电气火灾痕迹物证鉴定的研究综述
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［3］赵长征.电气火灾原因认定和痕迹鉴定［J］.消防技术及产品信 息,2003,(12):3- 5.
［4］刘义祥.火灾痕迹物证［M］.武警学院试用教材，2007. ［5］陈渝.电气火灾事故材料失效分析(2 案例［) J］.材料导报,2004,18 (8A):314- 317. ［6］余振平.用金相显微技术鉴别一次短路熔痕和二次短路熔痕［J］. 福建分析测试,2007,16(2):46- 48. ［7］邸曼,马宝珠.高压铝导线痕迹物证鉴别及引起火灾可能性的探 讨［J］.消防科学与技术,2003,22(4):341- 344. ［8］Eui- Pyeong Lee, Hideo Ohtani, Yoshiyuki Matsubara, etc. Study on discrimination between primary and secondary molten marks using carbonized residue［J］.Fire Safety Journal. 37(2002): 353- 368. ［9］王书运,张晓凯等.火灾中铜导线及其熔珠显微结构的 SEM 分 析［J］.分析测试技术与仪器,2005,11(1):63- 67. ［10］魏巍,谢明立等.电气事故中铜导线短路熔珠金相组织分析［J］. 消防科学与技术,2007,26(2):211- 214. ［11］胡建国,刘义祥等.火场中铝导线熔痕的微观形貌分析［J］.理化 检验 - 物理分册,2005,41(8):391- 393. ［12］王书运,张晓凯.电气线路火灾中铝导线及其熔珠的显微结构 特征［J］.物理实验,2005,25(8):15- 18. ［13］刘玲,张世星.铜导线过负荷熔融飞溅痕迹特征分析［J］.消防技 术与产品信息,2008,(2):68- 71. ［14］高伟,梁志宏等.热得快火灾危险性及痕迹鉴定技术初探［J］.消 防科学与技术,2003,22(5):422- 424. ［15］陆钢,尹义锋等“. 热得快”火灾痕迹试验研究［J］.中国安全科学 学报,2007,17(8):98- 103. ［16］张辉.电热毯火灾危险性分析及残留物鉴别技术［J］.消防技术 与产品信息,2006,(11):35- 37. ［17］刘振刚,李琛等.喷汽式电熨斗火灾痕迹物证鉴定技术的研究 ［J］.消防科学与技术,2005,24(2):243- 245. ［18］邸曼,尹绍奎.火灾现场中电饭锅残留痕迹的鉴别［J］.消防科学 与技术,2004,23(3):298- 300. ［19］梁志宏,刘振刚等.金相鉴定技术在火灾调查中的应用［J］.消防 科学与技术,2005,24(6):778- 780. ［20］叶诗茂,王立芬等.电气火灾中铜导线火烧痕的研究［J］.理化检 验 - 物理分册,2007,43(5):226- 231. ［21］张金专,罗亮等.消防射水对导线火烧熔痕金相组织的影响［J］. 火灾科学,2007,16(2):105- 110.
