电器火灾中导线熔痕的鉴别

电器火灾中导线熔痕的鉴别近年来，随着我国经济建设的发展，人民生活水平迅速提高。空调、电冰箱、电视、饮水机等各种家用电器已进入了千家万户，与此同时，在有些居民区，部分工厂、办公楼超负荷用电，乱接电线，违章使用电器等现象也不少，这就使近年来我国的电气火灾呈逐年增长的趋势，发生次数和经济损失都已占各类火灾之首位。据公安部统计，1990〜1998年电气火灾发生起数在11万多起，电气火灾年均起数占火灾年均总起数的27.5%，经济损失约35亿元，年均损失占总损失的37.3%。电气火灾的增长势头快，损失大;恶性、特大型火灾多，有些甚至令人触目惊心，给人民的生命财产造成巨大损失。近年来我国法制建设日益完善，人们的法律意识也日益加强，作为法庭科学一部分的火灾原因鉴定也越来越受到重视，金相分析可分为火灾责任的判定提供技术依据。导线熔痕和电器火灾导线短路熔痕的鉴别是判断电器火灾原因的重要依据，结合火灾现场起火点的认定，分析火灾现场导线熔痕，可以判断导线短路及过电流是在火灾发生之前还是发生之后，即是短路引起火灾（一次性短路）还是火灾引起短路（二次性短路）提供鉴别依据，也是法庭上审理火灾损失赔偿案的一个重要物证。如我们参与调查的南京火车站特大火灾事故，影响就十分巨大。在这起火灾原因调查中，消防部门提供了金相分析的结论，协助他们很快查明了起火原因，为火灾经验教训，研究消防对策出了一份力。电气火灾中导线熔痕的分析常用的导线为钢线和沿线，其熔点分别为1083°C,660°C（现在我国铅导线在主要场合已逐渐被铜导线取代，另外铅导线金相结构不明显，所以本文主要讨论铜导线）而短路点的瞬间温度可高达2000C以上。短路时，强烈电弧高温作用可使铜导线局部金属迅速熔融、气化甚至造成导线熔珠的飞溅，形成了导线短路熔化的痕迹。2.1一次短路熔痕一次短路熔痕是在环境温度条件下，电路中负载发生故障;导线之间相碰或由于导线绝缘层破损，导线和金属套管相碰，电路发生短路，这时电路中电流强度瞬间上升，在极短的时间内短路造成金属熔化的爆炸性电弧并向四周喷射灼热的溶滴。由于周围环境温度低，又是在瞬间完成，所以留在端头的熔珠较小，熔融铜和非熔化部分有明显的分界，但没有铜熔融形成的结疤。2.2二次短路熔痕二次短路是在火灾发生后，导线相碰或导线和金属相碰生成的，这时火场温度很高，导线的绝缘层被火烧毁，铜导线被火烧热、烧红，因此导线表面氧化变色，熔融铜与非熔化部分界面不明显，熔珠也较一次短路熔珠稍大，并且可出现导线结疤现象。2.3过负荷熔痕过负荷是在常温条件下，电气设备发生故障，造成导线过载电流大，生成高热，同时时间又长，使导线变红，表面产生氧化反应，当温度达到或超过铜的熔点(1083C)铜导线开始熔化，所以有时整根导线会发生变形和结痕现象，表面粗糙。导线熔珠金相结构的分析在电气火灾中导线过热的结果可造成其金相组织发生变化，由于起火前，起火后，现场的导线周围环境温度不同，使得一次短路、二次短路过负荷熔痕呈现不同的金相组织，而金相分析就是通过金相显微镜来观察导线熔痕的金相组织，并根据金相组织的不同来鉴别该熔痕形成原因，即它是属于火灾前短路，还是火灾后短路或过载形成，这些熔痕的金相组织只要不经受再次熔化则其金相组织不会发生变化，据此，可以排除或肯定一些疑点，从而正确判定火灾原因。导线金相组织的鉴别主要依据二个方面，孔洞和晶体。铜在熔化时，由于空气的存在，会在熔珠内部生成孔洞，空气中的氧也会被铜吸收同时与之发生反应，形成氧化亚铜并溶解于铜，凝固时氧化亚铜与铜形成共晶并分布于晶界，随着含氧量增加，铜一氧化铜共晶的数量也在不断增加，氧化亚铜在显微镜下呈浅兰色，在偏光或暗场下呈红宝石色。一次短路熔珠的金相结构一次短路熔珠是在常温环境下形成的，一般不会超过50C,因此铜导线一经电弧高温熔化马上凝固，溶液存在的时间短，溶入的氧气量也较少，所以在一次短路熔珠内部气孔也很小，金相组织中氧化亚铜量也较少，所以在高倍显微镜下很难找到共晶体。二次短路熔珠的金相结构二次短路是导线在火灾中短路形成的，由于现场温度高，熔珠冷却速度慢，溶液存在时间稍长，溶入的氧气量也就较多，往往在其内部出现较多而大的孔洞，这些孔洞视条件不同而呈现多种颜色，如：红、橙、黑等，生成的氧化亚铜共晶体也较多，一般分布于熔珠边缘，当中较少。导线过载熔珠的金相结构导线由于过负荷发热而熔化时，由于受热时间长与空气中氧充分接触而致含氧量较高，因此在这种情况下生成的熔痕的金相组织中往往能发现大量的枝状共晶体组织而明显区别于一次、二次短路熔珠的金相结构，且在其内部孔洞也很小。判断导线熔痕的依据通过对导线熔痕特征的分析和对熔痕金相结构中孔洞、颜色及共晶存在情况，可以区分一次短路熔痕和二次短路熔痕，以及过负荷熔痕，其判断。5.结束语在电气火因鉴定中，通过对熔痕的分析可以区分一次短路和二次短路，以及过负荷，为判定起火原因提供技术依据，但由于火灾现场的复杂性，各种导线熔痕在火灾中经受过程十分复杂，所以在应用金相分析的同时应结合现场勘查情况，查清起火点，综合分析，以作出正确的火灾原因鉴定。