鎮(zhèn)流器火災(zāi)危險(xiǎn)性分析及火因鑒別方法的研究

鎮(zhèn)流器火災(zāi)危險(xiǎn)性分析及火因鑒別方法的研究摘要：本文結(jié)合火災(zāi)案例，對(duì)如何應(yīng)用金相分析技術(shù)鑒別鎮(zhèn)流器火災(zāi)殘留物進(jìn)行研究。建立用金相分析技術(shù)對(duì)鎮(zhèn)流器火災(zāi)原因進(jìn)行鑒別的方法，歸結(jié)出依據(jù)其熔痕的金相組織特征進(jìn)行火災(zāi)原因鑒別的判據(jù)，提出對(duì)鎮(zhèn)流器火災(zāi)的預(yù)防措施。

關(guān)健詞：熔痕火場(chǎng)殘留物金相分析

1前言隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)的電氣火災(zāi)迅速增加，發(fā)生次數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失都占各類火災(zāi)之首，據(jù)公安部統(tǒng)計(jì)，我國(guó)1990年～1998年，電氣火災(zāi)發(fā)生起數(shù)n萬(wàn)余起，損失近35億元，電氣火災(zāi)年均起數(shù)占火災(zāi)年均總起數(shù)的27.5%，年均損失占火災(zāi)損失的37.3寫。電氣火災(zāi)增長(zhǎng)勢(shì)頭快，損失大，惡性、特大型火災(zāi)多，特別是重特大電氣火災(zāi)事故，損失巨大，令人觸目驚心，給我國(guó)人民生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失。從1986年～1990年日本電氣火災(zāi)現(xiàn)狀看，日本人均用電量比我國(guó)高出十幾倍，而電氣火災(zāi)損失遠(yuǎn)沒(méi)有我國(guó)這樣突出，在各種火災(zāi)損失中僅列第8、9位，電氣火災(zāi)起數(shù)也僅占總起數(shù)的2％～3％。美國(guó)電氣火災(zāi)所占的比例也不突出。查閱有關(guān)資料，在1986年～1990年間重特大電氣火災(zāi)“火源”順序中（按直接經(jīng)濟(jì)損失大小排序），日光燈鎮(zhèn)流器排在第4位，損失為2632萬(wàn)元，火災(zāi)起數(shù)為24起，成為主要火源，全國(guó)20起最大電氣火災(zāi)中竟有兩起是它引起的，由此可見(jiàn)，日光燈鎮(zhèn)流器火災(zāi)不容忽視。我們必須花大氣力去研究降低電氣火災(zāi)及其損失的有力措施，并通過(guò)各方的努力，把電氣火災(zāi)及其損失降低到最低程度。本文僅對(duì)日光燈鎮(zhèn)流器火災(zāi)危險(xiǎn)性及火因鑒別分析的方法進(jìn)行論述，并提出對(duì)鎮(zhèn)流器火災(zāi)的預(yù)防措施，以減少類似火災(zāi)的發(fā)生。2鎮(zhèn)流器火災(zāi)危險(xiǎn)性日光燈通電后其燈管溫度不高，至今尚未發(fā)現(xiàn)因日光燈管溫度過(guò)高將可燃物烤燃的火災(zāi)案例，而與之配套的日光燈鎮(zhèn)流器卻能引起火災(zāi)。不同規(guī)格的日光燈對(duì)電壓、電流的要求各不一樣，因此都要安裝鎮(zhèn)流器，以用來(lái)降低電壓和限制電流。鎮(zhèn)流器的作用有兩個(gè)：一是在起輝器配合下，促使燈管氣體放電，燈管發(fā)亮；二是在燈管點(diǎn)亮后限制其工作電流的大小，使燈管內(nèi)氣體放電能穩(wěn)定地持續(xù)下去。鎮(zhèn)流器形成火災(zāi)的原因主要有：線圈絕緣損壞，造成匝間短路，使線圈的圈數(shù)減少，電阻減小，溫度升高，瀝青熔化外流著火；b）鐵芯松動(dòng)，聲音不正常，引起線圈發(fā)熱，瀝青熔化外流著火；c）燈管兩頭亮中間不亮，鎮(zhèn)流器容易發(fā)熱，使積聚的易燃纖維、粉塵燃燒，導(dǎo)線絕緣損壞漏電，也會(huì)引燃易燃物。