本文首先結合具體案例對家用電熱器具的火災危險性進行分析,提高人們對此類火災的防范意識,為采取防火措施提供依據,以控制火災的發生,從而保障人民的生命財產安全,使火災損失減到最低限度。其次,概括和總結家用電熱器具火災現場勘驗的步驟、內容及方法,再者對家用電熱器具的物證鑒定方法進行總結,為家用電熱器具火災的調查提供科學的理論基礎。
1 家用電熱器具的火災危險性
1.1、家用電熱器具的概念、種類、結構及工作原理
家用電熱器具是指將電能轉化為熱能而供人們生活中使用的器具。近年來,我國電熱器具的生產發展很快,除傳統的電爐、電熨斗等家用電熱器具外,各種新產品不斷問世,如電飯煲、電熱毯、電炒鍋、電熱壺陸續進入了城鄉居民的家庭。隨著科技的發展,利用高頻輻射加熱和高頻感應加熱技術的電熱器具不斷得到推廣,如電磁灶、微波爐等。
電熱器具雖外觀和使用范圍有所不同,但其發熱機理、結構大體相同,都是以發熱元件作為內芯,周圍用絕緣材料保護,配上相應附件組裝而成。電熱器具的電阻絲由鎳鉻合金或鐵鉻鋁合金制成,形狀一般為螺旋狀或板狀,使用時溫度可達800℃以上。絕緣隔熱材料為耐火粘土、氧化鎂、瓷管、石棉、玻璃絲編織物、云母等。
家用電熱器具的工作機理是電流通過發熱元件后產生熱量,通過絕緣材料傳遞到外界。在各種家用電熱器具中,起主要作用的有三大元件:電熱元件、溫度控制元件、定時元件。電熱元件是電熱器具中發熱效應的主要元件。溫控元件的主要功能是控制發熱溫度,保障電熱器具在一定溫度下能正常工作。定時元件用于控制電熱器具的工作時間,從而控制電熱元件的發熱量。
1.2、家用電熱器具引起火災的原因
1.2.1、設計缺陷:(1)家用電熱器具未設置控溫元件,致使內部持續加熱、溫度不斷升高引起火災。(2)大功率家用電熱器具使用截面過小的導線或容量過小的開關、插頭,造成發熱或打火引起火災。(3)使用劣質材料偷工減料,耐火性能未達到標準。
1.2.2、接觸不良:一方面,電熱器具插頭與插座的接插部位處理不當或接觸不良會產生火花、電弧引燃周圍可燃物而引起火災。另一方面,電源線與電熱器具發熱元件接點處理不當造成接觸電阻過大、高溫過熱甚至打火引起火災。
1.2.3、安裝或使用不當:(1)家用電熱器具與周圍可燃物質之間距離較近,由于熱輻射或者熱傳導作用,并且無人看管引燃周圍可燃物,引起火災。(2)使用者不懂得電熱器具性能、使用方法隨意改動電熱器具。(3)家用電熱器具控溫定時裝置失靈,持續加熱引起火災。(4)使用者把未完全冷卻的電熱器具放在可燃物上,或把可燃物放在未經冷卻的電熱器具上而引起火災。
1.2.4、設備與使用環境不匹配:家用電熱器具在易燃易爆環境下,由于電熱器具電源線、插頭、插座的按插部位產生電弧甚至打火,易引發爆炸。此外,家用電熱器具相關的導線、開關、插座等容量過小,造成過負荷發熱亦易引起火災。
1.2.5、維護不當:家用電熱器具使用時間過長,導致電源線絕緣破損或失效造成短路,引燃周圍可燃物,引發火災。家用電熱器具電路部分進水引起漏電。
2 家用電熱器具火災現場勘驗的步驟、內容和方法
2.1、家用電熱器具火災現場勘驗的步驟
2.1.1、根據火場痕跡,查清火勢蔓延路線,確定起火部位
觀察電熱器具周圍存放物品的燒毀情況,有時在其附近的物體上(如墻壁)形成“V”字形燃燒痕跡,電熱器具在“V”字形痕跡的底部。同時,電熱器具周圍的可燃物品多數燒毀嚴重,有明顯的以電熱器具為中心向四周蔓延的火燒痕跡。
2.1.2、勘驗電熱器具與起火點處可燃物質作用情況
判斷家用電熱器具通電狀態和故障性質,確定專項勘驗對象,及時提取有關物證。在進行勘驗時,應當檢查電熱器具下面及其附近可燃物存放數量、燃燒性質以及按照燃燒殘存痕跡判斷與電熱器具的關系。
2.1.3、收集現場燒毀的家用電熱器具本身殘體及相關物證
注意發現、獲取家用電熱器具放置處炭化痕跡和證明火勢以家用電熱器具為中心向外蔓延的燃燒痕跡及家用電熱器具殘體。
同時要注意收集家用電熱器具火災現場上電氣線路的熔痕,即檢驗電源線、插頭、插座及開關,注意發現導線上的熔痕、熔珠、結痕,以判斷導線的受熱情況,從而推斷出起火原因以及觀察保險絲或保險片的熔斷特征。
3 家用電熱器具火災現場勘驗的內容及方法
3.1、確認家用電熱器具在起火時或起火前的有效時間內帶電或使用
判斷家用電熱器具的通電狀態,主要通過以下幾方面判斷:
(1)根據插頭、插座的狀態判斷
a)查看插頭、插座外觀、顏色。如果電源插頭在火災前已插上,插頭前端的損壞程度不及直接暴露在外部空間的部分嚴重,表面清潔或基本保持原來的金屬光澤,其余直接暴露在外部空間的部分有煙熏痕跡;插座靜片因受高溫作用而失去彈性,兩靜片呈分開狀,其距離恰為插頭的厚度,其對應的插座部分清潔。反之,插頭的動靜片變色情況、煙熏情況基本一致,靜片呈閉合或基本閉合狀態。
