电动自行车火灾的勘查检验技术及案例分析

1、电动自行车火灾的勘查检验技术及案例 分析林怡文福建省测试技术研宄所福州市公安消防支队福州 市晋安区公安消防大队摘要：电动车在成为人们不可缺少的交通工具的同时，由此带来的的安全隐患也随着 增加，特别是电动车引起的火灾案例也随着增加。木文介绍了电动车发生火灾的 几种因素，运用金相显微技术结合实际案例分析，详解了电动车火灾的勘查检 验过程，为公安消防人员现场勘验相关的电动车火灾案例提供有力参考。关键词：蓄电池;短路;金相显微技术;作者简介：余振平（1979-）,男，工程师，从事无损检测工作。email:yzpingsky126. com收稿日期：2017-9-21the exploration in

2、spection technology and case analysis of electric bicycle fireyu zhen-ping zhang han-yu lin yiwenfujian institute of testing technology; fuzhou fire detachment; fuzhou jin an fire brigade;abstract：with electric bicycle becoming an indispensable vehicle, the related potential dangerous is also increa

3、sing, especially fire cases caused by electric bicycle. this article introduces several factors leading to electric bicycles fire, combining metallographic microscope technique and actual case analysis， explaining the investigation and inspection process of electric bicycle fire in detail， so as to

4、provide a powerful reference to the on-site investigation of electric bicycle fire cases for public security officers and firefighters.keyword：battery; short circuit; metallographic microscope technique;received： 2017-9-211概述电动车主要包括电动自行车、电动摩托车和电动汽车，本文所指电动车包括电动 自行车及电动摩托车。电动车作为新型的交通工具，使用方便，环保省钱，既可以代步，

5、又没有汽车 使用成本费用那么高，越来越成为城乡居民出行不可缺少的交通工具。据统计， 我国电动自行车社会保有量达到2亿辆以上，仅福州市市场保有量就超过150 万辆，ii呈逐年增长趋势，而由此带来的安全隐患也随之增加，除了电动车使 用过程造成的交通事故外，潜在的火灾隐患成为老百姓普遍关心的问题，特别 是近几年，电动车引起的火灾案例，特别是亡人火灾案例，也呈迅速的增长趋 势，给人民的生命财产带来严重的伤害和巨大损失。由于电动车火灾发生时具有隐蔽性强、起火原因复杂等特点，因此对电动车火灾 原因的勘査成为火调人员的一大难题。2电动车的原理电动车的原理和结构都不复杂，可以认为是:用充电器对蓄电池进行充电，

6、蓄电 池经过一个控制器给一个电机送电，通过放置在后车轮中的电机的旋转带动车 体的行进。电动车的控制器连接一个调速手柄，在脚踏中轴上装有助力传感器， 转动调速手柄可以让控制器检测到不同的电压值，控制器根据电压值大小，模 拟调节输送给电机电压的高低，从而控制了电机的转速。电动车的马达是直流电 机，电机内部电磁作用十分复杂，电机部分主要为定子和转子，分别绕有线圈 绕组（形式多样），通过定子的电流为励磁电流，主要是产生磁动势，并建立 磁场，转子导线屮通有电流，于是在电磁力的作用下运动。3电动车火灾的原电动车发生火灾主耍原因就是电气线路故障引起，而根据电动车的原理，其电 气线路部分主要包括电机、蓄电池、

7、控制线路及显示仪表系统等组成，如图1 所示：阁1电路器件简化阁释下载原阁根据近些年的统计，电动车发生火灾90%以上都是在充电过程中发生，只有少 数是在行驶过程中发生，主要包括以下几种线路故障引起火灾：3.1充电器故障充电器是给蓄电池补充电能的装置，主要由整流滤波、高压开关、电压变换、恒 流、恒压及充电控制等几个部分组成。使用的充电器质量低劣、老化、输出电压 不稳定，以及使用与蓄电池不匹配的充电器，均会造成充电器的导线、蓄电池温 升过高，使绝缘损坏引起短路电火花引起自燃。充电时间过长，也会造成充电器 内的电子元器件过热，导致故障、短路发生火灾。3.2充电电源线过负荷、短路故障很多充电场所，车主私

8、拉乱扯充电线或多辆电动车同时长时间使用同一根充电 线进行充电，如果充电线路选用导线线径过小、又未安装短路和过载保护装置， 易造成充电线路过载、发热或短路，从而引起火灾。3.3电动车自身线路故障电动自行车的线路包括电机线路、控制器线路、仪表线路等，一些不正规厂家， 或部分不法分子为了牟取更多利润，降低成本、偷工减料，不能做到充电器、控 制器、电机之间技术参数的和互匹配，在使用过程中就容易发生短路、过热等造 成火灾。另外市面上有很多的电动车使用时间超过3年以上，使用过程中疏于保 养，其自身线路、电子元器件等老化严重，或在接头部位出行松动，在使用过程 屮如在炎热的夏天、长时间行驶，或在颠簸的路上行驶

