在实际的生产、生活和科学实验中,经常会遇到金属导线断裂现象,如金属导线被机械外力拉断、折断、剪断,电气线路老化锈蚀导致导线断裂,火灾中金属导线火烧熔断和短路熔断等。由于导线断裂机理不同,断裂处形成痕迹特征也不同。通过识别导线断裂痕迹特征,可以判断导线断裂原因,进而在导线断裂原因鉴定工作中确定事故责任者。在通常情况下,人们用肉眼不能分辨识别这些痕迹特征,无法判断导线的断裂原因。特别是在实际电火灾中,金属导线受持续高温灼烧,呈现绝缘层软化、焦糊、芯线附着大量高温炭化碳黑等复杂现象,从宏观上根本无法判断电火灾原因是人为火灾还是电气线路短路造成火灾。掌握运用一定的现代科学技术和仪器,才能进行科学分析和鉴定。本文仅就电气线路事故中较为常见的铜导线4种断裂形式(人为折断、剪断、火烧熔断、短路熔断)痕迹特征进行分析。通过大型分析仪器S-3400N扫描电子显微镜拍摄不同痕迹样品显微照片,根据照片显示痕迹特征,分析找到导线断裂与痕迹特征之间的关系,提出识别铜导线断裂痕迹的方法,为各种电气线路铜导线断裂原因鉴定提供参考和依据。
1样品的制备
由于铜导线断裂痕迹特征主要集中在导线芯线部分,所以实验室中选用导线截面直径(0.040mm)较为适中的铜裸导线直接制作各种样品来观察特征。用普通老虎钳使导线弯折断开,取其断口;用普通铁剪将导线剪断,取其断口,制备出在机械外力作用下铜导线折断和剪断痕迹样品(弯折断口、剪切断口)。设计短路电路,在室温及不同电压(小于10、20、30、50、80、100V以上)条件下,使导线短路,由于短路瞬间强烈电弧会产生2000--3000℃高温,并释放大量热量,形成不同的喷溅与不同程度的熔融状态。因环境温度较低,在导线熔断处瞬间凝固成形态各异短路熔痕,取导线熔断处熔痕制作因短路使铜导线熔断的痕迹样品(短路熔痕)。最后将铜导线在高温火中灼烧直至熔断,从导线熔化到凝固形成火烧熔痕,取导线熔断处熔痕制作因火烧使铜导线熔断的痕迹样品(火烧熔痕)。将以上4种铜导线断裂痕迹样品用双面胶固定于电镜样品台上,溅射金20nm,进行电镜观察,电镜加速电压为20.0kV。
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