電気配線の短絡の原因と結果。 活線中の電気配線を消す方法 電気配線の欠陥による火災の統計

電気はすべての人の生活に不可欠な部分であり、生活をより簡単で快適なものにします。 ただし、電気使用に関する特定のルールが守られなかった場合、または欠陥のある電気製品を使用した場合、物的損害が発生したり、人命や健康に脅威を与えたりする可能性があります。 例えば、数十年前に建てられた家に住んでいる人も多く、敷地内の電気配線も当時のまま残っています。 もちろん、このような電気配線の状態には改善の余地が多く、配線の交換が間に合わないと火災が発生し、最悪の場合火災に発展する可能性があります。

主な理由

電気火災は次の状況で発生する可能性があります。

  1. 短絡。 この場合、損傷領域の温度は数倍に上昇し、電気配線のより線が溶けます。 絶縁材料の破壊(機械的損傷、微小亀裂、電圧上昇、古い電気配線)によって発生します。
  2. ネットワーク過負荷電流。 これは、電力が増加した電気機器を接続するときに典型的に発生し、大きな漏れ電流が発生し、特定の領域で温度が上昇します。 これらの理由は、過熱とその後の火災にもつながります。
  3. 多くの場合、電気配線は、電流が流れる導体の接合部で焼けます。 接点の弱化や酸化により電気配線の接触抵抗が急激に増加し、過熱や火災の原因となります。

電気火災の最も一般的な原因は、電気製品の電源コードの欠陥または損傷です。 このようなことが起こった場合、最初に行う必要があるのは、デバイスを主電源から外し、火災エリアを布で覆い、火を消すことです。 ほとんどのアパートには植木鉢があり、その土は消火に最適です。

火災の最初の兆候を検知する手順

1 つ以上のデバイスをネットワークに接続しているときに、プラスチックが燃える臭いが聞こえた場合は、すぐに特定の措置を講じる必要があります。 これは電気火災の明らかな兆候です。

次のように進める必要があります。

  1. すべての修理作業は通電されていない部屋で行われるため、最初にプラグを外す必要があります。
  2. 配線が燃える臭いが聞こえた部屋では、すべてのソケットを分解してワイヤーと接点を確認する必要があります。 ほとんどの場合、高圧洗浄機の下の接触が弱くなり、過熱につながります。
  3. すべてのソケットが良好な状態にある場合は、ジャンクション ボックスを調べてください。 損傷した領域に気づくのは難しくありません。接点は黒くなり、ケーブルの絶縁体は溶けます。
  4. ソケットに欠陥がある場合は、ワイヤーが剥がされ、接点が復元されます。 ジャンクションボックスで火災が発生した場合は、損傷した領域を切り取り、その場所に同じ断面の別のケーブルを挿入することをお勧めします。 接続はねじって行わず、ワイヤをはんだ付けしてから露出部分を絶縁する必要があります。
  5. 配線がかなりの長さにわたって焼損していることが判明した場合は、ケーブル全体を完全に交換する必要があります。

アルミニウム導体を使用した電気配線の火災安全性は、銅配線よりも低くなります。 これは、アルミニウムが空気中で酸化する傾向があり、ワイヤの接合部の抵抗が増加し、過熱や火災につながるという事実によって説明されます。 したがって、完全にその方が良いです。

家全体に一度に新しいワイヤーを敷設する必要はありません。表面の修理と組み合わせて、徐々に行うことができます。

このプロセスは非常に骨の折れる作業であり、特定の知識とスキルが必要です。 自分の能力に自信がない場合は、専門の電気技師の助けを求めることをお勧めします。

活線を消すにはどうすればよいでしょうか?

