電動自行車火災(zāi)的勘查檢驗技術(shù)及案例分析

1、電動自行車火災(zāi)的勘查檢驗技術(shù)及案例 分析林怡文福建省測試技術(shù)研宄所福州市公安消防支隊福州 市晉安區(qū)公安消防大隊摘要：電動車在成為人們不可缺少的交通工具的同時，由此帶來的的安全隱患也隨著 增加，特別是電動車引起的火災(zāi)案例也隨著增加。木文介紹了電動車發(fā)生火災(zāi)的 幾種因素，運(yùn)用金相顯微技術(shù)結(jié)合實際案例分析，詳解了電動車火災(zāi)的勘查檢 驗過程，為公安消防人員現(xiàn)場勘驗相關(guān)的電動車火災(zāi)案例提供有力參考。關(guān)鍵詞：蓄電池;短路;金相顯微技術(shù);作者簡介：余振平（1979-）,男，工程師，從事無損檢測工作。email:yzpingsky126. com收稿日期：2017-9-21the exploration in

2、spection technology and case analysis of electric bicycle fireyu zhen-ping zhang han-yu lin yiwenfujian institute of testing technology; fuzhou fire detachment; fuzhou jin an fire brigade;abstract：with electric bicycle becoming an indispensable vehicle, the related potential dangerous is also increa

3、sing, especially fire cases caused by electric bicycle. this article introduces several factors leading to electric bicycles fire, combining metallographic microscope technique and actual case analysis， explaining the investigation and inspection process of electric bicycle fire in detail， so as to

4、provide a powerful reference to the on-site investigation of electric bicycle fire cases for public security officers and firefighters.keyword：battery; short circuit; metallographic microscope technique;received： 2017-9-211概述電動車主要包括電動自行車、電動摩托車和電動汽車，本文所指電動車包括電動 自行車及電動摩托車。電動車作為新型的交通工具，使用方便，環(huán)保省錢，既可以代步，

5、又沒有汽車 使用成本費(fèi)用那么高，越來越成為城鄉(xiāng)居民出行不可缺少的交通工具。據(jù)統(tǒng)計， 我國電動自行車社會保有量達(dá)到2億輛以上，僅福州市市場保有量就超過150 萬輛，ii呈逐年增長趨勢，而由此帶來的安全隱患也隨之增加，除了電動車使 用過程造成的交通事故外，潛在的火災(zāi)隱患成為老百姓普遍關(guān)心的問題，特別 是近幾年，電動車引起的火災(zāi)案例，特別是亡人火災(zāi)案例，也呈迅速的增長趨 勢，給人民的生命財產(chǎn)帶來嚴(yán)重的傷害和巨大損失。由于電動車火災(zāi)發(fā)生時具有隱蔽性強(qiáng)、起火原因復(fù)雜等特點，因此對電動車火災(zāi) 原因的勘査成為火調(diào)人員的一大難題。2電動車的原理電動車的原理和結(jié)構(gòu)都不復(fù)雜，可以認(rèn)為是:用充電器對蓄電池進(jìn)行充電，

6、蓄電 池經(jīng)過一個控制器給一個電機(jī)送電，通過放置在后車輪中的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動車 體的行進(jìn)。電動車的控制器連接一個調(diào)速手柄，在腳踏中軸上裝有助力傳感器， 轉(zhuǎn)動調(diào)速手柄可以讓控制器檢測到不同的電壓值，控制器根據(jù)電壓值大小，模 擬調(diào)節(jié)輸送給電機(jī)電壓的高低，從而控制了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。電動車的馬達(dá)是直流電 機(jī)，電機(jī)內(nèi)部電磁作用十分復(fù)雜，電機(jī)部分主要為定子和轉(zhuǎn)子，分別繞有線圈 繞組（形式多樣），通過定子的電流為勵磁電流，主要是產(chǎn)生磁動勢，并建立 磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)線屮通有電流，于是在電磁力的作用下運(yùn)動。3電動車火災(zāi)的原電動車發(fā)生火災(zāi)主耍原因就是電氣線路故障引起，而根據(jù)電動車的原理，其電 氣線路部分主要包括電機(jī)、蓄電池、