态的判定依据，为电热毯火灾的调查，提供了一种科学的技术方法。 2.2.3 电熨斗 普通电熨斗过热痕迹特征有：一是云母片失去透明色泽和韧性；二
是石棉绝缘板失去韧性，变脆或酥裂，石棉板由原始的白色变为棕褐 色；三是底板的后部及中部呈现深蓝色，边沿蓝带黄色；四是双头紧固
螺栓处于电熨斗内部的一端的晶粒大于外端的晶粒说明电熨斗火灾前 处于通电状态[4]。刘振刚、李琛[17]对实际火场中的某一喷汽式电熨斗残
刘玲、张世星[13]编译研究了铜导线过负荷熔融飞溅痕迹的特征，结 果表明：随着电流增长率增加，铜导线熔断范围变小。在金相分析结果 中，当电流增长率低于 2.5A/s 时开始出现树枝晶结构，单位时间内电流 增长率越小，树枝晶结构越明显。EDX 分析结果显示，在正常使用情况 下的导线中可以检测到铜(Cu)元素，而在过负荷熔断导线中可以检测到 氧(O)和铜(Cu)元素。
2.1.3 接触不良痕迹 接触不良痕迹的形成有三种情况：一是接触不良导致接触电阻过 大，在电流热效应下使接触点温度升高，并形成变形变色痕迹；二是接 头松动时可能引起电弧，电弧的高温作用形成变形变色痕迹；三是接触 不良导致的发热使绝缘破坏，出现短路痕迹。具体痕迹特征如下[4]： （1）接头处出现局部变色，表面形成凹痕，严重时有烧蚀甚至局部 熔断现象。 （2）接头处绝缘层受热破坏，绝缘胶布内层出现烧焦、炭化痕迹，严 重时引起绝缘着火。 （3）接头处松动产生电火花，造成接头处出现烧蚀痕迹。 （4）熔化痕迹，特别在铜铝接头处。 2.2 电器设备故障痕迹 2.2.1 热得快 高伟、梁志宏[14]从热得快加热特征入手，通过对相应样品模拟试验 的观察分析，总结出该类样品的火灾危险性以及对相应痕迹进行技术 鉴定的方法和依据。陆钢、尹义锋[15]对处于 4 种不同状态下的“热得快” 从宏观形、微观形貌系统地分析了金属管和电热丝表面形貌特征形成 的机理和主要影响因素，认为通过扫描电子显微镜(SEM)分析技术观察 “热得快”电热丝的微观形貌的差异，可以直观快捷地识别“热得快”在 火灾前所处的状态，为“热得快”火灾残留物的鉴定提供一种新的鉴定 依据和技术方法。 2.2.2 电热毯 张辉[16]以电热毯火灾模拟试验为基础，结合其结构特点，分析了电 热毯火灾的危险性，并根据电热毯纤维织物的烧损、炭化痕迹和发热线 构成材料的变色、熔化、炭化痕迹以及电源线熔化痕迹、发热丝熔化痕 迹的金相组织进行鉴别，提出了根据电热毯火灾残留物鉴别其通电状
表 1 常用单股绝缘导线在过负荷电流作用下的绝缘层变化情况
导线绝缘层 橡胶和棉织物包敷
电流值
聚氯乙烯
1.5I 额
无变化
绝缘膨胀变软并与线芯 松离，轻触即可滑动。
2I 额
棉织物中浸渍物熔化， 绝缘分解、气泡，局部冒
冒白烟，电气绝缘皮干 烟，绝缘层熔软下垂。
涸。
3I 额
绝缘内层橡胶熔化，胶 导线绝缘熔融滴落，绝 液从棉织物外层中渗 缘层严重破坏，线芯裸 出，可使绝缘物着火。 露。
科技信息
专题论述
电气火灾痕迹物证鉴定的研究综述
山东省临沂市罗庄公安消防大队 郑自泉
［摘 要］对近年来关于电气火灾痕迹物证鉴定及原因认定方面的研究成果进行了综述，指出其中存在的问题，提出相应的建议，以 推动火灾调查事业的发展，更好地为火灾调查工作服务。 ［关键词］电气火灾 痕迹物证 火灾调查 综述
１．引言 电气火灾是由电气设备或电气线路自身故障、诱发故障或使用不 当而引发的火灾。随着我国电气化程度的不断提高，电气火灾发生的频 率也不断上升，据统计，我国电气火灾的年均起数约占所有火灾年均起 数的 26%，年均损失约占总损失的 36%。以 2008 年为例，全年共发生火 灾 13.3 万起，而由电线短路、过载和电器设备故障等电气原因引起的火 灾大约有 4 万起，约占总数的 30.1%[1-2]。由于电气火灾事故发生率高、 损失严重、影响重大，因此如何能够快速准确地认定电气火灾原因一直 是从事火灾调查工作和相关研究人员不断努力并深入研究的重要课 题。 