电气火灾导线熔痕实验和金相分析
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Key
Words:Low-voltage
Circuit;Electrical Fire;Evidence
Experiment;Digital
Image;Metallographic Analysis
一.II—
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论文原创性声明内容
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下, 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外, 本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成 果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明 确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
the simulation
experiments with copper wires in the laboratory by凹eating different heating temperatures in
the fire and the first
the primary short circuit,the secondary short-circuit and heating after short circuit,then the corresponding metallographicmaps are made.The digital image
相图中组织,以研究不同加热条件、电流对电气火灾金相结果的影响,得出了火灾环境
和金相特征参数的关系曲线。
关键词:低压线路;电气火灾;物证鉴定;熔痕实验;数字图像;金相分析
电气火灾导线熔痕实验和金相分析
Title:Melted Mark Experiment and Metallographic Analysis of Electrical
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学位论文作者签名:韦媚墙导师签名:球%
日期:确Io年6月l 6日
日期:如fo年6月l b
日
中山大学硕士学位论文
第一章绪
论
1.1研究背景和意义
在当今社会,电能在作为生产和生活的重要能源为人类服务的同时,由于多种因素 的影响,重大电气火灾事故不断发生,这已成为备受社会关注的问题。大量火灾经公安 机关调查表明l¨J:目前,我国电气火灾在火灾原因和火灾直接经济损失方面都排在各 类火灾统计数目的首位,如图1.1、图1.2所示。1993"--2007年十五年间,全国共发生火 灾总数为152.76万起,电气火灾37.37万起,平均占火灾总数24.5%。火灾损失1681566.4 万元,电气火灾损失626276.7万元,平均占火灾损失37.2%。 在我国,按起火直接原因分类,电气火灾一般是指由电气线路、用电设备、器具以 及供配电设备发生的故障,并且释放高温、电弧、电火花等热能,在具备燃烧条件下引 燃本物体或其他可燃物而造成的火灾。厂房或车间是重大电气火灾的多发场所,占
学位论文作者签名:韦娟翊
El期:伽|6D年‘月∥El
学位论文使用授权声明
本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定,即: 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文 的电子版和纸质版,有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅,有权将学位论 文的内容编入有关数据库进行检索,可以采用复印、缩印或其他 方法保存学位论文。
heating
temperatures between
curves
the microstmcture
fire,笛well as
characteristic
ofthe
fire environment and the microstructure parameters. Identification;Melted Mark
Wire
Fire
Maj or:Engineering Thermalphysics Name:Wei Meimei
Supervisor:Liang Dong
Abstract
China's electrical fires of low-voltage wire have happened frequently in recent years, which has caused
a
large number of casualties and is short-circuit.So,it’S for
property bsses.The
main
reason
for the
serious electrical fires
of electrical
at
fires process
the accuracy
37.6%t’1;其次是商场商店和住宅;再次是娱乐建筑、饭店、办公房和汽车等。有关资
