1、电气火灾原因认定和痕迹鉴定 2008-10-28 14:13:59 作者：赵长征 来源： 电气 其二, 表示电气线路发生短路故障, 不考察短路形成的原因; 其三, 表示短路时释放的热能使导线熔化到凝固的过程。在勘查现场过程中, 对技术鉴定做出的一次短路熔痕结论,应重点注意以下问题: (1) 查清在着火前一段时间内, 电气线路或设备有无发生故障, 发生故障后的维修情况, 是否将故障残存部分弃留在起火部位或起火点处。如某汽车制造厂火灾, 送检的物证鉴定为一次短路熔痕, 后经现场勘查和访问核实, 该送检物证为检验汽车电瓶是否带电所使用过的导线。 (2) 查清着火前电气有无异常情况 , 包括烟雾、气味
2、、声光、电压波动等。如电气绝缘烧损伴随着较强的刺激味道 , 短路是线路之间的放电过程, 发生短路时有一定的声响和弧光等。 (3) 应注意是否有利用电气设施进行纵火的可能性, 用电气设施短路纵火是人为地使不等电位的带电导体发生短路引燃可燃物起火。所以这要通过查清起火点处是否留有可疑物品, 是否有助燃剂的存在来确定。 (4) 长距离悬挂带电导体如架空线等在已着火情况下被烧断后, 又在重力拉动下其电源侧线路向支撑点方向移位而脱离最先着火部位, 这时发生对地或其他金属短路, 则痕迹鉴定结果表现为一次短路熔痕特征。应查清整个线路有无短缺, 痕迹发生的具体位置, 与搭接地面或金属物质痕迹是否重合 , 痕迹
3、下面有无可疑物品等。 (5) 瞬间多点短路 , 电气回路有时因高压或过流,会发生沿电源方向移动的多点短路, 引起火灾的短路点不一定发生在供电线路末端, 也就是第一次短路的位置。 3.2 二次短路熔痕 二次短路熔痕为铜铝导线在火焰或高温作用下,因绝缘破坏而发生短路时残留的痕迹。它也包含三个含义: 其一, 表示痕迹的形成处于火灾环境中或高温分布区域; 其二, 表示电气因绝缘破坏发生诱发性短路故障, 其三, 表示短路释放的热能和高温热能共同作用使导线发生熔化和凝固的过程。在火灾原因认定过程中,如鉴定结论为二次短路熔痕, 又找不到其它电气痕迹,大多数排除电气火灾的可能性。但应注意以下问题: (1) 构
4、成火灾的短路痕迹可能在火焰的作用下遭到破坏, 形成火烧熔痕或重新发生短路, 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, 引燃绝缘起火, 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容易遭致烧毁, 留下的痕迹反映出二次短路熔痕特征。 (2) 对电热器具的电源线和大功率照明线路(如白炽灯、卤素灯) , 即使鉴定为二次短路痕迹, 只要查清电源线和发热元件是直接连通的或电源线和发热元件之间的开关处于闭合状态, 就可以证明电热器具在起火前处于带电状态, 这是电热器具烤燃可燃物的一个有力的佐证。 (3) 对电磁式电气设备如变压器、镇流器、接触器
5、等若鉴定在绕组(线圈) 上的熔痕为二次短路熔痕 , 不能排除线圈引起火灾的可能性。因为线圈(绕组) 过流 ,温升过高, 使匝间绝缘炭化冒烟起火, 继而发生匝间或层间短路, 则短路痕迹由以前定义为二次短路痕迹, 现应改为线圈(绕组) 故障形成的电热熔痕, 用以区分火烧短路即二次短路痕迹。否则 , 结论或定义不清楚, 对火灾原因认定有着重大的影响。 3.3 电热作用形成的熔化痕迹 接触不良引起火灾往往在接点处留下电热作用熔化痕迹, 对痕迹的鉴别是认定接触不良火灾的主要技术依据。然而就其痕迹形成原理来看 , 一方面由于接触不良如收缩电阻或膜电阻过大以及松动、振动等原因形成, 另一方面接点的超容量使用
6、, 长期小范围过电流形成, 这种接触故障往往形成时间较长, 伴有恶性循环, 容易引起火灾, 从目前的技术角度只能定义为电热作用形成的熔化痕迹。在此应着重提及的事项是接点通过故障( 线路原发性故障和火灾诱发性故障) 大电流, 大大超过接点的容量 , 短时作用也会形成接点电热作用熔化痕迹, 这种情况有时会发生, 但较少见。对于这类痕迹主要根据火灾现场蔓延方向、燃烧规律和火流方向, 缩小起火部位的范围。另外通过检查接点所带的负荷工作状态和线路情况, 如线路有无短路痕迹, 接点处有无发生金属崩溅等可认定或排除接点过热引起火灾的可能性。 4 结语 在火灾调查过程中, 电气残留的痕迹物证十分普遍, 必须将
