一种直流电源用电线路电气火灾危险性装置及实现方法
【专利摘要】本发明公开了一种直流电源用电线路电气火灾危险性装置及实现方法，包括：开关(1)、直流电源(2)、直流用电器(5)、铜导线(3)、铜导线(4)。本发明根据直流电源正极直接接通负极或直流电源正极通过用电器接通负极放电，产生超强电流或放电电弧和电火花的原理；直流电路接触部位熔化痕迹和放电电弧痕迹能有力证明起火部位的直流电路是否发生过两极异常放电的事实，为判定直流异常放电电气火灾提供客观科学依据；为电气火灾发生后，提供证明直流电路正负极间发生异常放电的起火原因的证据；揭示了汽车等使用直流电源场所快速引发电气火灾的原理，填补了此类火灾物证的提取、鉴定和判断技术的国内外空白。
【专利说明】
一种直流电源用电线路电气火灾危险性装置及实现方法

【技术领域】
[0001]本发明属于电火灾【技术领域】，尤其涉及一种直流电源用电线路电气火灾危险性装置及实现方法。
[0002]

【背景技术】
[0003]现有技术把直流电的火灾危险性由交流电的特性所代替，主要归结为短路、过流和漏电，没有研究直流电引发火灾的原理和特性。本发明针对汽车等使用直流电源的场所发生的火灾时，为何发展如此迅速，为何发生火灾后不易找到有效的电气火灾物证等提供有说服力的理论依据。本发明通过对直流电的火灾危险性的研究，找到了直流电快速引发火灾原理和物证特点，形成了火灾现场勘验、物证提取、鉴定和判断的直流电引发火灾的关键技术。
[0004]直流电供用电电路中的正、负极未通过用电器导体直接接触时，瞬间产生超大超大电流放电，正负极产生相吸作用，很快就紧紧地粘接在一起，造成全线过热发红引发电线绝缘层快速燃烧，并快速引燃电线周围可燃物引发火灾，正负极接触部位的导体不断熔化集结在一起。
[0005]直流电供用电电路中的正、负极通过用电器后，导体接触时，因有荷载存在，不会出现超大电流，仅在接触部位产生间歇性的局部发热或放电电弧，局部发热或放电电弧可引燃电线绝缘层和周围可燃物引发火灾，正负极接触部位的导体形成常规的电弧熔化痕迹，与通常的一次短路具有一定的相似性。
[0006]直流电源供电线路正负极发生接触性放电的主要原因有:因导线潮湿、腐蚀或受热老化等造成导线绝缘层破损或机械性拉扯造成导线绝缘层破损，绝缘层破损导线的导体与负极导体出现接触性接通。
[0007]直流电正负极未通过负载接通放电时，会产生超大电流，出现全线过热引发火灾，其物证的外观特征为较大的高温熔结熔痕，金相组织特点为带少量或不带气孔的高温组织。直流电正负极通过负载接通放电时，不会出现超大电流，仅在接触部位产生间歇性的局部发热或放电电弧引发火灾，放电电弧的熔化痕迹的外观特征为较分散的熔化熔痕，金相组织为通常状况的包含较少气孔的高温熔化快速结晶的一次短路组织。形成了直流电火灾现场勘验、物证提取和物证鉴定、判断的关键技术。直流电火灾的这些特征为查明汽车等使用直流电源引发火灾提供了科学依据。
[0008]直流异常接通放电的特征为:开始会产生间断性接触电弧，电弧作用痕迹以电弧热冲击为主，在电弧作用处形成较大熔结熔痕或分散熔化痕迹。电弧作用严重到一定程度后，情形①正负极之间未通过直流用电器的将完全接通引发全线过热发红，引燃绝缘层引发火灾。痕迹物证为熔结式熔化痕迹,经过火灾后,容易把它当作火烧痕迹被忽略,需要在火灾现场勘验时，这类电热电弧熔痕与火烧痕迹需要仔细观察，才能辨识出来，才能找到这类电热电弧起火源的痕迹物证。这正是有些直流引发的电火灾的有效痕迹物证可能被误认为是火场高温熔痕，导致最终无法确认火灾的起火原因。情形②正负极之间通过用电器接通时，因有荷载存在，不会出现超大电流，仅在接触部位间歇性地产生局部发热或放电电弧，局部发热或放电电弧可引燃电线绝缘层和周围可燃物引发火灾，正负极接触部位的导体形成较分散和较小的电弧熔化痕迹。第①种情况发生时，直流电路产生极大电流，造成全线导体发热发红，快速引燃绝缘成等可燃物，引发火灾危险性极大。第②种情况发生时，局部发热或放电电弧可引燃电线绝缘层和周围可燃物引发火灾，形成分散型的较小的熔化痕迹。如在使用使用了汽油易等燃液体的汽车等场所，引起火灾的速度也是比较快速的。无论出现电路电线全线过热发红，快速引发绝缘层引发火灾，还是直流放电电弧引燃易燃液体或气体，这就是汽车等火灾发展速猛的根本原因。