料显示,在所有汽车火灾中,因电气故障引起的火灾占60%左右【5l。 从统计数据可知【卜4】,电气火灾显然已成为影响我国社会消防安全的主要类别,其 表现为这些主要特征:发生起数多、损失巨大;低压线路上的重大火灾非常突出,1993"-" 2007年重特大电气火灾发生起数最多的是电线或电缆(线路)占52.96%,而且其中大 部分都发生在低压线路上;其次由电器具引起的占14.68%;另外是由照明器具引起的 占10.17%,如图1.3所示。近十年来,造成我国重大火灾的主要原因是短路、过热、接 触不良、过负载、漏电,所占比例高达89.5%,其中,短路是引发重大电气火灾最严重 的故障形式,占百分比高达50.73%,如图1.4所示。
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1993~2007年我国重特大电气火灾发乍起教按起火源所占比例分布图i2
迹物证与火灾环境关系的定量分析有待于进一步研究。针对这些问题,本文结合目前消
防研究的实际案例,研究了电气线路火灾发生最常见的原因、痕迹物证分析鉴定方法。 这对于进一步查找火灾原因、预防火灾发生,保障消防安全都具有积极的意义。
1.2国内外电气火灾痕迹物证鉴定方法研究现状
1.2.1国外研究现状 (1)电气火灾产生原因的研究 研究表明,国外电气火灾问题非常突出,造成的后果十分严重。在建筑物火灾中, 由电气线路引起的火灾占很大的比例。从美国国家火灾数据中心的统计数据中得知,从 1989年到2002年问美国电气火灾在全部火灾案例中所占的比例迅速上升睁引。另外,英 国、德国和日本等国家也存在这样的问题,因此这些国家对电气火灾更加重视【9】,把线 路电气火灾当作防火和研究的重点,取得过系统性的研究成果。 目前,国外对电气线路故障引起发的火灾问题的研究集中在短路、过载、接触不良、 漏电以及保护装置失效原因的调查研究【17‘1 91,并细致分析了每种原因。 同时,线路连线和插头导电片与插座之间接触不良及铜、铝线相接等所导致的“发 热”而致使连线、插头处绝缘发生“热降解”到被“引燃"的发展过程在接触不良认定
电气火灾导线熔痕实验和金相分析
在国外,线路电气火灾调查和认定的研究,主要围绕电气故障进行,其中短路电弧 起火的认定受到高度重视[10-iil。目前,日本、美国、原苏联、瑞士等国家,在电气火灾 原因调查认定上,在铜导线熔痕物证鉴定方面形成了自己的鉴定技术:
早先日本【12J在管状炉式装置中,输入氮、二氧化碳时则通过带硅橡胶玻璃阀,经减
currems in
segmentation method is used in lattice structures in and
the
metallographic analysis,to obtain the appropriate
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study the relatiomhips of different currents results of electrical
中山大学 硕士学位论文 电气火灾导线熔痕实验和金相分析 姓名:韦媚媚 申请学位级别:硕士 专业:工程热物理 指导教师:梁栋 20100615
中山火学硕+学位论文
中山大学硕士学位论文:电气火灾导线熔痕实验和金相分析 专业:工程热物理 硕士生:韦媚媚 指导教师:梁栋
摘
要
近年来我国低压电气线路火灾事故频发,造成了大量的人员伤亡和财产损失,其中 导致电气火灾的主要原因是电气导线短路故障。因此,加强对电气火灾过程的实验研究, 对提高火灾物证鉴定的准确性具有重要意义。本文针对低压线路常见电气火灾的导线火 烧和短路熔痕物证的鉴别问题,在实验室分别对铜导线设置不同加热温度、冷却方式和 保温时问进行火烧或高温的模拟实验,以及施加不同电流进行一次短路、一次短路后经 受不同火场温度、二次短路的模拟实验,得到相应的对比金相图谱,并用实际案例对实 验的合理性进行比对验证。并应用定量金相分析方法,采用适当的数字图像技术获取金
significant to strengthen the experimental study of fire evidence identification.In this paper,aiming
issue of wire fire,conduct
the common
low-voltage short—circuit
中也受到关注f2∞11。另外,文献吲对绝缘材料受热老化、含碳绝缘材料在长期的一定曝 热作用下变得具有导电性,电气设施布置不当对接地导体漏电等原因认定进行了研究。
几乎在所有的建筑火灾现场都可看到电线问放电产生的电路熔痕。 而对于汽车火灾,美国、日本、韩国等相关研究开展较早,有的已将汽车火灾原因 调查做到标准化和系统化。 (2)电气火灾痕迹鉴定方法的研究
电气火火导线焙痕实验和丘=相分析
图1-5电气火灾物证痕迹种类
圈I-6.I车11-7火烧熔痕
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中山大学硕十学位论文
电气火灾物证熔痕就是导线在火场火焰、导线过载或者电气导线短路电弧高温作用 下形成的圆形、凹坑形、瘤形、尖形或其他不规则形状的微熔化或者全熔的痕迹,按照 发生原因可分为很多种,如图1.5所示。火烧熔痕如图1-6、1-7所示。短路故障导致的 熔痕可以分为两种:火灾前发生短路故障产生熔化痕迹的一次短路熔痕,如图1.8所示: 火灾后发生短路故障产生熔痕的二次短路熔痕,如图1-9所示。这些是需要鉴定的重要 物证。 到目前为止,电气火灾原因物证鉴定难度较大,对火灾痕迹物证的调查主要凭借经 验,为了提高物证鉴定的准确性,必须进行深入的研究;其次,在火灾物证中对电气痕
