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电动自行车火灾机理及火灾调查技术研究
发布日期:2018-03-08


  浙江是电动自行车的生产大省,使用和销售更是位居全国前列。在保有量持续增长的同时,由于市场监管不到位、技术标准不健全、生产维修质量控制不严格等原因,近几年我省电动自行车火灾事故频繁发生,多起较大亡人火灾均与电动自行车电气故障有关。 

一、电动自行车的火灾危害性 

  (一)电动自行车停放位置特殊,是造成火灾亡人的主要原因。电动自行车作为一种电动交通工具,需要定期进行充电,加之又有防盗的需求,出于便利,用户一般都将其放置于住所内停放或者充电,存放地点多在居住建筑的首层门厅、走道或楼梯间内。当电动自行车在建筑首层门厅、走道或楼梯间等处因电气故障或其他因素引发火灾,产生的火焰和浓烟立刻将居住建筑的安全出口、逃生通道封堵,造成楼上住户逃生困难。电动自行车的塑料车壳和海绵坐垫燃烧产生大量有毒烟气,沿着楼梯间迅速向上蔓延,吸入一定量后即造成人员死亡。 

  (二)电动自行车充电时段特殊,起火后容易造成伤亡。电动自行车白天作为出行的交通工具使用,充电一般在夜间进行,一般要到第二天早晨使用时才拔出电源。在整个夜间,电动自行车电路均处于通电状态,引发火灾概率大。夜间人们一般处于睡眠状态,较难发现早期火灾,等人们发现起火时火势一般均处于猛烈燃烧状态。此外,根据调查 显示,人们睡梦中醒来遇到突发灾难时会盲目逃生,火灾中采取逃生措施不当极易引起伤亡。 

  (三)电动自行车本身安全性能低,起火能量大,燃烧产物毒性强。电动自行车车身装配各类电气线路和接插件,在日常行驶过程中,都可能造成线路绝缘磨损或接插件松动,因短路故障或局部接头发热引发火灾。在充电过程中,由于过充、欠充、充电器不匹配、插头老化、不当连接等原因,容易造成电失控引发火灾。电动自行车车身塑料不是阻燃材料,而是普通的PP或PVC塑料,坐垫绝大多数是聚氨酯海绵,燃点低,热值高,燃烧时热释放速率大,周边一定范围内可燃物容易被引燃,造成火灾蔓延。该类型火灾由于起始能量大,火势发展一般比较迅猛,较短时间内即发展到火灾猛烈阶段。车身的塑料类材料均为高分子物质,燃烧时产生大量的浓烟,含有有毒气体和不完全燃烧物,此类燃烧产物毒性极强,人体在吸入浓烟数分钟内即失去知觉,失去逃生能力,吸入达到致死量后即导致死亡。 

二、电动自行车火灾起因的机理和类型分析 

  (一)电动自行车电气系统接触不良原因理论分析。电流通过两导体电接触处时在接触处出现局部高温,因此我们要重点分析研究电动自行车上采用的电接触件,分析产生高温的原因。电连接件间电阻由电接触件内在固有电阻和电接触件的接触电阻两部分组成,电接触固有电阻为材料固有特性,但接触电阻则受外界因素影响较大,其与电连接接触压力、温度、接触件材料、接触形式和表面状态均相关。理论研究和多项实验表明:(1)接触压力增大,接触电阻迅速下降,并趋于稳定;(2)接触件材料纯度越差,接触电阻越大;(3)接触点温度过高,将产生氧化薄膜,这种接触电阻可成百上千倍地增大,致使电连接件损坏;(4)不同接插方式的接触电阻呈现不同特性。 

从接触不良成因的理论分析,可具体联系到电动自行车生产装配和日常使用过程中的几个方面:(1)装配工序中电气系统连接件没有紧固,连接方式不科学,引起局部电阻过大,埋下先天隐患;(2)不良厂家采用质量低劣的电气连接件,电气安全得不到保证;(3)使用过程中电动自行车被雨水等渗入,使连接处金属生锈,通电后发热形成局部高温;(4)维修过程中对电气系统连接没有规范处理,不当连接。 

  (二)电动自行车电气系统短路原因分析。电动自行车的电气系统匹配中,电池组内部串联连接线如发生短路,是无法实现断流保护的。大部分电动自行车将短路保护开关设在车尾控制器处,则电池组引出至控制器的主回路发生短路时,也是得不到保护的。充电时的充电线路如果发生短路,即便室内供电电源切断(实践中由于充电器、排插的衰减作用,室内分配处的短路保护器往往很难激发动作),电池组也会通过充电线放电,此时也处于无保护的状态。以上三段电气系统是电动自行车电气系统中最危险的配电线路,电动自行车火灾调查必须紧紧围绕这三段线路开展勘查。除此以外的车灯、警报、开关锁线路控制回路等,由于通电电流较小,即便短路,也难以产生足够的点火能量,火灾调查中即便找到一次短路熔珠,也不能完全证明是起火原因。控制器至电机的线路虽然也有大电流通电,但是由于受控制器处的短路保护器保护,同时消防部门解决的电动自行车火灾均为静止状态下,此段线路对火灾调查意义不大。 

   