7、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, 才能揭示火灾发生和发展过程中的燃烧规律及其变化。痕迹物证勘验在火场勘查过程中处处体现, 涉及广泛的经验知识和鉴定技术。为适应火灾调查技术发展的需要, 必须建立电气火灾调查知识和概念体系 , 探索痕迹物证勘验更为科学的方法和技术手段, 并逐渐完善, 以更好地为火灾调。 电气火灾原因技术鉴定方法第 1 部分宏观法发布时间：2008-12-23 撰稿人：小武松 浏揽人数：1082 前 言电气火灾原因技术鉴定方法系列标准分为 4 部分：第 1 部分宏观法；第 2 部分剩磁法；第 3 部分成分分析法；第 4 部分金相法。
8、本标准是电气火灾原因技术鉴定方法系列标准的第 1 部分：宏观法。宏观法是在火场中，根据铜铝导线熔痕外观特征及熔珠空洞内表面特征判定熔化原因和为微观分析提供试样。本标准查阅并参照了日本东京消防厅编电气火灾原因与鉴别一书中导线短路熔痕外观特征部分内容。本标准由全国消防标准化技术委员会提出。本标准由全国消防标准化技术委员会第六分委员会归口。本标准起草单位：公安部沈阳消防科学研究所。本标准主要起草人：韩宝玉、王希庆、邸曼、高伟。中华人民共和国国家标准GB16840.11997 电气火灾原因技术鉴定方法第 1 部分：宏观法Technical determination methods for elect
9、rical fire cause Part1：Macroscopic method1 范围本标准规定了定义、原理、设备器材、方法步骤、判定和送检及鉴定时应履行的书面程序。本标准适用于在调查电气火灾原因时，从铜铝导线熔痕外观特征上，鉴定其熔化原因与火灾原因的关系。2 定义本标准采用下列定义：2.1 熔痕 melted mark铜铝导线在外界火焰或短路电弧高温下形成的圆状、凹坑状、瘤状、尖状及其他不规则的微熔及全熔痕迹。2.2 熔珠 melted bead铜铝导线在外界火焰或短路电弧高温作用下，在导线的端部、中部或落地后形成的圆珠状熔化痕迹。2.3 火烧熔痕 melted mark due to
10、fire burning铜铝导线在火灾中受火焰或高温作用被熔化后残留的痕迹。2.4 一次短路熔痕 primary short circuited melted mark铜铝导线因自身故障于火灾发生之前形成的短路熔化痕迹。2.5 二次短路熔痕 seconed short circuited melted mark铜铝导线带电，在外界火焰或高温作用下，导致绝缘层失效发生短路后残留的痕迹。2.6 短路熔珠内部空洞 inside carity caused by short circuited melted bead凡因短路在导线端部形成熔珠的，其内部均有空洞，空洞内表面具有形成短路当时的环境条件特征
11、。2.7 熔化过渡 fusion transition由熔痕向导线延伸的一定距离内存在的熔化现象，是火烧熔痕与二次短路熔痕所具有的特征。3 原理铜铝导线无论是火灾热作用还是短路电弧高温熔化，除全部烧失外，一般均能查找到残留熔痕，其熔痕外观仍具有能代表当时环境的特征。一次短路熔痕和二次短路熔痕同属于瞬间电弧高温熔化，具有冷却速度快、熔化范围小的特点，但不同的是前者短路发生在导线自身故障的条件下，后者短路发生在烟火与温度条件下，导线被火灾热作用熔化的痕迹，其时间、温度又均与短路不同，它具有温度持续时间长、火烧范围大、熔化温度低于短路电弧温度的特点。由于不同的环境产物参与了熔痕形成的全过程，从而保留
12、了区别一次、二次短路熔痕形成时的各自特征。这在外观状态、不同元素含量、金相显微组织上都得到了科学的验证。4 设备与器材4.1 体视显微镜放大倍数 50 倍以上。4.2 灯具普通带罩灯具，用 60W 白炽灯泡。4.3 器具取样工具，装试样纸袋，毛刷。5 方法步骤5.1 试样提取5.1.1 部位做为鉴定用的熔痕试样，应取自确认的起火点或起火部位处，不应提取非起火部位处的试样做鉴定使用，但可以做为比较使用。5.1.2 核实提取试样时应核实试样是原有的，还是因扑灭火灾、抢救物资或其他原因混入起火部位、经核实无误后，才可做为鉴定试样提取。5.1.3 拍照在提取试样之前应进行现场拍照，拍照分为试样提取方位
