一種直流電源用電線路電氣火災危險性裝置及實現方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流電源用電線路電氣火災危險性裝置及實現方法，包括：開關(1)、直流電源(2)、直流用電器(5)、銅導線(3)、銅導線(4)。本發(fā)明根據直流電源正極直接接通負極或直流電源正極通過用電器接通負極放電，產生超強電流或放電電弧和電火花的原理；直流電路接觸部位熔化痕跡和放電電弧痕跡能有力證明起火部位的直流電路是否發(fā)生過兩極異常放電的事實，為判定直流異常放電電氣火災提供客觀科學依據；為電氣火災發(fā)生后，提供證明直流電路正負極間發(fā)生異常放電的起火原因的證據；揭示了汽車等使用直流電源場所快速引發(fā)電氣火災的原理，填補了此類火災物證的提取、鑒定和判斷技術的國內外空白。
【專利說明】
一種直流電源用電線路電氣火災危險性裝置及實現方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電火災【技術領域】，尤其涉及一種直流電源用電線路電氣火災危險性裝置及實現方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]現有技術把直流電的火災危險性由交流電的特性所代替，主要歸結為短路、過流和漏電，沒有研究直流電引發(fā)火災的原理和特性。本發(fā)明針對汽車等使用直流電源的場所發(fā)生的火災時，為何發(fā)展如此迅速，為何發(fā)生火災后不易找到有效的電氣火災物證等提供有說服力的理論依據。本發(fā)明通過對直流電的火災危險性的研究，找到了直流電快速引發(fā)火災原理和物證特點，形成了火災現場勘驗、物證提取、鑒定和判斷的直流電引發(fā)火災的關鍵技術。
[0004]直流電供用電電路中的正、負極未通過用電器導體直接接觸時，瞬間產生超大超大電流放電，正負極產生相吸作用，很快就緊緊地粘接在一起，造成全線過熱發(fā)紅引發(fā)電線絕緣層快速燃燒，并快速引燃電線周圍可燃物引發(fā)火災，正負極接觸部位的導體不斷熔化集結在一起。
[0005]直流電供用電電路中的正、負極通過用電器后，導體接觸時，因有荷載存在，不會出現超大電流，僅在接觸部位產生間歇性的局部發(fā)熱或放電電弧，局部發(fā)熱或放電電弧可引燃電線絕緣層和周圍可燃物引發(fā)火災，正負極接觸部位的導體形成常規(guī)的電弧熔化痕跡，與通常的一次短路具有一定的相似性。
[0006]直流電源供電線路正負極發(fā)生接觸性放電的主要原因有:因導線潮濕、腐蝕或受熱老化等造成導線絕緣層破損或機械性拉扯造成導線絕緣層破損，絕緣層破損導線的導體與負極導體出現接觸性接通。
[0007]直流電正負極未通過負載接通放電時，會產生超大電流，出現全線過熱引發(fā)火災，其物證的外觀特征為較大的高溫熔結熔痕，金相組織特點為帶少量或不帶氣孔的高溫組織。直流電正負極通過負載接通放電時，不會出現超大電流，僅在接觸部位產生間歇性的局部發(fā)熱或放電電弧引發(fā)火災，放電電弧的熔化痕跡的外觀特征為較分散的熔化熔痕，金相組織為通常狀況的包含較少氣孔的高溫熔化快速結晶的一次短路組織。形成了直流電火災現場勘驗、物證提取和物證鑒定、判斷的關鍵技術。直流電火災的這些特征為查明汽車等使用直流電源引發(fā)火災提供了科學依據。
[0008]直流異常接通放電的特征為:開始會產生間斷性接觸電弧，電弧作用痕跡以電弧熱沖擊為主，在電弧作用處形成較大熔結熔痕或分散熔化痕跡。電弧作用嚴重到一定程度后，情形①正負極之間未通過直流用電器的將完全接通引發(fā)全線過熱發(fā)紅，引燃絕緣層引發(fā)火災。痕跡物證為熔結式熔化痕跡,經過火災后,容易把它當作火燒痕跡被忽略,需要在火災現場勘驗時，這類電熱電弧熔痕與火燒痕跡需要仔細觀察，才能辨識出來，才能找到這類電熱電弧起火源的痕跡物證。這正是有些直流引發(fā)的電火災的有效痕跡物證可能被誤認為是火場高溫熔痕，導致最終無法確認火災的起火原因。情形②正負極之間通過用電器接通時，因有荷載存在，不會出現超大電流，僅在接觸部位間歇性地產生局部發(fā)熱或放電電弧，局部發(fā)熱或放電電弧可引燃電線絕緣層和周圍可燃物引發(fā)火災，正負極接觸部位的導體形成較分散和較小的電弧熔化痕跡。第①種情況發(fā)生時，直流電路產生極大電流，造成全線導體發(fā)熱發(fā)紅，快速引燃絕緣成等可燃物，引發(fā)火災危險性極大。第②種情況發(fā)生時，局部發(fā)熱或放電電弧可引燃電線絕緣層和周圍可燃物引發(fā)火災，形成分散型的較小的熔化痕跡。如在使用使用了汽油易等燃液體的汽車等場所，引起火災的速度也是比較快速的。無論出現電路電線全線過熱發(fā)紅，快速引發(fā)絕緣層引發(fā)火災，還是直流放電電弧引燃易燃液體或氣體，這就是汽車等火災發(fā)展速猛的根本原因。