在火灾现场残存的痕迹中，除了由电气原因直接产生的残留物外， 由非电气原因引起的火灾在发生和蔓延过程中，电气设施处于火焰高 温作用，破坏电气绝缘，带电线路相继发生短路等诱发电气故障，也会 留下相应的残留物痕迹，因此，在现场勘验过程中，准确无误地发现和 提取这些痕迹，并对痕迹进行准确的判别和鉴定，对于确定火灾原因具 有非常重要的作用[3]。本文主要综述了近年来对电气火灾痕迹物证的原 因认定方面的一些研究成果，并提出了自己的一些建议，以期对实际火 灾调查工作的发展产生一定的推动作用。 ２．痕迹物证原因认定的研究 2.1 电气线路故障痕迹 2.1.1 短路痕迹 在火灾调查中，将短路分为一次短路和二次短路。一次短路又称火 灾前短路，是指导线由于自身故障在火灾前形成的短路。二次短路又称 火灾中短路，是指带电导线在外界火焰或高温作用下，导线绝缘层失效 而引起的短路[4]。导线发生短路后，会在短路点及其周围产生各种痕迹， 这些痕迹称为短路痕迹，常见的短路痕迹有：短路熔珠、凹坑状熔痕、喷 溅熔珠、尖状熔痕和熔断熔痕。 在实际的火灾调查和痕迹鉴定的工作中，主要是根据火灾现场提 取的短路痕迹来判断和鉴别出其究竟为一次短路、二次短路还是火烧 痕迹。陈渝[5]用扫描电镜及金相显微镜对实际火场提取的多股铝芯电线 熔痕进行了显微形貌和金相组织的检测分析，发现送检的电线熔痕均 具有微熔痕特征，熔痕呈圆形凹坑状居多，熔痕面有边界不规则的疏松 孔和圆形的具有铸造自由表面的气孔，部分熔痕表面覆盖了基体铝的 氧化粉末，并且熔痕（金相组织）区域与导线基体区域界线清晰，因此认 定送检的电线熔痕为一次短路熔痕。余振平[6]用金相显微技术对同一火 场中提取的两组导线熔痕进行鉴定，并结合实验结果论述了一次短路 熔痕和二次短路熔痕的区别。邸曼、马宝珠[7]用宏观、金相、成分分析等 技术对火灾现场提取的高压铝导线金属熔融物的痕迹物证进行鉴定， 以鉴别其是由于电热作用而产生金属熔融喷溅物，还是由于火灾火焰 的高温作用而使铝导线熔化。 为了进行理论研究并用以指导火灾调查工作，不少研究人员模拟 不同的火场条件制备了导线短路痕迹样品，以研究其熔珠熔痕的特征。 Eui- Pyeong Lee, Hideo Ohtani 等[8]研究发现在一次短路熔痕中存在石墨 和无定形碳两种晶形，而在二次短路熔痕中仅存在无定形碳一种晶形， 并通过测定晶体中树枝状结晶臂间隔和氧化物浓度来评估形成短路熔 痕的环境温度。王书运，张晓凯等[9]用 SEM 观察分析模拟实验条件下铜 导线及其熔珠熔痕的几种显微组织结构特征,得出以下结论：单股粗铜 导线的火烧、二次短路与一次短路、过负荷、接触不良造成的熔珠熔痕 其显微结构有明显不同，而多股细铜导线火烧和二次短路及过负荷产 生的熔珠熔痕, 其显微结构中均出现等轴晶和柱状晶及较小再结晶颗 粒,与一次短路结构较难以区别。魏巍、谢明立等[10]模拟实际火灾环境分 别制备了两种短路熔珠,对其金相组织进行了定性和定量分析,研究了 熔珠凝固后火场高温火烧对金相组织的影响,并提出了鉴别两种短路熔 珠的方法。胡建国,刘义祥等[11]利用扫描电子显微镜对铝导线熔痕的微 观形貌进行了观察和分析,发现铝导线的一次短路、二次短路和火烧熔 痕的微观形貌分别具有相应的特征和规律,认为利用微观形貌的区别可 以鉴别铝导线熔痕的形成原因。王书运，张晓凯[12]用扫描电镜观察分析 了各种实验室模拟火灾条件下铝导线及其熔珠熔痕的显微组织结构特 征,并和火灾现场取样的组织结构相比较,结果表明：当火灾现场取样结 果显微结构出现树枝晶和柱状晶时,能基本判定导线为一次短路所致； 但当取样结果显微结构仅主要出现大块再结晶体时，则需根据现场情
参考文献 ［1］胡源,宋磊,尤飞等.火灾化学导论［M］.北京:化学工业出版社，
2007. ［2］高素英.电气火灾所占比重呈上升趋势高科技可防患于未然
［EB/ OL］. (2009- 04- 09).http:/ / www.chinavalue.net/ Article/ Archive/ 2009/ 4/ 9/ 169617.html.