13、和试样近拍。5.1.4 提取检查导线发现熔痕后，宜在距熔痕 50100mm 处将导线剪断连同熔痕一并取下。5.2 保管对提取的试样，宜装入袋内保管，不应与其他物件混放一起并注明试样名称与提取部位。5.3 试样处理与观察5.3.1 清除污垢用水或酒精、丙酮等溶剂清除掉试样上的碳灰与污垢。5.3.2 取下熔珠在导线与熔珠相连接处将熔珠取下，使其露出内表面。但使用工具夹熔珠时不宜用力过大，防止变形或损坏。5.3.3 观察准备按仪器使用说明，取下体视显微镜罩盖，换上所需的目镜，做好观察准备。5.3.4 观察将样品固定，置于体视显微镜底盘上，在阳光或白炽灯下观察；对熔珠空洞内表面，应观察其整体光泽、颜色
14、、空洞数量、碳迹、纹迹，不应局限于某一空洞；对碳迹、纹迹、斑点的观察宜将体视显微镜倍率调至 50 倍以上，焦点对准空洞底部。6 判定6.1 火烧熔痕6.1.1 熔珠火烧形成的铜导线熔珠其直径是线径的 13 倍，铝导线为 14 倍。熔珠位于线的端部或中部。熔珠表面光滑，无麻点和小坑，具有金属光泽。6.1.2 熔化过渡区线与熔珠之间有熔化过渡痕迹，导线明显变细。6.1.3 导线铜铝导线上有熔化变细，熔化积聚变粗或形成熔瘤、尖状熔痕以及在导线上附着带有光泽的小熔珠。6.1.4 凹坑铝导线上有被熔化形成的大量凹坑，坑内表面平滑无光泽。铜导线无此特征。6.1.5 多股软线多股软线端部形成熔珠或尖状熔痕，
15、熔痕下面的细铜线熔化并粘结在一起，很难再分开。6.2 一次短路熔痕6.2.1 熔珠铜导线熔珠直径是线径的 12 倍，铝导线熔珠直径是线径的 13 倍。熔珠的位置在导线端部或歪在线端的一侧，有的大熔珠下面导线上还附着有小的熔珠。铜熔珠表面有光泽，铝熔珠表面有一层灰色氧化铝膜和麻点、毛刺。6.2.2 熔化过渡熔痕与导线之间有明显的熔化与非熔化的分界线，无熔化过渡痕迹。6.2.3 导线铜导线表面形成若干有空腔的半球状熔痕，其间距较均匀，大部分呈黑色，个别也有光泽。铝导线无此特征。6.2.4 凹坑导线上出现凹坑，并表现在两根导线相对应的位置上。凹坑内表面有光泽但不平滑，有堆积状熔化金属和毛刺，摸之有扎
16、手感。有的凹坑内还沾有微小的同类金属小熔珠。6.2.5 多股软线多股软线端部形成熔痕，与熔痕相连接的导线无熔化粘结痕迹，其多股细铜丝仍能逐根分离。有的细铜丝端部出现微小熔珠。6.3 二次短路熔痕6.3.1 熔珠铜导线熔珠的直径相对大于一次短路熔珠，但又小于火烧形成的熔珠，表面有微小凹坑，光泽性差。铝导线熔珠表面有一层深灰色氧化铝膜，有小凹坑、裂纹及塌陷现象，非熔珠状熔痕端部夹杂有黑色碳化物。6.3.2 熔化过渡自熔痕向导线延伸的一段距离内，在导线上有微熔变细的痕迹。6.3.3 导线在较短的一段导线上出现若干处短路点。6.3.4 多股软线多股软线端部形成熔珠，与熔珠相连接的导线变硬或粘结在一处，
17、其多股细铜丝不能逐根分离。6.4 熔珠内部空洞6.4.1 火烧熔珠因火灾热作用而形成的圆珠状熔痕内部无空洞，但多股软线熔珠内有未被完全熔化的间隙孔。6.4.2 一次短路熔珠一次短路熔珠内部有空洞，空洞数量少，多分布在熔珠中部。铜导线熔珠空洞内表面呈暗红色，光泽度差，平滑且有微量碳迹。铝导线熔珠除空洞内表面有一层深灰色氧化铝膜外，其他特征与铜熔珠类似。6.4.3 二次短路熔珠二次短路熔珠内部有空洞，空洞数量多且分布在熔珠的边缘及中部。铜导线熔珠空洞内表面呈透明感的鲜红色（红宝石色），光泽度强，有较多的碳迹。铝导线熔珠空洞内表面有一层浅灰色氧化铝膜，光泽度强，有粗糙的条纹或光亮的斑点。7 送检及鉴
18、定时应履行的书面程序7.1 送检单位在送检时，应先填写电气火灾原因技术鉴定申请单，其内容包括申请鉴定单位名称、地址、联系人；失火单位名称、样品名称、数量，取样地点、取样人、鉴定目的。7.2 鉴定单位在接受鉴定任务后应填写收样单、任务单、接待记录、原始记录。7.3 鉴定结束后，将鉴定结论填写在鉴定报告审批表中，经试验室负责人签字，质量审查无误后报领导审批。7.4 将审批后的鉴定报告原件交送检单位，复印件留档存查。电气火灾原因技术鉴定方法第 2 部分剩磁法发布时间：2008-12-23 撰稿人：小武松 浏揽人数：1327 电气火灾原因技术鉴定方法系列标准分为 4 部分：第 1 部分宏观法；第 2
