电气火灾调查方法

出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第二卷》第1087页（3871字）

(一)金相分析法在电气火灾鉴别中的应用

火灾发生后，在论证火灾原因时，用一般的手段和办法很难确定是火灾引燃电气设备和线路，还是电气设备和线路引起火灾?这样使火灾发生的原因很难作出科学的结论。

80年代初，我国开始用金相法来鉴定火灾的原因。经过十几年的努力探索和实践，从初期只局限于电气线路、电熨斗等火灾鉴定，扩展至电气线路接触不良、漏电火灾以及电烙铁、电炉、电热毯和白炽灯等各类电器火灾的范围，使火灾原因鉴定的时间大大缩短，准确率大大提高。

1．金相分析法的基本原理

金相分析法早期主要使用在金属研究、机器制造和冶金等工业，它是借助于金相显微镜来观察分析金属物体内部晶体结构的科学。

电气设备的导体主要由铜、铝等材料组成，这些材料在由电流热作用下所造成的金相组织和其它火灾热作用所造成的金相组织是不相同的。

因为金属经过冶炼后，会形成无数个结晶核，并以结晶核为中心组成无数个晶粒，而且晶粒排列的取向不同，在粒与粒之间会形成明显的晶界。金属的这些特征，虽然经过冷、热加工，晶粒的大小、数量、形状有所变化，但大晶粒是不会改变的。

金属晶粒根据形状的不同，可分为柱状晶粒、等轴晶粒、纤维状晶粒三种。这三种晶粒形成的金属组织是由于加工时冷却条件的不同而产生的。

柱状晶粒是液态金属在快速冷却条件下多结晶核竞争生长而成，其形状似短柱。

等轴晶粒有大小之分，大等轴晶粒是液态金属在缓慢的的冷却条件下或者是固态金属经过高温，以较少结晶核为中心缓慢结晶或在高温下晶粒变形、长大形成；细小等轴晶粒是液态金属表面迅速冷却，众多结晶核以更快速的竞争结晶而成，等轴品粒的形状都是不规则的多面体，其各相轴长相近。

纤维状晶粒是在拉、轧制等冷加工过程中因受外力作用而成的，其形状是拉长变形的纺锤体。

为了更能从实际上分析晶粒的大小，从大至小把晶粒分成8级标准。如图4－2－3所示。

图4－2－3 结晶分级图

有了标准晶粒图，就可以通过金相显微镜把放大100倍看到晶粒通过适当换算后，与标准晶粒比较金属内部的晶体不同形状、大小、数量及它们之间的分布式样。

金属在不同的环境温度、加温时间、冷却速度条件下，会形成不同的金相组织，因此通过标准金相组织，可以分析受热过程。

金相分析的主要方法是把受检材料经预磨机预磨，用抛光机把平面洁净，再经化学腐蚀使晶界显现等，最后就放在金相显微镜下观察其组织特征、晶粒大小、级别。

有时对某些被检材料一时无法确定其结构，这时就要用金相显微照相，因为金相照片既能保存又容易观察。

2．金相分析法在几种火灾检定中的应用

(1)导线的短路熔珠与火烧熔珠的区别

短路熔珠是指短路瞬间导线被熔断后留下的熔滴，火烧熔珠是指火灾温度熔化导线而留下的熔滴。这两种熔珠虽然用肉眼观察时也能分辩，但因火烧熔珠和短路熔珠在外表上很相似，可用金相法进一步检验肉眼判断的正确性。