電気配線が発火した場合、近くに人がいないため、すぐに火を消すことができないことが起こります。 このような場合、火災を防ぐためには迅速に行動する必要がありますが、家の電気を切るために配電盤まで走れるとは限りません。 火災の初期段階では土砂で消火することができます。 しかし、このような緊急事態に備えて、家に特別な消火器を備えておくことをお勧めします。 この装置のすべてのタイプが通電中の電化製品や電気配線の消火に使用できるわけではありません。 したがって、購入する前に、どの消火器が電気配線を消火できるかを理解する必要があります。

最良の選択肢は二酸化炭素消火器です。これは、最大 10,000 V の電圧で電気設備の火災を消すために使用できます。消火剤は低温であり、高圧で供給されます。 これにより、火災を消すだけでなく、電気配線のくすぶっている部分を冷却することができます。 この装置の主な欠点は、蒸発中に放出される蒸気が人間の健康に有害であることです。 したがって、換気のない場所での消火に二酸化炭素消火器を使用することは禁止されています。

ネットワーク電圧が 380 V を超えないアパートや民家の場合、最大 1000 V の電圧で電気設備を消火するために使用できる粉末消火器を購入することをお勧めします。粉末消火剤は、次の方法で素早く火災を消します。炎の発生源を酸素から隔離します。

電源を切ることができる場合は、水や泡消火器を使用することができます。 そうしないと、そのような手段で電気配線を消すことができません。 人が感電する可能性があります。 消火時は1メートル以上の距離を保たなければなりません。

予防策

電気配線の設置時に電気設備の規則に従っていた場合、電気機器を適切に取り扱うことで、配線火災のリスクを最小限に抑えることができます。 ただし、この問題について 100% 確信を持つことはできないため、起こり得る問題を防ぐために、以下で説明する推奨事項に従うことをお勧めします。

多くのティーや延長コードを使用することはできません。人が上に乗ったり、重い物が置かれたりしないように、コードを壁に沿って配置することをお勧めします。 単相ソケットの最大電流は 16 A であることを知っておく必要があります。このしきい値を超えると、電流保護が機能しない可能性があり、ソケットは危険になります。

接続箱は年に数回点検する必要があります。 接点の接続強度がチェックされ、酸化層が形成されている場合は除去されます。

ソケットの状態を監視し、クランプ接点の信頼性を定期的にチェックする必要があります。使い古された製品は火花を発し始め、その後火災を引き起こし、火災に発展する可能性があります。

オンになっている暖房用電気機器は常に監視する必要があります。 長期間家を空ける必要がある場合は、分電盤で電源をオフにすることができます。

電気配線の発火による火災などの悲惨な結果を防ぐためには、特別なブレーカーを設置する必要があります。 可能であれば、強力な電化製品用に別のラインを実行することをお勧めします。

現代生活の水準を大幅に向上させる家電業界の絶え間ない発展が、平均電力消費量の大幅な増加の原因となっています。 ほとんどの屋内電気ネットワークは、そのような負荷を考慮して設計されていません。 したがって、強力な家電製品を購入するときは、配線がそのような負荷に耐えられるかどうかを検討する必要があります。古い電気配線を交換する必要があるでしょうか。

今日、多くの火災はまさに電気配線の欠陥が原因で発生しています。 アートによると。 ロシア連邦民法第 210 条により、各所有者は自分が所有する財産を維持する責任を負います。 したがって、アパートの電気配線の状態を監視するのはアパートの所有者の責任です。

電気配線の故障にはいくつかの原因があります。 多くの場合、接触不良によりパネル内のワイヤが発火し、絶縁体が加熱され、発火するまで絶縁体が溶解します。

漏電が原因で故障する場合もあります。 これは絶縁が不十分な場合に発生します。つまり、エネルギーの一部が間違った方向に流れる可能性があります。 例としては、石膏の下にワイヤーを敷設するケースが挙げられます。 乾燥していれば優れた断熱材として機能します。 しかし、湿気が侵入すると悲惨な結果を招く可能性があります。

しかし、火災の最も一般的なケースはショートです。 短絡の最も一般的な原因は次のとおりです。ワイヤーが曲がっている場所の絶縁体の擦れ。 ワイヤーのねじれや曲がり。 プラグソケットを金属物でショートさせる。 短絡は、釘を打ったり、壁に穴を開けたりした結果、隠れた配線が損傷することによって発生する可能性があります。 もう一つの原因は、大電流を消費する電化製品の使用や配線の状態不良による過熱や絶縁破壊です。 ショートすると火災の原因となることがあります。

したがって、アパート内の電気設備の状態を監視することが不可欠です。 コンセントや配線、特に家具の後ろや大型の電気機器など、目に見えない場所にあるコンセントや配線には定期的に注意を払う必要があります。 そこにコンセントが設置されている場合、電流の熱発現により接点が加熱し、コンセントが発火し、その結果、家具に引火して火災が発生する可能性があります。