19、部分剩磁法；第 3 部分成分分析法；第 4 部分金相法。本标准是电气火灾原因技术鉴定方法系列标准的第 2 部分：剩磁法。剩磁法是在火场中无短路熔痕和雷电痕迹的条件下，判定导线短路及雷电的侵入。本标准由全国消防标准化技术委员会提出。本标准由全国消防标准化技术委员会第六分委员会归口。本标准起草单位：公安部沈阳消防科学研究所。本标准起草人：韩宝玉、王希庆、邸曼、高伟。 中华人民共和国国家标准GB16840.21997电气火灾原因技术鉴定方法第 2 部分：剩磁法Technical determination methods for electrical fire causePart2：Recidual
20、 magnetic method1 范围本标准规定了定义、原理、设备与器材、方法步骤、判定和送检及鉴定时应履行的书面程序。本标准适用于在调查电气火灾原因时，在火灾现场起火电点无法寻找到短路熔痕及雷电熔痕的条件下，根据剩磁数据判定短路及雷电的产生，进一步分析与火灾起因的关系。2 定义本标准采用下列定义：2.1 剩磁数据 data of residual magnetism铁磁体被导线短路电流及雷电流形成的磁场磁化后仍保留的磁性值。单位为毫特斯拉（mT）。2.2 雷电熔痕 melted mark induced by lightning金属受雷电高温作用在表面上形成的熔化痕迹。2.3 火烧导线短路
21、剩磁 residual magnetism in conducting wire shortcircuit caused by fire burning铜铝导线带电，在火焰及高温作用下发生短路形成磁场，铁磁体被磁化后保持的磁性。3 原理由于电流的磁效应，在电流周围空间产生磁场，处于磁场中的铁磁体受到磁化作用，当磁场逸去后铁磁体仍保持一定磁性。处于磁场中的铁磁体被磁化保持磁性的大小与电流和磁场的强弱有关。通常导线中的电流在正常状态下，虽然也会产生磁场，但其强度小，留在铁磁体上的剩磁也有限。当线路发生短路或有雷电经过时，将会产生异常大电流，从而出现具有相当强度的磁场，铁磁体也随之受到强磁化作用，保
22、持较大的磁性。在火灾现场中当怀疑火是由于导线短路或雷电引起而又无熔痕可作依据时，则采用对导线及雷电周围铁磁体剩磁检测，依据剩磁的有无和剩磁的大小判定在火场中是否出现过短路及雷电现象，进一步分析与火灾起因的关系。4 设备与器材4.1 特斯拉计实验室用或现场携带用，量程为 0100mT，精度为2.5，使用温度为540oC。4.2 器材取样工具，装试样纸袋、毛刷、酒精、丙酮等溶剂。5 方法步骤5.1 试样种类铁钉、铁丝；穿线铁套管；白炽灯、日光灯灯具上的铁磁材料；配电盘上的铁磁材料；人字房架（有线路）上的钢筋、铁钉；设备器件及其他杂散金属，但以体积小的为宜。5.2 试样提取5.2.1 部位做为检测用
23、的试样，应取自现场中经确认无误的起火点或起火部位导线的周围。试样与导线的距离以不超过 20mm 为宜，但对有雷电可能的现场，可以据情提取，不受部位限制。5.2.2 拍照在提取样品之前应进行现场拍照，拍照分为试样方位和试样近拍两项。5.2.3 提取对固定在墙壁或其他物体上的试样，提取时不应弯折、敲打、摔落；宜提取受火烧温度较低的试样；对位于磁性材料附近的试样不应提取；经证实该线路过去曾发生短路时，不应提取；如因不便提取时可以在试样的原位置进行检测。5.3 保管对提取的试样，宜装入采样袋内妥善保管，并注明试样名称与提取位置，不应与磁性材料或其他物件混放在一起。5.4 测量5.4.1 清除污垢测量前
24、采用水及溶剂清除试样表面的碳灰、污垢。5.4.2 测量准备按仪表使用说明，将仪表电源接通，经校准、预热做好准备。5.4.3 操作视试样不同选择测量点，如铁钉、铁管、钢筋的两端，铁板的角部、杂散铁件的楞角及尖端部位；将探头（霍尔元件）平贴在试样上，缓慢改变探头的位置和角度进行搜索式测量，直到仪表显示稳定的最大值为止；探头与试样接触即可，不应用力按压；测量后按试样分别做好记录。6 判定6.1 数据判定6.1.1 铁钉、铁丝在短路状态下，由于短路电流的大小及距短路点的远近不同，一般为 0.21.5mT，大者在 2mT 以上。因剩磁数据的低限与正常电流的剩磁数据有重叠，故 0.5mT 以下不做判据使用
25、，0.51.0mT 以下可做为判定短路的参考值，1.0mT 以上做为确定短路的剩磁数据。剩磁数据越大，定性越准确，但也不能只依据个别数据判定，只有在较多数据的事实下，才可做出判定。6.1.2 铁管、钢筋低于 1.0mT 以下不做判据使用，1.01.5mT 作为参考值，1.5mT 以上作为判定短路的数据。6.1.3 杂散铁件导线附近的铁棒、角铁、金属框架、工具等一般体积较大，被磁化不明显，应以 1.0mT 以上作为判据使用。6.1.4 雷电剩磁当避雷线上流过 20kA 电流时，避雷线上的预埋支架、U 形卡子剩磁数据为 2.03.0mT。雷电流垂直通过 12m 铁板，铁板四角剩磁为 2.03.0m