【發(fā)明內容】
[0009]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種直流電源用電線路電氣火災危險性裝置及實現方法，旨在解決國內外缺少直流電類電氣火災的預防、火災原因調查分析和物證提取、鑒定、判斷的關鍵性技術問題。
[0010]本發(fā)明實施例是這樣實現的，一種直流電源用電線路電氣火災危險性裝置，該直流電源用電線路電氣火災危險性裝置包括:開關1、直流電源2、直流用電器5、銅導線3、銅導線4;
[0011]該直流電源用電線路電氣火災危險性裝置包括不通負載和通過負載兩種情況；
[0012]在不通負載的情況下，開關I的一端連接直流電源的正極，開關I的另一端連接銅導線3，直流電源的負極連接銅導線4 ；
[0013]在通負載的情況下，開關I的一端連接直流電源的正極，開關I的另一端連接直流用電器5 —端，直流用電器另一端連接銅導線3，直流電源的負極連接銅導線4。
[0014]進一步，本發(fā)明的另一目的在于提供一種直流電源用電線路電氣火災危險性裝置的實現方法，該直流電源用電線路電氣火災危險性裝置的實現方法包括直流電源正極不通負載直接與負極接通放電的實現方法和直流電源正極通過直流用電器負載與負極接通放電的實現方法兩種；
[0015]直流電源正極不通負載直接與負極接通放電的實現方法如下:
[0016]步驟一，用銅導線將直流電源的正極和開關I連接起來，開關I連接銅導線3或開關I連接直流用電器后，再連接銅導線3 ;直流電源的負極連接銅導線4，銅導線4還可連接一塊鋼板；
[0017]步驟二，將正極未通過直流用電器的銅導線3的導體端頭與負極銅導線4的導體端頭或與連接的鋼板接觸，閉合開關，進行接通放電，觀察放電時線路出現的特殊現象；放電10?30秒后，斷開開關，觀察銅導線3、銅導線4和其絕緣層外觀狀態(tài)；
[0018]步驟三，將正極通過直流用電器的銅導線3的導體端頭與負極相連的銅導線4的導體端頭或與連接的鋼板接觸，閉合開關進行接觸放電，放電10?30秒后，斷開開關，觀察銅導線3、銅導線4和其絕緣層外觀狀態(tài)；
[0019]步驟四，現象觀察:
[0020]正極未通過直流用電器與負極直接接通時，瞬間產生超大電流，并伴隨一定的電弧聲音和弧光，電弧噴濺力不大，接觸后正負極緊緊粘接在一起，很快出現全線導體發(fā)紅，絕緣層冒煙、炭化、燃燒，從接觸處向外有逐漸減輕的趨勢，接觸部位導體形成高溫熔化聚集性痕跡,熔化痕跡外觀不規(guī)整,將熔化痕跡進行金相分析,可以看到其金相組織呈現包含少量氣孔高溫熔化的結晶組織特征，并非通常看到的一次短路熔化痕跡的金相組織特征；
[0021]正極通過直流用電器與負極直接接通放電，產生接觸性放電電弧或電火花，正負極有明顯相互吸引的傾向，出現噴濺力不大的間歇性放電電弧和電火花，絕緣層也可炭化、冒煙或燃燒，接觸部位導體形成比較分散性和外觀比較規(guī)則的熔化化痕跡，將熔化痕跡進行金相分析，可以看到其金相組織接近通常看到的一次短路熔化痕跡的金相組織特征。
[0022]進一步，所述的直流電路所有用到的銅導線均為I?4mm2。
[0023]本發(fā)明提供的直流電源用電線路電氣火災危險性裝置及實現方法，根據直流用電線路的正負極發(fā)生直接或通過用負載后接觸放電(或搭鐵)產生超強電流、電弧放電、電火花的原理。直流電路的放電電弧熔化痕跡能有力證明通過起火部位的電路是否發(fā)生過接觸放電，為判定直流接觸放電電氣火災提供客觀科學依據，為在電氣火災發(fā)生后，提供證明直流正負極接觸放電引起火原因的證據。本發(fā)明技術填補了汽車等使用直流電源引發(fā)電氣火災的原理和物證提取、鑒定、判斷的國內空白。為直流電類電氣火災的預防、火災原因分析和物證的提取、鑒定、判斷等提供了技術支持。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例提供的直流電源用電線路電氣火災危險性裝置連接直流用電器的結構示意圖；