【发明内容】

[0009]本发明实施例的目的在于提供一种直流电源用电线路电气火灾危险性装置及实现方法，旨在解决国内外缺少直流电类电气火灾的预防、火灾原因调查分析和物证提取、鉴定、判断的关键性技术问题。
[0010]本发明实施例是这样实现的，一种直流电源用电线路电气火灾危险性装置，该直流电源用电线路电气火灾危险性装置包括:开关1、直流电源2、直流用电器5、铜导线3、铜导线4;
[0011]该直流电源用电线路电气火灾危险性装置包括不通负载和通过负载两种情况；
[0012]在不通负载的情况下，开关I的一端连接直流电源的正极，开关I的另一端连接铜导线3，直流电源的负极连接铜导线4 ；
[0013]在通负载的情况下，开关I的一端连接直流电源的正极，开关I的另一端连接直流用电器5 —端，直流用电器另一端连接铜导线3，直流电源的负极连接铜导线4。
[0014]进一步，本发明的另一目的在于提供一种直流电源用电线路电气火灾危险性装置的实现方法，该直流电源用电线路电气火灾危险性装置的实现方法包括直流电源正极不通负载直接与负极接通放电的实现方法和直流电源正极通过直流用电器负载与负极接通放电的实现方法两种；
[0015]直流电源正极不通负载直接与负极接通放电的实现方法如下:
[0016]步骤一，用铜导线将直流电源的正极和开关I连接起来，开关I连接铜导线3或开关I连接直流用电器后，再连接铜导线3 ;直流电源的负极连接铜导线4，铜导线4还可连接一块钢板；
[0017]步骤二，将正极未通过直流用电器的铜导线3的导体端头与负极铜导线4的导体端头或与连接的钢板接触，闭合开关，进行接通放电，观察放电时线路出现的特殊现象；放电10?30秒后，断开开关，观察铜导线3、铜导线4和其绝缘层外观状态；
[0018]步骤三，将正极通过直流用电器的铜导线3的导体端头与负极相连的铜导线4的导体端头或与连接的钢板接触，闭合开关进行接触放电，放电10?30秒后，断开开关，观察铜导线3、铜导线4和其绝缘层外观状态；
[0019]步骤四，现象观察:
[0020]正极未通过直流用电器与负极直接接通时，瞬间产生超大电流，并伴随一定的电弧声音和弧光，电弧喷溅力不大，接触后正负极紧紧粘接在一起，很快出现全线导体发红，绝缘层冒烟、炭化、燃烧，从接触处向外有逐渐减轻的趋势，接触部位导体形成高温熔化聚集性痕迹,熔化痕迹外观不规整,将熔化痕迹进行金相分析,可以看到其金相组织呈现包含少量气孔高温熔化的结晶组织特征，并非通常看到的一次短路熔化痕迹的金相组织特征；
[0021]正极通过直流用电器与负极直接接通放电，产生接触性放电电弧或电火花，正负极有明显相互吸引的倾向，出现喷溅力不大的间歇性放电电弧和电火花，绝缘层也可炭化、冒烟或燃烧，接触部位导体形成比较分散性和外观比较规则的熔化化痕迹，将熔化痕迹进行金相分析，可以看到其金相组织接近通常看到的一次短路熔化痕迹的金相组织特征。
[0022]进一步，所述的直流电路所有用到的铜导线均为I?4mm2。
[0023]本发明提供的直流电源用电线路电气火灾危险性装置及实现方法，根据直流用电线路的正负极发生直接或通过用负载后接触放电(或搭铁)产生超强电流、电弧放电、电火花的原理。直流电路的放电电弧熔化痕迹能有力证明通过起火部位的电路是否发生过接触放电，为判定直流接触放电电气火灾提供客观科学依据，为在电气火灾发生后，提供证明直流正负极接触放电引起火原因的证据。本发明技术填补了汽车等使用直流电源引发电气火灾的原理和物证提取、鉴定、判断的国内空白。为直流电类电气火灾的预防、火灾原因分析和物证的提取、鉴定、判断等提供了技术支持。

