电气火灾综合鉴定技术

1、火灾调查与分析电气火灾综合鉴定技术潘刚,高伟,赵长征,邸曼,徐放,孟庆山(公安部沈阳消防研究所,辽宁沈阳110031摘要:通过对现有电气火灾技术鉴定方法的分析,综合了电气故障分析方法,提出了将宏观、微观的技术分析手段与电气故障传播时序分析方法相结合的电气火灾综合鉴定技术理论。关键词:电气火灾;火灾调查;鉴定技术中图分类号:T M92,X928文献标识码:A文章编号:1009-0029(200504-0495-031引言在电能的生产、输送、分配和使用过程中,由于长时间运行、线路绝缘部分老化以及过负荷运行等原因,使得电气火灾隐患及其发生率不断增加,重特大电气火灾事故频频发生。电气火灾发生的比率之高

2、,给人民的生命和财产造成了巨大的损失。据统计,1990年至2001年,电气火灾共发生18万余起,年均起数占火灾总年均起数的26%,损失占火灾损失的36%。电气火灾无论发生起数和直接经济损失都占据了各类火灾之首位,大大超过了发达国家的电气火灾的统计比例。面对严峻的电气火灾形势,查清起火原因,及时采取有效措施,预防类似火灾事故的再次发生,保障人民生命安全,减少社会财产的损失,为消防部队准确认定起火原因提供依据。为进一步提高我国电气火灾鉴定能力、技术水平和国际地位,急需开展电气火灾更深层次的鉴定技术的研究。目前已有的各种鉴定方法均具有一定的局限性,且相互之间的协同性也还存在一些问题,影响了各种电气火

3、灾鉴定方法更好地发挥作用。大量实验研究表明,在电气火灾中,电气熔痕形成的先后时序不仅与火灾过程相关,还与电气局部故障(如短路、过电流等密切相关。电气故障传播有明显的时序规律,如果借助电气故障传播时序分析方法,分析火灾发生过程中电气设备、电气线路和残留物形成特征是非常有帮助的。为此,笔者提出以热源分类为基础、以电气故障分析与各种电气火灾鉴定方法相结合为核心的电气火灾综合鉴定技术理论。2电气火灾综合鉴定技术的理论研究电气火灾是由电能的释放引起温度升高而引燃可燃物所导致的。电气火灾物证鉴定区别于其它火灾鉴定的重要理论依据是:电能转化的热能和燃烧物的热能两种形式在能量释放过程中的分布、传播途经(路径及

4、其变化不同,造成痕迹形成时的局部环境条件、环境气氛、环境成分不同,导致遗留在物体上的痕迹有区别;电气火灾与金属导体不可分割,电气火灾的痕迹会遗留在金属导体上而保存下来,成为火灾后火因鉴定的物证。实验研究表明,根据火灾中电气遗留物保存的信息,能区分出痕迹形成时的环境条件的特征,再结合火灾现场具体情况分析,便可推论出火灾原因。火源的电热作用可分为电热型和电能型两大类。电热型热源主要作用为电热转换,在正常使用时温度较高,可直接烤燃可燃物。如电炉子、电阻丝、灯泡等,电热器件与供电线路的温度有很大差别,电热形式固定。电能型热源主要作用为传输电能,正常使用时温度不高,只有在故障情况下局部温度升高(如电弧的

5、热作用。电气故障发生后,改变了电能的分配,会引起新的电气故障(即电气故障的可传播性,使正常使用时温度不高的电气设备、电气线路产生高温,甚至熔化各种金属导体。从电能型热源的故障状态下转化成热能的结果来看,可分为点型热源和线型热源。点型热源升温时间短,作用时间短,降温时间快,局部温度高(能熔化金属导体,作用范围小,熔化导体范围小,导体内部温度不均匀,在熔点附近沿导线(电能传播方向易形成较大的温度梯度,不仅能形成熔化导体中分子的热运动,还能引起其中的粒子激烈运动。线型热源升温时间短,有一定的作用时间,降温时间短,导体温度普遍较高,导体横断面温度相对不均匀,但具有轴对称性。火焰的热作用特点是:能量相对

6、分散,均匀分布在火焰范围的空间,升温时间和降温时间缓慢,作用时间较长,熔化导体范围较大,温度梯度相对较小,导体内部温度相对均匀。电能型电气火灾是在电气设备故障状态下发生,电能的释放转化成热能,且电能的传输有着特殊的规律性。因此,各种电气故障及其传播的分析方法和电工基础知识是电气火灾物证鉴定的重要理论基础。通过对宏观法、金相法、微观形貌法、成分分析法等电气火灾鉴定方法的系统分析研究,笔者认为,不同基金项目:科技部社会公益研究专项资金项目“电气火灾综合鉴定技术的研究”(2000DIB30125495 的故障模式、环境条件及其变化决定了痕迹特征,痕迹特证记录了痕迹形成时的环境信息,各种鉴定方法是从不