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骸的痕迹特征进行了研究和总结，并通过金相分析方法和热分析方法 对电熨斗的金属底板进行了技术鉴定，确定出各部位的受温程度以及 通过模拟试验的方法进一步验证了该电熨斗火前通电过热引起火灾的 结论。
2.2.4 电饭锅 邸曼、尹绍奎[18]对实际火场提取的电饭锅火灾残留痕迹中插座电 源线熔痕、插座内套熔痕和磁钢限温器熔痕进行金相组织鉴定和分析， 查明了引起火灾的原因。梁志宏、刘振刚[19]对某一实际火场中的两个电 饭锅外壳的内外壁(铁质)不同部位进行取样，利用金相分析等方法判断 电饭锅的受温程度，从而确定了作为着火源的电饭锅，同时分析鉴定结 果进一步确认了火灾现场勘查的初步结论。 ３．痕迹物证鉴定存在的问题及建议 （1）实验室模拟制备痕迹样品时，标准和条件不一，导致实验结果 和结论存在较大差异。比如在制作短路痕迹样品时，由于冷却条件的不 一致，最后观察到的样品的金相组织和微观形貌存在较大差异。叶诗 茂，王立芬[20]在对铜导线短路样品进行制备时，选用三种冷却方式，结 果发现：铜导线未熔化前与 GB 16840.4- 1997 所述相似，即显微组织均 为粗大等轴晶，无空洞；但熔融后的铜导线的显微组织主要是等轴晶、 树枝晶和 Cu2O- Cu 的共晶组织，且有时会出现少量孔洞。因此，建议国 标的相关内容要及时进行修改，并要尽可能考虑周详，对实验室模拟制 样的过程要标准化和规范化。 （2）对实际火场的相关因素考虑不周，可能导致痕迹物证的鉴定结 论存在偏差或错误。比如，构成火灾的短路痕迹可能在高温火焰的作用 下遭到破坏，特别是成束电缆火灾，某一部位发生短路，起始是由电缆 芯外侧表面发生短路，引燃绝缘层，电缆芯部又发生短路，在强大的电 弧和火焰作用下，原先形成的一次短路熔痕很容易遭致烧毁，留下的痕 迹反映出二次短路熔痕特征[3]。张金专、罗亮[21]模拟火灾现场，制作不同 线径铜导线的火烧熔珠，然后在不同温度下对熔珠进行冷却。利用金相 显微镜对火烧熔珠的金相组织进行观察，发现铜导线火烧熔痕在不同 温度下经消防射水冷却后，会出现类似一次短路和二次短路熔痕的金 相组织。因此，在对实际火场中的痕迹物证进行鉴定时要结合实际并综 合考虑火场情况，尽可能提取多种物证进行佐证。 ４．结束语 在火灾调查过程中，现场残留的电气痕迹物证十分普遍，要揭示火 灾发生和发展过程中的燃烧规律及其变化，查明火灾的真实原因，必须 将电气痕迹物证同其他痕迹物证联系起来，形成以起火点为中心向四 周蔓延的立体分布体系。尽管火灾调查的学科和知识体系还很不完善， 但可喜的是，近年来有越来越多的人开始关心火灾调查，并积极投身到 相关工作和研究中去，这将成为火灾调查事业不断发展壮大的不竭动 力和力量源泉。
况具体分析。 2.1.2 过负荷痕迹 导线过负荷会在整个回路中产生过负荷痕迹，这和短路时只在短