7、控制線路及顯示儀表系統(tǒng)等組成，如圖1 所示：閣1電路器件簡化閣釋下載原閣根據(jù)近些年的統(tǒng)計，電動車發(fā)生火災(zāi)90%以上都是在充電過程中發(fā)生，只有少 數(shù)是在行駛過程中發(fā)生，主要包括以下幾種線路故障引起火災(zāi)：3.1充電器故障充電器是給蓄電池補(bǔ)充電能的裝置，主要由整流濾波、高壓開關(guān)、電壓變換、恒 流、恒壓及充電控制等幾個部分組成。使用的充電器質(zhì)量低劣、老化、輸出電壓 不穩(wěn)定，以及使用與蓄電池不匹配的充電器，均會造成充電器的導(dǎo)線、蓄電池溫 升過高，使絕緣損壞引起短路電火花引起自燃。充電時間過長，也會造成充電器 內(nèi)的電子元器件過熱，導(dǎo)致故障、短路發(fā)生火災(zāi)。3.2充電電源線過負(fù)荷、短路故障很多充電場所，車主私

8、拉亂扯充電線或多輛電動車同時長時間使用同一根充電 線進(jìn)行充電，如果充電線路選用導(dǎo)線線徑過小、又未安裝短路和過載保護(hù)裝置， 易造成充電線路過載、發(fā)熱或短路，從而引起火災(zāi)。3.3電動車自身線路故障電動自行車的線路包括電機(jī)線路、控制器線路、儀表線路等，一些不正規(guī)廠家， 或部分不法分子為了牟取更多利潤，降低成本、偷工減料，不能做到充電器、控 制器、電機(jī)之間技術(shù)參數(shù)的和互匹配，在使用過程中就容易發(fā)生短路、過熱等造 成火災(zāi)。另外市面上有很多的電動車使用時間超過3年以上，使用過程中疏于保 養(yǎng)，其自身線路、電子元器件等老化嚴(yán)重，或在接頭部位出行松動，在使用過程 屮如在炎熱的夏天、長時間行駛，或在顛簸的路上行駛

9、，都會造成線路老化短 路、接頭松動、過熱等電弧打火引發(fā)火災(zāi)。還有就是一些用戶私自加裝音響等用 電設(shè)施，增大用電負(fù)荷，也容易導(dǎo)致線路過負(fù)荷、絕緣老化，引發(fā)電氣故障造成 火災(zāi)。3.4蓄電池及線路故障蓄電池是電動車的動力電源，目前市面上發(fā)生火災(zāi)的電動自行車主要采用的是 鉛酸蓄電池組合，劣質(zhì)的蓄電池組接線焊得不夠牢岡、或者蓄電池的中的溶液不 合格在充電過程中溶液溢出，將腐蝕線路，在后面的使用過程中造成短路或電 弧打火引起火災(zāi)。對蓄電池過度充電也會造成充電器與蓄電池接u處過熱熔化引 起火災(zāi)。3.5鋰電池爆炸起火鋰電池由于重量輕、電量足，作為新型的電動車動力源，成為近年來輕便電動車 替代鉛酸蓄電池的首選，

10、但充電過程中過度充電等造成鋰電池發(fā)熱、燃燒，甚至 爆炸引發(fā)火災(zāi)，應(yīng)當(dāng)引起重視。4案例分析4.1火災(zāi)現(xiàn)場基本情況2016年xx月xx日，xx市xx區(qū)xx路xx民宅發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)造成3人死亡，1 人受傷，火災(zāi)主要燒毀停放在一層電動車，煙熏二樓、三樓約80平方米，過火 建筑面積約80平方米。涉火民宅為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，座南朝北，東四南北四周均為民房。該民 宅為三坎獨(dú)立共墻的住宅，有三戶居民，層數(shù)為三層。每戶分別占地60 m2，各 有單獨(dú)樓梯。起火民宅為中間一坎，其中，一層:南北外墻各有一個進(jìn)戶門；北側(cè) 有兩個房間及走道，東北側(cè)為樓梯間，南側(cè)為大廳。二樓:設(shè)有兩間居住房間、 一間包裝車間;三樓有

11、兩個居住房間，陽臺為廚房。過火區(qū)域為民宅一層大廳及 樓梯間處，一樓部分房間，二樓的房間及三樓基本為煙熏面積。4.2現(xiàn)場勘驗4.2.1環(huán)境勘驗：該棟聯(lián)體民宅從外墻査看，中間的民宅一層南門有過火痕跡，南門外墻屋檐有 較重的煙熏痕跡。北門表面上附有煙灰顆粒，無明顯痕跡；民宅二、三層北側(cè)樓 梯間窗戶外墻都有輕微三角型煙熏痕跡;過火民宅南面三樓陽臺搭建鐵皮無明顯 痕跡。從環(huán)境勘驗發(fā)現(xiàn)火勢為該民宅一層由下向上蔓延的燃燒痕跡特征。4.2.2初步勘驗：民宅一層廚房房間玻璃門整個門架較為完好，上半部門框燒融，門框南側(cè)燃燒 程度重于北側(cè)。廚房內(nèi)物品基本完好，墻壁及物品基本為煙熏痕跡。一層四北側(cè) 的臥室房間門燒光，

