schlussbericht der schweizerischen

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Schweizerische Sicherheitsuntersuchungsstelle SUST Service suisse d’enquête de sécurité SESE Servizio d’inchiesta svizzero sulla sicurezza SISI Swiss Transportation Safety Investigation Board STSB CH-3003 Bern Tel. + 41 58 462 54 30 [email protected] www.sust.admin.ch Schlussbericht der Schweizerischen Sicherheitsuntersuchungsstelle SUST über die Explosion im Triebwagen des Personenzuges Nr. 538 vom 8. März 2016 in Fiesch (VS) Reg.-Nr.: 2016030803

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Page 1: Schlussbericht der Schweizerischen

Schweizerische Sicherheitsuntersuchungsstelle SUST

Service suisse d’enquête de sécurité SESE

Servizio d’inchiesta svizzero sulla sicurezza SISI

Swiss Transportation Safety Investigation Board STSB

CH-3003 Bern Tel. + 41 58 462 54 30 [email protected] www.sust.admin.ch

Schlussbericht

der Schweizerischen

Sicherheitsuntersuchungsstelle SUST

über die Explosion im Triebwagen des Personenzuges Nr. 538

vom 8. März 2016

in Fiesch (VS)

Reg.-Nr.: 2016030803

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Allgemeine Hinweise zu diesem Bericht

Dieser Bericht wurde ausschliesslich zum Zweck der Verhütung von Unfällen und schweren

Vorfällen beim Betrieb von Eisenbahnen, Seilbahnen und Schiffen erstellt. Gemäss Artikel 15

des Eisenbahngesetzes (EBG, SR 742.101) sind Schuld und Haftung nicht Gegenstand der

Untersuchung.

Es ist daher auch nicht Zweck dieses Berichts, Schuld- und Haftungsfragen zu klären.

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Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung ................................................................................................................ 5

Überblick ................................................................................................................................ 5

Untersuchung ........................................................................................................................ 5

Kurzdarstellung ...................................................................................................................... 5

Ursachen ............................................................................................................................... 5

Sicherheitsempfehlung .......................................................................................................... 6

1 Sachverhalt ..................................................................................................................... 7

1.1 Vorgeschichte .......................................................................................................... 7

1.1.1 Ort des Ereignisses ........................................................................................... 7

1.1.2 Vorgeschichte ................................................................................................... 8

1.2 Ablauf des Ereignisses ............................................................................................. 8

1.3 Schäden ................................................................................................................... 8

1.3.1 Personen ........................................................................................................... 8

1.3.2 Infrastruktur ....................................................................................................... 8

1.3.3 Fahrzeuge ......................................................................................................... 9

1.4 Beteiligte und betroffene Personen .......................................................................... 9

1.4.1 Lokführer MGB .................................................................................................. 9

1.5 Beteiligte und betroffene Unternehmen .................................................................. 10

1.5.1 Infrastruktur ..................................................................................................... 10

1.5.2 Transportunternehmung .................................................................................. 10

1.5.3 Fahrzeugeigentümer ....................................................................................... 10

1.6 Infrastruktur ............................................................................................................ 10

1.6.1 Bahnanlage ..................................................................................................... 10

1.7 Fahrzeuge .............................................................................................................. 10

1.7.1 Beschreibung .................................................................................................. 10

1.7.2 Feststellung ..................................................................................................... 11

1.8 Auswertung der Datenaufzeichnung ....................................................................... 12

1.8.1 Fahrdatenschreiber ......................................................................................... 12

1.9 Besondere Untersuchungen ................................................................................... 12

1.9.1 Transformator-Stufenschalter .......................................................................... 12

1.9.2 Überprüfung der Überschalteinrichtung ........................................................... 12

1.9.3 Einstellung der Kardanwelle ............................................................................ 13

1.9.4 Externes Gutachten ......................................................................................... 13

1.10 Vergleichbarer Fall mit Explosion eines Stufenschalters ........................................ 14

2 Analyse ......................................................................................................................... 15

2.1 Technische Aspekte ............................................................................................... 15

2.1.1 Schadenbild am Stufenschalter und Gasbildung ............................................. 15

2.1.2 Gasbildung im Maschinenraum ....................................................................... 15

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2.1.3 Kriterien für die Explosion in Maschinenraum .................................................. 15

3 Schlussfolgerungen ...................................................................................................... 16

3.1 Befunde ................................................................................................................. 16

