物證鑒定與用電信息數據分析在電氣火災原因認定中的應用

郭偉軍

(鎮江市公安消防支隊，江蘇 鎮江 212300)

隨著經濟社會的快速發展，電在人類社會發展中發揮著越來越重要的作用，與此同時，因電引發的火災事故也與日俱增，消防機構調查電氣火災原因任務繁重、責任重大。長期以來，物證鑒定是一種認定電氣火災原因的傳統技術手段，隨著信息化技術在電力系統廣泛應用，電力系統對用電信息已實現了智能監控，其中，用電客戶終端已普遍使用智能電能表計量、監測、傳輸各類用電信息，電力系統內部使用電力用戶用電信息采集系統進行集中管理，對用電過程實現了遠程智能監控。在火災事故調查過程中，調查人員在準確認定起火部位的基礎上，可綜合火災物證鑒定結論和智能電能表及電力用戶用電信息采集系統中存儲的電壓、電流、功率、時間、電能等用電信息，準確、直觀地認定電氣火災原因。

1 火災物證的提取與鑒定結論應用

1.1 火災物證提取程序

火災物證提取過程中要落實雙人執法，調查人員綜合火災現場痕跡、證人證言、監控視頻等證據準確認定起火部位后，通過拍照、錄像、繪圖、筆記等方式記錄物證的位置和原始狀態，保證物證的可追溯性。提取的物證要采用可靠的封裝方式，防止物證污染、泄露、散落等意外情況，確保物證從現場到鑒定機構的完整性。物證封裝時應標明火災信息、物證名稱與編號，提取物證的全過程要邀請見證人見證并在《火災痕跡物品清單》上簽名，按照物證鑒定機構規定的程序填寫《火災物證鑒定委托單》送檢。

1.2 火災物證提取要點

提取物證前應詳細勘驗，盡量確認起火部位，經現場調查確認不在起火部位的樣品無鑒定必要，要認真核實、確認相應電氣線路和用電設備在起火前的使用情況，防止誤將以往發生過的、與火災無關的電氣故障痕跡作為物證提取。痕跡檢查時應對整個回路或部分回路進行檢查，若發現多點故障，應考慮故障之間的關系。提取樣品時不應使用過熱切割、用力拉扯等方式，保證原有的痕跡特征和組織結構不被破壞。

1.3 火災物證現場識別

短路熔痕直徑較小，與導線基體有明顯的分界，熔痕表面光滑圓潤，有金屬光澤，多股線短路熔痕附近的多股線仍保持分散狀態，在另一段導體上存在對應點，如圖1所示。接觸不良熔痕接頭處局部變色，或有孔洞、麻點、缺口、破損等燒蝕痕跡，接頭處達到熔點時，形成熔融粘連或局部熔斷，當接頭處被電弧擊斷時，在端部形成熔痕，如圖2所示。過載痕跡導線表面有麻點或凹凸，光澤性差，存在熔痕，呈囊狀或起鼓狀，絕緣層內層出現融化、燒焦、炭化、脫離導線等特征，如圖3所示。受熱熔痕直徑較大，與導線基體之間分界不明顯，導線熔融流淌，使多處部位變粗或變細，呈不規則狀，熔痕附近的多股線燒結，導線有成塊粘結、滴落、干癟現象，如圖4所示。

圖1 短路熔痕

圖2 接觸不良熔痕

圖3 過載痕跡(絕緣內焦痕跡)

1.4 火災物證鑒定結論應用

火燒熔痕證明熔痕處未發生原發性的電氣故障，熔痕形成時物證處于非帶電狀態。一次短路熔痕證明發生了原發性的電氣故障，熔痕形成時，周圍一定區域處于非火災環境，熔痕形成時物證處于帶電狀態，直接認定電氣火災時還應結合現場實際情況認真排查，如短路位置是否具備燃燒和致災條件，短路點是否可能在火災發生之后形成，回路中是否存在多個故障點等。二次短路熔痕證明發生了誘發性電氣故障，熔痕形成時，周圍一定區域處于火災或較高環境溫度，物證處于帶電狀態。電熱熔痕證明發生過電氣故障，熔痕形成時物證處于帶電狀態。接觸不良熔痕通常可理解為火災前電熱熔痕、過載熔痕、電弧熔痕和搭鐵熔痕，僅憑物證本身很難判斷是火災前電熱還是火災后電熱，需要調查人員根據現場情況綜合判斷。對火災物證鑒定結論的使用還須根據現場情況進行認定，要綜合考慮物證周圍環境氣氛對電氣故障熔痕的參考價值，通過火災蔓延方向和燃燒規律，縮小起火點的范圍，確認故障類型是否與現場痕跡特征相吻合，進一步排查電氣火災。

