火灾调查时电气火灾的原因判定及其问题点

1.3   短路与可燃物的起火

在有电位差的导体之间，发生电弧放电或短路，因此出现熔融、熔接、熔断、熔渣等痕迹，这些痕迹可统称为电气熔融痕迹。众所周知，电气熔融痕迹是电弧放电或短路产生的高温造成的，热能具有使周围可燃物起火燃烧的能力。试想，如果短路引发可燃物起火，来自于城市煤气或LP气体等可燃性气体或汽油、酒精等可燃性液体的气化蒸汽，它们都会因瞬间短路而引起火灾。那么固体可燃物的情况如何呢？固体可燃物仅在起火点产生高温的条件下是不会燃烧的，其实，这是高温持续时间与固体可燃物热容量间的问题。因此，即便火焰的温度比发生短路时的温度低很多，同样可以使固体可燃物起火燃烧。另外，短路所需的热能不会全部有效地被起火消耗，所以不可以仅以总能量来讨论是否会起火。固体可燃物是各种各样的，完全相同的物质极少，相对于起火和燃烧来说，不可以不考虑现实情况而一概而论。

但是，普通家庭因短路导致火灾的实际情况是，固体可燃物并不都会像脱脂棉那样容易起火。如此不易起火的固体可燃物为什么会因短路而导致起火并形成火灾了呢？普通家庭用配电盘安装有以保护室内配线为目的的断路器。断路器的特点是：当短路发生时，通过断路器的短路电流越大，越能在短时间切断回路发挥其保护功能，有效避免事故和火灾发生。

但是，一旦条件具备，也会发生罕见的致使固体可燃物起火的短路（照片1、照片2)。覆盖与电线和端子之间的绝缘物平时并不通电，但是绝缘因环境和使用条件的变化发生了老化，老化部分不断产生微小放电和发热，从而使老化进展，形成碳化导电路。

照片1插头齿间短路状况 (火焰和金属粉末飞散）

照片2  短路后，火苗向上燃烧的插头

通过碳化导电路发生的短路，不同于正常导体之间发生的放电或短路，由于短路脉冲电流断断续续通过，所以，电流断路器未能瞬间断开，短路状态不断持续。短路一直持续到导体间的碳化导电路被烧毁，或者电流断路器启动为止。日前发生的因短路热能大幅度超过导体的熔融温度，逐渐产生熔融，导致周围的温度突然升高，进而形成爆燃的燃烧状态，通过绝缘物熔融产生的可燃性气体开始燃烧，四周被火焰笼罩，所有的固体可燃物被燃烧殆尽。

但是，为了过渡到火灾酿成，起火的固体可燃物需要持续性燃烧，才会扩大火势。因此，短路或放电发生的火灾，有时是周围有容易延烧起火的可燃物存在，而且是发展型地延烧，而有时只要周围没有可燃物就不会导致火灾发生。最近，由于居住环境的变化，一些家庭不再随时丢弃垃圾，家里堆积了很多可燃物，在这种特别异常的条件下，一旦发生电气短路，肯定会增加酿成火灾的危险性。

2.火灾实例

2.1   构成火灾起因的电气熔融痕迹案例

第一个例子是一所普通的住宅起火，最后导致住宅全部被烧毁。居住者在起火的最初期阶段发现更衣室起火（照片3)，该住宅的面积较大，为了缩小起火点可疑范围，我们从起火点附近找到了有延长电线伸出的分接插头（照片4)，在插入式插头上发现了电气熔融痕迹 (照片5)，最后终于查明起火原因。

通过这一案例，我们发现聚氯乙烯一体成型插头一旦发生绝缘不良问题，插头的插销之间即发生短路，很多插销的根部产生熔融。因为，在此部位产生的电气熔融痕迹绝不是火灾后的次生灾害，所以判定该痕迹系直接起火原因。