短路熔珠是在瞬间发生的，导线熔断后迅速冷却，熔珠生长成以柱状晶为主的细小组织。如图4－2－4所示。

图4－2－4 短路熔珠

火烧熔球的加热和冷却过程比较长，熔珠的形成过程也有一定时间，从液态到固态的转变有一个形成长大的阶段，所以它的组织是等轴晶粒组成。如同4－2－5所示。

图4－2－5 火烧熔珠

比较两种熔珠的内在差别，就能鉴别出是短路形成的，还是火烧形成的。

(2)一次短路和二次短路熔珠的鉴别

一次短路和二次短路因发生的本质基本相同，所以外界观察没有明显的差别，但因产生的外界环境不同，在短路熔珠内部有一定的区别特征。

二次短路内部存在着很多气孔，这是因为在短路发生时，周围存在着大量的灰尘，燃烧产物和水蒸汽等，这些杂质会影响铜或铝的氧化反应，促使液态金属凝固时产生气孔，而且这些气孔内有一层暗红色的氧化铜或深灰色的氧化铝膜，有时还有少量的烟灰和金属小颗粒。而一次短路熔珠内的气孔很小，不存在上述这些特征。

再从晶状角度来分析，也能说明问题，因二次短路的冷却速度比一次短路慢得多，它一般不完全形成细小的柱状晶，而形成以等轴晶粒为主的组织，虽然一次短路的熔珠形成后也会在不断加热中长大，但大晶界内仍然存在着柱状晶痕迹。仔细辩别，从中就能分辩出一次短路和二次短路的熔珠。

3．电熨斗火灾的鉴定

电熨斗上的前后紧固螺丝是连接内外的部件，对内外温度差异最敏感。所以，金相鉴定的立足点主要在于螺丝的内部结构上。

如是电熨斗温度引起火灾，则整个过程是内温高于外温，螺丝显示的金相组织应为伸长晶粒。

如是周围火灾加热电熨斗，则整个过程是外温高于内温，螺丝的金相显示应为内端仍保留少量伸长晶粒，外端为异轴晶粒。

(二)宏观结构分析法在电气火灾调查中的应用

在电气火灾调查中，除用金相分析等办法外，也可从火场现象及电气设备的状况着手——即宏观结构分析。

1．从电气设备的部件变化情况，确定火灾原因。

有壳体的电气设备，如日光灯镇流器、电熨斗、电动机等自身燃烧和外部引燃有明显的区别。

镇流器(变压器)内部过热燃烧时，线圈中漆层基本烧尽，严重时部分层间或匝间电磁线有断裂点。而外火作用下，只是线圈表层褪色，从外向内拆除时，线圈颜色会逐层恢复原色，

电熨斗工作时，虽然壳外温度也较高，但内外温度仍有差别，内温高于外温。如是电熨斗引起火灾，打开外壳后，可见云母片大部分失去透明光泽，呈不透明白色状，同时一触即碎，没有韧性。而电熨斗在未通电受外火烘烤时，其云母片基本不变色或只在边缘处变色

电动机的内、外燃烧更明显。内部燃烧局部线圈有短路或漏电点，而且这些点周围的绝缘漆熔化非常严重，而外部引燃只有露裸部分的线圈变色，且程度基本一致。

2．从电气设备周围的燃烧迹象，确定火灾原因。

电气设备引起的火灾，在同一条件下，设备周围因燃烧时间长，温度高，存在比较明显的与众不同的燃烧痕。如本质材料，燃烧的深度和碳化程度比邻近区域明显。水泥梁、柱等，则表现为表面粉刷层燃烧痕或剥离面积从引燃点向四周逐渐减弱和缩小。

配电板等电气设备集中的场所，如某个电器是引燃源，则燃烧的深度从引燃电器向周围逐渐减轻。如外部火源引燃，则燃烧痕从四周向内逐渐变轻。

3．从电气线路的本身现状，确定火灾原因。

无论是绝缘导线，还是裸导线，本身燃烧与外部引燃残留物有一定区别。

绝缘导线如是短路燃烧，则碳化了的绝缘层有断续性气泡状，短路电流达到一定值时，部分绝缘层有不充分燃烧条状脱落。而外部引燃导线，则火灾区域内的导线绝缘层碳化比较均衡，燃烧物紧裹导体表面。

裸导线短路时，在导线上有明显的放电疤痕或凹坑。

因火场情况的复杂，很多火灾原因的判断要用多种方法论证才能作出正确答案，所以在火灾原因调查时，不妨从多种角度去考虑。