用电设备接触发热引起的火灾原因分析

用电设备接触发热引起的火灾原因用电设备接触发热引起的火灾原因 分析分析 电接触发热是电气火灾重要成因之一 在火灾事故调查工 作中比较多见 电接触痕迹的形成原因多种多样 只有深入查 清其痕迹形成原因 才能做出科学的 有实际意义的论断 能够引发火灾的电接触焦耳热 是由于电流的热效应引起 的 它按 的规律放热 焦耳热的公式说明 发热主要由 两个因素组成 即电流和电阻 均属电气物理量 在现场勘查 中发现电接触熔痕后 应进一步查找熔痕形成的原因和客观上 具备的条件 只有在痕迹现象与痕迹形成原因基本上没有矛盾 且符合客观条件的情况下 才可做出结论 例如在一起火场勘 查中 发现插头上的两个插片熔掉一半 整个插座和木槽板及 导线被烧 附近两台仪表也被烧毁 从痕迹上可以断定为插头 接触不良 接触电阻过大 过热引起火灾 但在查找中发现该 电源线与调压器连接 且调压器里边的扼流圈被烧毁 同时查 明是因为有一个电子管故障导致扼流圈过热短路 短路的非正 常电流激发了本来已处于严重恶化状态的插销过热起火 此案 例中插头与插座接触发热熔化引起火灾是由电流 电阻两个因 素之一或两个因素同时决定的 而在实际 勘查过程中 对于这种痕迹物证 往往归结为插头 插座 接触不良或接触电阻过大 过热引起的 而忽略了电流作用的 因素 而此案例中插头的熔化痕迹正是短路的大电流作用的结 果 所以对于现场中发现的痕迹物证不能轻易地下结论 必须 进行全面 细致的勘查 查清其形成原因 才能得出客观 正 确的结论 下面对影响接触电阻发热的因素进行分析 接触电阻 接触电阻 接触电阻 由两部分组成 即收缩电阻 和表面膜电 阻 收缩电阻是电流在流经电接触区域时 从原来截面较 大的导体突然转入截面很小的接触点 电流发生剧烈收缩现象 此现象所呈现的附加电阻称为收缩电阻 表面膜电阻为在电接 触的接触面上 由于污染而覆盖着一层导电性很差的物质 这 就是接触电阻的另一部分 膜电阻 很多现场勘查人员对插 片 插座烧毁的痕迹习惯归结为接触不良 接触电阻过大所致 其实导致接触电阻增大有很多原因 接触形式 接触电阻的形式可分为三类 点接触 线接触和面接触 接触形式对收缩电阻 的影响主要表现在接触点的数目上 一般情况下 面接触的接触点数 最大而 最小 点接触则 最小 最大 线接触则介于两者之间 接触形式对膜电 阻 的影响主要是看每一个接触点所承受的压力 一般情 况下 在对触头外加压力 相同的情况下 点接触形式 最小 单位面积承受压力 最大 容易破坏表面膜 所以有可能使 减到最小 反之 面接触的 就最小 对 的破坏力 最小 值有可能最大 在实际情况中 需要综合以上两个 因素 对接触电阻的大小进行具体的分析判断 接触压力 接触压力 对收缩电阻 值和表面膜电阻 值的影响 最大 的增加使接触点的有效接触面积增大 即接触点数 增加 从而使 减小 当加大 超过一定值时 可使触头表 面的气体分子层吸附膜减少到 个 当超过材料的屈服压 强时 产生塑性变形 表面膜被压碎出现裂缝 从而增加了接 触面积 这就使收缩电阻 因表面膜电阻 的减小而下降 和 同时减小 从而使接触电阻大大下降 相反 当接 触不到位 接触触头失去了弹性变形等原因使接触压力 下降 时 接触面积减小 收缩电阻 增大 表面膜电阻 受 的破坏作用减弱或不受其影响 从而使表面膜电阻 增大 同时因 增大 使接触面积减小 从而使 增大 二者的 综合作用使接触电阻整体上升 接触表面的光洁度 接触表面的光洁度对接触电阻有一定的影响 这主要表现 在接触点数 的不同 接触表面可以是粗加工 精加工 甚至 是采用机械或电化学抛光 不同的加工形式直接影响接触点数 的多少 并最终影响接触电阻的大小 接触电阻在长期工作中的稳定性 电阻接触在长期工作中要受到腐蚀作用 化学腐蚀 电接触的长期允许温度一般都很低 虽 然接触面的金属不与周围介质接触 但周围介质中的氧会从接 触点周围逐渐侵入 并与金属起化学作用 形成金属氧化物 从而使实际接触面积减小 使 增加 接触点温度上升 温 度越高 氧分子的活动力越强 可以更深地侵入到金属内部 这种腐蚀作用变得更为严重 电化学腐蚀 不同的金属构成电接触时 能够发生 这种腐蚀 它使负极金属溶解到电解液中 造成负电极金属的 腐蚀 温度 当接触点温度升高时 金属的电阻率就会有所增大 但材 料的硬度有所降低 从而使接触点的有效面积增大 前者使 增大 后者使 减小 结果是两者互为补偿 故接触电 阻变化甚微 但是 发热使接触面上生成氧化层薄膜 增加了 接触电阻 这种接触电阻可成百成千倍地增大 其氧化速度与 触头表面温度有关 当发热温度超过某一临界温度时 这个过 程就会加速进行 这就限制了接触面的极限允许温度 否则 则将使接触电阻剧增 会引起恶性循环 另外 当发热温度超 过一定值时 弹簧接触部分的弹性元件会被退火 使压力降低 也会使接触电阻增加 恶性循环加剧 最后会导致连接状态遭 到破坏 材料性质 构成电接触的金属材料的性质 直接影响接触电阻 的 大小 比如 电阻率 材料的布氏硬度 材料的化学性 质 材料的金属化合物的机械强度等 以我国普遍使用的铜为 例 铜有良好的导电和导热性能 其强度和硬度都比较高 熔 点也较高 易于加工 因此铜线接头在接触良好的情况下 温 度低于无接头部位的温度 但在高温下 其在大气或变压器油 中也能氧化 生成 其导电性很差 氧化膜厚度随着 时间和温度的增加而不断地增加 接触电阻也成倍地增加 有 时甚至使用闭合电路出现断路现象 因此铜不适合于做非频繁 操作电器的触头材料 对于频繁操作的接触器 电流大于 时 氧化膜在开闭时产生电弧的高温作用下分解 可 采用铜触头 从整体减小接触电阻 的角度看 可在铜上镀 银 镶银或锡 后两者的优点是 及 值小 氧化膜机械强 度很低 因此铜件上采取此措施可减小 影响电流增大的因素 影响电流增大的因素 短路 无论是载流导体还是电器都必须经受短路电流的考验 短 路是极严重的事故状态 在极短时间内载流部分要承受比正常 运行时大许多倍的短路电流手工艺热效应作用和电动力冲击 短路事故发生在保护装置手工艺保护作用正常情况下 低阻抗 短路线路中电流大 保护装置也需要一定的动作时间 在事故 切除前电器或导体及电接触部分在短路电流热效应的作用下 其温度仍有可能被加热到很高的程度 如果保护装置未按规定 要求安装或动作电流 动作时间 整定值过大以及装置失灵起 不到保护作用时 这种低阻抗短路的大电流会给电器设备各个 环节造成很大的威胁 包括电接触部分 大电流作用在电接 触部分产生很大的热量 足以引燃周围可燃物 甚至熔化电接 触件 过负荷 所谓过负荷 是指电气设备或导线的负荷超过了其额定值 造成过负