26、T。避雷针尖端剩磁并不大，为 0.61.0mT。处于雷电通道的杂散铁件、钉类、钢筋、金属管道的剩磁数据均在 1.510mT 之间。上述数据系实验和在雷电现场检测所得，可做为判定时参照使用。6.2 比较判定在现场经过比较做出判定，如同样两个设施上均有线路通过，但一方有剩磁另一方无剩磁，证明有剩磁一方的导线曾发生过短路。6.3 磁化规律判定铁磁体磁性的强弱与其距导线（短路）的距离有关，距导线越近其磁性越强，测量时如能找到由强到弱的规律，再结合所测的数据，则可进一步判定导线是否曾发生过短路。6.4 火烧导线短路剩磁判定火烧导线发生短路，同样也会产生磁场并使铁磁体保持磁性。判定是火前短路形成还是火烧短
27、路形成，应查清火源情况，根据现场实际做出判定。7 送检及鉴定时应履行的书面程序7.1 送检单位在送检时，应先填写电气火灾原因技术鉴定申请单，其内容包括申请鉴定单位名称、地址、联系人；失火单位名称、样品名称、数量，取样地点、取样人、鉴定目的。7.2 鉴定单位在接受鉴定任务后应填写收样单、任务单、接待记录、原始记录。7.3 鉴定结束后，将鉴定结论填写在鉴定报告审批表中，经试验室负责人签字，质量审查无误后报领导审批。7.4 将审批后的鉴定报告原件交送检单位，复印件留档存查。电气火灾原因技术鉴定方法第 3 部分成分分析法发布时间：2008-12-23 撰稿人：小武松 浏揽人数：1232 前 言电气火灾
28、原因技术鉴定方法系列标准分为 4 部分：第 1 部分宏观法；第 2 部分剩磁法；第 3 部分成分分析法；第 4 部分金相法。本标准是电气火灾原因技术鉴定方法系列标准的第 3 部分：成分分析法。成分分析法是在火灾现场中，依据铜导线短路熔珠空洞内所含不同元素成分，从而根据各种元素的不同含量来鉴别火灾原因的一种方法。本标准查阅并参照了瑞士短路熔痕外表面成分分析、日本线芯对绝缘层放电着火现象的研究及一、二次短路熔痕的鉴别等论文和资料。本标准由全国消防标准化技术委员会提出。本标准由全国消防标准化技术委员会第六分委员会归口。本标准起草单位：公安部沈阳消防科学研究所。本标准主要起草人：王希庆、韩宝玉、邸曼、
29、高伟。中华人民共和国国家标准GB16840.31997电气火灾原因技术鉴定方法第 3 部分：成分分析法Technical determination methods for electrical fire causePart3：Component analytic method1 范围本标准规定了定义、原理、设备器材、方法步骤、判定和送检及鉴定时应履行的书面程序。本标准适用于在调查电气火灾原因时，从铜导线上的短路熔珠空洞内表面所含不同元素成分的特征上，鉴别其熔化原因与火灾起因的关系。即：是一次短路熔珠还是二次短路熔珠。2 定义本标准采用下列定义：2.1 短路熔痕 melted mark cau
30、sed by short circuit铜铝导线在短路电弧高温作用下，在导线的端部形成的圆珠状熔化痕迹。2.2 一次短路熔痕 primary short circuited melted mark铜铝导线因自身故障于火灾发生之前形成的短路熔化痕迹。2.3 二次短路熔痕 secondary short circuited melted mark铜铝导线带电，在外界火焰或高温作用下，导致绝缘层失效发生短路后残留的痕迹。2.4 短路熔珠内部空洞 inside carity caused by short circuited melted mark凡因短路在导线端部形成熔珠的，其内部均有空洞，空洞内表
31、面具有形成短路当时环境条件特征。3 原理短路熔珠内部空洞形成的机理复杂，但主要是金属在熔化时所吸收的氧气等还没来得及与金属充分反应或逸出时，就被截留在内部组织中而形成空洞。由于一次短路熔珠和二次短路熔珠形成的环境条件不同，不同的环境条件在导线熔化瞬间，必然会进入熔化的金属中，从而在短路熔珠空洞内表面保留下不同短路环境条件的某些特征。4 设备与器材4.1 俄歇电子能谱仪（可扫描成像）。亦可用其他类型的能谱仪。俄歇电子能谱仪的具体部件、设备及操作应按仪器说明书上的规定进行；观察试样时，依据所需的放大倍数去选择。4.2 分析条件分析条件包括内容分析室真空：小于 710-7Pa；初级电子能量：3keV