3.1.1 Technische Aspekte ........................................................................................ 16

3.1.2 Organisatorische Aspekte ............................................................................... 16

3.2 Ursachen................................................................................................................ 16

4 Sicherheitsempfehlungen und -hinweise und seit dem Ereignis getroffene Massnahmen 17

4.1 Sicherheitsempfehlungen ....................................................................................... 17

4.1.1 Überdrucküberwachung Stufenschalter ........................................................... 17

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Zusammenfassung

Überblick

Verkehrsmittel Eisenbahn Beteiligte Unternehmen

Transportunternehmen Aktiengesellschaft Matterhorn Gotthard Bahn (MGB), Brig

Infrastrukturunternehmen Aktiengesellschaft Matterhorn Gotthard Bahn, Brig

Beteiligte Fahrzeuge Triebwagen Deh 4/4 Nr. 52 Eigentümer MGB Ort Fiesch (VS)

Datum und Zeit 8. März 2016, 13:55 Uhr

Untersuchung

Der Unfall ereignete sich am 8. März 2016 um 13:55 Uhr. Die Meldung ist am gleichen Tag um 15:23 Uhr beim Untersuchungsdienst der Schweizerischen Sicherheitsuntersuchungs-stelle (SUST) eingegangen. Die Untersuchung wurde am 9. März 2016 eröffnet.

Für die Untersuchung standen folgende Grundlagen zur Verfügung:

Bestandsaufnahme in der MGB-Werkstatt;

Befragungen der Beteiligten;

Fahrdaten;

Konstruktionspläne, Elektroschemas;

Stufenschalterbeschreibung der Firma BBC;

Ölanalyse durch die Firma ABB Sécheron;

Transformatorinspektion in Genf;

Unterlagen zum Unterhalt;

Untersuchung durch die Ecole des sciences criminelles de l’Université de Lausanne (ESC).

Kurzdarstellung

Am 8. März 2016 gegen 13:55 Uhr explodierte bei der Einfahrt des Zuges 538 der Matterhorn Gotthardbahn (MGB) in die Haltestelle Fiesch-Feriendorf der unter dem Triebwagen Deh 4/4 Nr. 52 eingebaute Stufenschalter. In der Folge ereignete sich eine zweite Explosion im Ge-päck-/Maschinenraum des Triebwagens.

Ursachen

Die Explosion im Maschinenraum des Triebwagens Deh 4/4 Nr. 52 ist auf die Entzündung verdampften Stufenschalterisolieröls aus dem nicht korrekt eingestellten Stufenschalter durch einen Lichtbogen beim Öffnen der Motortrennhüpfer zurückzuführen.

Zum Ereignis haben beigetragen: Die fehlende Drucküberwachung des Stufenschalters.

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Sicherheitsempfehlung

Mit diesem Bericht wird eine Sicherheitsempfehlungen ausgesprochen.

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1 Sachverhalt

1.1 Vorgeschichte

1.1.1 Ort des Ereignisses

Abbildungen 1 und 2: Übersichtskarten zum Ereignisort. Roter Pfeil: Fahrtrichtung des Zuges 538; roter Kreis: Haltestelle Fiesch-Feriendorf. Basiskarten reproduziert mit Bewilli-gung des Bundesamtes für Landestopografie Swisstopo (JA150149).

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1.1.2 Vorgeschichte

Der Triebwagen Deh 4/4 Nr. 52 wurde im Jahr 2015 von der Matterhorn Gotthard Bahn (MGB) einer R31-Revision unterzogen. Der Transformator wurde dabei aus-gebaut und durch die Fa. ABB Sécheron revidiert.

Nach Revisionsabschluss wurden am 7. März 2016 Probefahrten mit dem Trieb-wagen durchgeführt. Der Triebwagen hatte während dieser Probefahrten ca. 50 km problemlos zurückgelegt.

Ab dem 8. März 2016 wurde der Triebwagen im planmässigen Zugsbetrieb einge-setzt. Der in Fahrtrichtung Andermatt eingereihte Triebwagen zog zwei Reisezug-wagen und am Schluss einen Steuerwagen.

Vor dem Ereignis erbrachte die Komposition folgende Tagesleistung:

Zug 510 Brig–Andermatt Zug 618 Andermatt–Göschenen

Zug 625 Göschenen–Andermatt

Zug 624 Andermatt–Göschenen

Zug 631 Göschenen–Andermatt

Zug 537 Andermatt–Visp

Während dieser Fahrten legte der Triebwagen ca. 300 km zurück.

