Выявление следов больших переходных сопротивлений после пожара на строящихся и эксплуатируемых объектах

• Автор: Лебедев, Константин Борисович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 174 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава 1. Пожароопасные аварийные режимы в электросетях механизм возникновения и методы установления причастности к возникновению пожара. Аналитический обзор.

1.1 Пожарная опасность электроустановок. Классификация аварийных режимов.

1.2 Короткое замыкание и методы установления причастности

его к возникновению пожара.

1.2.1 Ренггеноструктурпый анализ металлических проводников.

1.2.2 Металлографический анализ медных и алюминиевых проводников.

1.2.3 Неполное КЗ как разновидность коротких замыканий.

1.3 Перегрузка и методы установления причастности еб к возникновению пожара.

1.4 Большие переходные сопротивления.

1.5 Применение растровой электронной микроскопии в научных исследованиях и криминалистике
1.5.1 Основы процесса формирования изображения в РЭМ.
1.5.2. Формирование увеличения в РЭМ.
1.5.3. Элемент изображения и глубина фокуса в РЭМ
1.5.4 Исследование на РЭМ объектов с различиями физическими свойствами.
1.5.5. Применение РЭМ в пожарнотехнической экспертизе
и криминалистике.
Глава 2 Моделирование больших переходных сопротивлений
2.1 Классификация БПС и обоснование выбора эксгтеримаггальных установок.
2.2 Лабораторные установки, моделирующие БПС и методика проведения экспериментов.
2.2.1 Лабораторная установка для моделирования локального нагрева при БПС.
2.2.2 Установка для моделирования искрения при БПС.
2.2.3 Моделирование БПС, возникающего в контактах
при вибрации.
2.2.4 Исследования БПС, возникающих при некачественном монтаже и пайке электронных компонентов печатных плат радиоэлектронной аппаратуры.
2.3 Образцы, полученные при моделировании БПС
2.4 Инструментальные исследования следов БПС на проводах, конструктивных элементах электропотребителей и коммутационных устройствах.
2.4.1 Выбор методов исследования.
2.4.2 Микроскопическое исследование. Морфологический анализ.
2.4.3 Металлографическое исследование.
2.4.4 Морфологическое исследование образцов на электронном микроскопе.
2.4.4.1 Морфологическое исследование образцов, подвергшихся искрению.
2.4 4.2 Морфологическое исследование образцов, подвергшихся воздействию локального нагрева при БПС.
Глава 3. Исследование зависимости следов Ы1С на контактирующих элементах от температу ры контакта.
3.1 Описание лабораторной установки.
3.2 Исследование следов Ы1С, возникающих на начальной стадии высокотемпературного нагрева.
3.3 Исследование алюминиевых образцов, подвергшихся воздействию процессов, возникающих при БПС.
3.4 Исследование медных образцов, подвергшихся воздействию процессов, возникающих при БПС.
Глава 4 Образование и сохранность следов БИС в условиях, характерных для пожара. Решение задачи дифференциации следов БИС и механических повреждений на медных образцах ори высоких температурах.
4.1 Исследование сохранности следов БПС в условиях, характерных для пожара.
. Решение задачи дифференциации следов БПС и механических повреждений на медных образцах при высоких температурах.
Глава 5. Основы методики экспертного исследования БПС и
примеры их практического использования.
Общие выводы
Список литературы


С помощью рентгеноструктурного анализа исследуются открыто проложенные провода и кабели без металлической оплетки с медными жилами, проложенные как открыто, гак и в металлорукавах, трубач и т. Для проведення рентгеновского исследования медных проводников 1,7, могут быть использованы рентгеновские дифрактометры или рентгеновские установки с фоторегисграпией в камерах ДебаяШерера. От исследуемого образца отделяют да а участка первый участок на расстоянии мм от оплавления и второй на расстоянии мм. Для каждого образца снимают лиши И 1 с межнлоскостным расстоянием 2, и Си 1 с 2,. Затем определяют площадь соответствующих пиков и находят соотношение площадей гаков закиси меди и меди Си Си для каждого из участков первого и второго образца. Если величина данного соотношения у первого образца превосходит эту же величину у второго образца в 2 и более раза, считается, что оплавление является первичным ГКЗ. Наш имеет место обратное соотношение величин Си Си у первого образца в два и более раз меньше, чем у второго т. ВКЗ. Таким образом, дифференцирующим признаком первичного и вторичного КЗ является повышенная в два и более раз или, соответственно, пониженная концентрация в поверхностном слое проводника непосредственно у оплавления, закиси меди. Важным фактором является термическое воздействие после КЗ. В условиях реального пожара нагрев возможен в окислительной среде отсутствие газов восстановителей и в восстановительной среде в атмосфере продуктов неполного сгорания. Термическое воздействие в окислительной атмосфере при температуре 0 С и более в течение и более минут приводит к равномерному окислению поверхности медной жилы по всей длине, и дифференцирующие признаки уничтожаются. Нарев ы восстановленной атмосфере при температуре 0 С и более в течение и более минут приводит к восстановлению окисной пленки по всей длине жилы и также уничтожает дифференцирующие признаки. Таким образом, описанный рентгеноструктурный метод определения первичности вторичности оплавлений на медных проводниках нельзя использовать при нагреве медного проводника с оплавлениями при температуре 0 С в течении и более минут. Для алюминиевых проводников анализ проводится фотометодом. При расшифровке рентгенограмм основное внимание уделяется анализу дифракциотгой картины на малых углах огражения. Радиалыю вытянутые пятна различных размеров, наблюдаемые на этих углах, свидетельствуют о первичности КЗ 1,. В случае, если присутствуют отдельные, хаотично расположенные, крупные дефекты, то оплавление считается возникшим в результате тепловог о воздейсгвия пожара. При наличии дефектов, вытянутых в направлегшях по дугам окружностей, сходящихся в отверстии пленки, установление момента возникновения КЗ данным методом невозможно. Различные температурные условия, в которых протекают ВКЗ и ГТКЗ, обуславливают различие в микроструктуре медных и алюминиевых проводников, так как структура любого металла, кристаллизующегося из расплава, зависит прежде всего от скорости охлаждения. Скорость охлаждения, в свою очередь, зависит от температуры среды, при которой образовалось оплавление. Медь и алюминий в расплавленном состоянии взаимодействуют с газами , Н2. Для изготовления медных проводников электрического тока применяют медь марки , в которой содержится 0, 0, кислорода. В исходной проволоке кислород находится в виде сферических частиц закиси меди Си. При температуре С в расплавленной меди может раствориться до 1 кислорода. Поскольку растворимость кислорода в твердой меди составляет всего 0,, то в литой меди, содержащей более 0, , на границах между кристаллами меди образуется прослойка эвтектики . Для изготовления алюминиевых проводников электрического тока применяют алюминий марки А5К. Основой составляющих газов, растворенных в алюминии, явшется водород. В газах экстрагированных из алюминия, на долю водорода приходится , а остальное на окись и двуокись углерода. Вследствие резкого уменьшения растворимости при переходе из жидкого состояния в твердое газ выделяется из металла. Интенсивность и количество выделившихся газов зависит от скорости охлаждения. В случае ПКЗ в месте оплавления наблюдается двухфазная структура эвтектический сплав .