7、同角度分析这些特征,从中获取痕迹形成时的信息。所以,各种方法之间必然存在内在联系。如温度的高低、温度梯度及其方向、温度范围、成分变化等。这些关系和信息为电气火灾原因技术鉴定提供了依据。但由于目前的鉴定手段和鉴定技术所限,各种电气火灾原因鉴定的方法都是相对独立的,而且集中在分离的金属熔痕特征的鉴别,无法将多种鉴定方法的鉴定结合起来。由于电气火灾的特殊性在于火灾过程伴随着电气故障传播,因此,电气故障传播时序分析技术能将各分离的金属熔痕用电气线路连接起来,并为分析和证明各痕迹之间形成的时序提供了强有力的工具。按照火灾现场的电气原理图将火灾中电气残留物有机联系起来,将各种电气火灾原因技术鉴定方法鉴定的

8、结果用电气故障传播时序分析方法加以验证,将局部特征分析结果与电气故障传播时序分析相结合,即构成电气火灾综合鉴定技术的核心内容。电气火灾中,经常遇到电能的释放和燃烧物的热能释放交织在一起的情况,形成疑难电气火灾,使火灾原因的鉴定复杂化。对于复杂电气火灾原因鉴定,必须要进行综合分析,并且要贯穿电气火灾原因鉴定的整个过程。综合鉴定技术可以分为整体综合和局部综合。整体综合是分析和描述火灾现场起火点与其他部位、电气设备之间的痕迹所表示的火灾过程中相互关系的方法;局部综合是分析设备内部部件之间、样品局部痕迹相互关系的方法。综合分析中各种分析手段、样品取样和过程处理是十分重要的,只有密切结合才能较好地提供依

9、据和现场实际情况,确定各种相互关系。鉴定痕迹范围的确定是电气火灾综合鉴定技术的重要环节。通常的电气火灾遗留物均为导体,这些导体在电能和燃烧热能的作用下,形成了特有的痕迹特征。它所含有的信息为分析痕迹形成时的环境条件提供了依据和线索。但是,由于火灾过程、灭火过程、火场勘查过程等使痕迹上的一些信息遭到破坏,或火灾痕迹技术鉴定时的鉴定方案、特征提取和处理方法不当,将难以准确得出结论,且容易破坏物证,给重新鉴定带来不便。因此,技术鉴定时首先要结合具体情况制定技术鉴定方案,也可以根据具体情况适当扩展鉴定痕迹的范围。另外,电热作用与燃烧热作用的区别,使得与导体相接触或附近的非导体上的痕迹、与分析电气故障有

10、关的痕迹也能提供重要的分析依据和线索。因此,火灾现场取样和现场情况说明等对电气火灾综合鉴定都有一定的作用。3电气火灾综合鉴定技术在电气火灾原因分析中的应用运用电气火灾原因综合鉴定方法,首先要弄清楚所有线路之间及电气设备之间的电器连接关系,掌握电器保护装置(保险丝、断路器等、开关等状态情况(对于复杂的电气火灾原因技术鉴定更应该如此;其次是按照各种电气火灾鉴定方法的样品提取原则提取样品,并增加运用电气故障分析原理提取含有能提供各种关系(供电侧、用电侧、相对位置、隶属关系等、特征(温度变化、过电流、短路、电弧等的代表性鉴定样品;第三,是借助于各种分析仪器对提取的样品从宏观、微观、组织、成分等方面进行

11、分析并寻找样品中痕迹形成时的环境条件标识特征和电气故障与电气参数标识特征,然后将分析和寻找标识特征的结果结合电气知识进行综合分析,整理特征形成的先后顺序,最终给出结论。现以某草莓大棚电气线路基本情况为例,说明电气火灾综合鉴定方法的应用,如图1 所示。图1某草莓大棚电气线路示意图从火灾现场收集到的导线、穿线铁管、开关等与电气线路基本吻合。从进户铝导线上发现在穿管a处有熔断痕迹3个,折断痕1个;在经过刀闸开关K2,照明供电橡胶绝缘多股铜导线上靠近照明端b、c之间找到5个熔断熔痕,断痕1个;刀闸开关K2保险丝熔断并留下经过火烧的痕迹,刀闸开关K1上的保险丝未熔断保持良好,没有过火迹象;橡胶绝缘多股铜