1.2 Ablauf des Ereignisses

Am 8. März 2016, um 13:08 Uhr, fuhr der Regionalzug 538 in Visp ab Richtung Andermatt. Die Fahrt verlief ohne besondere Vorkommnisse bis zur Einfahrt in die Haltestelle Fiesch-Feriendorf. Während des Abschaltens des Fahrstroms gab es eine Explosion im Gepäck-/Maschinenraum und der Hauptschalter des Triebwa-gens wurde ausgeschaltet.

Der Lokführer nahm einen sehr lauten Knall wahr. Beim Blick in den Gepäck-/Ma-schinenraum stellte er weissen Rauch fest und es roch nach verbranntem Öl.

Durch das Ereignis wurde niemand verletzt. Der Triebwagen wurde erheblich be-schädigt.

1.3 Schäden

1.3.1 Personen

Keine

1.3.2 Infrastruktur

Keine

1 R3-Revision: Revision zur Teilerneuerung des Fahrzeuges gemäss allgemeiner Bestimmung der

Ausführungsbestimmungen zur Verordnung für das Eisenbahngesetz (AB-EBV, SR 742.141.11)

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1.3.3 Fahrzeuge

1.3.3.1 Fahrzeugkasten und Gepäck-/Maschinenraum Triebwagen Deh 4/4 Nr. 52

Im Gepäck-/Maschinenraum wurden alle Türen der Apparateschränke durch die Druckwelle der Explosion stark verbogen und einige davon von den Scharnieren weggerissen. Alle Fensterscheiben des Gepäck-/Maschinenraums gingen zu Bruch. Die Seitenwände des Fahrzeugkastens wurden nach aussen gedrückt und verformt. Eine Schiebetür zum Gepäckraum wurde nach aussen verbogen. Die Führerraumtüre und die Decke wurden beschädigt. Die Fenster des hinteren Füh-rerraums wurden herausgedrückt.

Abbildungen 3 und 4: Schäden in Gepäck-/Maschinenraum. Am Boden liegt die Führer-raumtür.

1.3.3.2 Stufenschalter des Triebwagens Deh 4/4 Nr. 52

Der Stufenschalter hat Explosionsschäden. Das Schadenbild am Stufenschalter ist unter Ziffer 1.8.2.2 dargestellt.

1.4 Beteiligte und betroffene Personen

1.4.1 Lokführer MGB

Person Jahrgang 1988

Berechtigung BAV2-Ausweis Kategorie B

2 Bundesamt für Verkehr

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1.5 Beteiligte und betroffene Unternehmen

1.5.1 Infrastruktur

Aktiengesellschaft Matterhorn Gotthard Bahn, Brig

1.5.2 Transportunternehmung

Aktiengesellschaft Matterhorn Gotthard Bahn, Brig

1.5.3 Fahrzeugeigentümer

Aktiengesellschaft Matterhorn Gotthard Bahn, Brig

1.6 Infrastruktur

1.6.1 Bahnanlage

Nicht relevant

1.7 Fahrzeuge

1.7.1 Beschreibung

1.7.1.1 Zug 538

Der Zug bestand aus dem Triebwagen Deh 4/4 Nr. 52, den Reisezugwagen B 4257 und B 4277 sowie dem Steuerwagen ABt 4154.

1.7.1.2 Traktionssystem der Triebwagen Deh 4/4 der MGB

Der Triebwagen Deh 4/4 Nr. 52 wurde im Jahr 1972 in Betrieb genommen.

Die Fahrmotorspannung des Triebwagens der Serie Deh 4/4 der MGB wird mittels eines einpoligen Niederspannungsstufenschalters des Typs NU 28 (Stufenschal-ter) reguliert. Der Stufenschalter (Anlage 1, Abbildung 8, rechts) befindet sich in einem eigenen Gehäuse und ist am Gehäuse des Einphasen-Reguliertransforma-tors (Transformator) angeflanscht.

Der Stufenschalter verfügt über 28 Stufen, die elektrisch an der Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen sind. Die Kontaktsegmente des Stufenschal-ters sind vollständig mit Isolieröl umgeben. Der Transformator mit dem Stufen-schalter ist unter dem Fahrzeugboden eingebaut.