したがって、悲惨な結果を避けるために、事前に考えてアパート内の電気配線の安全性を確保し、絶縁を徹底して欠陥を排除する必要があります。 電気設備工事はリスクの高い作業であることを知っておく必要があります。 このような問題では、専門の電気技師のみを信頼する必要があります。

モルドヴィア共和国ロシア非常事態省本局は、家の電気配線の状態を監視し、損傷した絶縁体のある電線を速やかに交換する必要があること、また冬季には暖房用の電気機器を細心の注意を払って使用する必要があることを注意喚起しました。 。

25-04-2013, 18:24 |

古い車を修復するためのプライベートワークショップで、その所有者は非常に良い人であり、私は彼に心から同情しますが、非常に不快な出来事、つまり火災が発生しました。 オーナー自らこの工房を建てました。 火災は、配管、溶接、組み立てなどの作業を目的として作業場を4年間稼働させた後に発生した。 すべての作業は建物の1階のみで行われました。 電力消費者: 3 kW と 5 kW の電気ボイラー 2 台、溶接機、グラインダー、ボール盤、ヤスリ、コンプレッサー、井戸ポンプ、照明。 2 階には補助施設と管理施設、および導入用の電気パネルがありました。 消費者 - 一般家庭用電化製品: ステレオ システム、テレビ、ケトル、照明。

写真は火災前の作業場建物です。

ワークショップのオーナーの話から: 「通常、すべての消費者の電源が同時にオンになっていました...」

その日は、アングルグラインダーとハンマードリルという電動工具を使ったいつものワークショップ作業が行われた。 いつの間にか緊張感が消えていました。 1階配電盤のブレーカーを点検したところ、ブレーカーが入っていたため、電気が止まっていると判断した。 30分が経過すると、作業場作業員から焦げる臭いがした。 作業場の主人は2階に上がって初めて火災が起きていることに気づきました。 消火器で火を消そうとしたが失敗し、消火器は故障していて使用期限が切れていたことが判明した。 幸運だったのは、消防士が時間通りに到着し、建物が全焼しなかったことです。 火災後の建物の様子はこんな感じです。

建物への電力供給は単相で行われ、架空送電線から 2x16 SIP ケーブルで分岐し、壁の穴から建物に入り、配電盤の入力回路ブレーカーに接続されました。 これが最初の違反です。

写真はかつて配電盤だったもの

およびそれに取り付けられた保護装置。 写真をクリックすると拡大します。

この写真は、サーキットブレーカーの定格電流と保護されたケーブルの許容電流の間に明らかな不一致があることを示しています。 これはすべてのアマチュア電気技師の主な間違いであり、このような悲惨な結果につながる可能性があります。 不明なメーカーのサーキットブレーカーが使用されていました。 差動保護はありません。 さらに、入力回路ブレーカーは 3 極であり、特性 C ではなく特性 D を持っていることがわかります。そこから、配電盤を組み立てた電気技師の資格についてすでに結論を導き出すことができるようです。 しかし、次に何が起こるか見てみましょう。 写真の入力サーキットブレーカーはオフの位置にあります。 いいえ、うまくいきませんでした。 定格電流が 80 A だったので、作動しませんでした。作業場の所有者は、消火作業中に電源を切りました。
建物内の電気配線は次のように行われました。 入力電気パネルからは、フロア パネルまで 2x6 KG ケーブルを使用して 2 本の発信線が作成され、40 および 50 A のサーキット ブレーカーで保護されています。これは非常に大きなものです。 彼らはスイッチのように機能するものを何も保護できませんでした。 フロアパネルからは、照明用とソケット用の 3x1.5 ケーブルと 3x2.5 ケーブルがそれぞれ接続されており、ボックス内の配線は簡単にねじることで行われます。 ご注意ください: ワイヤーが使用されています。 配線は金属ホースの中に隠され、可燃性の建築構造物の隙間に敷設されていたが、これはいくつかの点を同時に矛盾している。

配電パネルの写真を注意深く調べると、別の規則違反がわかります。保護装置とバスに接続されているフレキシブルケーブルのより線コアがラグで圧着されていません。
実際に火災の原因は何でしょうか? 電気配線の残りを注意深く検査したところ、これが発見されたものです。

