? 電接觸發熱是電氣火災重要成因之一,在火災事故調查工作中比較多見。電接觸痕跡的形成原因多種多樣,只有深入查清其痕跡形成原因,才能做出科學的、有實際意義的論斷。
??? 能夠引發火災的電接觸焦耳熱,是由于電流的熱效應引起的,它按I2R的規律放熱。焦耳熱的公式說明,發熱主要由兩個因素組成,即電流和電阻,均屬電氣物理量。在現場勘查中發現電接觸熔痕后,應進一步查找熔痕形成的原因和客觀上具備的條件,只有在痕跡現象與痕跡形成原因基本上沒有矛盾,且符合客觀條件的情況下,才可做出結論。例如在一起火場勘查中,發現插頭上的兩個插片熔掉一半,整個插座和木槽板及導線被燒,附近兩臺儀表也被燒毀,從痕跡上可以斷定為插頭接觸不良,接觸電阻過大、過熱引起火災。但在查找中發現該電源線與調壓器連接,且調壓器里邊的扼流圈被燒毀。同時查明是因為有一個電子管故障導致扼流圈過熱短路,短路的非正常電流激發了本來已處于嚴重惡化狀態的插銷過熱起火。此案例中插頭與插座接觸發熱熔化引起火災是由電流、電阻兩個因素之一或兩個因素同時決定的。而在實際 勘查過程中,對于這種痕跡物證,往往歸結為插頭、插座接觸不良或接觸電阻過大、過熱引起的,而忽略了電流作用的因素。而此案例中插頭的熔化痕跡正是短路的大電流作用的結果。所以對于現場中發現的痕跡物證不能輕易地下結論,必須進行全面、細致的勘查,查清其形成原因,才能得出客觀、正確的結論。
下面對影響接觸電阻發熱的因素進行分析:
1 接觸電阻
接觸電阻Rj由兩部分組成,即收縮電阻Rs和表面膜電阻Rb。收縮電阻是電流在流經電接觸區域時,從原來截面較大的導體突然轉入截面很小的接觸點,電流發生劇烈收縮現象,此現象所呈現的附加電阻稱為收縮電阻。表面膜電阻為在電接觸的接觸面上,由于污染而覆蓋著一層導電性很差的物質,這就是接觸電阻的另一部分——膜電阻。很多現場勘查人員對插片、插座燒毀的痕跡習慣歸結為接觸不良、接觸電阻過大所致,其實導致接觸電阻增大有很多原因。
1.1 接觸形式
接觸電阻的形式可分為三類:點接觸、線接觸和面接觸。接觸形式對收縮電阻Rs的影響主要表現在接觸點的數目上。一般情況下,面接觸的接觸點數n最大而Rs最小;點接觸則n最小,Rs最大;線接觸則介于兩者之間。接觸形式對膜電阻Rb的影響主要是看每一個接觸點所承受的壓力F。一般情況下,在對觸頭外加壓力F相同的情況下,點接觸形式n最小,單位面積承受壓力F1最大,容易破壞表面膜,所以有可能使Rb減到最小;反之,面接觸的F1就最小,對Rb的破壞力最小,Rb值有可能最大。在實際情況中,需要綜合以上兩個因素,對接觸電阻的大小進行具體的分析判斷。
1.2 接觸壓力
接觸壓力F對收縮電阻Rs值和表面膜電阻Rb值的影響最大,F的增加使接觸點的有效接觸面積增大,即接觸點數n增加,從而使Rs減小。當加大F超過一定值時,可使觸頭表面的氣體分子層吸附膜減少到2~3個;當超過材料的屈服壓強時,產生塑性變形,表面膜被壓碎出現裂縫,從而增加了接觸面積,這就使收縮電阻Rs因表面膜電阻Rb的減小而下降,Rs和Rb同時減小,從而使接觸電阻大大下降。相反,當接觸不到位、接觸觸頭失去了彈性變形等原因使接觸壓力F下降時,接觸面積減小,收縮電阻Rs增大,表面膜電阻Rb受F的破壞作用減弱或不受其影響,從而使表面膜電阻Rb增大。同時因Rb增大,使接觸面積減小,從而使Rj增大,二者的綜合作用使接觸電阻整體上升。