鎮(zhèn)流器過(guò)熱主要是由于電源電壓過(guò)高或鎮(zhèn)流器功率選配過(guò)??；燈架內(nèi)通風(fēng)不良使鎮(zhèn)流器聚熱；燈管啟動(dòng)不良或燈長(zhǎng)時(shí)間閃爍也會(huì)引起鎮(zhèn)流器過(guò)熱；由于質(zhì)量原因鎮(zhèn)流器內(nèi)部短路；鎮(zhèn)流器過(guò)載或線路電壓太高，接線松動(dòng)等都會(huì)造成過(guò)熱。在安裝上，有的不墊隔熱板直接固定在木板架上，且在燈下部放有大量易燃物，過(guò)熱后會(huì)引起火災(zāi)。如果鎮(zhèn)流器安裝在天花板和其它可燃材料上，則有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。3鎮(zhèn)流器火災(zāi)模擬試驗(yàn)3.1用裝有T-FORM型40W(E級(jí)絕緣）鎮(zhèn)流器的日光燈燈具進(jìn)行模擬試驗(yàn)試驗(yàn)樣品編號(hào)為1＃、2＃、3＃、4＃、5＃。試驗(yàn)條件：環(huán)境溫度18℃士2OC，相對(duì)濕度80％士3%RH,風(fēng)速0m/s，電源電壓240V～250V，試驗(yàn)時(shí)間120h。試驗(yàn)結(jié)果為：1＃、2＃、3＃試樣按燈具正常工作狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)，其鎮(zhèn)流器表面的最高溫度分別為74℃，60"C,83"C，試樣無(wú)異常所見(jiàn)。4＃、5＃試樣在試驗(yàn)的前40h按燈具正常工作狀態(tài)進(jìn)行，后80h按燈具異常工作狀態(tài)（燈管頻繁閃動(dòng)）進(jìn)行。其中，4＃試樣的鎮(zhèn)流器表面最高溫度為152"C，鎮(zhèn)流器線圈漆包線絕緣膜炭化，鎮(zhèn)流器端部的塑料罩殼內(nèi)表面被烤炭化，并有部分熔化粘在線圈上，鎮(zhèn)流器的塑料接線端子被烤呈熔融變形。3.2用40W熒光燈鎮(zhèn)流器進(jìn)行模擬試驗(yàn)將19個(gè)40W熒光燈鎮(zhèn)流器（分別裝在10套燈具中，其中只有l(wèi)套燈具中裝有l(wèi)個(gè)鎮(zhèn)流器，其余9套各裝有2個(gè)鎮(zhèn)流器），試驗(yàn)樣品分別編號(hào)為：1-1＃、1-2＃、2-1＃、2-2抹、……、6＃、7-l＃、7-2＃、……、9-1＃、9-2＃。試驗(yàn)條件為：環(huán)境溫度17"C～18"C,相對(duì)濕度75%RH，風(fēng)速0.sm/s，電源電壓250V,試驗(yàn)時(shí)間120h。試驗(yàn)結(jié)果為：4-2＃鎮(zhèn)流器在通電806min(13小時(shí)26分）開(kāi)始冒煙，通電812min(13小時(shí)32分）起明火燃燒，鎮(zhèn)流器線圈（漆包線）燒損，線圈的護(hù)罩嚴(yán)重?zé)龤?，接線端子呈熔融狀變形，引出線局部呈熔融狀變形。4-1＃鎮(zhèn)流器在試驗(yàn)進(jìn)行到378min(6小時(shí)18分）線圈開(kāi)始變黑，同時(shí)，線圈護(hù)罩呈熔融狀變形。其它試樣鎮(zhèn)流器無(wú)異常變化。上述兩項(xiàng)模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，鎮(zhèn)流器有引起火災(zāi)的可能性。4鎮(zhèn)流器火災(zāi)的鑒別方法4.1火災(zāi)殘留物的提取確認(rèn)火災(zāi)是否由口光燈鎮(zhèn)流器引起，先決條件是查清起火點(diǎn)的所在，然后在該位置的上方找到安裝的日光燈和鎮(zhèn)流器，弄清兩者之間有無(wú)聯(lián)系。