要确定火灾责任归属,解决矛盾和纠纷,减少和防止火灾的再发生,必须做好火灾
原因调查和痕迹物证认定的工作。因此,对我国电气火灾原因和物证分析认定方法进行 科学、完整的研究,意义十分重大。
电气火灾导线熔痕实验和金相分析
1993~2007年电气火灾起薮所占比倒分布圈
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论文原创性声明内容
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下, 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外, 本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成 果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明 确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
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experiments with copper wires in the laboratory by凹eating different heating temperatures in
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相图中组织,以研究不同加热条件、电流对电气火灾金相结果的影响,得出了火灾环境
和金相特征参数的关系曲线。
关键词:低压线路;电气火灾;物证鉴定;熔痕实验;数字图像;金相分析
电气火灾导线熔痕实验和金相分析
Title:Melted Mark Experiment and Metallographic Analysis of Electrical
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学位论文作者签名:韦媚墙导师签名:球%
日期:确Io年6月l 6日
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中山大学硕士学位论文
第一章绪
论
1.1研究背景和意义
在当今社会,电能在作为生产和生活的重要能源为人类服务的同时,由于多种因素 的影响,重大电气火灾事故不断发生,这已成为备受社会关注的问题。大量火灾经公安 机关调查表明l¨J:目前,我国电气火灾在火灾原因和火灾直接经济损失方面都排在各 类火灾统计数目的首位,如图1.1、图1.2所示。1993"--2007年十五年间,全国共发生火 灾总数为152.76万起,电气火灾37.37万起,平均占火灾总数24.5%。火灾损失1681566.4 万元,电气火灾损失626276.7万元,平均占火灾损失37.2%。 在我国,按起火直接原因分类,电气火灾一般是指由电气线路、用电设备、器具以 及供配电设备发生的故障,并且释放高温、电弧、电火花等热能,在具备燃烧条件下引 燃本物体或其他可燃物而造成的火灾。厂房或车间是重大电气火灾的多发场所,占
学位论文作者签名:韦娟翊
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Supervisor:Liang Dong
Abstract
China's electrical fires of low-voltage wire have happened frequently in recent years, which has caused
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料显示,在所有汽车火灾中,因电气故障引起的火灾占60%左右【5l。 从统计数据可知【卜4】,电气火灾显然已成为影响我国社会消防安全的主要类别,其 表现为这些主要特征:发生起数多、损失巨大;低压线路上的重大火灾非常突出,1993"-" 2007年重特大电气火灾发生起数最多的是电线或电缆(线路)占52.96%,而且其中大 部分都发生在低压线路上;其次由电器具引起的占14.68%;另外是由照明器具引起的 占10.17%,如图1.3所示。近十年来,造成我国重大火灾的主要原因是短路、过热、接 触不良、过负载、漏电,所占比例高达89.5%,其中,短路是引发重大电气火灾最严重 的故障形式,占百分比高达50.73%,如图1.4所示。
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图卜1 1993""2007年电气火灾起数所占比例分布图【2】
1993--2007年电气火灾所造成的直接财产损失所占比饲分布圈
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图卜2
1993""2007年电气火灾所造成的直接财产损失比例分布卧2l
