基于Micro CT的铜导线短路熔痕孔洞特征分析

导线短路是造成电气火灾的重要原因之一。现行国家标准中将导线短路熔痕分为起火前发生的一次短路熔痕和起火后造成的二次短路熔痕,然而现行国家标准中的鉴定仅停留在定性判断的阶段。火灾现场铜导线短路熔痕特征的量化分析研究是国内外研究人员主要关注的重点。本文应用Micro CT技术对铜导线短路熔痕进行断层扫描检测并重构铜导线短路熔痕的3D图像数据,在此基础上统计、归纳、总结铜导线短路熔痕内部孔洞形态及分布等孔洞特征。研究表明,Micro CT能够全面采集铜导线短路熔痕的整体形态和内部孔洞特征,一次短路熔痕与二次短路熔痕内部孔洞半径、表面积、紧密度的特征数据存在差别,可为短路熔痕定性和定量分析判据研究提供新的理论依据。

铜导线一次短路熔痕显微组织再结晶过程

采用定性模拟试验制备铜导线一次短路熔痕,用金相检验、硬度测试、扫描电镜分析等方法研究了不同受热条件下一次短路熔痕显微组织的变化规律。结果表明:铜导线一次短路熔痕形成后持续受热,显微组织存在再结晶现象;当熔痕的受热温度为800℃,保温时间为100 min时,胞状晶全部转变为柱状晶。

一种铝导线火灾熔痕的彩色金相检验方法

采用彩色金相检验方法对铝导线的火灾熔痕进行分析,选用阳极覆膜法对铝导线火灾熔痕的显微组织进行着色。结果表明:铝导线火灾熔痕着色后的显微组织色彩鲜艳,且晶界完整清晰;铝导线一次短路熔珠晶粒为狭长的柱状晶,晶粒细长,二次短路熔珠晶粒为粗大的等轴晶;火烧熔痕晶粒为粗大的等轴晶,晶粒内部枝晶组织明显;一次短路熔珠的气孔形状较二次短路熔珠的气孔形状更加规则,火烧熔痕中不存在气孔。

短路火灾灰色区域熔痕鉴定实践和应用研究

依据GB/T 16840《电气火灾原因技术鉴定方法》,分析熔痕特征与环境特征的关系。分析火灾现场环境气氛特征,开展相关短路模拟实验,对火前短路熔痕、火后短路熔痕之间存在的"灰色区域"特征形成的原因进行分析,总结分析散热条件、过冷度、电流、烟气等环境因素对于短路熔痕形成影响的一般性规律。对电气火灾中出现的熔痕特征和环境特征的关联性进行评估,为复杂熔痕类型判定提供参考。

基于电气火灾模拟实验的汽车导线熔痕特征研究

本文首先通过汽车电气火灾模拟实验设备中进行一次短路和二次短路模拟实验,得出熔珠作为研究对象并记录实验过程,然后对比分析一次短路熔珠和二次短路熔珠在外观和晶相方面的差异,对熔珠表面进行了SEM观察。结果表明:在一次短路情况下,熔珠呈现出明显的熔断现象;而在二次短路的情况下,熔珠呈现了不同程度的烧毁现象。在两次短路过程中,熔珠的晶相发生了显著的变化,最后总结汽车导线短路熔痕综合鉴定方法。

电气火灾中导线熔痕的成因及形态特征的研究

通过实验法及SEM-EDS检测方法对电气火灾中导线熔痕形成的原因及宏观、微观形态特征进行科学分析,从而为判断火灾原因及性质提供参考和依据。

火烧熔痕与短路熔痕形态特征差异研究

电气火灾中火烧熔痕与短路熔痕特征差异是:火烧熔痕线径是短路熔痕线径的2倍;火烧熔痕与导线连接处有明显的温度过度区而短路熔痕没有;多股导线火烧熔痕铜丝呈粘连态,多股导线短路熔痕铜丝呈分散态;火烧熔痕表面和内部均没有孔洞,短路熔痕表面和内部分布着大量的气孔和缩孔.这些特征差异为火灾的鉴定工作提供科学依据.