如果在起火位置的上方有鎮(zhèn)流器，則可以作為初步確認(rèn)的依據(jù)，如果經(jīng)查證在起火點(diǎn)處沒(méi)有鎮(zhèn)流器，就應(yīng)查找另外火源，但要注意，有的日光燈與鎮(zhèn)流器并不安裝在一處，可能會(huì)間隔一定距離。當(dāng)確定起火點(diǎn)后，應(yīng)在該處的炭層及雜物中尋找鎮(zhèn)流器。在整個(gè)火災(zāi)過(guò)程中，鎮(zhèn)流器雖然會(huì)被嚴(yán)重?zé)龎?，但卻不能燒盡，它的鐵殼、線圈、硅鋼片等仍然會(huì)保留下來(lái)。如果在火場(chǎng)勘查中，不能將起火點(diǎn)縮小到某一處而只能認(rèn)定在某個(gè)房間時(shí)，這就需要將房間內(nèi)的所有日光燈鎮(zhèn)流器全部找到，作為物證提取，逐一進(jìn)行比較。特別注意的是，需在起火點(diǎn)處提取日光燈鎮(zhèn)流器的殘骸作為物證。4.2外觀檢驗(yàn)按照通常的規(guī)律，凡構(gòu)成起火原因的鎮(zhèn)流器內(nèi)部被燒嚴(yán)重，瀝青幾乎全部溢出和燒盡，而被外火燒的鎮(zhèn)流器外部燒的重，內(nèi)部燒的輕，這些從宏觀檢驗(yàn)上可以做出比較。鎮(zhèn)流器內(nèi)部過(guò)熱燃燒時(shí)，線圈中漆層基本燒盡，嚴(yán)重時(shí)部分層間或匝間電磁線有斷裂點(diǎn)。而外火作用下，只是線圈表層褪色，從外向內(nèi)拆開(kāi)時(shí)，線圈顏色會(huì)逐層恢復(fù)原色。提取到鎮(zhèn)流器后將其外殼拆開(kāi)，用體視顯微鏡對(duì)日光燈鎮(zhèn)流器的殘骸進(jìn)行檢查，如果是因線圈內(nèi)部過(guò)熱引起火災(zāi)，在線圈漆包線的熔斷處會(huì)留下熔痕，大多數(shù)的熔痕呈圓珠狀，見(jiàn)圖1所示。沒(méi)有通電使用狀態(tài)下，無(wú)論外火情況如何也不會(huì)出現(xiàn)這種跡象，但為準(zhǔn)確起見(jiàn)，可以將熔痕從漆包線上截取，進(jìn)行技術(shù)鑒定，以便得出科學(xué)的結(jié)論。

4.3微觀檢驗(yàn)金相分析微觀檢驗(yàn)是根據(jù)金屬學(xué)原理，應(yīng)用金相分析技術(shù)，利用金相顯微鏡對(duì)口光燈鎮(zhèn)流器線圈上的熔化痕跡進(jìn)行金相顯微組織的觀察和分析。將提取到的日光燈鎮(zhèn)流器殘骸，截取具有熔化痕跡的線圈上的熔痕，將其制備成金相樣品，經(jīng)過(guò)拋光浸蝕后，對(duì)樣品進(jìn)行金相分析。線圈多為銅質(zhì)，其熔點(diǎn)為1083℃，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)勘查中，線圈上不僅會(huì)發(fā)現(xiàn)短路熔痕（短路時(shí)溫度可達(dá)2000℃～3000O℃)，也經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)火燒熔痕，因?yàn)榛鹧娴臒嶙饔靡矔?huì)將線圈形成有熔痕痕跡。但由于二者形成時(shí)的環(huán)境、氣氛條件不同而留下了可供鑒別的依據(jù)，因此，我們利用金相顯微鏡對(duì)鎮(zhèn)流器線圈上的熔痕進(jìn)行金相顯微組織的觀察和分析，依據(jù)它們?cè)诮鹣嘟M織上所呈現(xiàn)的顯微組織特征，來(lái)判別線圈上熔痕的熔化性質(zhì)。線圈火燒熔痕的金相組織特征為：其顯微組織由粗大的等軸晶粒組成，無(wú)明顯的過(guò)渡區(qū)痕跡，金相磨面較光滑，幾乎沒(méi)有氣孔存在。線圈短路熔痕的金相組織特征為：其顯微組織由胞狀晶和柱狀樹(shù)枝晶組成，有較明顯的過(guò)渡區(qū)的痕跡，金相磨面內(nèi)有很多氣孔存在。線圈火燒熔痕和短路熔痕的金相組織如圖2、圖3所示。