作者：Kenneth Russell，剑桥麻省理工学院名誉教授 剑桥硕士 -- 设计创新 2006-09-04

 

每当看探索频道（Discovery Channel），尤其是看齐伯林号飞艇（HINDENBURG）这部灾难影片时，我总会想起由于不小心的动作从而导致氢爆炸时所爆发的能量。几年前，有人雇我调查一起蓄电池爆炸事件，当一位工业维修技工给一块从柴油叉车中取出的蓄电池充电时，发生爆炸，爆炸的闪光和酸性物质灼伤了这位工人。
　　事发现场
　　我的当事人是一家贸易公司的代表，这家公司主要进口叉式升降机（这是汽车界的习惯说法，是对叉车的另一种表述），这些叉式升降机的发动机用汽车上使用的那种蓄电池来启动。我的调查从回顾一系列爆炸电池、充电器以及普通车间环境的照片开始。从照片上可以看出电池爆裂得很彻底。之后，我收到了一份原告专家提供的报告，报告中该专家在没有检查电池的情况下认为爆炸产生的原因是电池内部连结出错而导致产生电弧，从而引发氢爆炸。
　　我的当事人希望该案件早点判决，因此让我加快速度检查发生爆炸的电池。为了考虑所有可能导致产生电火花和火苗的原因，我要求在调查中可以使用原告当时使用的充电器。原告声称在爆炸的时候他没有抽烟，因此，我可以马上排除点火源不是点燃的香烟或者火柴。
　　调查
　　如果一块铅酸电池的放电和充电能够达到理想的电化学效率，那么就不会放出氢气或氧气，只是静静的转换极板的材料，这些材料一种是铅，另一种是氧化铅，当电池在放电、硫酸的电解液变成水的过程中，以上两种材料都产生硫酸铅；充电的过程和上述过程是相反的。
　　百分之百的效率，近乎理想，只是我们希望达到的。每当过度或快速的充放电时，铅板的寿命和状态、过高的温度以及其他原因都可能导致铅酸电池中放出氢气和氧气。
　　既然这样，毫无疑问的是由于内部的爆炸导致电池盒的分解、碎片飞射并且酸溅到了原告身上。我提出了一个检查电池和充电器的方案，得到了所有成员的同意。在一个器材库中，我建立了一个试验室。在进行充电测试之前，我使用一个电阻电路对样本电池进行放电。并利用那段时间对爆炸的电池进行了仔细的外观检查（用放大镜等）以及内部阻抗、连接线的测试。结果证明电池没有任何破裂的迹象，并且在连接器相反的两极上没有任何一点可能短路造成电火花。
　　我将样本电池放入充电器中充电，并记录充电电流、电压以及器件温度。整个充电过程中没有异常操作或是电火花。静态测试证明充电器充电工作正常。原告说，他拔下120V交流充电器插头时，他离爆炸的电池超过3米，在他从弹簧夹上取下电池以前不太可能产生电火花。他接着说，就是在他从弹簧夹上取出电池时，电池发生了爆炸。这说明充电器上存储了一些能量，这些能量可能导致产生电火花。对充电器重新进行示意图以及直观的检查，结果证实充电器中没有储能元件（电容器或电感器）可能产生电弧，但是我还需要进行测试来证明这一点。
　　我在弹簧夹和样本电池的连接端子周围建立了一个小暗室。用一个辅助的断开充电器电源线，之后我断开每个弹簧夹，并对它们正负极的弹簧夹都进行了测试。暗室内有一台装有高速胶片并开启快门的照相机，用来记录产生的电弧，但最终我发现没有电弧产生。
　　证据确凿
　　我回到办公室，准备并发布我的意见报告，报告中关于产生爆炸的原因既不是坏电池，也不是坏充电器。在我进行测试的这段时间中，我的当事人也忙于宣誓作证以及其他调查。最后，他找到足够多的证人证明原告是一个一天抽好几包烟的烟鬼，并且事实上，在事故发生时他正在抽烟。排除充电器和电池（工程上确定的事，具有足够的合理度）是点火源，加上证人关于原告抽烟的声明，原告的诉讼到此结束，他只得到了原先要求赔偿的很小的一部分。


Myron J. Boyajian, P.E., (ntesla@ieee.org) 是Engineering Consultants的总裁，为法院和设计活动提供顾问服务。这个事件自他的真实案例中。