写真では、焼けた金属ホースにケーブルがないことがわかります。 完全に燃え尽きました。 工房のスタッフが停電したのではないかと思ったとき、ちょうど燃えていました。 人々は頭上で火事が起きているとは思わず、座ってくつろぎ、照明が点灯するのを待っていました。
さらに報告を行ったところ、以下のことが分かりました。 入力電圧は常に 220 ボルト未満でした。

工房のご主人の話より: ・「160Vまで下がることもありますが、通常は190~200Vです。ごく稀に夏場などは215V近くになることもありました。安定器を取り付けました。 各ボイラーの自動化に 1 つのスタブ。 照明の場合、フロアごとに 1 つのスタブ。 1 階のコンセントには 3 kW、1 系統、2 系統にはスイッチがありません。 また、別の 8 kW スタブには、入力からの別のケーブル (銅線 10 平方 mm) によって電力が供給されます。 1階の別のコンセントに接続します。 配線を取り付けた後、数日間テストしたとき。 電気技師は何かを測定しながら歩き回っていました。 彼は何も問題はないと言いました。 その後、施設の使用を開始したところ、ネットワークの電圧が非常に低いことが判明しました。 エメリーの回転が遅い、コンプレッサーが始動しにくい、グラインダーが低速で動作するなど。スタビライザーを取り付けることにしました。 スタビライザー設置後、自動機が動かなくなった。 彼らは常にノックアウトされていました。 電気屋さんに相談に行きました。 それはさまざまなこととどのような関係があるのでしょうか。 さまざまなバージョンがあります。 「全部ダメだ、やり直し!」「入力の配線が細い」「RCDを取り付けないと」「配線の端をラグで覆って」など。 最後には「半券を貼れ!すべての問題が解決する!」。 しかし、ネットワーク内でスタビライザーがオンになると電流が増加するとは誰も言いませんでした。 そして、ネットワークの負荷が増加するとは誰も言いませんでした。 機関銃に関してはなおさらです。 さらに、電圧が低下すると電流が増加することを多くの人に証明する必要があります。 電気屋さん! あなたの指に、数式を。 それでも、多くの人は理解していません。 結局、明確な答えは得られないまま、より強力なマシンに変更しました...」

実際には、オームの法則によれば、電圧が低下すると、電流も減少します。 ワークショップのオーナーは電気技師ではありません。彼の間違いは許します。 彼の間違いはスタビライザーを取り付けたことだった。 電力を節約するために、スタビライザは一次回路の電流を増加させて出力電圧を増加させます。 スタビライザーはどこからともなく現れて電圧を追加することはできません。 電圧が低下する回数は、電流が増加する回数と同じです。 機械の電源が切れ始めた。 機械を変更しました。 しかし、ケーブルはそのままでした。 電流が増加し、ケーブルが発火し、ブレーカーが作動しなくなりました。
それが火災のすべての理由です。 仮にあったとしても、電気技師は、想像を絶する数の違反を伴う電気配線を行ったという事実に対して責任がある。 それはむしろ、低品質のサービスの供給者である電力供給組織の責任です。 まあ、もちろん工房のオーナーです。

追伸
工房のオーナーは諦めずに修復を続けています。 彼の決意と楽観主義には脱帽です。 現在、彼は電源プロジェクトを発注し、三相入力を作成しました。 確かに、それらに従っています。 条件、加入はこんな感じです。

何か奇妙な技術。 条件。 しかし、これはまったく別の話です。

今回の内部配線の設置は資格のある電気技師によって行われます。 作業場はまだ全面改修されていないが、2階部分が建て替えられ、外観は火災前よりもさらに良くなった。 しかし、その代償はなんと!


ご本人の希望により、イベントの場所やワークショップのオーナー名などは公表しておりません。 彼の幸運を祈りましょう!

