01 电气火灾的概述

      电气火灾是指电气系统故障引起火灾，由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能，如高温、电弧、电火花以及非故障性释放的能量，如电热器具的炽热表面，在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾，也包括由雷电和静电引起的火灾；其他可燃物着火，引燃带电的电气设备、线路发生的火灾。

02 电气火灾发生成因

      主要有以下几个原因：短路、接触不良、过负荷、接触电阻过大、导体绝缘可靠性低。

      其一，短路：电气设备发生短路故障时，一方面是电流急剧增加，短路电流比正常工作电流大数十倍，甚至上百倍，产生大量的热量使电气设备的温度迅速上升，当温度达到绝缘材料的燃点时就会导致燃烧。另一方面在短路点不仅产生电火花、电弧，且温度更高可使金属熔化，导致附近的物体燃烧形成火灾。此外还有外部点火源引燃电气线路，导致电线短路；老鼠咬破电气绝缘材料而引起的电线短路事故也时有发生。

      其二，接触不良：电气线路的连接或对接处，若存在接点处接触松弛，接点间的电压足以击穿空气间隙。在间隙处形成电弧，迸出火花，足以点燃附近的可燃物形成火灾。

      其三，设计负荷偏小。九十年代前的住宅建筑在电气设计时，没有充分考虑到经济的迅猛发展，一般只考虑普通照明和一般家用电器用电，整个电气线路负荷设计留出的裕量较小，甚至没有留出裕量。九十年代后，为追求美观、舒适，许多建筑都进行了改造。但电气线路并没有更换，致使电气线路长期处于或濒临过负荷运行状态，不仅会造成电气线路过热，更严重的是在电气线路接头部位产生接触电阻增加，加之装修时线路都做了隐蔽处理，导线的接头在暗中更加隐蔽，平时检查难以发现。

      其四，导体连接方式选择不当。在防火检查或火灾原因调查中发现，有些大型建筑的电气线路配电干线采用铜线，而末端则采用铝线。并且连接方式是铜铝直接连接，连接处在空气作用下易发生铜铝接触电蚀作用，长期运行的接头在电蚀作用下自然松动，随之产生较大的接触电阻，结果造成局部放热或打火放电，引燃周围可燃物品造成火灾。

      其五，导体绝缘可靠性低。在潮湿环境下，不论是氯丁橡胶绝缘、聚氯乙烯绝缘还是绝缘棉织物的绝缘，电阻值均会降低。若潮湿空气在导体的周围产生酸性或碱性环境，可导致绝缘层迅速老化损坏，造成线路漏电或短路。如果在强电控制系统中发生导体因绝缘材料受潮而产生短路电流，会造成系统进行回路误动作。当运行回路带有电加热设备时，则可能引起设备火灾。此外，使用绝缘材料本身不符合产品标准要求，物理机械性能达不到要求，且电气性能极差，也极易导致绝缘耐压击穿，造成火灾。

      其六，此外还有外部点火源引燃电气线路，导致电线短路；老鼠咬破电气绝缘材料而引起的电线短路事故也时有发生。

03 电气火灾多发事故

      2010年8月28日下午2时50分，沈阳市铁西区万达商业广场售楼处发生火灾，造成9人死亡、9人受伤。火灾原因是沙盘模型电路故障。

      2012年6月30日下午16时，天津蓟县县城莱德商厦发生火灾，造成10人死亡、16人受伤，直接经济损失4926万元。火灾原因是空调电源线发生短路。

      2015年1月2日，哈尔滨市北方南勋陶瓷大市场仓库发生火灾，大火持续了20多个小时，造成11层高的建筑坍塌，5名消防员牺牲，14人受伤。火灾原因是电暖气导致线路过负荷引起火灾。

      2015年5月25日，河南鲁山康乐园老年公寓发生火灾，造成38人遇难，2人重伤，4人轻伤，直接经济损失2064.5万元。火灾原因是电气线路接触不良。

04 电气故障产生引火源

一、短路故障产生引火源引发火灾
      1.1产生机理：当电气线路中，绝缘层因老化、机械作用等造成绝缘破损导致零线和火线直接短接。短路故障释放的能量足以熔化铜导线，产生电弧、高温熔痕和飞溅熔珠的短路故障引火源，可点燃可燃物引发火灾。
      1.2模拟试验：采用步进电机推动火线和零线接触短路，产生电火花引起火灾。