圖4 受熱熔痕

2 用電信息數據分析與結論應用

2.1 用電信息儲存平臺

智能電能表是國網系統安裝在用電客戶終端的計量裝置，其內部芯片可記錄一定時間內的電壓、電流、功率、時間、電能等用電信息，該用電信息可從智能電能表讀取。電力用戶用電信息采集系統是國網系統集中管理用戶用電的綜合平臺，具有自動采集、計量異常監測、電能質量檢測、用電分析和管理等功能，可以顯示各級用電設備的容量、客戶信息、常見用電故障、數據圖表等信息，一天前的用電信息每日零時傳輸至電力用戶用電信息采集系統，可隨時查到一天前的相關數據。火災事故調查人員根據工作需要，可通過智能電能表及電力用戶用電信息采集系統獲取相關用電信息。

2.2 用電信息類別

依據《智能電能表功能規范》(Q/GDW 354—2009)的規定：三相智能表具備負荷記錄功能，單相智能表不具備負荷記錄功能，僅按照整點凍結254個(約11 d)電能數據[1]。依據《智能電能表功能規范》(Q/GDW 1354—2013)的規定：三相電能表負荷記錄內容可以從“電壓、電流、頻率”“有功功率、無功功率”“功率因數”“有功、無功總電能”“四象限無功總電能”“當前需量”六類數據項中任意組合，負荷記錄的存儲空間應至少保證間隔時間為1 min的情況下不少于40 d的數據量；單相電能表負荷記錄內容可以從“電壓、電流、頻率”“有功功率”“功率因數”“有功總電能”四類數據項中任意組合，負荷記錄的存儲空間應至少保證間隔時間為15 min的情況下不少于3 d的數據量[2]。

2.3 用電信息數據分析

調查人員通過智能電能表或電力用戶用電信息采集系統采集到電壓、電流、電能、功率、時間等用電信息數據后，可根據起火單位的用電規律、用電設備等信息推斷起火前后用電過程是否出現異常，并結合火災物證鑒定等其他證據，為進一步查明電氣火災原因提供依據。分析用電信息數據時，可應用電工基礎知識計算各項數據之間的相互關系，為分析判斷用電狀態、用電設備等提供理論支撐。

2.4 用電信息分析結論應用

以掉電時間判斷電氣火災原因時，要充分考慮起火部位和智能電能表掉電的邏輯控制關系。當起火部位位于智能電能表出線側時，只會引起智能電能表出線開關動作，但智能電能表不會自動掉電，因火災發生后人為斷電或火災蔓延至進線側造成智能電能表進線開關動作引起掉電的時間不能作為判斷起火時間的依據；當起火部位位于智能電能表進線側時，會引起智能電能表進線開關動作導致智能電能表掉電，其掉電時間可以作為判斷起火時間的依據。對大用電量的設備進行分析計算時，要仔細觀察智能電能表上所匹配的電流、電壓互感器倍率，電能表內部直接讀取的數據應乘以互感器相應的倍率才是實際數值。調查人員在火災調查工作中可將用電信息數據分析與火災現場勘驗、調查詢問、物證鑒定、監控視頻等證據有機結合，科學應用用電信息數據分析結果。