【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例提供的直流电源用电线路电气火灾危险性装置连接直流用电器的结构示意图；
[0025]图中:1、开关；2、直流电源；3、铜导线；4、铜导线；5、直流用电器。

【具体实施方式】
[0026]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0028]如图1所示，本发明实施例的直流电源用电线路电气火灾危险性装置主要由:开关1、直流电源2、铜导线3、铜导线4、直流用电器5组成；
[0029]该直流电源用电线路电气火灾危险性装置包括正极不通负载和通过直流用电器与负极接触两条支路分别接通的两种情况；
[0030]不通负载的支路的情况:开关I连接直流电源2的正极，开关I的另一端连接铜导线3，直流电源2的负极连接铜导线4，铜导线4的断头还可连接一块钢块；
[0031]不通负载的直流电源用电线路电气火灾危险性装置具体实现方法如下:
[0032](I)根据图1所示电路图连接电路，将直流电源2的正极和开关I的一端连接起来，开关I另一端连接一段I?4M2铜导线3 ;直流电源2的负极用I?4M2铜导线4，铜导线4的断头还可连接一块钢块；
[0033](2)将正极连出的铜导线3与负极连出的铜导线4在未通过负载条件下直接接触，闭合不通过负载的支路开关1，分别做10秒和30秒两次试验；
[0034](3)接触放电10多秒后，断开不通过负载的支路开关1，观察铜导线3和铜导线4的绝缘层、导体和接触处外观状态；
[0035](4)重复(2)接触放电30多秒后，断开不通过负载的支路开关1，观察铜导线3、铜导线4的绝缘层、导体和接触处外观状态，断开不通过负载的支路开关1，观察铜导线3和铜导线4的绝缘层、导体和接触处外观状态；
[0036]可见接触部位的导体均形成的高温熔化聚集痕迹，熔痕外观为较大的不规整的高温熔化痕迹，熔痕的金组织呈现包含一定气孔的高温熔化快速结晶组织特征，绝缘层严重燃烧炭化，并有向外逐渐减轻的趋势，作用30秒结果比作用10秒的结果更加严重。
[0037]通过负载的支路情况:直流用电器5 —端连接直流电源，直流用电器5另一端连接开关I的一端，开关I的另一端连接铜导线3，直流电源2的负极连接铜导线4，铜导线4的断头还可连接一块钢块；
[0038]通过负载的直流电源用电线路电气火灾危险性装置具体实现方法如下:
[0039](I)根据图1所示直流用电器5—端连接直流电源，直流用电器5另一端连接开关I的一端，开关I的另一端连接铜导线3，直流电源2的负极连接铜导线4，铜导线4的断头还可连接一块钢块；
[0040](2)将正极连出的铜导线3与负极连出的铜导线4在通过负载支路条件下直接接触，闭合通过负载的支路开关1，分别做10秒和30秒两次试验；
[0041](3)接触放电10多秒后，断开通过负载的支路开关I，观察铜导线3和铜导线4的绝缘层、导体和接触处外观状态；
[0042](4)重复(2)接触放电30多秒后，断开通过负载的支路开关1，观察铜导线3、铜导线4的绝缘层、导体和接触处外观状态，
[0043]可见接触部位的导体均形成的分散性熔化痕迹,熔痕外观为较规整的瞬间高温熔化痕迹，熔痕的金相组织呈现包含较少气孔的熔化快速结晶组织特征，绝缘层炭化明显，接触点以外几乎炭化步明显，作用30秒结果比作用10秒的结果稍微严重。
[0044]本发明的工作原理:
[0045]1、直流电源正极在没有通过负载短路(或搭铁)时，a、理论上将产生无穷大的电流，造成通电导线瞬间过热发红绝缘层将迅速燃烧，正负极接触部位的导体不断熔化集结在一起，火灾危险性极大。这一原理较好解释了汽车等机动车火灾有时发展非常迅猛的原因。b、短路部位形成的高温熔化痕迹，熔痕外观为不规整的高温熔化痕迹,熔痕的金相组织呈现包含一定气孔的高温熔化结晶组织特征。
[0046]2、直流电源正极在通过负载放电时，理论上不会产生无穷大的电流，可产生的电弧和电火花放电，电弧和电火花可引燃电线绝缘层和周围可燃物，特别是易燃物引发火灾，因此类放电产生的电流有限，在接触部位形成的电弧作用的熔化痕迹外观比较规整和分散的熔化痕迹，熔化熔痕的金相组织特征与通常的电路导线一次短路相似。