9、，都会造成线路老化短 路、接头松动、过热等电弧打火引发火灾。还有就是一些用户私自加装音响等用 电设施，增大用电负荷，也容易导致线路过负荷、绝缘老化，引发电气故障造成 火灾。3.4蓄电池及线路故障蓄电池是电动车的动力电源，目前市面上发生火灾的电动自行车主要采用的是 铅酸蓄电池组合，劣质的蓄电池组接线焊得不够牢岡、或者蓄电池的中的溶液不 合格在充电过程中溶液溢出，将腐蚀线路，在后面的使用过程中造成短路或电 弧打火引起火灾。对蓄电池过度充电也会造成充电器与蓄电池接u处过热熔化引 起火灾。3.5锂电池爆炸起火锂电池由于重量轻、电量足，作为新型的电动车动力源，成为近年来轻便电动车 替代铅酸蓄电池的首选，

10、但充电过程中过度充电等造成锂电池发热、燃烧，甚至 爆炸引发火灾，应当引起重视。4案例分析4.1火灾现场基本情况2016年xx月xx日，xx市xx区xx路xx民宅发生火灾，火灾造成3人死亡，1 人受伤，火灾主要烧毁停放在一层电动车，烟熏二楼、三楼约80平方米，过火 建筑面积约80平方米。涉火民宅为钢筋混凝土框架结构建筑，座南朝北，东四南北四周均为民房。该民 宅为三坎独立共墙的住宅，有三户居民，层数为三层。每户分别占地60 m2，各 有单独楼梯。起火民宅为中间一坎，其中，一层:南北外墙各有一个进户门；北侧 有两个房间及走道，东北侧为楼梯间，南侧为大厅。二楼:设有两间居住房间、 一间包装车间;三楼有

11、两个居住房间，阳台为厨房。过火区域为民宅一层大厅及 楼梯间处，一楼部分房间，二楼的房间及三楼基本为烟熏面积。4.2现场勘验4.2.1环境勘验：该栋联体民宅从外墙査看，中间的民宅一层南门有过火痕迹，南门外墙屋檐有 较重的烟熏痕迹。北门表面上附有烟灰颗粒，无明显痕迹；民宅二、三层北侧楼 梯间窗户外墙都有轻微三角型烟熏痕迹;过火民宅南面三楼阳台搭建铁皮无明显 痕迹。从环境勘验发现火势为该民宅一层由下向上蔓延的燃烧痕迹特征。4.2.2初步勘验：民宅一层厨房房间玻璃门整个门架较为完好，上半部门框烧融，门框南侧燃烧 程度重于北侧。厨房内物品基本完好，墙壁及物品基本为烟熏痕迹。一层四北侧 的卧室房间门烧光，

12、残留门框。房间内物品基本为烟熏痕迹，靠近门口的电视融 化一个角。北门走道的卧室外楼梯间处顶部石灰层脱落，钢筋裸露屋顶横梁南侧 比北侧严重。一层大厅四周墙壁石灰层基本完好，东北角部分脱落。一层通往二层的楼梯扶手经热烤变色，楼梯阶梯地面砖过火后西侧脱落，楼梯 东侧堆放的纸箱以及包袋材料全部烧毁，大部分为黑色残留物，楼梯第一台阶 处残留物有“u”字痕迹（表明台阶残留物是迎火面）。楼梯东侧墙面楼梯下侧 石灰层脱落严重，一层通往二层楼梯拐角后墙壁石灰层均无脱落。楼梯处二楼窗 户、三楼窗户烧损严重，三楼窗户下方残留物较多。二层东南面房间门板烧毁， 残留门框，房间内物品完好，表层轻微烟熏痕迹。丙南面仓库门完

13、好，房间内物 品及房门都是上半部熏黑。西北侧房间房门完好，房间内物品完好，表层轻微烟 熏痕迹。三个死亡人员及一个伤员都在二楼两个住宿房间|aj,被消防抢救人员救 出后送医院治疗及宣布死亡。三层西北面房间房门完好，房间内物品完好，表层轻微烟熏痕迹。西南侧房间房 门完好，房间内物品完好，表层轻微烟熏痕迹。初步勘验发现火势呈从一层北门通道与楼梯间交叉处的住宿房间外为中心点， 向南北方向及四周蔓延痕迹特征。火势由一楼向二楼、三楼楼梯蔓延特征。4.2.3细项勘验：采用还原法、筛选法，把通往北门通道上停放的两辆电动车复位以及对残留1 号、4号机台残骸进行筛选。对北门的走道屋顶查看，北侧轻于南侧，交叉角落