32、；初级电子束流：0.5A；初级电子束直径：2m；开机前确定电源电压稳定在 220V；电气柜接通电源前，灯丝电流和电压旋钮应置于零；灯丝电流的控制方式应置于 If。最大电流接近 2.6A 左右（旋钮读数为 5.2）；测量弹性峰时，Ep 2000eV，倍增器高压用 1kV；测量俄歇信号时，Ep 可用 3keV、5keV、或 10keV，倍增器高压用 1.5kV 以上，脉冲计数方式，倍增器高压可用到 2.5kV；锁定放大器的灵敏度档应由低到高调节，开关电源前，都应置于最低档（250mV）。5 方法步骤5.1 试样提取5.1.1 试样处理在整个试样处理过程中要保证试样原有状态不受破坏，不引进污染，以免
33、干扰测试结果；在提取短路熔珠时，切记不要用手直接触摸，要用镊子持取，将选取的熔珠用钳子夹住杆部，用另一把钳子把熔珠掰开。所用的钳子夹持部位事先要用丙酮、酒精清洗干净。亦不要接触其他能引进污染的物质，干扰分析结果；掰开之前熔珠表面已受到污染时，用丙酮、酒精彻底清洗干净，待溶剂干燥后再掰开熔珠；为保持短路熔珠所携带的当时环境气氛的信息不被破坏，不要用溶剂浸泡，特别是已掰开的熔珠，避免空洞受到污染，尽可能缩短在空气中放置停留的时间，暂不用的熔珠可放在清洁的容器中。5.1.2 试样成分的检验用清洗过的清洁钳子把熔珠和杆相接处掰开，并用导电胶把打开的熔珠粘到样品托上，在粘样品时，熔珠的空洞要向上，尽可能
34、使熔珠剖面与样品托平面平行；用导电胶粘样品时要粘牢，导电胶不能太多，切记不要让导电胶浸没熔珠断面，最好把几个熔珠紧紧挤在一起多粘几个，以便分析时选用；样品粘好待导电胶干后（约 10min 即可），把试样装入系统中待分析；从掰开熔珠到装入仪器中应越快越好，尽量减少在空气中停留的时间；分析前试样不用 Ar+离子溅射清洗，以保证空洞内表面所保留短路时环境条件特征不被破坏；分析时用电子束扫描成像，确定要分析的空洞内表面位置，放大倍数一般在 100200 倍即可；选好分析点后，即可进行定点分析，但要注意的是，空洞深浅不同，分析时要及时调整分析点到分析器间的距离，以保证有足够大的信号。5.1.3 分析样品
35、注意熔珠有些空洞过深，难以接收到足够大的信号；熔珠空洞都很小，大多数空洞直径都小于 1mm，空洞内表面的成分主要是 C、N、O 等，都属于超轻元素，表面聚集非常薄，其厚度只有原子厚，常用的电子显微镜、电子探针、扫描电镜、X 光能谱等都无法完成这样的分析，只有扫描俄歇电子能谱仪能满足这些特殊要求；熔珠空洞较小，在空洞内产生的俄歇电子难以全部射出，只有少量的俄歇电子被接收，最终的信号很小，甚至有接收不到的俄歇信号，在使用简镜分析器的俄歇谱仪中，要随时调节被分析的空洞位置，以确保分析点处于分析器的最佳工作点上，以获得尽可能大的俄歇信号；为保证结果可靠，减少统计误差，在有限的试样中，应分析尽可能多的空
36、洞。6 判定6.1 导线一、二次短路熔珠内表面元素含量导线短路熔珠空洞内表面含有 S、Cl、C、N、O、Cu 等元素，在不同环境条件下形成的短路熔珠其空洞内表面所含的不同元素的量也不同；在大量试样中所测的不同元素成分含量的平均值如下表可做判定用；最具代表性的元素是 C、N。因为在燃烧的气氛中，C、N 元素来自大气中。6.1.1 重量百分含量6.1.2 原子浓度百分比7 送检及鉴定时应履行的书面程序7.1 送检单位在送检时，应先填写电气火灾原因技术鉴定申请单，其内容包括申请鉴定单位名称、地址、联系人；失火单位名称、样品名称、数量，取样地点、取样人、鉴定目的。7.2 鉴定单位在接受鉴定任务后应填写
37、收样单、任务单、接待记录、原始记录。7.3 鉴定结束后，将鉴定结论填写在鉴定报告审批表中，经试验室负责人签字，质量审查无误后报领导审批。7.4 将审批后的鉴定报告原件交送检单位，复印件留档存查。电气火灾原因技术鉴定方法第 4 部分金相法发布时间：2008-12-23 撰稿人：小武松 浏揽人数：1240 前 言电气火灾原因技术鉴定方法系列标准分为 4 部分：第 1 部分宏观法；第 2 部分剩磁法；第 3 部分成分分析法；第 4 部分金相法。本标准是电气火灾原因技术鉴定方法系列标准的第 4 部分：金相法。本标准金相法是在火灾现场中，依据铜、铝导线在不同的环境气氛中其金相显微组织的不同变化，来鉴别火