[0047]本发明填补了汽车等直流电源电气火灾的引火原理、现场勘验和物证提取、鉴定和判断关键技术的国内外空白，为汽车类电气火灾的预防、火灾原因分析和物证、提取、鉴定、判断等提供了科学技术支持。
[0048]本发明是根据直流正负极间直接接通和通过负载后接通放电，产生特大电流、电弧、电火花的原理。直流电路的放电电弧痕迹能有力证明通过起火部位的电路是否发生过接触放电，为电气火灾发生后，判定直流电路接触放电电气火灾提供客观科学依据。本发明技术填补了汽车等使用直流电源引发电气火灾的原理和物证提取、鉴定、判断的国内空白。为直流电类电气火灾的预防、火灾原因分析和物证提取、鉴定、判断等提供了技术支持。
[0049]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种直流电源用电线路电气火灾危险性装置的实现方法，该方法包括直流电源正极不通负载直接与负极接通放电的实现方法和直流电源正极通过直流用电器与负极接通放电的实现方法； 直流电源正极不通过负载直接与负极接通和通过负载后与负极接通放电的实现方法如下: 步骤一，将直流电源的正极和开关(I)连接起来，开关(I)连接铜导线(3)，或直流电源的正极通过直流用电器(5)后，连接开关(I)后，再连接铜导线(3);直流电源的负极连接铜导线(4)，铜导线(4)可以连接一块钢板； 步骤二，将正极未通过直流用电器的铜导线(3)的导体端头与负极铜导线(4)的导体端头或与连接的钢板接触，闭合此支路开关(I)，进行接通放电，观察放电时线路出现的特殊现象；放电10?30秒后，断开开关(I)，观察铜导线(3)、铜导线(4)和其绝缘层外观状态； 步骤三，将正极通过直流用电器的铜导线(3)的导体端头与负极相连的铜导线(4)的导体端头或与连接的钢板接触，闭合此支路开关(I)进行接触放电，放电10?30秒后，断开开关，观察铜导线(3)、铜导线(4)和其绝缘层外观状态； 步骤四，现象观察: 正极未通过直流用电器与负极接通时，产生瞬间电弧光，电弧的喷溅力不大、已开始有间歇性的特征，接触后正负极紧紧粘接在一起，很快出现全线导体发红，绝缘层冒烟、炭化、燃烧，从接触处向外有逐渐减轻的趋势，接触部位的导体形成高温熔化痕迹，熔化痕迹外观不规整，将熔化痕迹进行金相分析，可以看到其金相组织呈现包含少量气孔高温熔化的结晶组织特征，并非通常看到的一次短路熔化痕迹的金相组织特征； 正极通过直流用电器与负极接通时，产生接触性放电电弧，正负极有明显的粘接倾向，出现喷溅力不大的间歇性放电电弧和电火花,并形成熔化痕迹,熔化痕迹外观比较规整,将熔化痕迹进行金相分析，可以看到其金相组织接近通常看到的一次短路熔化痕迹的金相组织特征。
2.如权利要求1所述的直流电源用电线路电气火灾危险性装置，其特征在于，所述电路连接用铜导线均为I?4mm2。
3.一种直流电源用电线路电气火灾危险性装置，其特征在于，该直流电源用电线路电气火灾危险性装置包括:开关(I)、直流电源(2)、直流用电器(5)、铜导线(3)、铜导线(4); 该直流电源用电线路电气火灾危险性装置包括不通过负载和通过负载两种情况； 在不通负载的情况下，开关(I)的一端连接直流电源(2)的正极，开关的另一端连接铜导线(3)，直流电源(2)的负极连接铜导线(4)； 在通过负载的情况下，直流用电器(5)的一端连接直流电源(2)的正极，直流用电器(5)的另一端由铜导线连接开关一端，开关另一端连接铜导线(3)，直流电源的负极连接铜导线⑷。
【文档编号】G01R31/00GK104166056SQ201410341211
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】阳世群, 黄涵煜, 王泽民, 王立芬, 祝兴华, 彭波, 陈承, 陈鹏, 李卓 申请人:公安部四川消防研究所