因?yàn)檫@些熔痕是在溫度較高、煙氣較濃等類似火災(zāi)的環(huán)境中形成的。即開(kāi)始時(shí)由于線圈內(nèi)部過(guò)熱，當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，線圈絕緣層燃燒最后導(dǎo)致線圈層間或匝lb］短路。所以，只要經(jīng)鑒定證明線圈上的熔痕屬于短路熔痕，就說(shuō)明是鎮(zhèn)流器內(nèi)部過(guò)熱所致。5火災(zāi)案例1)1993年8月12日22時(shí)18分，北京隆福商業(yè)大廈營(yíng)業(yè)廳發(fā)生特大火災(zāi)。這起火災(zāi)燒毀建筑面積8020m2，燒毀大量商品及柜臺(tái)貨架等設(shè)施，直接經(jīng)濟(jì)損失2148.9萬(wàn)元，其中商場(chǎng)建筑損失164.5萬(wàn)元，設(shè)備損失60.5萬(wàn)元，商品損失1923.9萬(wàn)元。這是建國(guó)以來(lái)，北京市發(fā)生的最大一起火災(zāi)，震驚全國(guó)?？辈槿藛T從金屬的受熱變形、斷裂、熔化痕跡、可燃材料受熱炭化、蔓延痕跡、物品被燒坍塌痕跡，構(gòu)成了以禮品貨架為中心的起火痕跡體系，它從不同的空間和角度證明，起火點(diǎn)在貨架上部的燈箱處。起火點(diǎn)認(rèn)定后，勘查人員在起火貨架前的地面上提取了一個(gè)20W的日光燈鎮(zhèn)流器，解體檢查發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)流器線圈上有熔化痕跡，經(jīng)公安部消防局電氣火災(zāi)原因技術(shù)鑒定中心鑒定，其鑒定結(jié)果為鎮(zhèn)流器內(nèi)部線圈發(fā)生短路，引燃周圍的可燃物而發(fā)生火災(zāi)。

2)1993年7月5日1時(shí)17分，大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)中日合資大連TMS醫(yī)療器具有限公司發(fā)生特大火災(zāi)。這起火災(zāi)燒毀高檔無(wú)菌包裝箱袋、一次性輸液器、輸血器、注射器等物資，直接經(jīng)濟(jì)損失13,6萬(wàn)元。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和勘查證實(shí)，此起火災(zāi)的直接原因系該單位半成品庫(kù)內(nèi)電源線靠近鎮(zhèn)流器，在鎮(zhèn)流器長(zhǎng)時(shí)間通電過(guò)熱的高溫作用下，導(dǎo)致電源線絕緣層老化與鎮(zhèn)流器發(fā)生短路，引燃周圍的可燃物而發(fā)生火災(zāi)。3)1999年6月12日17時(shí)10分，深圳市寶安區(qū)沙景鎮(zhèn)智茂電器制品廠，因倉(cāng)庫(kù)日光燈鎮(zhèn)流器長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱，烤燃附近可燃物釀成特大火災(zāi)，造成16人死亡，18人重傷，40人輕傷，建筑面積為4450mZ的倉(cāng)庫(kù)和車間全部被燒毀，直接經(jīng)濟(jì)損失約20。萬(wàn)元6防火措施鎮(zhèn)流器安裝時(shí)應(yīng)注意通風(fēng)散熱，不準(zhǔn)將鎮(zhèn)流器直接安裝在可燃建筑物構(gòu)件上，應(yīng)用隔熱的不燃材料進(jìn)行隔離；b）日光燈鎮(zhèn)流器的下方不要堆放可燃物品；C）鎮(zhèn)流器和燈管的電壓與容量必須相匹配，配套使用；d）容易發(fā)生問(wèn)題的鎮(zhèn)流器，要安裝在明處；e）鎮(zhèn)流器聲音不正常時(shí)，要及時(shí)更換；f）燈管兩端亮中間不亮，要認(rèn)真檢查燈管和起輝器，如有損壞，要及時(shí)更換