電気機器の火災の原因

電気デバイスは、設計、電気的特性、機能的目的などの最も重要な特性に従ってグループに組み合わせることができます。 電気設備の 6 つの主要なグループは、実際に使用されるさまざまな電気機器のほぼすべてをカバーします。
これらには、ワイヤーとケーブル、電気モーター、発電機と変圧器、照明装置、開閉装置、電気始動、スイッチング、制御、保護装置、電気加熱装置、デバイス、設備、電子機器、コンピューターが含まれます。
ワイヤーやケーブルの火災の原因
1. 以下の原因による、ワイヤ コアとケーブル コア、ケーブル コアとアースの間の短絡による過熱。
- 雷の過電圧などによる電圧上昇による絶縁破壊。
- 製造欠陥としての微小亀裂形成部位での絶縁破壊。
- 動作中の機械的損傷部位の絶縁破壊。
- 局所的な外部または内部の過熱による断熱材の破損、または環境の局所的な上昇による断熱材の破損。
- ケーブルやワイヤの通電導体同士の誤った接続、または導電性導体のアースへの接続。
- 電流が流れるケーブルコアと導体を意図的に相互に接続するか、それらをアースに接続します。
2. 以下の結果として生じる過電流による過熱。
- 過大な電力を供給されている消費者を接続する。
- 電気絶縁量の減少による、開閉装置を含む活線、活線と地面(ケーシング)の間の重大な漏れ電流の出現。
- ある地域または一か所の周囲温度の上昇、熱の除去と換気の悪化。
3. 以下の原因による移行ジョイントの過熱。
- 2 本以上の導線の既存の接続部位での接触圧力が弱くなり、遷移抵抗が大幅に増加します。
- 2 つ以上の導体の既存の接続部位の酸化。接触抵抗の大幅な増加につながります。
これらの理由を分析すると、たとえば、導体の短絡は火災の根本的な原因ではなく、ましてや火災ではないことがわかります。 これは、異なる電位の導体間の絶縁抵抗の瞬間的な減少につながる、少なくとも 8 つの主要な物理現象の結果です。 火災の主な原因と考えられるのはこれらの現象であり、その研究は科学的かつ実際的に興味深いものです。
以下は、その他の電気機器の火災の原因を分類したものです。
電気モーター、発電機、変圧器の火災の原因
1. 電気絶縁のターン間絶縁破壊の結果として起こる巻線の短絡による過熱:
- 電圧が増加した1つの巻線。