Der Stufenschalter schaltet stromlos von einer Stufe zur anderen (Kommutierung). Dafür übernehmen vier Lastschalter (Anlage 1, Abbildung 8, links) den Strom beim Übergang von einer Stufe zur anderen. Um Einbrüche der Fahrmotorspannung respektive der Zugkraft bei der Kommutierung zu minimieren, ist im Lastschalter-stromkreis eine sogenannte Überschalteinrichtung eingebaut. Die Überschaltein-richtung übernimmt während des Schaltvorgangs den Fahrmotorstrom, damit der Stufenschalter stromlos kommutieren kann. Die Überschalteinrichtung besteht aus vier Thyristorgruppen. Jede Gruppe ist einem der vier Lastschalter zugeordnet.

Der Stufenschalter ist mit einem Überdruckventil ausgerüstet, das bei einem Über-druck von 0.1 Bar anspricht (Abbildung 5). Eine Überdrucküberwachung, die beim Ansprechen eines Überdruckschalters den Hauptschalter auslöst und ein Wieder-einschalten verhindert, ist bei diesem Stufenschalter nicht vorhanden.

Die Fahrmotorlüftung ist im den Maschinenraum eingebaut.

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1.7.1.3 Einstellung von Stufenschalter und Lastschalter

Die mechanische Verbindung zwischen dem Stufenschalter unter dem Fahrzeug-boden und den vier im Maschinenraum eingebauten Lastschaltern erfolgt durch eine lange Kardanwelle mit mehreren Winkelgetrieben (Anlage 1, Abbildung 8). Um die stromlose Kommutierung (das zeitlich richtige Öffnen und Schliessen der Lastschalter) zu gewährleisten, muss die Einstellung der Winkelgetriebe genau er-folgen.

1.7.2 Feststellung

1.7.2.1 Elektroschränke im Maschinenraum

Im Elektroschrank neben den vier Lastschaltern sind unter anderem die vier Mo-tortrennhüpfer eingebaut. Wenn die Zugkraft rasch abgebaut werden muss, öffnen sich die Motortrennhüpfer und unterbrechen somit dem Motorstrom. Bei Öffnung der Motortrennhüpfer unter Last gibt es zwischen dessen Kontakten einen Licht-bogen.

Die Wände und der Boden in diesem Elektroschrank waren mit einer leichten Öl-schicht bedeckt.

1.7.2.2 Stufenschalter und Lastschalter

Das Stufenschaltergehäuse ist vor äusserer Verschmutzung und Witterung durch Abdeckbleche geschützt. Vom Stufenschaltergehäuse gehen Kabelkanäle bis in die Elektroschränke des Maschinenraums. Die Abdeckbleche und die Kabelkanäle waren mit Isolieröl verschmutzt. Die Isolation der elektrischen Kabel war mit Iso-lieröl verschmutzt (Anlage 2, Abbildung 9).

Das Stufenschaltergehäuse ist mit etwa 30 Liter Isolieröl des Typs LyraX gefüllt. Es waren noch ca. 20 Liter Öl im Stufenschaltergehäuse vorhanden. Das Sicher-heitsventil hatte angesprochen. Der Deckel des Überdruckventils lag nicht mehr auf seinem Sitz.

Abbildung 5: Überdruckventil eines in-takten Stufenschalters

Abbildung 6: Überdruckventil des Stufen-schalters Deh 4/4 Nr. 52 nach der Explosion (Sicht von unten)

Der Kontaktarm des Stufenschalters war zwischen den Stufen 5 und 6 blockiert (Anlage 2, Abbildung 9). Die Kontaktsegmente von allen Stufen hatten an beiden Seitenenden starke elektrische Brandspuren (Anlage 2, Abbildung 11). Unten im Gehäuse lag eine grosse Menge von verbrannten Kupferrückständen (Anlage 2, Abbildung 10).

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Die Lastschalter im Elektroschrank waren intakt und wiesen an den elektrischen Kontakten keine abnormalen Brandspuren auf. Infolge des blockierten Stufen-schalters konnte keine Funktionsprüfung der Kommutation zwischen Stufenschal-ter und Lastschalter vorgenommen werden. Weil ein Stirnradsegment im Stufen-schalter teilweise verschmolzen war, konnte die richtige Einstellung der Kardan-welle zwischen den Lastschaltern und dem Stufenschalter nicht überprüft werden.

1.7.2.3 Revision Transformator

Der Transformator wurde im August 2015 durch die Firma ABB Sécheron in Genf revidiert.