12、殘留門框。房間內(nèi)物品基本為煙熏痕跡，靠近門口的電視融 化一個角。北門走道的臥室外樓梯間處頂部石灰層脫落，鋼筋裸露屋頂橫梁南側(cè) 比北側(cè)嚴(yán)重。一層大廳四周墻壁石灰層基本完好，東北角部分脫落。一層通往二層的樓梯扶手經(jīng)熱烤變色，樓梯階梯地面磚過火后西側(cè)脫落，樓梯 東側(cè)堆放的紙箱以及包袋材料全部燒毀，大部分為黑色殘留物，樓梯第一臺階 處殘留物有“u”字痕跡（表明臺階殘留物是迎火面）。樓梯東側(cè)墻面樓梯下側(cè) 石灰層脫落嚴(yán)重，一層通往二層樓梯拐角后墻壁石灰層均無脫落。樓梯處二樓窗 戶、三樓窗戶燒損嚴(yán)重，三樓窗戶下方殘留物較多。二層?xùn)|南面房間門板燒毀， 殘留門框，房間內(nèi)物品完好，表層輕微煙熏痕跡。丙南面?zhèn)}庫門完

13、好，房間內(nèi)物 品及房門都是上半部熏黑。西北側(cè)房間房門完好，房間內(nèi)物品完好，表層輕微煙 熏痕跡。三個死亡人員及一個傷員都在二樓兩個住宿房間|aj,被消防搶救人員救 出后送醫(yī)院治療及宣布死亡。三層西北面房間房門完好，房間內(nèi)物品完好，表層輕微煙熏痕跡。西南側(cè)房間房 門完好，房間內(nèi)物品完好，表層輕微煙熏痕跡。初步勘驗發(fā)現(xiàn)火勢呈從一層北門通道與樓梯間交叉處的住宿房間外為中心點， 向南北方向及四周蔓延痕跡特征?；饎萦梢粯窍蚨?、三樓樓梯蔓延特征。4.2.3細(xì)項勘驗：采用還原法、篩選法，把通往北門通道上停放的兩輛電動車復(fù)位以及對殘留1 號、4號機(jī)臺殘骸進(jìn)行篩選。對北門的走道屋頂查看，北側(cè)輕于南側(cè)，交叉角落

14、處殘留物呈“v”字形痕跡;在對北門走道上殘留物進(jìn)行清理后，位于樓梯角即 1號電動車停放處地板瓷磚破裂，其他地方無破裂痕跡。對樓梯臺階進(jìn)行勘驗， 在樓梯臺階表層大理石破損，東側(cè)比西側(cè)輕，臺階越往上破損程度越輕，在第 一個臺階處大理石脫落后表層水泥也脫落，裸露出鋼筋。細(xì)項勘驗發(fā)現(xiàn)起火部位位于一樓樓梯間處電動車停放處。4. 2.4專項勘驗（金相檢驗）4.2.4. 1外觀檢驗電動車的充電器處于“充電”狀態(tài)，充電器及電源線、排插等絕緣部分燒熔，電 源線插頭位于插座部位，經(jīng)勘驗，沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)的電氣故障熔痕。電動車的蓄電池為鉛酸蓄電池組合，外殼熔化，在蓄電池組之間的連接線上有 熔斷現(xiàn)象，分別于線端有形成熔痕

15、，熔痕呈錐形和無規(guī)則粘結(jié)狀，有部分金屬 光澤，與相連的多股線銜接處的熔化過渡區(qū)界限不是很明顯，相連的多股線出 現(xiàn)部分粘結(jié)現(xiàn)象（見圖2）。圖2蓄電池接線上熔痕 下載原圖電動車車身燒毀嚴(yán)重，部分線路出現(xiàn)硬化變脆現(xiàn)象，在蓄電池與控制器的連接 線殘線上有出現(xiàn)熔痕，用體視鏡放大y進(jìn)行觀察，熔痕呈小闘珠狀，表面暗紅 色，沒有金屬光澤，與相連的多股線銜接處的熔化過渡區(qū)界限較為明顯，相連 的多股線沒有出現(xiàn)明顯粘結(jié)現(xiàn)象（見圖3）。4.2.4. 2金相檢驗將上述電動車的蓄電池連接線殘線和控制器連接線上的熔痕取下，分別用鑲嵌 機(jī)進(jìn)行鑲嵌，然后按粗磨、細(xì)磨、拋光、浸蝕、吹干的順序制備成金相樣品，以 備觀察：蓄電池組之