- 老化によるもの。

- 局所的な外部または内部の過熱の影響によるもの。
- 機械的損傷によるもの。
2. 巻線の電気絶縁破壊によるハウジングへの短絡による過熱:
- 電圧の増加。
- 電気絶縁体の劣化によるもの。
- 電気絶縁への機械的損傷による、ハウジングへの巻線の電気絶縁の破壊。
- 湿気や攻撃的な環境への曝露。
- 外部または内部の過熱によるもの。
3. 巻線の電流過負荷による過熱は、次の結果として発生する可能性があります。
- シャフトにかかる機械的負荷を過大評価する。
- 2 相での三相モーターの動作。
- 機械的摩耗と潤滑不足によるベアリング内のローターのブレーキ。
- 供給電圧の増加。
- 最大負荷での長時間の連続運転。
- 換気(冷却)障害。
- 負荷がかかるとオンとオフの切り替え頻度が増加します。
- 電気モーターの逆転周波数の増加。
- 始動モードの違反 (始動ダンピング抵抗の欠如)。
4. 以下の原因によるスリップ リングと整流子の火花による過熱。
- スリップリング、整流子、ブラシの磨耗。接触圧の低下につながります。
- スリップリング、コレクタの汚染、酸化。
- スリップリング、整流子、ブラシの機械的損傷。
- コレクタ上の集電要素の設置場所の違反。
- シャフトの過負荷(電気モーターの場合)。
- 発電機回路の電流過負荷。
- 石炭や銅粉上に導電性ブリッジが形成されることによる集電板の短絡。
開閉装置、電気始動、開閉、制御、保護装置の火災の原因
1. 絶縁破壊による巻線間短絡による電磁石巻線の過熱:
- 電圧の増加。
- 製造欠陥としての微小亀裂形成部位。
- 動作中の機械的損傷の箇所;
- 老化によるもの。
- 接点の火花による局所的な外部過熱の場所。
- 高湿度または攻撃的な環境にさらされた場合。
2. 以下の原因による電磁石巻線の電流過負荷による過熱。
- 電磁石巻線への供給電圧の増加。
- 巻線が電圧下でオンになったときの磁気システムの長期開放状態。
- デバイスの構造要素に機械的損傷が生じた場合に、コアの可動部分が定期的に故障して磁気システムを閉じること。
- オンとオフの切り替えの頻度 (回数) が増加しました。
3. 以下の原因による構造要素の過熱。
- 通電導体の接続点における接触圧力が弱まり、遷移抵抗が大幅に増加します。
- 通電導体と要素の接続点が酸化し、接触抵抗が大幅に増加します。
- 接触面の摩耗による作動接点のスパーク。接触過渡抵抗の増加につながります。
- 接触表面の酸化および過渡接触抵抗の増加中の作動接点のスパーク。
- 接触面が歪むと作動接点のスパークが発生し、接触点での接触抵抗が増加します。
- 火花消火装置またはアーク消弧装置を取り外すときの、通常の動作接点の強い火花。
- ハウジング上のワイヤの絶縁破壊によるスパーク、局所的な湿気への曝露による構造要素の電気絶縁品質の低下、汚染、経年劣化。
4. 以下の結果としてヒューズから火災が発生します。
- 接触圧力の低下と接触抵抗の増加により、作動接点の場所が加熱される。
- 接触面の酸化と接触抵抗の増加により、作動接点の場所が加熱される。 非標準のヒューズ リンク (「バグ」) の使用によって引き起こされるヒューズ本体の破壊中にヒューズ リンクの溶融金属の粒子が飛散する。
- 非標準の開いたヒューズリンクの溶融金属の粒子の飛散。
電気加熱装置、装置、設備における火災の原因
1. 以下の結果として生じる電気発熱体の短絡によるデバイス、デバイス、設備の過熱。
- 経年劣化による構造要素の電気絶縁の破壊。
- 外部の機械的影響による電気絶縁要素の破壊。
- 通電構造要素間の導電性汚染の層状化。
- 導電性物体との偶発的な接触、および電流が流れる電気発熱体の短絡。
- 通電導体と要素の接続点における接触圧力が弱まり、遷移抵抗が大幅に増加します。
- 要素の通電導体の接続点での酸化。これにより、遷移抵抗が大幅に増加します。
- 供給電圧の増加による構造要素の電気絶縁の破壊。
- 加熱された水(液体)が沸騰し、構造要素の変形、電気的短絡、ヒーター構造全体の破壊につながります。
2. 以下の原因による電気加熱装置、装置、設備からの火災。
- 可燃性物質(物体)と電熱装置、装置、設備の加熱面との接触。
- 電熱装置、装置、設備からの可燃性物質(物体)への熱照射。
コンポーネント火災の原因
次のような原因による短絡による過熱。
- コンポーネント要素の設計における誘電体の電気的破壊により、過電流が発生します。
- 経年劣化による構造材料の電気絶縁特性の低下。
- 不適切な設置および(または)操作による熱除去の低下。
- 「隣接する」コンポーネント要素に障害が発生した場合の電気モードの変化による電力損失の増加。
- 設計で提供されていない電気回路の形成。
チェルカソフ V.N.、コスタレフ N.P.
電気設備の火災安全性

1/2 ページ

建物火災の原因となる電気的欠陥にはどのようなものがありますか?

翻訳: I.V. ルゴフスカヤ

ソース: http://www.interfire.org/features/electric_wiring_faults.asp

一般的な概念

建物火災のかなりの部分は、電気配線または導電性装置の欠陥によって引き起こされます。 驚くべきことに、電気的欠陥が火災を引き起こす可能性のあるモードは研究されていません。 この文書では、このトピックに関する既知の以前に公開された情報をレビューし、将来の研究のための重要なポイントも指摘します。 単相 120/240V のみに重点が置かれています 流通システム。 また、このテーマに関する体系的な研究がひどく不足しており、既存の研究の多くは日本語でしか入手できないことにも注意する必要があります。

前提条件

全米防火協会による 1993 年から 1997 年の最新の統計によると、年間 41,200 件の国内建物火災が「電気伝播」に分類されています。

これらの電気火災により、年間 336 人が死亡、1,446 人が負傷し、直接的な物的損害は 6 億 4,300 万ドルに上ります。

41,200件の建物火災は住宅火災総数の9.7%を占め、電気火災は火災の主な12原因の中で第5位にランクされています。

6 億 4,300 万ドルの直接的な物的損害は火災被害全体の 14.4% を占め、電気火災は火災被害の第 2 位の原因 (放火または不審な原因に次いで) となっています。

