电气线路火灾调查勘验的疑难点

>>>> 起火点与故障点的关联

　　电气线路火灾事故中，电气故障点与起火点并非严格的对应关系。电气线路故障引发火灾，其本质为故障引发异常电流（或电弧）导致异常温度引燃周边可燃物。电弧（或高温熔珠）常见于短路故障，一般出现在短路点，其高温可瞬间点燃周边可燃物[1]；对于非短路类初始爆发能量有限的线路故障（如剩余电流、接触不良等），故障影响区域不仅限于原始故障点，其产生的异常电流沿电流回路影响故障点所在线路并反馈至配电盘。根据焦耳定律（Q=I2R t）,回路中电阻较大的位置或故障电流超出线路最大载流量时，线路发热量激增，加速导线绝缘性能破坏和线路故障，诱发线路短路和过载。此时，该电流回路中线路绞接、接触不良等问题线路节点更容易产生高温并引发火灾事故，即出现起火点非电气线路原始故障点的情形。

>>>> 一次短路痕迹特征与一次短路定性问题

　　根据GB/T 5907.4-2015《消防词汇第4部分：火灾调查》定义：—次短路熔痕是在正常环境条件下，铜、铝导线因本身故障发生短路，在导线上形成的熔痕；二次短路熔痕是在火灾环境条件下，铜、铝导线产生故障而引发短路，在导线上形成的熔痕[2]。根据XF/T 812-2008《火灾原因调查指南》定义：一次短路是指导线由于自身故障或机械外力损伤，于火灾发生前形成的短路；二次短路是指导线在外界火焰或高温作用下，导线绝缘层失效而在火灾中引发的短路。

　　根据两个标准定义及目前火灾调查工作实践应用，一次短路痕迹发生于火灾前，多用于证明电气火灾原因。从定义角度讲，这个区别不存在问题；但是实践中，通过金相鉴定，一次短路熔珠痕迹特征与电气线路一次短路不能划等号。根据目前金相组织鉴定方法，两者间金相组织的区别在于：一次短路熔珠是在正常环境下形成，因环境温度不高，过冷度大，冷却速度快，凝固时间短；而二次短路熔珠是在火场条件中形成，相比一次短路，电气线路所处的环境温度高，过冷度小，冷却速度慢，凝固时间长。由此得出，目前现有金相鉴定技术主要是根据熔珠所处的环境温度差异来进行甄别。考虑问题的特殊性，火灾发生后，当火烧造成导线绝缘失效并引发短路，但线路所处的环境温度与火灾发生前没有明显变化时（如低温环境或出现降温情形），有概率形成一次短路痕迹特征。

　　因此，根据金相鉴定来判定一次短路有一定的局限性，非充分必要条件。金相鉴定可以判定一次短路痕迹特征，但不能充分判定因电气线路一次短路引发火灾，调查人员应当结合火灾具体情况进行进一步甄别。

>>>> 剩磁测定与应用

　　根据麦克斯韦电磁场理论，电流的周围存在磁场。当电气线路通过大电流时，产生的磁场将周边的铁磁性材料磁化,使铁磁性材料保留一定的磁性。火场中电气线路发生的各类故障，最终将以大电流的形式予以表现，周边的铁磁性材料就会检测出剩磁。一般将1 mT以上的剩磁视为判定电气线路产生异常电流的临界值。在实际应用中，应当注意两个问题：一是判定剩磁产生时间，是在此次火灾中产生，还是之前遗留的剩磁（铁磁性物质剩磁的保留时间较长，目前尚无涉及剩磁衰减消磁时间的有关数据和研究）；二是无法用来判定电气线路故障情况是由线路自身引起，还是因明火作用造成线路故障。剩磁仅能作为判定电路存在大电流的参考依据，不能作为火灾原因定性的依据。至于大电流产生的时间、是否与火灾事故有关联，还需要进一步考证与送检。

>>>> 线路与用电设备不匹配问题

　　日常用电中，外接用电设备主要通过移动式插排或墙插接入电路。用电检查中，较多关注墙插至配电盘之间的线路问题，极易忽视用电设备与墙插、开关、移动插排这些接插件之间的匹配性问题。目前，市场常见单相电墙插有10 A和16 A两种，16 A多用于空调设备线路。质量合格的移动式插排标注有额定功率、额定电流等用电参数，这些数值应当与移动式插排电源线线径相符。移动插排、墙插应当与接入的用电设备的功率或电流相符或相当，否则不能保证用电安全。在实际用电中，一个墙插带多个移动式插排，一个移动式插排带多个用电设备，用电设备额定功率超过移动式插排和墙插的现象仍旧存在。这就造成用电线路长期超负荷运行，加剧绝缘老化诱发电气故障。

电气线路故障火灾现场勘验方法

>>>> 查明基本情况

　　确定起火场所火灾前电路是否处于通路（带电状态）。围绕配电盘，查清线路属性、电路保护方式、供电线路走向，确定线路分支及各分支线路的关系；勘验是否设置保护装置及其是否动作，各分支线路与接线端子或线桩连接处有无异常，周边铁磁性物质是否存在剩磁。