12、导线的绝缘炭化、脱落。笔者从导线上分别在a处提取了3个熔断样品、bc段(约20cm提取了5个熔断样品进行相应鉴定。首先,对a处提取的3个样品进行宏观分析。由于该点处于穿线铁管中部,从绝缘受热情况来看,3个熔断点对应的是低温(常温电气短路熔痕特征,塑料绝缘与导线接触有松动。然后,对bc段提取的5个样品分别进行宏观和金相分析。宏观鉴定结果为外观形状是电气短路形成,导线绝缘炭化程度表明铜导线曾处于高温;5个样品熔化部分的金相组织中均为典型的柱 496火灾调查与分析对一起汽车刑事案件的火灾调查曾文伟1,董俊辉2,聂品3(1.江西省消防总队,江西南昌330009; 2.萍乡市消防支队,江西萍乡33700

13、0;3.南昌市消防支队,江西南昌330003摘要:2003年7月11日,江西省莲花县一个体出租吉普车装载乘客行驶过程中,突然发生火灾,造成9人死亡、5人受伤。事发后,县政府责成县公安治安大队作为刑事案立案调查,治安大队进行了外围调查,并对原始现场进行了勘查。消防部门经过细致勘查和分析,并进行科学的试验,查明火灾原因。关键词:汽车火灾;刑事案;火灾调查中图分类号:T U998,X928文献标识码:B文章编号:1009-0029(200504-0497-031案件经过2003年7月11日,莲花县高州乡集贸市场逢墟场,很多人去赶集,上午10时左右,个体出租车司机严某驾驶一辆加长吉普车装载赶集的村民,

14、由高州乡李家田村出发,到达墟场,又载满村民返回,在车开出10m左右,准备转弯时,车厢突然起火,燃烧10多分钟后,自行熄灭,造成9人死亡,3人重伤。起火车辆为严某兄弟于2003年6月1日从泰和县一酒店以3500元购买的旧车,于2003年6月4日开始营运,事发时,车厢内共有15人,除售票员外,两排长凳上各坐有7人,驾驶室内除司机外,坐有3人,整个车内共有19人,其中乘客多为老人、妇女、小孩。据司机叙述,当天10时左右,有好多客人上车,等车装满后,就出发,在两个桥之间的机耕道上准备调头,开了约10余米,正准备挂档,就听见“砰”的一声,就像是汽车轮胎炸掉一样的声音,然后发现头发着火了,就从车里出来,跳

15、进沟里先把头上、身上的火灭了,随后到后面去救人。与此同时,坐在驾驶室内的抱着一状晶+胞状晶,过渡区明显,鉴定结果为低温(常温电气短路熔痕特征。将样品鉴定结果带入电气线路中排出痕迹形成的先后顺序为:c点短路照明供电导线过电流发热b 点短路K2保险丝熔断a点短路断电。对应的过程是c点短路引起过电流,使照明供电导线过热,b点绝缘破坏发生短路,K2保险丝熔断,在此过程中引起火灾。a点短路熔断是导线过热,造成局部绝缘不良导致的结果,最终断电。鉴定结论为电气线路短路火灾。4结束语以往国内外电气火灾原因技术鉴定的方法都是相对独立的,而且集中在从金属熔痕特征判定起火原因。笔者提出的电气火灾综合鉴定技术理论,是

16、将局部特征分析结果与电气故障传播时序分析相结合,用电气故障传播时序分析方法对宏观、微观等多种鉴定方法的鉴定结果进行验证。笔者在多年科研实践基础上所进行的研究,虽已在部分电气火灾案例中试用取得了良好效果,但还需经过各种类型的实际电气火灾鉴定工作不断完善。参考文献:1王希庆,韩宝玉.电气火灾现场勘查与鉴定技术指南M.辽宁:辽宁大学出版社,1997.2黄克智,等.材料的损伤断裂机理和宏微观力学理论M.北京:清华大学出版社,1999.3赵长征.电气火灾原因认定和痕迹鉴定J.消防技术与产品信息,2003,(12:3-5.Integrated cause determinationtechnology f

17、or electric firePAN Gang,GAO W ei,ZHAO Chang-zheng, DI Man,XU Fang,M ENG Qing-shan(Sheny ang Fir e R esear ch Institute of M P S,Sheny ang 110031,ChinaAbstract:Based on the st udy o f cur r ent deter mination techno log y for electr ic fir e,and combining with electr icity failure analysis m et hod,the integr a