照片3起火场所（更衣室）附近的状况

照片4 地板上发现的延长电线的分接插头(箭头为电气熔融痕迹处) 

照片5 分接插头上插着的除湿烘干机用插头的插销出现了电气熔融痕迹

2.2   非火灾原因的电气熔融痕迹案例

照片6是过去大家混居的楼房内一层起火，将机械设计事务所全部烧毁的火灾。起火时，该事务所没有一名员工在，而且出口还被上了锁。火势是从台子上放着的大型图纸复印机附近烧起。

仔细检查起火点附近时，我们发现了电气配线有多处熔断痕迹，还发现了电水壶盖子上有一部分。同时还发现电水壶主体在灭火时被移动到了别处。产生电气熔融痕迹的电线是电水壶的，由于电线在中间部位没有开关，所以可以考虑水壶主体处于保温状态，于是我们因此怀疑电水壶引发火灾。主体的本体底部装有双金属式温度调节器和温控保险丝（129℃），双金属呈现熔融状态（照片7)。

照片6 现场的状况(虚线部分是起火点)

照片7 电水壶底部(A:温度调节器B:温度保险丝)

    相关人员对究竟是装有安全装置处于保温状态的电水壶起火，还是电线电气熔融痕迹才是起火的原因进行了多次讨论，结果如下：只要电水壶处于正常的保温状态，不存在起火危险，电线的熔融痕迹也没有特别异常现象，所以判定电气熔融痕迹属于火灾造成的次生灾害。据相关人员介绍，电水壶作为隔水煮使用，是用溶剂（DMSO）二甲基亚砜对工业材料解热进行的试验。因此，决定以相同条件做试验再进行确认。（图2）

试验结果表明，由于电水壶的盖子是敞开的，随着时间的流逝，水位渐渐下降，加热器露出水面，在这种情况下，尽管出现异常高温部位，但是安全装置没有启动， 装入DMSO的容器开始熔融，流淌出来的DMSO通过加热器热能起火，电水壶开始燃烧，电线短路溶断（图3)。

由此可见，即便是安装了安全装置的产品，由于使用方法不当，也可以酿成火灾，如果只囿于电气熔融痕迹，是无法查明真正的火灾起因的。

2.3   电气器具的电气熔融痕迹

    下面的例子是一户普通住宅的浴室起火，住宅被全部烧毁。由于看到浴室里的家庭用洗澡水循环过滤循置（24小时浴盆）（照片8)本体内的电源线存在电气熔融痕迹 (照片9)，所以怀疑是器具本身起火。水循环过滤循置（24小时浴盆）（照片8)本体内的电源线存在电气熔融痕迹 (照片9)，所以怀疑是器具本身起火。

电热器具的温度控制是通过烘干机和取暖设备频繁启动进行的，如果使用负荷电流大的加热器控制温度，加热器的配线大多直接采用焊锡连接控制印刷电路板。因印刷电路板的连接部发热造成的火灾较多，所以调查原因时，需要采集所有微小的零部件进行仔细的检查。

3.电气熔融痕迹与火灾的原因

电气熔融痕迹是通电中的电线的绝缘功能下降，发生接触不良、发热、放电或短路等，在导体上产生的痕迹。作为火灾原因的研究重点，应该放在电气熔融痕迹发生在电路的哪个部位，痕迹周围的烧损状况如何？ 电路的连接部位和容易重复增加外力的部位容易产生痕迹时，可能成为火灾的原因，因此，应注意观察。被卡钉固定的地方和承载重物的位置，因火灾发生二次短路的情况较多，注意不要错误地判定其为火灾的原因。在非连接处配线的途中产生的电气熔融痕迹，本应从火灾原因中去掉，只要不是线束状态产生较大的负荷，就不可能成为火灾的原因。

照片9本体内配线的电气熔融痕迹（左)上述痕迹的扩大（右)

照片10印刷电路板连接端子的电气熔融痕迹（虚线部分)