b)查看插頭、插座是否有熔化痕跡,判斷其是否為平時插拔留下的,是否在應接觸連接部位處等,然后經金相分析鑒別其是火燒作用還是電熱作用形成的熔痕。若為電熱熔痕,還要根據現場燃燒特征及熔痕的大小程度,綜合分析認定火災是否由于接觸不良造成的。
(2)根據家用電熱器具電源線的短路點情況判斷。電熱器具過熱引起火災時,很快就會燒到電源線而發生短路。電源線上的短路點可證實該電熱器具在著火前處于通電狀態。此外在殘存的引線上觀察到熔珠、過負荷大結疤等現象,也可用于判斷電熱器具的通電狀態。
(3)根據開關狀態。若開關部分未被燒毀,可根據開關的閉合狀態來判斷通電狀態。
(4)根據保險絲、保險片的熔斷特征,以判斷通電狀態和故障性質。如保險絲呈“爆斷”狀態,缺損較多、殘留部分少,僅在固定螺釘處尚存有少許,并在保險盒內留有噴濺痕跡,則可判定是短路造成;如保險絲殘留部分較長、無噴濺痕跡,則可判定是過負荷造成的熔斷。對保險片而言,如其狹窄處熔斷,則是短路造成的;如其中間較寬部位熔斷,則可判定為過負荷引起火災。
3.2、勘驗家用電熱器具本身殘體
根據電熱器具外殼、電阻絲或附件受熱變色、熔化或機械性能的變化情況,判斷電熱器具受熱類型和通電過熱狀況。若使用家用電熱器具加熱物品時,還應勘驗火災現場加熱器具內容物的種類及性質。
電熱器具本身是發熱的,比較耐高溫。如果是外部火焰燒它,其內部結構不會破壞,也沒有明顯變化。如果內部有過熱特征,如電阻絲氧化嚴重,絕緣隔熱材料變色、機械性能改變,電熱器具內外金屬變色均勻,則說明是通電時間過長引起的。其次要查看溫度控制裝置,盡可能獲取溫度控制裝置失控的痕跡物證并及時拍照,提取有關溫度指示針指示的溫度指數;最后查看電源線與發熱元件連接處是否有熔斷痕,是否出現過短路或打火痕跡。
3.3、進行模擬試驗,驗證勘驗分析結論
在一定條件下,電熱器具能否引起火災,并遺留下某些特征的痕跡,在必要的時候,應按照火災發生前的客觀情況進行模擬試驗。
4 家用電熱器具火災物證鑒定的方法
4.1、家用電熱器具火災殘留物的提取
家用電熱器具在經過火場的高溫作用后,其整體的完整性會受到破壞,提取時應盡量保持物證原樣,完整地提取痕跡物證,包括家用電熱器具殘骸和電氣控制部分等。如提取電爐、電熨斗一類電熱器具時,除本體外,要將該電熱器具的電源線及插頭、插座等全部找到,尤其靠近電源線附近的電熱絲尤為重要,因為電熱絲的短路多發生在這個部位。再例如提取電熱毯時,應將其全部提取,然后檢查電熱絲有無熔痕,這種熔痕常是以熔珠形態留在電熱絲斷頭處。當在電熱絲斷頭處發現熔珠后,應與電熱絲一并剪下,作為物證。
4.2、家用電熱器具火災殘留物的鑒定樣品的選擇
4.2.1、觀鑒別的鑒定樣品選擇
對于火災現場提取到的熔痕、熔珠(疤),逐一編號,根據其熔痕的不同外觀特征,即可判斷其性質。也可觀察電熱器具殘骸,通過外觀形態、顏色變化,特別是通過金屬變化痕跡判斷家用電熱器具是內熱還是外熱。
4.2.2、金相鑒定的鑒定樣品選擇
鑒定燒壞的電熱器具是通電內熱所致還是火燒造成時,應截取電熱器具發熱元件(如電爐、電熱毯中的電阻絲)上的熔痕作為金相試樣。鑒定電熱器具在火災發生之前是否處于通電狀態時,應截取電源引線上的熔痕作為金相試樣。家用電熱器具的某些金屬部件金相分析結果也可作為確認其起火原因的重要根據。
4.2.3、微觀形貌分析的鑒定樣品選擇
利用掃描電鏡多是觀察現場勘驗時發現的電線熔痕和發熱元件殘痕。
4.3、家用電熱器具火災殘留物的具體鑒定方法
4.3.1、宏觀鑒別
在家用電熱器具火災中,需要鑒定電源引線、電源插座、插頭等所發現的與電熱器具相關聯的物證樣品的外觀,必要時可使用放大鏡或體視顯微鏡確定殘留在其上面的微小熔珠。
4.3.2、金相分析
通過金相顯微鏡觀察檢材金相組織,就能判定其形成原因,這就是金相分析法的原理所在。在家用電熱器具火災中,可利用金相分析法鑒定在現場勘驗時發現的電源線、插座、插頭。由于家用電熱器具多由金屬材料制成,這些金屬材料的金相組織變化,真實反映其受到過的溫度作用和作用時間、冷卻速度等物理變化條件。
4.3.3、微觀形貌鑒別法
微觀形貌鑒別法是利用掃描電子顯微鏡,對火災現場殘留物的痕跡進行觀察和分析,特別是對弧光放電、金屬噴濺、電子元器件燒損等微小痕跡,根據其微觀形貌特征,確定其熔化性質和形成原因。
4.3.4、其他方法
其他檢測手段包括熱分析法、掃描電鏡能譜儀連用技術以及x射線衍射分析法等等,都是可以根據需要加以應用、研究和開發的技術手段。