路点产生短路熔痕不同。导线过负荷时温度会升高，其内部的晶粒形态 会发生变化，金相组织由原始的变形晶粒转变为等轴晶粒，因此金属组 织强度大大降低，铜导线会出现结疤现象，铝导线甚至会出现均匀断节 现象。此外，导线绝缘层也会发生一系列变化，具体情况如表 1 所示。
［4］刘义祥.火灾痕迹物证［M］.武警学院试用教材，2007. ［5］陈渝.电气火灾事故材料失效分析(2 案例［) J］.材料导报,2004,18 (8A):314- 317. ［6］余振平.用金相显微技术鉴别一次短路熔痕和二次短路熔痕［J］. 福建分析测试,2007,16(2):46- 48. ［7］邸曼,马宝珠.高压铝导线痕迹物证鉴别及引起火灾可能性的探 讨［J］.消防科学与技术,2003,22(4):341- 344. ［8］Eui- Pyeong Lee, Hideo Ohtani, Yoshiyuki Matsubara, etc. Study on discrimination between primary and secondary molten marks using carbonized residue［J］.Fire Safety Journal. 37(2002): 353- 368. ［9］王书运,张晓凯等.火灾中铜导线及其熔珠显微结构的 SEM 分 析［J］.分析测试技术与仪器,2005,11(1):63- 67. ［10］魏巍,谢明立等.电气事故中铜导线短路熔珠金相组织分析［J］. 消防科学与技术,2007,26(2):211- 214. ［11］胡建国,刘义祥等.火场中铝导线熔痕的微观形貌分析［J］.理化 检验 - 物理分册,2005,41(8):391- 393. ［12］王书运,张晓凯.电气线路火灾中铝导线及其熔珠的显微结构 特征［J］.物理实验,2005,25(8):15- 18. ［13］刘玲,张世星.铜导线过负荷熔融飞溅痕迹特征分析［J］.消防技 术与产品信息,2008,(2):68- 71. ［14］高伟,梁志宏等.热得快火灾危险性及痕迹鉴定技术初探［J］.消 防科学与技术,2003,22(5):422- 424. ［15］陆钢,尹义锋等“. 热得快”火灾痕迹试验研究［J］.中国安全科学 学报,2007,17(8):98- 103. ［16］张辉.电热毯火灾危险性分析及残留物鉴别技术［J］.消防技术 与产品信息,2006,(11):35- 37. ［17］刘振刚,李琛等.喷汽式电熨斗火灾痕迹物证鉴定技术的研究 ［J］.消防科学与技术,2005,24(2):243- 245. ［18］邸曼,尹绍奎.火灾现场中电饭锅残留痕迹的鉴别［J］.消防科学 与技术,2004,23(3):298- 300. ［19］梁志宏,刘振刚等.金相鉴定技术在火灾调查中的应用［J］.消防 科学与技术,2005,24(6):778- 780. ［20］叶诗茂,王立芬等.电气火灾中铜导线火烧痕的研究［J］.理化检 验 - 物理分册,2007,43(5):226- 231. ［21］张金专,罗亮等.消防射水对导线火烧熔痕金相组织的影响［J］. 火灾科学,2007,16(2):105- 110.