Nach der Revision des Transformators wurden die Isolieröle des Transformators und des Stufenschalters jeweils hinsichtlich der physikalisch-chemischen Eigen-schaften untersucht. Die gemessenen Werte entsprachen der Norm IEC 60422 „Mineral insulating oils in electrical equipment - Supervision and maintenance guid-ance“.

1.8 Auswertung der Datenaufzeichnung

1.8.1 Fahrdatenschreiber

1.8.1.1 Fahrdaten Zug 538

Die Triebwagen Deh 4/4 Nr. 52 ist mit einem Geschwindigkeitsmesser Hasler Mo-dell RT 12 mit Registrierfarbscheibe und einem Registrierstreifen ausgerüstet. Der Registrierstreifen wurde der SUST übergeben.

Die Auswertung der Fahrdaten ergibt, dass der Zug 538 kurz vor dem Ereignis mit einer Geschwindigkeit von ca. 43 km/h fuhr.

1.9 Besondere Untersuchungen

1.9.1 Transformator-Stufenschalter

1.9.1.1 Feststellungen bei der Untersuchung des Transformators bei ABB Sécheron

1.9.1.1.1 Transformator

Am Transformator wurde das Isolieröl abgelassen und der Deckel geöffnet. Die Wicklungen waren unbeschädigt. Alle Verbindungen zwischen Trafo und Stufen-schalter waren intakt.

1.9.1.1.2 Ölanalyse Stufenschalter

Eine Ölprobe des Stufenschalters wurde entnommen und im Labor der ABB Sé-cheron analysiert.

Das Isolieröl ist ein gehemmtes Mineralöl vom Typ Nynas Lyra X. Die Analyse der gelösten Gase zeigte unter anderem eine erhöhte Konzentration von Äthylen und Acetylen.

1.9.2 Überprüfung der Überschalteinrichtung

Die Überschalteinrichtung wurde durch die MGB geprüft. Eine Sicherung war ge-schmolzen, was als Folge des Ereignisses zu werten ist. Die Sicherung wurde vor

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der Überprüfung ersetzt. Bei der Überprüfung sind keine Auffälligkeiten aufgetre-ten.

1.9.3 Einstellung der Kardanwelle

Das Handbuch des Erstellers beschreibt, wie die Einstellung der Kardanwelle zwi-schen den Lastschaltern und dem Stufenschalter vorzunehmen ist. Für die Prüfung der richtigen Einstellung der Kardanwelle besteht bei der MGB keine schriftliche Anweisung.

Als Prüfung wird durch den Handantrieb der Kontaktarm des Stufenschalters von der Stufe "0" bis auf die Stufe "28" und dann zurück bis auf Stufe "0" gedreht. Wenn der Handantrieb beim Schalten nicht weiter als Stufe "28" und beim Zurückschal-ten nicht weiter als Stufe "0" gedreht werden kann, wird die Einstellung als korrekt angenommen. Eine elektrische Überprüfung des stromlosen Übergangs von einer Stufe zur anderen ist nicht vorgesehen.

1.9.4 Externes Gutachten

Um den Grund der Explosion im Gepäck-/Maschinenraum zu bestimmen, wurde durch die SUST die Ecole des sciences criminelles de l’Université de Lausanne (ESC) beauftragt.

Am 10. März 2016 besichtigten zwei Spezialisten des ESC den Triebwagen in der Werkstatt der MGB in Brig. Anschliessend wurden verschiedene Versuche und Analysen im Labor der ESC in Lausanne durchgeführt.

1.9.4.1 Verformung der Schränke im Maschinenraum

Um den Explosionsentstehungsort im Gepäck-/Maschinenraum zu bestimmen, wurde die Verformung aller Schranktüren des Maschinenraums erfasst. Die Ein-bauposition der an der Aussenwand des Triebwagens angebrachten Luftgitter für den Maschinenraum wurde mitberücksichtigt. Konstruktionsbedingt verfügt der Elektroschrank mit den Motortrennhüpfern über keine direkten Frischluftansaug-gitter an der Triebwagenwand.

1.9.4.2 Kabelkanäle zwischen Stufenschalter und Maschinenraum

Die Dimension und die Zuführung der Kabelkanäle zwischen dem Stufenschalter im Untergestell des Triebwagens und den Elektroschränken im Maschinenraum wurden erfasst.

1.9.4.3 Volumen des Elektroschranks für die Motortrennhüpfer

Der Elektroschrank für die Motortrennhüpfer hat ein freies Volumen von ca. 2 m³.