[0025]圖中:1、開關；2、直流電源；3、銅導線；4、銅導線；5、直流用電器。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明的應用原理作進一步描述。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明實施例的直流電源用電線路電氣火災危險性裝置主要由:開關1、直流電源2、銅導線3、銅導線4、直流用電器5組成；
[0029]該直流電源用電線路電氣火災危險性裝置包括正極不通負載和通過直流用電器與負極接觸兩條支路分別接通的兩種情況；
[0030]不通負載的支路的情況:開關I連接直流電源2的正極，開關I的另一端連接銅導線3，直流電源2的負極連接銅導線4，銅導線4的斷頭還可連接一塊鋼塊；
[0031]不通負載的直流電源用電線路電氣火災危險性裝置具體實現方法如下:
[0032](I)根據圖1所示電路圖連接電路，將直流電源2的正極和開關I的一端連接起來，開關I另一端連接一段I?4M2銅導線3 ;直流電源2的負極用I?4M2銅導線4，銅導線4的斷頭還可連接一塊鋼塊；
[0033](2)將正極連出的銅導線3與負極連出的銅導線4在未通過負載條件下直接接觸，閉合不通過負載的支路開關1，分別做10秒和30秒兩次試驗；
[0034](3)接觸放電10多秒后，斷開不通過負載的支路開關1，觀察銅導線3和銅導線4的絕緣層、導體和接觸處外觀狀態(tài)；
[0035](4)重復(2)接觸放電30多秒后，斷開不通過負載的支路開關1，觀察銅導線3、銅導線4的絕緣層、導體和接觸處外觀狀態(tài)，斷開不通過負載的支路開關1，觀察銅導線3和銅導線4的絕緣層、導體和接觸處外觀狀態(tài)；
[0036]可見接觸部位的導體均形成的高溫熔化聚集痕跡，熔痕外觀為較大的不規(guī)整的高溫熔化痕跡，熔痕的金組織呈現包含一定氣孔的高溫熔化快速結晶組織特征，絕緣層嚴重燃燒炭化，并有向外逐漸減輕的趨勢，作用30秒結果比作用10秒的結果更加嚴重。
[0037]通過負載的支路情況:直流用電器5 —端連接直流電源，直流用電器5另一端連接開關I的一端，開關I的另一端連接銅導線3，直流電源2的負極連接銅導線4，銅導線4的斷頭還可連接一塊鋼塊；
[0038]通過負載的直流電源用電線路電氣火災危險性裝置具體實現方法如下:
[0039](I)根據圖1所示直流用電器5—端連接直流電源，直流用電器5另一端連接開關I的一端，開關I的另一端連接銅導線3，直流電源2的負極連接銅導線4，銅導線4的斷頭還可連接一塊鋼塊；
[0040](2)將正極連出的銅導線3與負極連出的銅導線4在通過負載支路條件下直接接觸，閉合通過負載的支路開關1，分別做10秒和30秒兩次試驗；
[0041](3)接觸放電10多秒后，斷開通過負載的支路開關I，觀察銅導線3和銅導線4的絕緣層、導體和接觸處外觀狀態(tài)；
[0042](4)重復(2)接觸放電30多秒后，斷開通過負載的支路開關1，觀察銅導線3、銅導線4的絕緣層、導體和接觸處外觀狀態(tài)，
[0043]可見接觸部位的導體均形成的分散性熔化痕跡,熔痕外觀為較規(guī)整的瞬間高溫熔化痕跡，熔痕的金相組織呈現包含較少氣孔的熔化快速結晶組織特征，絕緣層炭化明顯，接觸點以外幾乎炭化步明顯，作用30秒結果比作用10秒的結果稍微嚴重。
[0044]本發(fā)明的工作原理:
[0045]1、直流電源正極在沒有通過負載短路(或搭鐵)時，a、理論上將產生無窮大的電流，造成通電導線瞬間過熱發(fā)紅絕緣層將迅速燃燒，正負極接觸部位的導體不斷熔化集結在一起，火災危險性極大。這一原理較好解釋了汽車等機動車火災有時發(fā)展非常迅猛的原因。b、短路部位形成的高溫熔化痕跡，熔痕外觀為不規(guī)整的高溫熔化痕跡,熔痕的金相組織呈現包含一定氣孔的高溫熔化結晶組織特征。
