelsübliches Schütz für 50 Hz Wechselspannung ( Hz gemäss Datenblatt des Herstellers). Bei Anwendung unter 16 ⅔ Hz ist damit zu rechnen, dass die Angaben des Herstellers über dessen elektrischen Lebensdauer zu reduzieren sind. 2.2 Betriebliches Der Zug 1067 konnte in Liestal nicht weiterfahren. Die Reisenden mussten in Liestal auf einem nachfolgenden Zug in Richtung Olten weiterfahren. Der Einsatz der Feuerwehr war zweckmässig und half dabei, die Lokschäden in einem begrenzten Umfang zu halten. Der Lokführer hat rasch und richtig reagiert und gehandelt. 9/10

10 3 SCHLUSSFOLGERUNGEN 3.1 Befunde Der Brandherd lag beim Schütz Pos /1 der Führerraumheizung I. 3.2 Ursachen Aufgrund der vielen Schaltungen war das Führerraumheizungsschütz Pos /1 Typ TBC am Ende der elektrischen Lebensdauer (zu stark abgenützte Kontaktstellen). Die dadurch mangelhaften Kontakte überhitzten sich, schmolzen und es bildeten sich an den Kontaktstellen elektrische Lichtbogen. Diese innere Überhitzung und Lichtbogen im Schütz zündeten die Kunststoffteile des Schützes und die umliegenden Kabel, etc., worauf sich der Brand von dort gegen oben ausbreitete. 4 SICHERHEITSEMPFEHLUNGEN Bei Anwendung von handelsüblichen Schützen für 50 Hz Wechselspannung unter 16 ⅔ Hz ist der Abnützungszustand der Kontakte durch Stichprobe regelmässig zu kontrollieren und die Schütze sind vor Ablauf der technischen Lebensdauer zu ersetzen. Bei den Schützen des Typs TBC wie im vorliegenden Fall eingesetzt ist die Kontrolle der Lastkontakte ohne Zerstörung des Schützen nicht möglich. Bei solchen Schützen empfehlen wir folgendes Vorgehen: Bei etwa 80% der gerechneten Lebensdauer des Schützen soll eine Musterzusammenstellung von ca. 10 Schützen auf Zustand der Kontakte analisieren werden. Anhand der Resultate ist der Zeitpunkt des systematischen Auswechselns der Schützen festzulegen. Die Untersuchung wurde vom nebenamtlichen Untersuchungsleiter, Erwin Drabek, geführt. Bern, 21. Juni 2007 Unfalluntersuchungsstelle Bahnen und Schiffe Erwin Drabek Nebenamtlicher Untersuchungsleiter Bilder: 1 bis 4 : WD 10/10