3 物證鑒定與用電信息數據分析的綜合應用

《火災原因認定規則》(GA 1301—2016)第8.3.12條規定，認定電氣類火災時，應同時具有下列情形：起火時或者起火前的有效時間內，電氣線路、電器設備處于通電或帶電狀態；電氣線路、電器設備存在短路、過載、接觸不良、漏電等電氣故障或者發熱等痕跡；電氣故障點或發熱點處存在能夠被引燃的可燃物；可以排除其他起火原因[3]。火災物證鑒定是火災調查的重要證據之一，但也僅是證據體系中的一個環節，火災調查應以現場調查為主，調查過程中要加強火災現場物證的辨別分析，規范物證提取程序，根據火災發展規律、痕跡形成機理、調查詢問結果、技術鑒定結論以及其他證據進行綜合分析判斷，對未鑒定出參考價值的火災物證要考慮火場環境、導線材質等因素對鑒定結論的影響，科學應用火災物證鑒定結論。應用用電信息數據分析調查電氣火災原因時，對使用智能電能表的起火單位要協同供電部門技術人員及時、準確采集各類用電信息數據，防止用電信息數據因儲存超時而無法采集，要充分考慮起火部位、起火時間、用電規律等因素與用電信息之間的關系，將用電信息數據分析與火災物證鑒定結論綜合應用，結合現場勘驗、監控視頻等其他證據認定電氣火災原因。

4 典型火災事故調查案例

4.1 電量分析案例

2017年4月25日7時22分許，鎮江市119消防指揮中心接到報警稱，石頭巷11棟202室發生火災，造成1人死亡。調查人員通過前期調查走訪得知，202室發生火災前10余天無人居住，家里只有一臺電冰箱用電。經現場勘驗，發現202室空氣開關處于故障跳閘狀態，起火部位床上的電熱毯電源線插在墻面插座上，電熱毯溫控開關燒損，無法判斷火災發生時死者是否使用電熱毯。調查人員讀取了202室的用電記錄(如表1所示)，發現火災發生當晚1時后202室電量再未增加，證明停止用電，掉電前4 h內的用電量增值與前一天同一時間相比明顯偏大，結合證人證言、現場勘驗等證據可以預判，火災發生當晚死者床上的電熱毯處于通電狀態。火災現場提取的電熱毯經鑒定，溫控開關出線側有電熱熔痕，即用電信息分析結論與物證鑒定結論相互印證，可以確定火災發生前死者床上的電熱毯處于通電狀態。

4.2 電流、功率分析案例

2016年8月6日4時51分，丹陽市119消防指揮中心接到報警稱，埤城鎮電鍍園區9號樓發生火災。調查人員讀取了起火車間內智能電能表的用電信息數據(如表2所示)，數據分析表明，8月5日至8月6日2時三相電流數據較為穩定，從8月6日3時開始三相電流數據急劇增加(A相電流約增加4倍，B、C兩相電流增加10多倍)，8月5日0時至6時，車間正常用電情況下，每小時的有功功率約為1～2 kW，8月6日3時開始，每小時有功功率突然增加了約12 kW，即用電過程出現明顯異常。根據以上電流數據，可計算得出火災發生前150 min電能轉化為熱能的數值約為31 366 kJ，當以上電能轉化為熱能時足以引燃周圍的可燃物。調查人員在起火部位提取的導線經鑒定為電熱熔痕性質，依據用電信息數據分析判斷出電氣火災發生的時間及過程，通過火災物證鑒定準確認定了電氣火災故障發生的類型及導線來源。

表1 202室用電記錄

5 結束語

采用用電信息數據分析排查電氣火災原因尚處于探索應用階段，《火災原因認定規則》(GA 1301—2016)、《火災現場勘驗規則》(GA 839—2009)等相關火災事故調查執法依據中還沒有對用電信息數據分析的相關規定，火場中典型的短路熔痕、接觸不良熔痕、過載熔痕、搭鐵熔痕、局部過熱痕跡在形成過程中用電信息會發生何種變化，引燃紡織物、紙張、塑料等可燃物所需的點火能量與電流、時間等用電信息有何關系，無論從法律層面還是技術應用層面值得在今后的火災事故調查工作中不斷探索。

表2 智能電能表數據

[1] 國家電網公司.智能電能表功能規范:Q/GDW 354—2009[S].北京:中國電力出版社，2009.

[2] 國家電網公司.智能電能表功能規范:Q/GDW 1354—2013[S].北京:中國電力出版社，2013.

[3] 中華人民共和國公安部.火災原因認定規則:GA 1301—2016[S].北京:中國標準出版社，2016.