[0046]2、直流電源正極在通過負載放電時，理論上不會產生無窮大的電流，可產生的電弧和電火花放電，電弧和電火花可引燃電線絕緣層和周圍可燃物，特別是易燃物引發(fā)火災，因此類放電產生的電流有限，在接觸部位形成的電弧作用的熔化痕跡外觀比較規(guī)整和分散的熔化痕跡，熔化熔痕的金相組織特征與通常的電路導線一次短路相似。
[0047]本發(fā)明填補了汽車等直流電源電氣火災的引火原理、現場勘驗和物證提取、鑒定和判斷關鍵技術的國內外空白，為汽車類電氣火災的預防、火災原因分析和物證、提取、鑒定、判斷等提供了科學技術支持。
[0048]本發(fā)明是根據直流正負極間直接接通和通過負載后接通放電，產生特大電流、電弧、電火花的原理。直流電路的放電電弧痕跡能有力證明通過起火部位的電路是否發(fā)生過接觸放電，為電氣火災發(fā)生后，判定直流電路接觸放電電氣火災提供客觀科學依據。本發(fā)明技術填補了汽車等使用直流電源引發(fā)電氣火災的原理和物證提取、鑒定、判斷的國內空白。為直流電類電氣火災的預防、火災原因分析和物證提取、鑒定、判斷等提供了技術支持。
[0049]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種直流電源用電線路電氣火災危險性裝置的實現方法，該方法包括直流電源正極不通負載直接與負極接通放電的實現方法和直流電源正極通過直流用電器與負極接通放電的實現方法； 直流電源正極不通過負載直接與負極接通和通過負載后與負極接通放電的實現方法如下: 步驟一，將直流電源的正極和開關(I)連接起來，開關(I)連接銅導線(3)，或直流電源的正極通過直流用電器(5)后，連接開關(I)后，再連接銅導線(3);直流電源的負極連接銅導線(4)，銅導線(4)可以連接一塊鋼板； 步驟二，將正極未通過直流用電器的銅導線(3)的導體端頭與負極銅導線(4)的導體端頭或與連接的鋼板接觸，閉合此支路開關(I)，進行接通放電，觀察放電時線路出現的特殊現象；放電10?30秒后，斷開開關(I)，觀察銅導線(3)、銅導線(4)和其絕緣層外觀狀態(tài)； 步驟三，將正極通過直流用電器的銅導線(3)的導體端頭與負極相連的銅導線(4)的導體端頭或與連接的鋼板接觸，閉合此支路開關(I)進行接觸放電，放電10?30秒后，斷開開關，觀察銅導線(3)、銅導線(4)和其絕緣層外觀狀態(tài)； 步驟四，現象觀察: 正極未通過直流用電器與負極接通時，產生瞬間電弧光，電弧的噴濺力不大、已開始有間歇性的特征，接觸后正負極緊緊粘接在一起，很快出現全線導體發(fā)紅，絕緣層冒煙、炭化、燃燒，從接觸處向外有逐漸減輕的趨勢，接觸部位的導體形成高溫熔化痕跡，熔化痕跡外觀不規(guī)整，將熔化痕跡進行金相分析，可以看到其金相組織呈現包含少量氣孔高溫熔化的結晶組織特征，并非通常看到的一次短路熔化痕跡的金相組織特征； 正極通過直流用電器與負極接通時，產生接觸性放電電弧，正負極有明顯的粘接傾向，出現噴濺力不大的間歇性放電電弧和電火花,并形成熔化痕跡,熔化痕跡外觀比較規(guī)整,將熔化痕跡進行金相分析，可以看到其金相組織接近通常看到的一次短路熔化痕跡的金相組織特征。
2.如權利要求1所述的直流電源用電線路電氣火災危險性裝置，其特征在于，所述電路連接用銅導線均為I?4mm2。
3.一種直流電源用電線路電氣火災危險性裝置，其特征在于，該直流電源用電線路電氣火災危險性裝置包括:開關(I)、直流電源(2)、直流用電器(5)、銅導線(3)、銅導線(4); 該直流電源用電線路電氣火災危險性裝置包括不通過負載和通過負載兩種情況； 在不通負載的情況下，開關(I)的一端連接直流電源(2)的正極，開關的另一端連接銅導線(3)，直流電源(2)的負極連接銅導線(4)； 在通過負載的情況下，直流用電器(5)的一端連接直流電源(2)的正極，直流用電器(5)的另一端由銅導線連接開關一端，開關另一端連接銅導線(3)，直流電源的負極連接銅導線⑷。
【文檔編號】G01R31/00GK104166056SQ201410341211
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權日:2014年7月17日
【發(fā)明者】陽世群, 黃涵煜, 王澤民, 王立芬, 祝興華, 彭波, 陳承, 陳鵬, 李卓 申請人:公安部四川消防研究所
專業(yè)數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