1.9.4.4 Ölprobe im Elektroschrank

Im Elektroschrank für die Lastschalter und die Motortrennhüpfer wurde eine Probe des am Boden gefundenen Öls (Anlage 2, Abbildung 10) entnommen und im Labor analysiert.

Die durchgeführten Analysen zeigen, dass in der Probe zwei verschiedene Öltypen vorhanden waren. Ein Öltyp stimmt überein mit dem Öl des Typs Nynas Lyra X des Stufenschalters. Der zweite Öltyp ist ein anderer als derjenige des Isolieröls.

1.9.4.5 Verbrennungslimit von Brennstoff

Um einen Brennstoff in Form vom Dampf oder Gas durch eine Hitzequelle (Licht-bogen oder Flamme) entzünden zu können, muss die Mischung des Brennstoffes

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zwischen einem unteren und einem oberen Limit der Verbrennungsbedingungen liegen.

Produkt Unteres-oberes Verbrennungslimit

Mineralöl 1–10 %

Wasserstoff 4.0–76.0 %

Acetylen 2.5–100 %

Äthylen 2.7–36.0 %

Abbildung 7: Tabelle der Verbrennungslimits

1.9.4.6 Explosionsart

Bei der Explosion im Maschinenraum des Deh 4/4 Nr. 52 handelte es sich um eine atmosphärische Explosion.

1.10 Vergleichbarer Fall mit Explosion eines Stufenschalters

Die Lokomotiven der Baureihe Re 425 der BLS sind mit einem einpoligen Hoch-spannungsstufenschalter BBC Typ NO 32/4 ausgerüstet. Das Funktionsprinzip dieses Stufenschalters ist identisch mit demjenigen des BBC Typs NU 28.

Am 8. August 2016 explodierte in Hohtenn ein Stufenschalter einer Re 425 der BLS. Der gesamte Maschinenraum wurde mit Isolieröl verschmutzt. Anschliessend gab es eine Explosion im Maschinenraum und in der Folge geriet die Lokomotive in Vollbrand.

Die SUST-Untersuchung läuft noch. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass sich in-folge eines Defektes im Stufenschalter eine Explosion im Maschinenraum ereig-nete.

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2 Analyse

2.1 Technische Aspekte

2.1.1 Schadenbild am Stufenschalter und Gasbildung

Der Stufenschalter ist so konzipiert, dass er von einer Stufe zur anderen stromlos schalten sollte. Das Schadenbild aller Kontaktsegmente des Stufenschalters wies eindeutig auf ein Kommutationsproblem hin. Der Stufenschalter hat unter Strom kommutiert. Das Kommutationsproblem kann nur auf eine nicht korrekte Einstel-lung der mechanischen Verbindung zwischen dem Stufenschalter und den Last-schaltern zurückzuführen sein.

Es wurde bei jedem Stufensprung ein Lichtbogen zwischen zwei benachbarten Kontaktsegmenten erzeugt. Dabei verdampfte das Isolieröl und es entstand ein Überdruck im Stufenschaltergehäuse, der ein Abblasen durch das Überdruckventil provozierte.

Es ist nicht möglich, zu bestimmen, wie oft das Überdruckventil des Stufenschal-ters abgeblasen hat und wann es von seinem Sitz auf dem Stufenschalter gerissen wurde. Mit grösster Wahrscheinlichkeit hat das Überdruckventil seit der Wiederin-betriebsetzung des Triebwagens nach der Revision mehrmals angesprochen. Da-bei strömte eine gewisse Ölmenge in Dampfform aus dem Stufenschalter und füllte den geschlossenen Raum um den Stufenschalter sowie die Kabelkanäle zu den Elektroschränken.

Wenn eine Drucküberwachung des Stufenschalters vorhanden wäre, die die Wie-dereinschaltung des Hauptschalters verhindert hätte, wäre nur einmal das Isolier-ölgemisch in Form von Dampf und Gas aus dem Stufenschalter entwichen.

2.1.2 Gasbildung im Maschinenraum

Das Gutachten der ESC zeigt, in welchen Grenzen eine Mischung in Form von Dampf oder Gas (Ziffer 1.9.4.5) explodieren kann.