以前に公開された 1985 年から 1994 年の FEMA 統計。 電気火災は火災原因の中で 5 位、火災による死者数の原因では 4 位、物的損害の火災原因では 2 位にランクされています。 電気火災の原因を表 1 に示します。

表 1. 電気火災による米国の住宅火災の原因

火災の原因

パーセンテージ (%)

固定配線

34.7

コードとプラグ

17.2

照明器具

12.4

スイッチとソケット

11.4

照明と白熱灯

ヒューズ、スイッチ

計測器

トランスフォーマー

未分類または不明の配電機器

電気火災による大きな損失は、電気システムの信頼性が低いことを意味するものではありません。 米国では、約 2 億 7,000 万人が約 1 億戸の住宅に住んでおり、1 軒あたり平均 5.4 部屋あります。 これは、米国では 1 つの住宅ユニットに 2.7 人が住んでおり、1 人あたり 2 部屋あることを意味します。 部屋にソケットが 4 つある場合、ソケットの数は 4*2*270*106 = 21 億 6000 万個となります。 未使用のコンセントの一定割合を差し引く必要があります。 コンセントの半分にデバイスが接続されていると想定できます。 残りの半分のコンセントのうち、半分が別のコンセントに直列接続されており、もう 1 つの出力が使用中であると仮定します。 したがって、電流が流れているコンセントの実際の数は、¾ = 21 億 6,000 万、つまり 1 億 6 億 2,000 万個と推定されます。NFPA の統計によれば、4,700 件の火災が「スイッチとコンセント」で発生していますが、CPSC はスイッチに関する統計をさらに否定しています。上の図では 30% であることを示しています。 スイッチの欠陥による火災を考慮しないと、コンセントの欠陥が原因で年間 3,290 件の火災が発生しています。 損傷の発生率は、3290/1.62"109、つまり 2"10-6/年と推定されます。 損傷の割合が非常に低いということは、コンセントの信頼性が高いことを示しています。 問題は、年間のデバイス数や損傷の確率が高いことではありません。

むしろ、問題は、配電網に異常に多数のデバイスが含まれており、あらゆる場所に分散していることです。 すべてのデバイスはエネルギー源であり、誤動作して火災を引き起こす可能性があります。

火災の種類

電気火災などの火災原因が火災原因の中でも被害額(米ドル)で第 2 位であることを考慮すると、火災発生につながるメカニズムの誤動作を研究するために多くの研究が行われてきたと結論付けることができます。火災の発生。 これは事実上、研究がせいぜいまだら模様であることを証明している。 ダメージにはさまざまな方法で対処できます。

  • 損害を引き起こした操作または不作為の決定
  • 故障したデバイスまたはその一部に対する損傷の分類
  • 損傷物理学の基礎を勉強しています。

このような手法は事故復興において重要な役割を果たします。

機械的故障の研究によると、電気配線コンポーネントの近くにある電気絶縁体または可燃性物質が発火する基本的な方法はいくつかしかありませんが、それぞれに異なる側面があります。

  • アーク
  • 過剰な抵抗加熱、スパークなし
  • 外部加熱

火災の種類によっては、複数のメカニズムが組み合わされて発生するため、これらを相互に排他的な火災原因とみなすべきではありません。

アーク放電

アークがどのように連続的に (図 1) または並行して (図 2) 発生するかを図で示します。

写真1。シーケンシャルアーク 図2。平行円弧

一部の著者は、短絡アークをアークの 3 番目の形式であると考えています。回路に短絡中性線が含まれている場合にその出現が可能です。 このようなアークのトポロジー メカニズムは、負荷がアークに対して直列ではないため、並列メカニズムと同じです。 2 つの基本的なアーチ形状を区別することが重要です。 直列アークの場合、アークが発生すると回路内の電流が減少します。 したがって、過電流保護装置は動作しません。