态的判定依据，为电热毯火灾的调查，提供了一种科学的技术方法。 2.2.3 电熨斗 普通电熨斗过热痕迹特征有：一是云母片失去透明色泽和韧性；二
是石棉绝缘板失去韧性，变脆或酥裂，石棉板由原始的白色变为棕褐 色；三是底板的后部及中部呈现深蓝色，边沿蓝带黄色；四是双头紧固
螺栓处于电熨斗内部的一端的晶粒大于外端的晶粒说明电熨斗火灾前 处于通电状态[4]。刘振刚、李琛[17]对实际火场中的某一喷汽式电熨斗残
刘玲、张世星[13]编译研究了铜导线过负荷熔融飞溅痕迹的特征，结 果表明：随着电流增长率增加，铜导线熔断范围变小。在金相分析结果 中，当电流增长率低于 2.5A/s 时开始出现树枝晶结构，单位时间内电流 增长率越小，树枝晶结构越明显。EDX 分析结果显示，在正常使用情况 下的导线中可以检测到铜(Cu)元素，而在过负荷熔断导线中可以检测到 氧(O)和铜(Cu)元素。
2.1.3 接触不良痕迹 接触不良痕迹的形成有三种情况：一是接触不良导致接触电阻过 大，在电流热效应下使接触点温度升高，并形成变形变色痕迹；二是接 头松动时可能引起电弧，电弧的高温作用形成变形变色痕迹；三是接触 不良导致的发热使绝缘破坏，出现短路痕迹。具体痕迹特征如下[4]： （1）接头处出现局部变色，表面形成凹痕，严重时有烧蚀甚至局部 熔断现象。 （2）接头处绝缘层受热破坏，绝缘胶布内层出现烧焦、炭化痕迹，严 重时引起绝缘着火。 （3）接头处松动产生电火花，造成接头处出现烧蚀痕迹。 （4）熔化痕迹，特别在铜铝接头处。 2.2 电器设备故障痕迹 2.2.1 热得快 高伟、梁志宏[14]从热得快加热特征入手，通过对相应样品模拟试验 的观察分析，总结出该类样品的火灾危险性以及对相应痕迹进行技术 鉴定的方法和依据。陆钢、尹义锋[15]对处于 4 种不同状态下的“热得快” 从宏观形、微观形貌系统地分析了金属管和电热丝表面形貌特征形成 的机理和主要影响因素，认为通过扫描电子显微镜(SEM)分析技术观察 “热得快”电热丝的微观形貌的差异，可以直观快捷地识别“热得快”在 火灾前所处的状态，为“热得快”火灾残留物的鉴定提供一种新的鉴定 依据和技术方法。 2.2.2 电热毯 张辉[16]以电热毯火灾模拟试验为基础，结合其结构特点，分析了电 热毯火灾的危险性，并根据电热毯纤维织物的烧损、炭化痕迹和发热线 构成材料的变色、熔化、炭化痕迹以及电源线熔化痕迹、发热丝熔化痕 迹的金相组织进行鉴别，提出了根据电热毯火灾残留物鉴别其通电状
表 1 常用单股绝缘导线在过负荷电流作用下的绝缘层变化情况
导线绝缘层 橡胶和棉织物包敷
电流值
聚氯乙烯
1.5I 额
无变化
绝缘膨胀变软并与线芯 松离，轻触即可滑动。
2I 额
棉织物中浸渍物熔化， 绝缘分解、气泡，局部冒
冒白烟，电气绝缘皮干 烟，绝缘层熔软下垂。
涸。
3I 额
绝缘内层橡胶熔化，胶 导线绝缘熔融滴落，绝 液从棉织物外层中渗 缘层严重破坏，线芯裸 出，可使绝缘物着火。 露。
科技信息
专题论述
电气火灾痕迹物证鉴定的研究综述
山东省临沂市罗庄公安消防大队 郑自泉
［摘 要］对近年来关于电气火灾痕迹物证鉴定及原因认定方面的研究成果进行了综述，指出其中存在的问题，提出相应的建议，以 推动火灾调查事业的发展，更好地为火灾调查工作服务。 ［关键词］电气火灾 痕迹物证 火灾调查 综述
１．引言 电气火灾是由电气设备或电气线路自身故障、诱发故障或使用不 当而引发的火灾。随着我国电气化程度的不断提高，电气火灾发生的频 率也不断上升，据统计，我国电气火灾的年均起数约占所有火灾年均起 数的 26%，年均损失约占总损失的 36%。以 2008 年为例，全年共发生火 灾 13.3 万起，而由电线短路、过载和电器设备故障等电气原因引起的火 灾大约有 4 万起，约占总数的 30.1%[1-2]。由于电气火灾事故发生率高、 损失严重、影响重大，因此如何能够快速准确地认定电气火灾原因一直 是从事火灾调查工作和相关研究人员不断努力并深入研究的重要课 题。 