Obwohl die Kabelkanäle im unteren Bereich des Elektroschranks, in dem sich die Explosion ausgelöst hat, gut abgeschlossen sind, entstand durch das Ansaugen der Fahrmotorlüftung ein Unterdruck im Maschinenraum. Das Isolierölgemisch in Form von Dampf und Gas, das beim mehrfachen Ansprechen des Überdruckven-tils entwich, wurde über die Kabelkanäle in den Maschinenraum geführt. Die ge-fundenen Isolierölrückstände im Elektroschrank für die Motortrennhüpfer bestäti-gen, dass eine gewisse Menge an Isolieröl vom Stufenschalter nach oben in den Maschinenraum gelangte.

2.1.3 Kriterien für die Explosion in Maschinenraum

Um das freie Volumen von 2 m³ des Elektroschranks bis zum unteren Limit der Verbrennungsbedingungen zu füllen, mussten rechnerisch nur 2.8 dl des Stufen-schalterisolieröls verdampfen.

Das ist weniger als 1 % des gesamten Ölvolumens des Stufenschalters. Diese 2.8 dl Öl in Form von Flüssigkeit ergaben in Form von Gas 80 Liter Wasserstoff oder 54 Liter Äthylen oder 50 Liter Acetylen. Somit war mehr als die untere Limite der Verbrennungsbedingungen von 2 % überschritten und die Zündung konnte er-folgen, bevor das obere Limit der Verbrennungsbedingungen erfüllt worden war.

Unter diesen Umständen genügte als Quelle für die Auslösung der Explosion im Elektroschrank ein normal erzeugter Lichtbogen, wie er zum Beispiel bei der Öff-nung der Motortrennhüpfer entstand.

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3 Schlussfolgerungen

3.1 Befunde

3.1.1 Technische Aspekte

Die Brandspuren an allen Kontaktsegmenten des Stufenschalters sind eindeu-tig auf ein Kommutationsproblem zwischen dem Stufenschalter und den Last-schaltern zurückzuführen.

Der Stufenschalter kommutierte unter Strom und produzierte Lichtbögen. Das Isolieröl im Stufenschalter verdampfte, was zu einem Druckanstieg bis zum Ansprechen des Überdruckventils führte.

Eine Überdrucküberwachung, die beim Ansprechen eines Überdruckschalters den Hauptschalter auslöst und ein Wiedereinschalten verhindert, ist bei die-sem Stufenschalter nicht vorhanden.

Mit der Zeit verbreitete sich das aus dem Stufenschalter entströmende Gas durch die Kabelkanäle in den Maschinenraum, bis die Kriterien für eine atmo-sphärische Explosion erfüllt waren.

Die erzeugten Lichtbögen beim Öffnen der Motortrennhüpfer bei der Einfahrt in die Haltestelle Fiesch-Feriendorf haben das Gasgemisch in Maschinenraum entzündet.

Die durch die Explosion erzeugte Druckwelle hat grosse Beschädigungen am Triebwagen verursacht.

Das Kommutationsproblem kann nur auf eine nicht korrekte Einstellung der mechanischen Verbindung zwischen dem Stufenschalter und den Lastschal-tern zurückzuführen sein.

Nach der Revision hat der Triebwagen nur etwa 350 km bis zum Ereignis zu-rückgelegt.

Die ersten Ergebnisse der Untersuchung über die Explosion in den Maschi-nenraum einer BLS-Lokomotive Re 425 am 8. August 2016 in Hohtenn zeigen, dass sich infolge eines Defektes im Stufenschalter eine Explosion im Maschi-nenraum ereignete.

3.1.2 Organisatorische Aspekte

Für die Prüfung der richtigen Einstellung der mechanische Verbindung zwischen dem Stufenschalter und den Lastschaltern existiert keine schriftliche Anweisung.

3.2 Ursachen

Die Explosion im Maschinenraum des Triebwagens Deh 4/4 Nr. 52 ist auf die Ent-zündung verdampften Stufenschalterisolieröls aus dem nicht korrekt eingestellten Stufenschalter durch einen Lichtbogen beim Öffnen der Motortrennhüpfer zurück-zuführen.

Zum Ereignis haben beigetragen:

Die fehlende Drucküberwachung des Stufenschalters.

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4 Sicherheitsempfehlungen und -hinweise und seit dem Ereig-nis getroffene Massnahmen

4.1 Sicherheitsempfehlungen

Die schweizerische Gesetzgebung sieht in der Verordnung über die Sicherheits-untersuchung von Zwischenfällen im Verkehrswesen (VSZV) bezüglich Sicher-heitsempfehlungen folgende Regelung vor:

„Art. 48 Sicherheitsempfehlungen

1 Die SUST richtet die Sicherheitsempfehlungen an das zuständige Bundesamt und setzt das zuständige Departement über die Empfehlungen in Kenntnis. Bei dringlichen Sicherheitsproblemen informiert sie umgehend das zuständige De-partement. Sie kann zu den Umsetzungsberichten des Bundesamts zuhanden des zuständigen Departements Stellung nehmen.

