插线板火灾事故调查研究综述

插线板火灾事故调查研究综述

齐媛

唐山市消防支队河北唐山063000

摘要：在所有的火灾事故中，电气设备引起的火灾占有一定比例，本文重点介绍插线板火灾调查研究，从插线板结构及材料理化性质开始分析，总结了插线板火灾事故调查研究现状，希望对插线板火灾事故调查有所帮助。

关键字：插线板；火灾调查；原因

1前言

随着科学技术的不断发展，电力的出现使人们的生活产生了翻天覆地的变化，各种先进电器设备的发明和使用给人们的工作生活带来了许多方便，但同时也给社会带来了巨大的火灾隐患。而在所有的电气火灾中，电器设备故障引发的火灾又占其中的20%左右。插线板作为一种火灾危险性极大的电器连接设备，已经成为引发火灾的重要源头。插线板，学名为电源转换器，由于自身的方便性，被广泛应用于各类场所。仅2015年我国国内插线板需求量就约达15000万个，但如此巨大数量的插线板却存在严重的质量问题。在实际的火灾事故调查中，由于插线板本身体积较小，在火灾中烧损程度大，不易分析火势的发展蔓延过程，且目前对插线板不同电气故障的痕迹并未进行系统的研究和区分，导致调查人员常常即使确定了起火点位于插线板处，也不能进一步判断出它所发生的电气故障类型，致使起火原因的认定条件不充分、结果不准确。

2.插线板结构及材料理化性质

插线板的结构主要包括插座头、电源线及插排体三部分。

2.1插座头

插座头主要用于连接电源，其骨架及绝缘一般选用尼龙或PVC材料。其中尼龙即为聚酰胺纤维；它抗拉、抗压、耐磨，具有优良的力学性能；但热稳定性较差，超过80℃开始会发生材料的软化熔融。PVC材料为聚氯乙烯，它抗拉、抗压，具有良好的抗冲击能力，可单独用做结构材料；同时还具有较好的电气绝缘性能；但PVC热稳定性差，会在80～85℃开始软化，在130℃变为粘弹态，在160℃左右变为粘流态，同时长时间的加热在使其变色的同时还会释放出HCL气体。

2.2电源线

电源线主要由火线、零线、地线及外部包装绝缘组成。导线为铜芯线，线芯的横截面积主要根据插线板的额定功率而定，额定功率越大，插线板所需承载负荷越大，导线的额定载流量越大，横截面积越大。但不论额定载流量多大，根据GB2099.3-2008，插线板所使用的铜线线芯横截面积不得低于0.75mm2。在绝缘材质方面，火线、零线、地线的外部绝缘一般使用PVC材料；而三根导线外部的包装线除了会使用PVC材料外，还有可能使用ABS树脂。ABS又名丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，它耐磨、抗冲击，具有良好的电气性能、力学性能和化学稳定性，但耐热性不高，热变形温度仅为93℃。

2.3插排体

插排体主要指除插座头及电源线以外的部分，由插线板本体、均匀布置在本体上的插孔以及电源开关组成，分别起着定型、连接用电设备和控制插线板通电状态的作用。插排体部分的壳体材料通常为ABS树脂；而内部静片材质为锌铜合金，俗称黄铜，它具有较好的导电导热性能，熔点会随各组分含量的不同而不同，但都在1000℃左右。在插排体的内部构造方面，普通的插线板为焊接结构，即插孔内的静片与导线通过焊接连接在一起；比较先进的为一体芯结构，插排体内部不存在导线，为一个整体的金属片导电。