16、間的連接線上熔痕的金相磨面有少量空洞分割，空洞內(nèi)表面亮紅色， 有金屬光澤;顯微組織出現(xiàn)粗大的柱狀晶晶粒，有部分（cu+cu2o）共晶組織;熔 痕與相連導(dǎo)線沒有明顯熔化過渡區(qū)界限（見圖4）。圖4二次短路熔痕顯微組織特征 下載原圖電動車控制器連接線上熔痕的金相磨面有少量空洞分割，空洞內(nèi)表面呈暗紅色， 沒有金屬光澤;顯微組織出現(xiàn)密排細(xì)小的胞狀晶晶粒，晶粒大小約3 untl5 um; 熔痕與相連的導(dǎo)線基體熔化過渡區(qū)界限明顯（見閣5）。4. 2. 4. 3結(jié)果分析上述檢驗結(jié)果說明，控制器連接線上的熔痕具有一次短路熔痕特征，是先于火 災(zāi)發(fā)生之前發(fā)生的短路，而蓄電池組的連接線上的熔痕具有二次短路熔痕特征，

17、系火災(zāi)之后帶電線路絕緣層被火破壞后發(fā)生的短路。圖5 次短路熔痕顯微組織特征下載原圖4.3火災(zāi)原因分析4.3.1排除雷擊引發(fā)火災(zāi)的可能根據(jù)火災(zāi)當(dāng)天氣象局提供的氣象證明及當(dāng)天實際情況表明：火災(zāi)發(fā)生前后該區(qū)域 沒有出現(xiàn)雷雨、雷電天氣，故排除雷擊引發(fā)火災(zāi)的可能。4.3.2排除生活用火引起的火災(zāi)經(jīng)現(xiàn)場勘驗確認(rèn):一樓廚房及臥室用火區(qū)域內(nèi)物品均無過火痕跡，排除了生活用 火引發(fā)火災(zāi)的可能。4.3.3排除放火嫌疑引起的火災(zāi)(1) 經(jīng)現(xiàn)場勘查:一樓大門未見明顯撬壞痕跡，后門被撬開(系由消防人員救火 時撬開)，一樓窗戶均有不銹鋼窗罩，未見明顯的破壞痕跡。(2) 通過調(diào)查訪問情況:通過對證人的調(diào)查訪問，未發(fā)現(xiàn)火災(zāi)前有

18、異常情況及可 疑跡象發(fā)生。根據(jù)法醫(yī)學(xué)尸體體檢驗鑒定書(xx公刑鑒醫(yī)尸字xx號、xx號、xx號) 死者經(jīng)法醫(yī)尸體檢驗證實:死者全身體表未檢見明顯的機(jī)械性暴力損傷，系生前 吸入co、c02等氣體致窒息死亡。綜上，排除放火嫌疑引起的火災(zāi)的可能。4.3.4電氣線路故障引發(fā)火災(zāi)的可能(1) 經(jīng)初步勘驗及細(xì)項勘驗結(jié)果，起火部位位于一樓樓梯間的電動車停放處范 圍內(nèi)。(2) 經(jīng)詢問電動車所有人xxx確認(rèn):晚上回到住宅后對電動車進(jìn)行了充電，且火 災(zāi)發(fā)生前未拔掉充電電源線的插頭。(3) 經(jīng)專項勘驗確認(rèn)：電動車內(nèi)部主控制線路殘線上存在一次短路熔痕，其蓄電 池連接線上存在二次短路熔痕。綜上，存在電氣故障引發(fā)火災(zāi)的可能。4.4災(zāi)害成因分析結(jié)合火災(zāi)調(diào)査詢問筆錄、法醫(yī)的尸體鑒定報告及現(xiàn)場勘查及物證勘驗結(jié)果，認(rèn)定 該起火災(zāi)原因為位于一樓樓梯間的電動車在充電過程屮主控制線路發(fā)生短路故 障引起燃燒，引燃周圍可燃物，蔓延成災(zāi)，并產(chǎn)生大量有毒煙氣，造成人員傷 亡和財產(chǎn)損失。火災(zāi)造成人員傷亡具體因素如下：一是火災(zāi)發(fā)現(xiàn)不及時?；馂?zāi)發(fā)現(xiàn)后，該民宅人員都在睡覺，發(fā)現(xiàn)時火災(zāi)己經(jīng)處于 相對猛烈燃燒階段。第一報警人是民宅三樓住宿的人。二是三個死者及一個傷者都住在二樓屮，火災(zāi)發(fā)生在凌晨時刻，人都處于深度 睡眠中，被煙