2 Die Bundesämter unterrichten die SUST und das zuständige Departement pe-riodisch über die Umsetzung der Empfehlungen oder über die Gründe, weshalb sie auf Massnahmen verzichten.

3 Das zuständige Departement kann Aufträge zur Umsetzung von Empfehlungen an das zuständige Bundesamt richten.“

Gleichwohl sind jede Stelle, jeder Betrieb und jede Einzelperson eingeladen, im Sinne der ausgesprochenen Sicherheitsempfehlungen eine Verbesserung der Sicherheit im öffentlichen Verkehr anzustreben.

Die SUST veröffentlicht die Antworten des zuständigen Bundesamtes unter www.sust.admin.ch und erlaubt so einen Überblick über den aktuellen Stand der Umsetzung der entsprechenden Sicherheitsempfehlung.

4.1.1 Überdrucküberwachung Stufenschalter

4.1.1.1 Sicherheitsdefizit

Am 8. März 2016 explodierte bei der Einfahrt des Zuges 538 der Matterhorn Gott-hardbahn (MGB) in die Haltestelle Fiesch-Feriendorf der unter dem Triebwagen Deh 4/4, Nr. 52 eingebaute Stufenschalter. In der Folge fand eine zweite Explosion im Maschinenraum des Triebwagens statt.

Die Explosion ist auf die Entzündung verdampften Stufenschalterisolieröls aus dem nicht korrekt eingestellten Stufenschalter durch einen Lichtbogen beim Öffnen der Motortrennhüpfer zurückzuführen.

Da ein Kommutationsproblem zwischen Lastschalter und Stufenschalter oder ein technischer Defekt im Stufenschalter nicht ausgeschlossen werden kann, ist bei einer Fehlfunktion des Stufenschalters sicherzustellen, dass der Hauptschalter so-fort ausgelöst wird und nicht mehr eingeschaltet werden kann. Die fehlende Druck-überwachung im Stufenschalter stellt ein klares Sicherheitsdefizit dar.

4.1.1.2 Sicherheitsempfehlung Nr. 118

Das BAV sollte dafür sorgen, dass Triebfahrzeuge mit BBC-Nieder- oder -Hoch-spannungsstufenschalter mit einer Drucküberwachung des Stufenschalters aus-gerüstet sind.

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Schlussbericht Reg.-Nr.: 2016030803

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Dieser Schlussbericht wurde von der Kommission der Schweizerischen Sicherheitsuntersu-chungsstelle (SUST) genehmigt (Art. 10 Bst. h der Verordnung über die Sicherheitsuntersu-chung von Zwischenfällen im Verkehrswesen vom 17. Dezember 2014).

Bern, 3. Mai 2017 Schweizerische Sicherheitsuntersuchungsstelle

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Schlussbericht Reg.-Nr.: 2016030803

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Anlage 1

Einpoliger Niederspannungsstufenschalter NU 28

Stufenschalter, Kardanwelle und Lastschalter

Abbildung 8: BBC-Stufenschalter (Quelle: Unterlagen MGB)

Lastschalter

Stufenschalter

Kardanwelle

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Anlage 2

Übersicht vom Stufenschalter unter dem Triebwagen

Abbildung 9: Stufenschalter ohne Abdeckbleche.

Abbildung 10: Stufenschalter geöffnet, Kontaktarm zwischen den Stufen 5 und 6 blockiert und mit ver-brannten Kupferrückständen im unteren Teil des Stufenschaltergehäuses.

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Abbildung 11: Brandspuren auf den Kontaktsegmenten

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Anlage 3

Abbildung 12: Typenzeichnung des Fahrzeuges mit Verformungen

Rote Pfeile: Verformung infolge der Explosion. Blaue Pfeile: Kabelkanäle im Untergestell des Triebwagens zwischen Stufenschalter

und Elektroschränken. Grüne Pfeile: Kabelkanäle im Dachbereich zwischen den verschiedenen Elektro-

schränken.

Ölspuren im Elektroschrank

Wähler

Elektroschrank mit den

Lastschaltern und Trennhüpfern