电火场铜导线熔痕形态特征的识别

通过扫描电镜对电火场中铜导线熔痕宏观及微观形态特征进行识别,为火灾的鉴定工作提供科学依据。火烧熔痕与短路熔痕特征主要区别是:火烧熔痕线径是短路熔痕线径的2倍;火烧熔痕与导线连接处有明显的温度过渡区而短路熔痕没有;多股导线火烧熔痕铜丝呈粘连态,多股导线短路熔痕铜丝呈分散态;火烧熔痕表面和内部均没有孔洞,短路熔痕表面和内部分布着大量的气孔和缩孔。一次短路熔痕断面上的孔洞直径较小,数密度较大,分布较均匀,二次短路熔痕断面上的孔洞直径较大,数密度较小,分布不太均匀。

基于电压平衡原理的短路熔痕质量模型研究

为了探究直流电气火灾短路熔痕宏观特征的定量分析方法,以一次短路熔痕为例,建立了熔痕质量计算模型的一般形式与简化形式。该模型依据电压平衡原理,描述熔痕质量、导线蒸发质量与短路电气参数之间的关系。以截面积为4mm^2的铜导线为研究对象,设计了直流一次短路实验。结果表明,所建立的模型计算结果较合理,能较好地诠释短路相关参数对熔痕质量的影响,熔痕质量对导线蒸发质量的数值较不敏感。此外,4mm^2铜导线一次短路的蒸发质量与熔痕质量随短路电流增大而均有先增后减的变化规律,即存在一个峰值,可从短路时间变化以及能量分配的角度解释此规律。

电气火灾中导线熔痕的宏微观特征

通过分析导线在火灾中形成熔痕的过程,归纳了火烧熔痕、短路熔痕和过负荷熔痕的宏、微观特征,据此可分析电气火灾事故的成因,提出了用金相分析并结合现场勘查的方法来正确鉴定火灾的原因。

电气火灾中铜导线熔痕的微观特征

采用模拟试验制备了铜导线火烧熔痕、一次短路熔痕和二次短路熔痕,观察了这些熔痕的微观形貌并总结了其微观特征。结果表明:火烧熔痕断口基本没有孔洞;在高温作用前后,一次短路熔痕的微观特征相似,断口上存在均匀、细密的孔洞,呈卵形花样;二次短路熔痕断口上的孔洞大小不一,呈蜂窝状花样。

电气火灾短路熔痕相变的XRD分析

制备一次短路熔痕和二次短路熔痕,采用X射线衍射仪测试熔痕样品的微观结构。实验结果显示:短路熔痕的横切面呈现2个铜的衍射特征峰,纵切面显示出4个铜的衍射特征峰,氧化铜或是氧化亚铜的衍射峰未出现,进一步将短路熔痕的XRD数据计算发现,在熔痕纵切面上,一次短路熔痕的点阵常数随外热条件的变化趋势区别于二次短路熔痕的发展趋势,但晶粒尺寸、位错密度和微观应力在变化趋势上均无法明确区别;相反,在熔痕横切面上,除点阵常数随外热温度变化的趋势无法区别一次短路熔痕和二次短路熔痕,其他三项参数均显示出一次短路熔痕不同于二次短路熔痕的变化规律。熔痕的4个参数与外热的变化趋势满足火灾物证鉴定量化分析的前提,可以进一步积累数据并应用于电气火灾物证鉴定中。

电气火灾一次短路熔痕物证鉴定案例分析

电气火灾物证检测过程中判定一次短路熔痕性质鉴定意见关乎火灾调查工作进行,必须做到科学、客观。当前电气火灾原因技术鉴定方法宏观法和金相法国标只有比较笼统的定性判据,缺乏参考图谱和详细说明,而实际火灾案例中一次短路送检物证特征又鲜有总结分析。本文对民宅、仓库和车间三类场所典型一次短路火因的实际火灾案例中熔痕迹物证痕物证外观和金相特征进行分析和总结,并与国标特征描述和模拟实验样品熔痕特征进行对比分析,总结分析一次短路熔痕一般特征和发生环境的相关性,给出鉴定应用与实践中应注意的要点,为电气火灾一次短路熔痕物证判定提供参考判据。