在火灾现场残存的痕迹中，除了由电气原因直接产生的残留物外， 由非电气原因引起的火灾在发生和蔓延过程中，电气设施处于火焰高 温作用，破坏电气绝缘，带电线路相继发生短路等诱发电气故障，也会 留下相应的残留物痕迹，因此，在现场勘验过程中，准确无误地发现和 提取这些痕迹，并对痕迹进行准确的判别和鉴定，对于确定火灾原因具 有非常重要的作用[3]。本文主要综述了近年来对电气火灾痕迹物证的原 因认定方面的一些研究成果，并提出了自己的一些建议，以期对实际火 灾调查工作的发展产生一定的推动作用。 ２．痕迹物证原因认定的研究 2.1 电气线路故障痕迹 2.1.1 短路痕迹 在火灾调查中，将短路分为一次短路和二次短路。一次短路又称火 灾前短路，是指导线由于自身故障在火灾前形成的短路。二次短路又称 火灾中短路，是指带电导线在外界火焰或高温作用下，导线绝缘层失效 而引起的短路[4]。导线发生短路后，会在短路点及其周围产生各种痕迹， 这些痕迹称为短路痕迹，常见的短路痕迹有：短路熔珠、凹坑状熔痕、喷 溅熔珠、尖状熔痕和熔断熔痕。 在实际的火灾调查和痕迹鉴定的工作中，主要是根据火灾现场提 取的短路痕迹来判断和鉴别出其究竟为一次短路、二次短路还是火烧 痕迹。陈渝[5]用扫描电镜及金相显微镜对实际火场提取的多股铝芯电线 熔痕进行了显微形貌和金相组织的检测分析，发现送检的电线熔痕均 具有微熔痕特征，熔痕呈圆形凹坑状居多，熔痕面有边界不规则的疏松 孔和圆形的具有铸造自由表面的气孔，部分熔痕表面覆盖了基体铝的 氧化粉末，并且熔痕（金相组织）区域与导线基体区域界线清晰，因此认 定送检的电线熔痕为一次短路熔痕。余振平[6]用金相显微技术对同一火 场中提取的两组导线熔痕进行鉴定，并结合实验结果论述了一次短路 熔痕和二次短路熔痕的区别。邸曼、马宝珠[7]用宏观、金相、成分分析等 技术对火灾现场提取的高压铝导线金属熔融物的痕迹物证进行鉴定， 以鉴别其是由于电热作用而产生金属熔融喷溅物，还是由于火灾火焰 的高温作用而使铝导线熔化。 为了进行理论研究并用以指导火灾调查工作，不少研究人员模拟 不同的火场条件制备了导线短路痕迹样品，以研究其熔珠熔痕的特征。 Eui- Pyeong Lee, Hideo Ohtani 等[8]研究发现在一次短路熔痕中存在石墨 和无定形碳两种晶形，而在二次短路熔痕中仅存在无定形碳一种晶形， 并通过测定晶体中树枝状结晶臂间隔和氧化物浓度来评估形成短路熔 痕的环境温度。王书运，张晓凯等[9]用 SEM 观察分析模拟实验条件下铜 导线及其熔珠熔痕的几种显微组织结构特征,得出以下结论：单股粗铜 导线的火烧、二次短路与一次短路、过负荷、接触不良造成的熔珠熔痕 其显微结构有明显不同，而多股细铜导线火烧和二次短路及过负荷产 生的熔珠熔痕, 其显微结构中均出现等轴晶和柱状晶及较小再结晶颗 粒,与一次短路结构较难以区别。魏巍、谢明立等[10]模拟实际火灾环境分 别制备了两种短路熔珠,对其金相组织进行了定性和定量分析,研究了 熔珠凝固后火场高温火烧对金相组织的影响,并提出了鉴别两种短路熔 珠的方法。胡建国,刘义祥等[11]利用扫描电子显微镜对铝导线熔痕的微 观形貌进行了观察和分析,发现铝导线的一次短路、二次短路和火烧熔 痕的微观形貌分别具有相应的特征和规律,认为利用微观形貌的区别可 以鉴别铝导线熔痕的形成原因。王书运，张晓凯[12]用扫描电镜观察分析 了各种实验室模拟火灾条件下铝导线及其熔珠熔痕的显微组织结构特 征,并和火灾现场取样的组织结构相比较,结果表明：当火灾现场取样结 果显微结构出现树枝晶和柱状晶时,能基本判定导线为一次短路所致； 但当取样结果显微结构仅主要出现大块再结晶体时，则需根据现场情
参考文献 ［1］胡源,宋磊,尤飞等.火灾化学导论［M］.北京:化学工业出版社，
2007. ［2］高素英.电气火灾所占比重呈上升趋势高科技可防患于未然
［EB/ OL］. (2009- 04- 09).http:/ / www.chinavalue.net/ Article/ Archive/ 2009/ 4/ 9/ 169617.html.