三、电动自行车火灾调查技术要点 

  (一)静止停放下电动自行车起火可能性分析。非充电状态:电动自行车在开闭电门开关,且没有充电的状态仍有可能引发火灾,因其自身蓄电池储存有电能,即使关闭了电门开关,以下部分线路仍带有常电:(1)蓄电池内部单个电池之间串联的连接线;(2)蓄电池到控制器之间的导线;(3)控制器到车头开关电源之间的导线;(4)如果电动自行车加装了防盗器和声光报警装置,那么连接防盗器和声光报警装置的导线也带常电。以上四种线路中,(1)和(2)导线电流较大,电流值取决于电池容量,如果导线绝缘破损或接插件接触不好,就有可能因短路或接触不良引发火灾;(3)和(4)属控制回路,其线路信号电流相对较小,如发生电气故障,其故障能量相对较小,引起火灾的可能性也相对较小。但早期有一批电动自行车整车电流通过电门锁,因此通往电门开关的导线上电流较大,在调查中要引起注意。 

  充电状态:电动自行车通过充电器连接供电电源实现充电目的,因此,电动自行车充电过程引发火灾的原因除了上述分析的以外,增加了充电器故障起火的因素。充电器故障起火包括三部分原因:(1)充电器连接供电电源、电动自行车电池的插头插座处发生电气故障;(2)充电器连接导线由于缠绕、拉扯、老化导致绝缘破损发生短路,或充电器人为加长时不规范的绕接发生短路;(3)充电器内部发生故障导致输入或输出端短路引发火灾。 

  人为放火的可能性:如果电动自行车停放在室外,由于其外壳为聚氯乙烯塑料,坐垫为聚氨酯海绵,燃点低,容易被明火点燃,所以人为点火烧车也是原因之一。一些电动自行车偷盗者采取火烧车头开关电源导线搭接起动的方式也会引起电动自行车火灾。 

  (二)电动自行车现场走访和询问要点。调取起火现场周围监控视频,分析起火前后现场周边各类活动情况。电动自行车发生短路故障起火时,短路瞬间打火的强光会被监控视频捕捉,多次短路会有多次强光闪烁的现象,如在着火燃烧前有强光则可以判断为电气线路故障起火。在电动自行车燃烧过程中也有可能引起线路短路故障,此时的强光现象不能作为电动自行车短路故障起火的判定条件。监控视频可以分析周围人员活动情况,以判定是否有可疑人员进出,分析起火事件与人员活动关系。 

  存放在室内的电动自行车要询问楼道、楼梯门的锁闭情况。通过调手机验证领58彩金不限id问确定楼道、楼梯门的锁闭情况,确定是否有外来人员进入,是否存在偷盗电动自行车的情节。 

  电动自行车的产品信息,包括品牌、型号,购买时间,是否经过维修、改装,是否发生碰撞,充电器是否原配等。全面掌握电动自行车的产品信息,以此确定电动自行车的相关性能和技术参数。 

  掌握电动自行车的日常使用环境、车主的用车习惯、充电的具体做法等。 

  (三)电动自行车现场勘验技术要点。综合比较现场电动自行车的燃烧状态。一般情况下,最先起火的电动自行车燃烧时间最长,燃烧最充分,受温最高,金属车架变形最严重。如离起火时间超过一周,因受空气中水汽氧化所致,受温最高的电动自行车车架呈现出棕红色,比其他电动自行车变色重。 

  对电动自行车下方地面进行勘验,最先起火的电动自行车塑料车身燃烧充分,塑料件熔滴在地面集结成块,炭化程度均匀,大块塑料熔滴物紧贴地面,熔滴物贴地一面无其他碳化物残余或天花板砂浆颗粒。 

  勘验电动自行车的电池组部位,观察电池组外形是否完整,边缘是否相对平直,极板是否存在烧缺烧损部分,电池电线柱是否完整,是否存在变色、打火烧缺烧蚀痕迹。专项勘验电池组连接线,看是否存在熔痕,是否与电池组压条相接触搭铁。电池组内用毛刷清扫检查是否有迸溅熔珠。 

  对电池组至控制器的主火线进行细项勘验,检查是否存在私接现象,线路是否完整,是否存在断点,线路端部是否有电熔痕,并查找对应点。对发现的线路熔痕按规定方式提取。 

  检查控制器及接插件,控制器铝制外壳是否具有方向性,其方向性与整车的燃烧方向是否一致。控制器及接插件的部位是否存有区别于一般的烧蚀痕迹、变色痕迹,结合判断整车起火点的位置。 

  检查充电回路的线路情况,重点检查充电线路的完整性,看是否存在断点,是否存在电熔痕,是否经过私自改接,重点勘验充电器输入和输出端的线路情况。 

四、结语 

  当前电动自行车已经成为城乡居民出行的重要交通工具,是家庭常见的电器产品之一,由于保有量巨大,如产品存在一定的电气故障率,其发生火灾的基数也非常惊人。电动自行车火灾的频繁发生,给群众生命财产安全带来巨大损害,公安消防部门要掌握电动自行车火灾调查要点,进一步加强电动自行车火灾技术研究,为电动自行车火灾预防提供更有效的工作建议。  

作者:饶球飞 李善麒