3.插线板火灾事故调查研究现状

3.1插线板火灾危险性研究现状

插座作为电器连接器具的一种，作用原理与插线板相似，国内对其火灾危险性的研究开展较早，已经取得了一定的成果。武警学院的张金专教授通过实验，研究了不同额定电流的插座在不同接触电阻，以及接触电阻相同但电流不同情况下的升温情况，确定了其火灾危险性；彭蕾、钟建军等通过对五组插座分别多次通以Ie、1.5Ie、2.0Ie、2.5Ie、3.0Ie的反复过载方式，对插座在不同过负荷电流下的升温情况进行了分析，并结合插座过负荷时的致火原因，确定了插座在过载情况下的火灾危险性。而在插线板火灾危险性方面的研究仍有较大空缺，仅张美萍在对插线板起火原因进行分析的基础上，通过实验模拟，研究了短路、过负荷以及接触不良故障下插线板的引燃能力，并与常见可燃物的燃烧特性相结合，确定了插线板在不同电气故障下的火灾危险性。

3.2插线板火灾痕迹研究现状

在用电器具的火灾痕迹方面，国内学者先后对电熨斗、热得快等进行了研究，总结了它们过火后的痕迹特征及勘验要点。与此同时，杨秉轩借助火灾痕迹物证综合实验台，制备出铜芯聚氯乙烯绝缘软导线在过负荷、火烧、短路三种作用下的炭化痕迹，对导线在不同故障作用下绝缘层的痕迹特征进行了总结。不少学者对插头插座部位在过负荷、接触不良故障下的痕迹特征也进行了较为全面的研究。而近年来，随着插线板火灾的增多，对其痕迹特征的研究也逐步开展，但目前为止仍为数不多：刘一乐、吴达研通过对一起插线板火灾事故进行剖析，应用FDS模拟验证了火灾的发生过程，并在对插线板痕迹特征进行分析的基础上，总结了插线板火灾的现场勘验要点；王洪波等在《插线板引起火灾的原因及勘验要点分析》中，介绍了一起插线板亡人火灾事故，并通过对其现场勘验过程的分析，总结了插线板火灾的现场痕迹特征及勘验要点，并提出了该类火灾的预防措施。

3.3插线板火灾物证鉴定研究现状

国内对电气火灾物证鉴定的研究开展较早，成果丰富，形成了火灾残留物鉴定的国家标准：GB/T16840《电气火灾痕迹物证技术鉴定方法》。金相分析法就是其中常用的一种。而近年来，随着计算机技术不断发展，定量金相分析技术及其在火灾物证鉴定中的应用也日益成熟，不仅实现了通过测量晶粒及气孔各项特征参数，建立数学模型对一次及二次短路熔珠进行区分；也帮助学者从量化的角度更准确的研究了温度、冷却方式等因素对导线或熔珠金相组织的影响。与此同时，姜鹏详细的讨论了金相分析的数值重构过程，并通过聚类分析、判别分析等，指出了胞状晶和柱状晶的区别。而在国外的相关研究中，日本、美国、瑞士等国则先后提出了外观法、X射线法、DAS法、EBSD法等研究方法；LeeE-P等经过研究，又提出了通过石墨和无定形碳对一次短路和二次短路进行区别的方法。

4.小结

通过以上分析可知，目前插线板已经成为重要的引火源，但对其火灾事故调查的研究仍局限于通过分析插线板引起的火灾事故成因总结勘验要点及宏观痕迹特点方面，对插线板在不同电气故障下的微观特征并未进行深入分析。因此在今后的研究中，可以通过对插线板在短路、过负荷及接触不良等不同电气故障下的微观痕迹及金相组织进行研究，同时结合相应故障下的宏观痕迹特点，形成一套插线板电气故障识别技术。这样的话，不仅有助于为在今后的火灾事故调查中判断线路、下属用电器的带电状态及下属用电器是否有引发火灾的可能性提供依据，也能为判断插线板发生的电气故障类型以及提高火灾原因认定的准确性起到较强的指导作用。

参考文献

[1]刘玲.接触不良引起火灾的成因分析[J].中国高新技术企业，2010，(19):81-82.

[2]公安部消防局.中国火灾统计年鉴[M].北京:中国人事出版社.

[3]张金专，姜新，胡建国，等.插头插座在不同接触电阻时的火灾危险性[J].消防科学与技术，2007，26(3):267-269.

作者简介

齐媛（1985-）女，天津宝坻，硕士，现任唐山消防支队防火处十级助理工程师。