电气火灾中接触发热的原因分析

电气火灾中接触发热的原因分

析（通用版）

Securitytechnologyisanindustrythatusessecuritytechnologytoprovidesecurityservices

tosociety.Systematicdesign,serviceandmanagement.

（安全管理）

单.位：______________________

姓名：______________________

日期：______________________

编号：AQ-SN-0322

防火防爆安全IFireAndExplosionSafety

防火防爆

电气火灾中接触发热的原因分析（通用版）

说明：安全技术防范就是利用安全防范技术为社会公众提供一种安全服务的产

业。既然是一种产业，就要有产品的研制与开发，就要有系统的设计、工程的

施工、服务和管理。可以下载修改后或直接打印使用。

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I2R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，月.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

第1页

防火防爆安全IFireAndExplosionSafety

防火防爆

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：

1接触电阻

接触电阻Rj由两部分组成，即收缩电阻Rs和表面膜电阻R

bo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

第2页

防火防爆安全IFireAndExplosionSafety

防火防爆

大，F的增加使接触点的有效接触面积增大，即接触点数n增加，

从而使Rs减小。当加大F超过一定值时，可使触头表面的气体分

子层吸附膜减少到2〜3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Rs因表面膜电阻Rb的减小而下降，Rs和Rb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F下降时，接触面积减小，收缩电阻R

s增大，表面膜电阻Rb受F的破坏作用减弱或不受其影响，从而

使表面膜电阻Rb增大。同时因Rb增大，使接触面积减小，从而

使Rj增大，二者的综合作用使接触电阻整体上升。

1.3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n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n的多少，并

最终影响接触电阻的大小。

1.4接触电阻在长期工作中的稳定性

第4页

防火防爆安全IFireAndExplosionSafety

防火防爆

电阻接触在长期工作中要受到腐蚀作用：

(1)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Rj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；

(2)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。

1.5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Rs增大，

后者使Rs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

第5页

防火防爆安全IFireAndExplosionSafety

防火防爆

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。

1.6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Rj的大小,

比如：电阻率P、材料的布氏硬度HB、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CU20,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150A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Rj的角度看，可在铜上镀银、

第6页

防火防爆安全IFireAndExplosionSafety

防火防爆

镶银或锡，后两者的优点是P及HB值小，氧化膜机械强度很低，

因此铜件上采取此措施可减小Rj。

2影响电流增大的因素

2.1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。

2.2过负荷

第7页

防火防爆安全IFireAndExplosionSafety

防火防爆

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

成过负荷的原因有以下几个方面：

（1）设计、安装时选型不正