アークの発生にはさまざまな理由が考えられますが、主な理由は次のとおりです。

  • 絶縁材の焦げ(トーンアームアーク)
  • 外気のイオン化
  • 短絡。

断熱材の焦げ

電圧 120V の交流回路では、回路内に導電性要素が焦げていると、安定したアークが発生しやすくなります。 この現象は「」とも呼ばれます。弧を描く - 横切る - チャー 』。 このメカニズムは電気工学の分野では古くから知られていました。 焦げた導電性要素が絶縁材料内でどのように現れるかは、簡単な問題ではありません。 このような要素を入手するには、かなりの方法があります。 一部の標準的な試験手順で使用される最も簡単な方法は、たとえば絶縁材上に 2 つの電極を配置し、それらの間に高電圧を印加することによって、絶縁材の表面に直接アークを生成することです。 もう 1 つのメカニズムには、表面上の水分と汚染物質の複合的な影響が含まれます。 このプロセスは「ウェット トラッキング」と呼ばれることもあります (ウェットトラッキング )、ポリアミド絶縁架空配線では特に問題でした。 湿気と汚染物質の複合的な影響により、絶縁体の表面に漏れ電流が発生し、時間の経過とともにチャートラックの形成につながる可能性があります。

絶縁材料は、アークトラッキングに対する感受性が異なります。 ほとんどの 120/240V 配線はポリ塩化ビニル (PVC) で絶縁されていますが、残念なことに、PVC はアーク追跡に関して満足度が低いポリマーの 1 つです。 能登氏と川村氏は、PVC 絶縁体を使用した広範な湿潤トラッキング実験を報告しました。 国際電気標準会議標準を使用 ( IEC ) 60112 では、ケーブルの発火につながる典型的なサンプルを多数記録しました。

PVC が 200 ~ 300℃ の温度にさらされると、サンプルは半導体になります。 当然のことですが、これにより電流漏れやスパークが発生する可能性があります。 しかし、Nagata と Yukoi は、新品の PVC を 160℃ という十分に低い温度に加熱すると、絶縁体の厚さ 1mm に 100V の電圧を印加するだけで絶縁体が発火するのに十分であることを発見しました。 さらに、断熱材が事前に 200 ~ 300℃ に予熱されている場合、燃焼は適度な温度で発生します。 研究中、テスト電圧は室温から 40℃まで変化しましたが、これは火災を引き起こすのに十分な電圧でした (図 3)。

図3.1mmの絶縁厚さを通して最大100Vの交流電圧にさらされた場合のPVCワイヤ絶縁体の発火に対する予熱温度と試験温度の影響

萩本ら。 は、電気コードの故障時の並列アーク放電に関する実験室研究を実施しました。 彼らは、このプロセスは通常、不規則に繰り返される動作モードで発生することを確認しました。 研究者らは、次の一連のステップを特定しました。

  • 初期電流はケーブル絶縁層の焦げにより発生します。
  • 電流が増加し、局所的なアークが発生する
  • スパークすると金属が溶けて、溶けた粒子が放出されます。 溶融粒子が放出され、電流が低下し始める
  • 炭化した材料粒子に電流が流れ続けると、最終的には再び大きな電流が発生します。

このプロセスは無限に繰り返されます。 さらに、著者らはプロセス中の電流を測定し、最大 250A のピークを発見しましたが、そのようなピークはまれであり、電流計の信号は通常 50A 以下のピークを示しました。 そのため、スイッチがオンになるまでに時間がかかる場合があります。 (もちろん、実際の電流値は特定のテスト回路の抵抗に依存することに注意してください)。

外気のイオン化

空気の内部絶縁耐力は高くなります (非常に小さな領域を除くすべての領域で約 3 MV m-1) が、空気空間が何らかの方法でイオン化されると、絶縁破壊ははるかに低い値で発生する可能性があります。 開閉装置内でアークによる重大な障害が発生すると、大量のイオン化ガスが放出されます。 それらは一定の距離を移動する可能性があり、新しい回路の領域に接触すると、簡単に破損を引き起こし、他の場所に新しいアークが形成される可能性があります。 メシーナは、空気の貫通力の減少が炎の存在によって起こることを実験室条件で記録しました。 実験によると、火災が発生すると空気の絶縁耐力は約 0.11 MV m-1 に低下します。 しかし、メシーナ氏の研究は、1600V以上の電圧の条件のみを対象としていた。

火災発生時のアーク放電は、火災地域で発生する可能性のある火災の最も一般的な原因であると考えられています。 これには、断熱材の焦げ、空気の外部イオン化、またはその両方の状態が同時に含まれる場合があります。 しかし、120V 回路については、限られた実証研究がいくつかあるだけで、一般的な推奨事項はありません。