38、灾原因的一种方法。本标准查阅并参照了美国建筑物火灾中铜导体的金相检验分析和建筑物火灾中导线的熔毁特征等论文。本标准由全国消防标准化技术委员会提出。本标准由全国消防标准化技术委员会第六分委员会归口。本标准起草单位：公安部沈阳消防科学研究所。本标准主要起草人：王希庆、韩宝玉、邸曼、高伟。中华人民共和国国家标准GB16840.41997电气火灾原因技术鉴定方法第 4 部分：金相法Technical determination methods for electrical fire causePart4：Metallographic method1 范围本标准规定了定义、原理、设备器材、方法步骤、判定
39、和送检及鉴定时应履行的书面程序。本标准适用于在调查电气火灾原因时，从铜、铝导线上的火烧熔珠和短路熔珠的不同金相组织的变化特征，鉴别其熔化原因与火灾起因的关系。即：是火烧熔珠还是短路熔珠？是一次短路熔珠还是二次短路熔珠。2 定义本标准采用下列定义：2.1 熔痕 melted mark铜铝导线在外界火焰或短路电弧高温作用下形成的圆状、凹坑状、瘤状、尖状及其他不规则的微熔及全熔痕迹。2.2 熔珠 melted bead铜铝导线在外界火焰或短路电弧高温作用下,在导线的端部、中部或落地后形成的圆珠状熔化痕迹。2.3 一次短路熔痕 primary short circuited melted mark铜铝
40、导线因自身故障于火灾发生之前形成的短路熔化痕迹。2.4 二次短路熔痕 secondary short circuited melted mark铜铝导线带电，在外界火焰或高温作用下，导致绝缘层失效发生短路后残留的痕迹。2.5 晶粒 crystal particle构成多晶体的各个单晶体叫做晶粒。是由很多晶胞所组成的，往往呈颗粒状，无规则的外形。2.6 晶界 crystal boundary两个位向不同的晶粒相接触的区域，即晶粒与晶粒之间的界面。2.7 共晶体 cocrystallization由共晶成分的液体合金凝固时生成两种不同成分的固熔体，这种共晶反应所得到的两相混合组织叫共晶体2.8 再
41、结晶 recrystal冷变形金属加热时产生的以新的等轴晶粒代替原来变形晶粒的过程叫再结晶。2.9 等轴晶 isometric crystal在通常的凝固条件下，金属或合金的固溶体结晶成颗粒状，内部有各向等长相近的枝晶组织形成。枝晶的各个分枝，在各个方向均匀生长的大小不同的晶粒叫等轴晶。2.10 树枝晶 branch crystal先后长成的晶轴，彼此交错似树枝状，称为树枝状晶体。2.11 铸态组织 casting-state structure将液态金属注入铸模中，使之凝固，凝固后所得到的组织称铸态组织。2.12 胞状晶 afterbirth-like crystal固溶体在结晶时，晶体在界
42、面上的以凸起条状自由生长在过冷区时，所形成的不规则形状、条状、规则的六角形。2.13 柱状晶 cylindrical crystal在通常的凝固条件下，金属或合金的固溶体在结晶时，由晶内生长成的枝晶，沿着分枝（主干）在某一特殊界面延伸生长，最后形成的晶粒呈长条形状。2.14 偏光 polarized light显微镜中的光源，采用正交偏振光照明。2.15 熔化过渡区 fusion transition由熔痕向导线延伸的一定距离内存在的融化现象，是火烧熔痕与二次短路熔痕所具有的特征。3 原理铜铝导线无论是火灾作用熔化还是短路电弧高温熔化，除全部烧失外，一般均能查找到残留熔痕（尤其是铜导线），其熔
43、痕外观仍具有能代表当时环境气氛的特征。一次短路熔痕和二次短路熔痕同属于瞬间电弧高温熔化，具有冷却速度快，熔化范围小的特点，但不同的是前者短路发生在正常环境气氛中，后者短路发生在烟火与温度的气氛中，而被通常火灾热作用熔化的痕迹，其时间、温度又均与短路不同，它具有温度持续时间长，火烧范围大，熔化温度低于短路电弧温度。虽然都属于熔化，但由于不同的环境气氛参与了熔痕形成的全过程，所以保留了熔痕形成时的各自特征，其呈现的金相组织亦有各不相同的特点。4 设备与器材4.1 金相显微镜放大倍数 502000 倍，带摄像装置（手动、自动、彩照、偏光等）。具体部件、设备及操作等应按仪器说明书的规定进行；观察试样时