数字图像处理在熔痕特征分析中的应用

为定量分析和识别熔痕组织,以火灾现场的铜导线金属熔痕为研究对象,基于金相分析,探讨3种典型熔痕的细观结构差异。运用二值化、膨胀、分割、细化等图像处理方法,通过自编Matlab程序,研究3种熔痕的平均晶粒直径及其方差、单位面积为晶粒个数、晶粒度级别等与金属熔痕晶体形态有关的特征参数。结果表明:3种金属熔痕的平均直径、晶粒个数和晶粒度存在显著差异。火烧熔痕的平均晶粒直径大于0.004 mm,二次短路熔痕晶粒直径小于0.002 mm,而一次短路熔痕的晶粒直径则为0.002～0.004 mm。火烧熔痕的晶粒度级别G小于2级,二次短路熔痕的晶粒度级别G大于2级小于3级,一次短路熔痕的晶粒度级别G小于3级。

铜导线短路熔痕微观形貌特征分析与研究

采用模拟实验的方法制备了铜导线一次短路熔痕和二次短路熔痕,利用KYKY-2800B型扫描电子显微镜(SEM)对铜导线一次短路熔痕和二次短路熔痕的微观形貌进行了观察,并对内部气孔的数量、大小、分布等进行了统计分析,发现了一次短路气孔的数量、分布与二次短路之间的差别与长期采用的鉴定依据不同。

消防射水对导线火烧熔痕金相组织的影响

模拟火灾现场,制作不同线径铜导线的火烧熔珠,然后在不同温度下对熔珠进行冷却。利用金相显微镜对火烧熔珠的金相组织进行观察,发现铜导线火烧熔痕在不同温度下经消防射水冷却后,会出现类似一次短路和二次短路熔痕的金相组织。

火场中新型铜包铝导线熔痕的金相鉴别研究

选用合格多股的铜包铝导线和劣质的单股铜包铝导线制备一次、二次短路熔痕和火烧熔痕,以金相法为基础,采用常用的三种浸蚀剂研究该种导线熔痕的浸蚀方法,观察每种熔痕的金相组织晶粒和气孔特征。分析发现:HF浸蚀剂浸蚀效果最好,一次短路熔痕、二次短路熔痕和火烧熔痕的金相组织呈现出了有别于铜、铝导线熔痕的特征。区别于铜包铝导线二次短路熔痕,一次短路熔痕的金相组织最显著的特征是晶粒以细小的胞状晶、柱状晶为主,且组织中气孔数量相对较少。二次短路熔痕多数晶粒为粗大的胞状晶和柱状晶,存在大气孔,且分割晶界。与铜、铝导线火烧熔痕不同,铜包铝导线火烧熔痕的晶粒不以等轴晶为主。

铜导线一次短路熔痕形貌火场稳定性研究

实验模拟火灾热环境,将铜导线一次短路熔痕在不同温度下加热不同时间后自然冷却,观察样品的宏观和微观形貌。结果表明:火灾现场的温度以及熔痕持续受热时间对铜导线一次短路熔痕的宏观形态有一定的影响,但是熔化区与非熔化区的界限比较明显;金相显微组织随着温度升高和加热时间的延长也具有不稳定性。

SEM和EDS分析铜导线短路熔痕晶粒特征

通过定性模拟实验,制备交流220 V电路中铜导线一次短路熔痕和二次短路熔痕,应用SEM和EDS等方法研究铜导线一次短路熔痕与二次短路熔痕外表面晶粒的微观形貌特征以及化学元素变化规律。结果表明,短路方式是铜导线短路熔痕晶粒形貌特征的决定因素。铜导线一次短路熔痕晶粒呈现胞状晶形貌特征,二次短路熔痕晶粒呈现柱状晶形貌特征,熔痕凝固及火灾过程中形成的氧化膜不会影响熔痕晶粒形貌特征。