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骸的痕迹特征进行了研究和总结，并通过金相分析方法和热分析方法 对电熨斗的金属底板进行了技术鉴定，确定出各部位的受温程度以及 通过模拟试验的方法进一步验证了该电熨斗火前通电过热引起火灾的 结论。
2.2.4 电饭锅 邸曼、尹绍奎[18]对实际火场提取的电饭锅火灾残留痕迹中插座电 源线熔痕、插座内套熔痕和磁钢限温器熔痕进行金相组织鉴定和分析， 查明了引起火灾的原因。梁志宏、刘振刚[19]对某一实际火场中的两个电 饭锅外壳的内外壁(铁质)不同部位进行取样，利用金相分析等方法判断 电饭锅的受温程度，从而确定了作为着火源的电饭锅，同时分析鉴定结 果进一步确认了火灾现场勘查的初步结论。 ３．痕迹物证鉴定存在的问题及建议 （1）实验室模拟制备痕迹样品时，标准和条件不一，导致实验结果 和结论存在较大差异。比如在制作短路痕迹样品时，由于冷却条件的不 一致，最后观察到的样品的金相组织和微观形貌存在较大差异。叶诗 茂，王立芬[20]在对铜导线短路样品进行制备时，选用三种冷却方式，结 果发现：铜导线未熔化前与 GB 16840.4- 1997 所述相似，即显微组织均 为粗大等轴晶，无空洞；但熔融后的铜导线的显微组织主要是等轴晶、 树枝晶和 Cu2O- Cu 的共晶组织，且有时会出现少量孔洞。因此，建议国 标的相关内容要及时进行修改，并要尽可能考虑周详，对实验室模拟制 样的过程要标准化和规范化。 （2）对实际火场的相关因素考虑不周，可能导致痕迹物证的鉴定结 论存在偏差或错误。比如，构成火灾的短路痕迹可能在高温火焰的作用 下遭到破坏，特别是成束电缆火灾，某一部位发生短路，起始是由电缆 芯外侧表面发生短路，引燃绝缘层，电缆芯部又发生短路，在强大的电 弧和火焰作用下，原先形成的一次短路熔痕很容易遭致烧毁，留下的痕 迹反映出二次短路熔痕特征[3]。张金专、罗亮[21]模拟火灾现场，制作不同 线径铜导线的火烧熔珠，然后在不同温度下对熔珠进行冷却。利用金相 显微镜对火烧熔珠的金相组织进行观察，发现铜导线火烧熔痕在不同 温度下经消防射水冷却后，会出现类似一次短路和二次短路熔痕的金 相组织。因此，在对实际火场中的痕迹物证进行鉴定时要结合实际并综 合考虑火场情况，尽可能提取多种物证进行佐证。 ４．结束语 在火灾调查过程中，现场残留的电气痕迹物证十分普遍，要揭示火 灾发生和发展过程中的燃烧规律及其变化，查明火灾的真实原因，必须 将电气痕迹物证同其他痕迹物证联系起来，形成以起火点为中心向四 周蔓延的立体分布体系。尽管火灾调查的学科和知识体系还很不完善， 但可喜的是，近年来有越来越多的人开始关心火灾调查，并积极投身到 相关工作和研究中去，这将成为火灾调查事业不断发展壮大的不竭动 力和力量源泉。
况具体分析。 2.1.2 过负荷痕迹 导线过负荷会在整个回路中产生过负荷痕迹，这和短路时只在短
路点产生短路熔痕不同。导线过负荷时温度会升高，其内部的晶粒形态 会发生变化，金相组织由原始的变形晶粒转变为等轴晶粒，因此金属组 织强度大大降低，铜导线会出现结疤现象，铝导线甚至会出现均匀断节 现象。此外，导线绝缘层也会发生一系列变化，具体情况如表 1 所示。