44、，根据所需的放大倍数去选择。4.2 体视显微镜放大倍数 10160 倍，工作距离 9730mm，视场范围最大 20 mm，带有型照相机，曝光表。4.3 附属设备金相试样预磨机、抛光机、金相镶嵌机、暗室放大机、曝光定时器、曝光箱、显影定影灯具，玻璃皿、镊子、模具、电吹风等。5 方法步骤金相试样的制备包括选取镶嵌磨制抛光浸蚀等几个步骤，忽视任何一道工序都会影响组织分析和检验结果的正确程度，甚至造成误判。5.1 试样制备制备好的试样应具备：组织有代表性，无假象，组织真实，无磨痕、麻点或水迹等。5.2 试样选取提取试样时，必须选择有代表性的部位，应根据火灾现场的实际，确保提取有熔痕、蚀坑等可供鉴定的部
45、位和痕迹。5.3 取样部位可在导线有熔化痕迹和有蚀坑痕迹处取样及在其附近的正常部位取样进行横、纵截面检验比较；横向截面是观察熔痕的显微组织晶粒度情况，纵向截面是观察熔痕与导线间过渡区的显微组织变化情况。5.4 试样尺寸试样尺寸：直径为 12mm，高为 10mm 的圆柱体或为 121210mm 的方柱体的不同金属材质。对火灾现场中提取的遗留物其形状特殊或尺寸细小不易握持的试样，可进行镶嵌。5.5 试样提取对于细小的试样可用钳子切取；较大试样可用手锯或切割机等切取，必要时也可用气割法截取。但烧割边缘必须与试样保持相当距离，不论用哪种方法取样，均应注意试样的温度条件，必要时用水冷却，以避免试样因过热
46、而改变其组织。5.6 清除污垢若提取的试样表面沾有油渍，可用苯等有机溶剂溶去，生锈的试样可用过硫酸铵（ NH 4） 2S2O 8 或磷酸洗净。至于其他简便取油除锈的方法亦可应用。5.7 镶嵌若试样过小或形状特殊时，可采用下列方法之一镶嵌试样。5.7.1 塑料或电木粉镶嵌法可用电木粉、透明电木粉或透明塑料粉在镶嵌机上镶嵌。用电木粉时，加压（170250）9.810 4Pa，同时加热至 130150保持约 57min，冷却后即成镶嵌好的试样。用透明电木粉时，加压（170250）9.810 4Pa，同时加热至 149170，保温 57min，随后慢冷至 75左右，然后水冷却即成透明镶嵌物。用塑料镶嵌
47、时，其温度、压力及保温时间，视采用塑粉的性质而定，保温以不改变试样的原始组织为宜。5.7.2 快速镶嵌法用快速自凝牙托水（甲基丙烯酸甲脂）和自凝牙托粉镶嵌法：首先将直径为 12mm 的圆柱体紫铜管（或其他材质管材亦可），置于玻璃板上，然后将试样放在模具底部，再将快速自凝牙托水和自凝牙托粉按一定的比例混合调匀，成糊状时，注入模具内；在冬季室温较低时，可用电吹风加热促使快速凝固，夏季室温较高时，可以自然凝固；待凝固后，将模具除掉，即成镶嵌好的试样。5.7.3 其他方法除以上两种方法外，亦可将试样镶铸于低熔点的物质中。如硫磺、火漆、焊接合金（50锡，50铅）或武氏合金（50铋，25铅，12.5锡，1
48、2.5铬）等，有机塑料以及其他有效而不影响组织改变的镶嵌方法也可以应用。5.8 试样的研磨试样在砂纸上磨制时，用力不宜过大，每次磨制的时间也不可太长，以免变形，用预磨机细磨时，必须边磨边用水冷却，以免磨面过热引起变形。5.8.1 研磨程序准备好的试样，先在预磨机上依次由粗到细的各号砂纸上磨制。从粗砂纸到细砂纸，每换一次砂纸时，试样均须转 90角与旧磨痕成垂直方向，向一个方向磨至旧磨痕完全消失，新磨痕均匀一致时为止。同时每次用水将试样洗净吹干，手亦同时洗净，以免将粗砂粒带到细砂纸上。5.8.2 粗抛光经粗磨后的试样，可移到装有平呢、台呢或细帆布的抛光机上进行粗抛光。磨盘的直径可为 200250m
49、m，转速可为 400500r/min，抛光粉可用细氧化铝粉或碳化硅粉等，抛光时间约为 25min，抛光后用水洗净并吹干。5.8.3 细抛光经粗抛光后的试样，可移至装有天鹅绒或其他纤维细匀的丝绒抛光盘上进行精抛光。抛光盘直径可为 200250mm，转速可为 4001450r/min，抛光粉用经水选的极细氧化铝粉、氧化镁粉或人造金刚石研磨膏等。一般抛光到试样上的磨痕完全除去而表面像镜面时为止。抛光后除用水冲净外，建议浸以酒精，再用电吹风吹干，使试样的表面不致有水迹或污物残留。5.8.4 抛光注意试样在抛光盘上精抛时，用力要轻，须从盘的边缘至中心抛光，并不时滴加少许磨粉悬浮液（用氧化镁粉时应用蒸馏水悬浮液）或不时滴加少量煤油。绒布的湿度以将试样从盘上取下观察时，表面水膜能在两三秒钟内完全蒸发消失为宜。在抛光的完成阶段可将试样与抛光盘的转动方向成相反方向抛光。试样在抛光时，若发现有
