火災(zāi)中銅導(dǎo)線金相組織研究.pdf

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1、研究火災(zāi)中銅導(dǎo)線金相組織研究盧文清(安溪縣公安消防大隊(duì)，福建泉州362400)摘要：本文通過(guò)對(duì)銅導(dǎo)線過(guò)負(fù)荷和短路兩種電熱熔痕金相組織的研究，分析了通電時(shí)間、電流、加熱溫度等因素對(duì)銅導(dǎo)線金相組織的影響，總結(jié)了利用銅導(dǎo)線金相顯微特征鑒定銅導(dǎo)線電熱熔痕的方法，為認(rèn)定電氣起火原因提供重要依據(jù)。關(guān)鍵詞：過(guò)負(fù)荷；短路；銅導(dǎo)線；金相分析中圖分類(lèi)號(hào)：TU998．1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-7712(2014)16—0243一o1據(jù)近十年火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)電氣火災(zāi)起數(shù)一直占原因是因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)線中通入2．5倍安全電流發(fā)生過(guò)負(fù)

2、荷時(shí)，導(dǎo)線全國(guó)火災(zāi)起數(shù)的30％左右，并有著逐年上升的趨勢(shì)。因此，溫度己達(dá)到795℃，即加熱前的導(dǎo)線晶粒是在795℃下形成的，對(duì)電氣火災(zāi)痕跡的鑒別和判定對(duì)火災(zāi)原因分析認(rèn)定具有十分該溫度高于隨后的熱處理溫度(500℃)，所以在該溫度下加重要的意義。而在實(shí)際火場(chǎng)中，火災(zāi)調(diào)查人員可以初步判明熱不同時(shí)間，其微觀組織基本保持原貌而不發(fā)生改變。火災(zāi)是否由于電氣線路故障(短路、過(guò)負(fù)荷等)還是其他原二、短路銅導(dǎo)線金相組織研究因(如火燒)造成的。但是在區(qū)分電氣火災(zāi)的具體成因時(shí)，(一)一次短路銅導(dǎo)線金相組織研究。一次短路熔痕的往往需要

3、借助相關(guān)儀器進(jìn)行鑒定。本文通過(guò)總結(jié)以往對(duì)銅導(dǎo)金相顯微組織通常是由細(xì)小的柱狀晶或胞狀晶組成，其晶界線金相組織的研究成果，希望能為火災(zāi)調(diào)查工作提供幫助。較細(xì)。在偏振光下觀察，孔洞周?chē)?Cu+Cu0)共晶體較少，一、過(guò)負(fù)荷銅導(dǎo)線金相組織研究不太明顯。一次短路熔痕在形成時(shí)，因環(huán)境溫度較低，發(fā)生作為導(dǎo)電線路的銅導(dǎo)線，是采用99．95％以上的純銅經(jīng)短路時(shí)除短路點(diǎn)處于高溫狀態(tài)下，整個(gè)導(dǎo)線的溫度并不高，過(guò)冷拔處理制成的，其原始狀態(tài)顯微組織具有細(xì)小a晶粒，因此，一次短路熔痕金相組織仍呈方向性，且過(guò)渡區(qū)域的界這些細(xì)小n晶粒沿著變形

4、方向被拉長(zhǎng)，呈纖維狀組織，具有限依然比較明顯，熔痕內(nèi)大部分孔洞規(guī)則呈圓形，氣孔少而小。明顯的方向性。在正常通電狀態(tài)下，銅導(dǎo)線的組織呈細(xì)小a(二)二次短路銅導(dǎo)線金相組織研究。二次短路熔痕結(jié)晶粒，仍保留著上述方向性。晶時(shí)的環(huán)境溫度為火場(chǎng)溫度，冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，過(guò)冷度較小。(一)過(guò)負(fù)荷時(shí)間對(duì)銅導(dǎo)線金相組織的影響。對(duì)線徑為但加熱時(shí)間、加熱溫度、導(dǎo)線截面積等因素對(duì)二次短路銅導(dǎo)2．5mm的銅導(dǎo)線在通入其2．5Ie分別保持2min和20min的線金相組織構(gòu)成均有影響。如在一定溫度下延長(zhǎng)加熱時(shí)間，金相顯微組織進(jìn)行觀察得出：過(guò)負(fù)荷20

