陳郁蔥 賴慶成 吳土軍 聶俊宇 黃烙祥 何彩云

（廣東福田電器有限公司 佛山 528322）

引言

近年來，隨著城市建設(shè)速度的加快、人們生活水平的不斷提高、居室裝修品味不斷提升、各類家用電器的普及和增多，居民火災(zāi)也呈現(xiàn)多發(fā)勢頭。據(jù)統(tǒng)計，2008年全國居（村）民住宅發(fā)生火災(zāi)5.2 萬起。死亡968 人，直接財產(chǎn)損失2.4 億元。居民火災(zāi)數(shù)量占火災(zāi)總數(shù)的38.8 %。死亡人數(shù)占總數(shù)的69.9 %，居民火災(zāi)預(yù)防工作顯得越來越重要[1]。

本文通過對插座所在電路進行不同接線情況的模擬實驗，對通電后的電路進行觀察、溫升變化記錄等來評估實驗組的接線風(fēng)險。從而為用戶提供合理的使用建議，減少因不規(guī)范使用插座引起的火災(zāi)。

1 模擬插座接線不良實驗

在實際安裝中，由于不同電工的安裝手法、安裝誤差，導(dǎo)致插座的接線情況不一致。在安裝中，容易出現(xiàn)導(dǎo)線還沒插到底就鎖緊螺絲、多股線因產(chǎn)生分叉而有部分導(dǎo)線沒插入接線端、導(dǎo)線沒鎖緊、產(chǎn)品安裝進底盒后，導(dǎo)線出現(xiàn)松脫等接線不良。

本實驗如圖1，接入端為市電：即220 V 交流電。使用的插座額定電壓250 V、額定電流16 A、剝線長度13 mm。插座接入端為快速接線的彈片結(jié)構(gòu)，建議使用2.5 平方導(dǎo)線。實驗情況及風(fēng)險評估表見表1，共設(shè)置7個實驗組，所使用的導(dǎo)線為多股線,詳見圖2、圖3。

圖1 實驗接線圖

表1 7 個實驗組的實驗情況及風(fēng)險評估表

圖2 本實驗使用的1.5 平方多股線

圖3 本實驗使用的2.5 平方多股線

圖4 用電工膠布包裹好的導(dǎo)線

圖5 測量剝線長度

圖6 1.5 平方多股線只接入其中一根

圖7 拉弧融焊后的插座測試中

圖8 組別7 測試后的產(chǎn)品

2 實驗分析

通過上述模擬實驗，進行實驗分析如下：

1）有部分導(dǎo)線沒有與接線端咬合的，并不會明顯影響產(chǎn)品的使用性能。由于剝線長度只有13 mm，所以對電路的電阻影響不明顯。

2）導(dǎo)線與接線端沒有咬合，但導(dǎo)線與銅件有接觸的，并不會明顯影響產(chǎn)品的使用性能。由于剝線長度只有13 mm，導(dǎo)線與銅件之間的電阻不大，所以對電路的電阻影響不明顯。

3）導(dǎo)線與彈片距離很近但沒有發(fā)生接觸的：因?qū)Ь€與接線端之間距離過近，會產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象。

由于電場力的作用，導(dǎo)線與彈片會被吸引而接觸，被拉弧產(chǎn)生的高溫融焊在一起，形成一個接通的電路。

圖9 組別7 測試后的產(chǎn)品

根據(jù)電場力做功W=Fd（F 為電場力，d 為電場力方向上的距離）；W=qU （q 為點電荷的帶電量，其中U為兩點間電勢差）；所以電場力F=qU/d。電場力與兩點間電勢差成正比、與電場力方向上的距離為反比。

在拉弧產(chǎn)生的高溫下，2Cu+O2=2CuO。產(chǎn)生的氧化銅為半導(dǎo)體，電阻率大于銅。由Q=I2RT 可知，發(fā)生過融焊的電路，發(fā)熱量會比原來更大。因此在使用過程中如果發(fā)生一次拉弧融焊現(xiàn)象，建議徹底清理融焊處或更換插座進行安裝，避免電路持續(xù)高溫發(fā)熱引發(fā)火災(zāi)。

4）導(dǎo)線與彈片距離很近但沒有發(fā)生接觸時，由于拉弧導(dǎo)致導(dǎo)線與接線端融焊在一起，又強行把融焊在一起的導(dǎo)線與接線端分離，再次讓導(dǎo)線與接線端發(fā)生融焊，多次重復(fù)融焊與分離的步驟后:隨著積碳的增多、電阻增大、拉弧產(chǎn)生的能量隨之升高（溫度＞1 000 ℃），達到了銅線、塑料的著火點，從而導(dǎo)致銅件融化，塑膠起火燒黑，引發(fā)火災(zāi)。

3 家用電器使用建議

1）按照產(chǎn)品使用說明書，正確安裝產(chǎn)品。

2）正確選購家用漏電保護裝置[2]。

3）保護接地措施。

4）根據(jù)實際使用情況，選擇合適的導(dǎo)線、用電器，避免過載。

5）定期檢查線路、用電器。當(dāng)出現(xiàn)老化、局部因發(fā)熱異常導(dǎo)致塑膠起鼓包或融化時，要及時更換。

4 結(jié)語

通過本實驗可知：當(dāng)多股線中只有一部分導(dǎo)線被鎖緊時，接入橫截面積變小。由R=ρL/S（ρ 表示電阻的電阻率，是由其本身性質(zhì)決定的；L 表示電阻的長度；S 表示電阻的橫截面積）。電阻會變大，導(dǎo)致發(fā)熱量Q=I2RT 變大。長時間使用時，會加速線路老化，存在一定的安全隱患。

當(dāng)導(dǎo)線出現(xiàn)虛接、或者導(dǎo)線松脫引起拉弧融焊時，高溫會使金屬出現(xiàn)氧化、塑膠起火產(chǎn)生積碳，使得電阻變大，多次的拉弧融焊會引發(fā)火災(zāi)。危害人們的生命財產(chǎn)安全。是引發(fā)家用電器火災(zāi)的重要因素。

本實驗出現(xiàn)的拉弧現(xiàn)象，是一個普遍存在的物理現(xiàn)象，與實驗中使用的產(chǎn)品性能無關(guān)。當(dāng)兩個帶電導(dǎo)體間隙中離子濃度足夠大時，間隙被電擊穿而發(fā)生拉弧現(xiàn)象。因此，在產(chǎn)品設(shè)計中，帶電部件間應(yīng)當(dāng)盡可能的采用大間隙；在產(chǎn)品使用中，應(yīng)當(dāng)確保導(dǎo)體間鎖緊牢固。避免拉弧的發(fā)生。

此外，負載過大、線路老化等其他因素也會導(dǎo)致線路著火，引發(fā)火災(zāi)。

雖然部分實驗組塑膠件無融化、無燒黑，但不代表我們承認此種操作。本實驗僅為插座接線不良做出性能分析、參考。電工仍然需要按照產(chǎn)品使用說明來規(guī)范操作，才能降低產(chǎn)品使用風(fēng)險。