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1993~2007年我国重特大电气火灾发乍起教按起火源所占比例分布图i2
迹物证与火灾环境关系的定量分析有待于进一步研究。针对这些问题,本文结合目前消
防研究的实际案例,研究了电气线路火灾发生最常见的原因、痕迹物证分析鉴定方法。 这对于进一步查找火灾原因、预防火灾发生,保障消防安全都具有积极的意义。
1.2国内外电气火灾痕迹物证鉴定方法研究现状
1.2.1国外研究现状 (1)电气火灾产生原因的研究 研究表明,国外电气火灾问题非常突出,造成的后果十分严重。在建筑物火灾中, 由电气线路引起的火灾占很大的比例。从美国国家火灾数据中心的统计数据中得知,从 1989年到2002年问美国电气火灾在全部火灾案例中所占的比例迅速上升睁引。另外,英 国、德国和日本等国家也存在这样的问题,因此这些国家对电气火灾更加重视【9】,把线 路电气火灾当作防火和研究的重点,取得过系统性的研究成果。 目前,国外对电气线路故障引起发的火灾问题的研究集中在短路、过载、接触不良、 漏电以及保护装置失效原因的调查研究【17‘1 91,并细致分析了每种原因。 同时,线路连线和插头导电片与插座之间接触不良及铜、铝线相接等所导致的“发 热”而致使连线、插头处绝缘发生“热降解”到被“引燃"的发展过程在接触不良认定
电气火灾导线熔痕实验和金相分析
在国外,线路电气火灾调查和认定的研究,主要围绕电气故障进行,其中短路电弧 起火的认定受到高度重视[10-iil。目前,日本、美国、原苏联、瑞士等国家,在电气火灾 原因调查认定上,在铜导线熔痕物证鉴定方面形成了自己的鉴定技术:
早先日本【12J在管状炉式装置中,输入氮、二氧化碳时则通过带硅橡胶玻璃阀,经减
currems in
segmentation method is used in lattice structures in and
the
metallographic analysis,to obtain the appropriate
the
the
metallographicmaps,to
study the relatiomhips of different currents results of electrical
中山大学 硕士学位论文 电气火灾导线熔痕实验和金相分析 姓名:韦媚媚 申请学位级别:硕士 专业:工程热物理 指导教师:梁栋 20100615
中山火学硕+学位论文
中山大学硕士学位论文:电气火灾导线熔痕实验和金相分析 专业:工程热物理 硕士生:韦媚媚 指导教师:梁栋
摘
要
近年来我国低压电气线路火灾事故频发,造成了大量的人员伤亡和财产损失,其中 导致电气火灾的主要原因是电气导线短路故障。因此,加强对电气火灾过程的实验研究, 对提高火灾物证鉴定的准确性具有重要意义。本文针对低压线路常见电气火灾的导线火 烧和短路熔痕物证的鉴别问题,在实验室分别对铜导线设置不同加热温度、冷却方式和 保温时问进行火烧或高温的模拟实验,以及施加不同电流进行一次短路、一次短路后经 受不同火场温度、二次短路的模拟实验,得到相应的对比金相图谱,并用实际案例对实 验的合理性进行比对验证。并应用定量金相分析方法,采用适当的数字图像技术获取金
significant to strengthen the experimental study of fire evidence identification.In this paper,aiming
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low-voltage short—circuit
中也受到关注f2∞11。另外,文献吲对绝缘材料受热老化、含碳绝缘材料在长期的一定曝 热作用下变得具有导电性,电气设施布置不当对接地导体漏电等原因认定进行了研究。
几乎在所有的建筑火灾现场都可看到电线问放电产生的电路熔痕。 而对于汽车火灾,美国、日本、韩国等相关研究开展较早,有的已将汽车火灾原因 调查做到标准化和系统化。 (2)电气火灾痕迹鉴定方法的研究
电气火火导线焙痕实验和丘=相分析
图1-5电气火灾物证痕迹种类
圈I-6.I车11-7火烧熔痕
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圈I-8一次短路导线培瘸
幽1.9二次短路导线熔痕
中山大学硕十学位论文
电气火灾物证熔痕就是导线在火场火焰、导线过载或者电气导线短路电弧高温作用 下形成的圆形、凹坑形、瘤形、尖形或其他不规则形状的微熔化或者全熔的痕迹,按照 发生原因可分为很多种,如图1.5所示。火烧熔痕如图1-6、1-7所示。短路故障导致的 熔痕可以分为两种:火灾前发生短路故障产生熔化痕迹的一次短路熔痕,如图1.8所示: 火灾后发生短路故障产生熔痕的二次短路熔痕,如图1-9所示。这些是需要鉴定的重要 物证。 到目前为止,电气火灾原因物证鉴定难度较大,对火灾痕迹物证的调查主要凭借经 验,为了提高物证鉴定的准确性,必须进行深入的研究;其次,在火灾物证中对电气痕
要确定火灾责任归属,解决矛盾和纠纷,减少和防止火灾的再发生,必须做好火灾
原因调查和痕迹物证认定的工作。因此,对我国电气火灾原因和物证分析认定方法进行 科学、完整的研究,意义十分重大。
电气火灾导线熔痕实验和金相分析
1993~2007年电气火灾起薮所占比倒分布圈
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