5、min的銅導(dǎo)線，其金二次短路熔珠將出現(xiàn)粗大的等軸晶，而隨著加熱溫度的升高，相組織中已初步形成細(xì)小的等軸晶，晶粒的方向性也明顯消熔珠內(nèi)氣孔量減少同時(shí)晶粒逐漸長(zhǎng)大成為粗大的柱狀晶和等失；而過(guò)負(fù)荷2min的銅導(dǎo)線，其金相組織與導(dǎo)線的原始組織軸晶，再者導(dǎo)線面積小，易形成細(xì)小的柱狀晶，導(dǎo)線截面積差別不大，仍舊表現(xiàn)為導(dǎo)線的原始纖維狀形貌，沿導(dǎo)線拉制大易形成粗大的柱狀晶。方向表現(xiàn)出明顯的方向性。?(三)一次短路和二次短路銅導(dǎo)線金相組織的對(duì)比研(二)過(guò)負(fù)荷電流倍數(shù)對(duì)銅導(dǎo)線金相組織的影響。在選究。(1)一次短路晶粒一般為細(xì)小的柱狀

6、晶或胞狀晶，而取相同橫截面積的銅導(dǎo)線，保證過(guò)負(fù)荷時(shí)間、環(huán)境溫度、冷二次短路一般為粗大的柱狀晶，且出現(xiàn)較多大晶界。研究結(jié)卻方法等情況一致，對(duì)其通過(guò)不同倍數(shù)的Ie，觀察各過(guò)負(fù)荷果表明4mmz銅導(dǎo)線的柱狀晶橫向晶粒度等級(jí)分布相對(duì)均勻，銅導(dǎo)線金相組織得出以下結(jié)論：(1)過(guò)負(fù)荷的電流值越大，一、二次短路組織柱狀晶晶粒度等級(jí)相差明顯，相對(duì)原始組再結(jié)晶的速度越快，晶粒越大，方向性越弱；過(guò)負(fù)荷電流值織均有明顯的分布區(qū)間，4mm銅導(dǎo)線的一次短路組織中柱狀越小，再結(jié)晶速度越慢，形成的晶粒越小，方向性越強(qiáng)；(2)晶平均晶粒度級(jí)別為13

7、．45±0．29，二次短路為9．06±0．49。導(dǎo)線在過(guò)負(fù)荷電流的高溫作用下，晶粒逐步由原始被拉伸破(2)一次短路熔痕由于環(huán)境溫度低，冷卻速度快，凝固過(guò)碎晶粒到形狀不規(guī)則且沿導(dǎo)線拉制方向具有明顯方向性的多程短，雖在熔痕內(nèi)的氣體來(lái)不及逸出，但燃燒產(chǎn)物等較少，邊形晶粒，最后轉(zhuǎn)變?yōu)樾螤钜?guī)則的等軸晶和柱狀晶u。所以一次短路熔痕內(nèi)部氣孔少而小，相反，二次短路熔痕在(-)加熱溫度對(duì)過(guò)負(fù)荷銅導(dǎo)線金相組織的影響。通過(guò)對(duì)火災(zāi)高溫環(huán)境中形成，二次短路熔痕內(nèi)部氣孔總是多而大。線徑為2．Smm2的銅導(dǎo)線在2．5倍安全電流下過(guò)負(fù)荷20mi

8、n，再(3)銅導(dǎo)線中一次短路熔痕氣孔周?chē)?Cu+Cu，0)共晶體較分別置于300℃、400℃、500℃、600℃、800℃下加熱30min少，不太明顯；而二次短路熔痕氣孔周?chē)?Cu+Cu，O)共晶體后噴水冷卻所得的金相顯微組織進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，受熱溫度是影較明顯。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得一次短路熔珠內(nèi)(Cu+Cu，O)共晶體含響其晶粒度的主要因素，晶粒的大小與其受熱溫度成正比，在量>30