14、处残留物呈“v”字形痕迹;在对北门走道上残留物进行清理后，位于楼梯角即 1号电动车停放处地板瓷砖破裂，其他地方无破裂痕迹。对楼梯台阶进行勘验， 在楼梯台阶表层大理石破损，东侧比西侧轻，台阶越往上破损程度越轻，在第 一个台阶处大理石脱落后表层水泥也脱落，裸露出钢筋。细项勘验发现起火部位位于一楼楼梯间处电动车停放处。4. 2.4专项勘验（金相检验）4.2.4. 1外观检验电动车的充电器处于“充电”状态，充电器及电源线、排插等绝缘部分烧熔，电 源线插头位于插座部位，经勘验，没有发现相关的电气故障熔痕。电动车的蓄电池为铅酸蓄电池组合，外壳熔化，在蓄电池组之间的连接线上有 熔断现象，分别于线端有形成熔痕

15、，熔痕呈锥形和无规则粘结状，有部分金属 光泽，与相连的多股线衔接处的熔化过渡区界限不是很明显，相连的多股线出 现部分粘结现象（见图2）。图2蓄电池接线上熔痕 下载原图电动车车身烧毁严重，部分线路出现硬化变脆现象，在蓄电池与控制器的连接 线残线上有出现熔痕，用体视镜放大y进行观察，熔痕呈小闘珠状，表面暗红 色，没有金属光泽，与相连的多股线衔接处的熔化过渡区界限较为明显，相连 的多股线没有出现明显粘结现象（见图3）。4.2.4. 2金相检验将上述电动车的蓄电池连接线残线和控制器连接线上的熔痕取下，分别用镶嵌 机进行镶嵌，然后按粗磨、细磨、抛光、浸蚀、吹干的顺序制备成金相样品，以 备观察：蓄电池组之

16、间的连接线上熔痕的金相磨面有少量空洞分割，空洞内表面亮红色， 有金属光泽;显微组织出现粗大的柱状晶晶粒，有部分（cu+cu2o）共晶组织;熔 痕与相连导线没有明显熔化过渡区界限（见图4）。图4二次短路熔痕显微组织特征 下载原图电动车控制器连接线上熔痕的金相磨面有少量空洞分割，空洞内表面呈暗红色， 没有金属光泽;显微组织出现密排细小的胞状晶晶粒，晶粒大小约3 untl5 um; 熔痕与相连的导线基体熔化过渡区界限明显（见阁5）。4. 2. 4. 3结果分析上述检验结果说明，控制器连接线上的熔痕具有一次短路熔痕特征，是先于火 灾发生之前发生的短路，而蓄电池组的连接线上的熔痕具有二次短路熔痕特征，

17、系火灾之后带电线路绝缘层被火破坏后发生的短路。图5 次短路熔痕显微组织特征下载原图4.3火灾原因分析4.3.1排除雷击引发火灾的可能根据火灾当天气象局提供的气象证明及当天实际情况表明：火灾发生前后该区域 没有出现雷雨、雷电天气，故排除雷击引发火灾的可能。4.3.2排除生活用火引起的火灾经现场勘验确认:一楼厨房及卧室用火区域内物品均无过火痕迹，排除了生活用 火引发火灾的可能。4.3.3排除放火嫌疑引起的火灾(1) 经现场勘查:一楼大门未见明显撬坏痕迹，后门被撬开(系由消防人员救火 时撬开)，一楼窗户均有不锈钢窗罩，未见明显的破坏痕迹。(2) 通过调查访问情况:通过对证人的调查访问，未发现火灾前有

18、异常情况及可 疑迹象发生。根据法医学尸体体检验鉴定书(xx公刑鉴医尸字xx号、xx号、xx号) 死者经法医尸体检验证实:死者全身体表未检见明显的机械性暴力损伤，系生前 吸入co、c02等气体致窒息死亡。综上，排除放火嫌疑引起的火灾的可能。4.3.4电气线路故障引发火灾的可能(1) 经初步勘验及细项勘验结果，起火部位位于一楼楼梯间的电动车停放处范 围内。(2) 经询问电动车所有人xxx确认:晚上回到住宅后对电动车进行了充电，且火 灾发生前未拔掉充电电源线的插头。(3) 经专项勘验确认：电动车内部主控制线路残线上存在一次短路熔痕，其蓄电 池连接线上存在二次短路熔痕。综上，存在电气故障引发火灾的可能。4.4灾害成因分析结合火灾调査询问笔录、法医的尸体鉴定报告及现场勘查及物证勘验结果，认定 该起火灾原因为位于一楼楼梯间的电动车在充电过程屮主控制线路发生短路故 障引起燃烧，引燃周围可燃物，蔓延成灾，并产生大量有毒烟气，造成人员伤 亡和财产损失。火灾造成人员伤亡具体因素如下：一是火灾发现不及时。火灾发现后，该民宅人员都在睡觉，发现时火灾己经处于 相对猛烈燃烧阶段。第一报警人是民宅三楼住宿的人。二是三个死者及一个伤者都住在二楼屮，火灾发生在凌晨时刻，人都处于深度 睡眠中，被烟