>>>> 捋清线路布设

　　查清线路材质（线径），确定各分支线路能够承受的最大用电负荷，核对电路控制装置和保护装置匹配性；查清线路连接方法，确定线路连接是否规范，有无线路绞接（虚接）、不同材质导线违规混接问题，初步圈定线路易出问题的点位。

>>>> 重点部位勘验

　　围绕已确定的起火点及线路易出问题的点位，查清用电设备，确定所在分支线路实际用电负荷，核对线路线径材质匹配性；查清区域内墙插、移动插排，确定插座电源线线径、所连接用电设备用电负荷与插座额定功率（电流）的匹配性。

>>>> 补充性勘验

　　确定起火点范围内线路故障后，还需要利用剩磁仪对故障点下级线路周边的铁磁性物质进行排查，确定是否存在异常点位和“原始故障点”（充分考虑是否存在起火点与电气线路火灾原始故障点不对应的典型问题）。

>>>> 火灾原因分析

　　综合以上勘验内容，确定电气线路或用电设备故障点，固定痕迹物证，分析电气引火源的引燃能力、周边可燃物分布、荷载等起火条件，送检相关物证。

一起起火点与电气线路火灾原始故障点不对应的典型案例

>>>> 基本情况

　　2021年8月，某汽修市场发生火灾（如图1所示），过火面积约1 400 m2，无人员伤亡，直接财产损失103万元。市场建筑使用混凝土底座墙体、彩钢板构件进行搭建（混泥土墙体高约0.95 m，上方为彩钢板），由东至西共有41个商铺，分别编号为1~41号商铺，其中1~4号商铺未过火。

>>>> 首次勘验情况

　　根据现场勘验，火灾现场呈现以10号商铺为中心向两侧蔓延的痕迹特征；结合现场目击者提供的证言，调查人员将勘验重点锁定于10号商铺，并依法提取了10号商铺内的监控视频（如图2所示）。根据视频显示，16日21时10分许，10号商铺内配电箱附近线路“爆断”喷溅火花并蔓延致灾。调查人员根据视频监控，对配电盘周边进行了重点勘验，并提取了电气线路熔珠。根据勘验、送检及监控视频，拟初步认定该起火灾系10号商铺内电气线路故障导致。

>>>> 首次勘验存在的主要问题

　　一是勘验不全面，过度依赖视频监控。通过调阅监控视频发现“起火点”后，未严格执行四步勘验法,存在先入为主，围绕监控中显示的“起火点”开展调查取证。二是电气线路勘验不详实,“起火点”处既有10号商铺配电箱及商铺内引出线，也有市场电源总线，首次勘验未确定具体故障线路，未解释线路故障原因。

>>>> 二次勘验

　　>> 视频监控分析

　　经对10号商铺内发现明火的视频进行二次分析和明火位置现场比对，该起火线路非10号商铺配电盘，而是配电盘下方的市场电源总线。该处市场电源总线出现爆闪、火星飞溅，随后出现明火，伴随产生大量白色烟雾弥漫，火光蔓延扩大、亮度增大直至猛烈燃烧。该电源线为截面积16 mm2的铜芯电缆（可至少承受30 kW的用电负荷），发生火灾当晚，市场内用电设备少、用电负荷小，总用电负荷不足2 kW且用电设备分散布置，毫无征兆直接起火可能性较小，存在支线线路故障导致总线电流增大进而起火的可能。

　　>> 剩磁仪圈定异常区域

　　根据以上分析，调查人员借助剩磁仪沿市场电源总线进行全面勘验。经测量，自1号商铺至31号商铺，电源总线穿越商铺彩钢板隔墙空洞处，均存在1 mT以上的剩磁。市场总配电箱设置于1号商铺，距离总配电箱最远且存在异常剩磁的商铺为31号商铺。以上测量数据表明自1号商铺至31号商铺电路中，存在异常电流。

　　>> 电气线路专项勘验

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>>>> 火灾原因分析

　　从视频监控反映的异常情况来看，31号商铺、10号商铺市场电源总线均出现了线路故障，两者间隔半小时以上，符合漏电故障特征。漏电常见于相线与PE线、中性线与PE线，或相线/中性线与金属接触所致。

　　根据现场勘验、物证鉴定结果，结合电路原理，该起火灾存在2处电气线路故障点：第一处位于31号商铺彩钢板隔墙孔洞处，该处电气线路穿越孔洞时未采取保护措施，导致线路绝缘破损与彩钢板金属表面直接接触，故障电流沿彩钢板导入大地，通过电源侧中性线与供电电源构成回路。因该市场接线采用TT接地系统，未按规定设置剩余电流动作保护装置，未能在线路发生故障时及时切断电源。该处故障能量较小且周边可燃物少，未引发火势蔓延。第二处故障点位于10号商铺电源总线绞接处。随时间发展，在漏电回路中，因回路中线路接头违规绞接（虚接）等问题，使绞接（虚接）处发热量远大于其他部位并诱发该处绝缘老化、破坏，引发短路故障，发生线路爆断打火，且此处放置有大量可燃物，导致了火灾迅速蔓延扩大。

本文有删减，全文载于《建筑电气》2024年第10期，详文请见杂志。

版权归《建筑电气》所有。

作者：

　　王彦斌，男，平凉市消防救援支队，高级专业技术职务。

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