二、相间高阻抗放电故障产生引火源引发火灾

      2.1产生机理：在低压电气线路中，当线路破损导致带电导体直接裸露，裸露的导体处堆积的絮状尘埃受潮时，会产生放电故障。这种故障可用潮湿的条状棉纤维搭接导线部位来模拟。电线接触处将间断产生高阻抗放电电弧，这种电弧成为火灾引火源，可点燃周围的可燃物，引发火灾。相间高阻抗放电可持续破坏绝缘，最终可能导致短路故障，或直接点燃可燃物引发火灾。

      2.2模拟试验：用电解液浸湿棉絮，将棉絮放在破皮的相线和零线之间，以引起电弧。产生的电弧可引燃棉花，从而引发火灾。

三、炭化路径放电故障产生引火源引发火灾
      3.1产生机理：炭化放电故障是由于电路绝缘因老化、机械作用破损等原因，在相间出现间歇性电击穿放电电弧。这种电弧将破损处的绝缘层逐渐炭化，形成导电的石墨炭层。当炭层到一定程度后，瞬间产生短路电弧，成为火灾引火源，引燃周围的可燃物，造成电气火灾。

      3.2模拟试验：将两个导线人为制造破损，然后逐渐炭化，最后引燃棉花，造成电气火灾。

四、接触不良/发热放电故障产生火源引发火灾
      4.1产生机理：接触不良导致接触电阻过大，使接触处局部产生高温，形成电气火灾引火源。这种高温可引起电气线路的绝缘层、附近可燃物质、气体着火，造成火灾。放电故障则是由于导线或插片之间受到外力作用产生间隙，在电压作用下间隙被电击穿而发生电弧，形成的火灾引火源足以引燃绝大部分可燃物，进而引发火灾。

      4.2模拟试验：通过调节旋钮调节两导体的间隙，模拟接触不良放电故障。间隙被电击穿而发生电弧，形成的火灾引火源引燃可燃物，进而引发火灾。

五、导线堆积发热故障产生火源引发火灾
      5.1产生机理：在家庭环境中，为了整理方便，人们常将过长的导线缠绕成线卷。这导致导线无法有效散热，当热量积累到一定程度时，就形成引火源，点燃绝缘层及周围的可燃物、尘埃、可燃气体等，进而引发电气火灾。

      5.2模拟试验:将两根导线缠绕在一起，通电流使其过热，从而引燃绝缘层，点燃周围可燃物引发火灾。

六、漏电故障产生火源引发火灾
      6.1产生机理：低压供电线路绝缘材料因外力作用、环境影响或自然老化而失去绝缘性能，导致电流从线路内向外泄漏。漏电故障在漏电处产生的电火花可直接点燃易燃物（如易燃易爆气体、粉尘等），进而引发火灾。

      6.2模拟试验：利用步进电机推动火线和零线接触短路，产生电火花以引发火灾。

七、全线路过流/局部过流故障过负载发热故障产生火源引发火灾
      7.1产生机理：

      （1）全线过流故障：随着用电负荷的增加，线路长期处于满载甚至超负荷工作状态，导致电气线路长期处于高温运行。这种高温作为火灾引火源，可致使绝缘破坏并发生燃烧，进而引燃线路附近的可燃物起火。

      （2）局部过流故障：当某段电气线路损坏更换时，若未按照额定容量安装，会导致该段线路长期处于局部过流状态。产生的高温形成火灾引火源，可能引发火灾。

      7.2模拟试验：在回路中加载一个超过额定容量的负载，使线路处于过载状态并产生高温。这种高温可致使绝缘破坏并发生燃烧，即引燃线路附近的可燃物，引发火灾。

      深入探讨了电气火灾的多种成因及其模拟实验之后，灿灿不禁对如何有效预防和应对这类火灾产生了浓厚的兴趣。为了更直观地了解这些火灾原因，并找到有效的预防措施，弘德网特别推出了一款电气火灾多发原因模拟实验台。

      这款模拟实验台的设计初衷是为了提供一个安全、可控的环境，让用户能够亲自模拟和观察电气火灾的各种成因和现象。通过模拟实验，用户不仅可以更加深入地理解电气火灾的成因和危害，还能在实际操作中掌握预防和处理这类火灾的关键技能。

      实验台涵盖了文章中所提到的各种电气火灾成因，包括线路破损、接触不良、炭化路径放电、漏电等。用户可以根据需要，调整实验参数，模拟各种故障情况，观察火灾引火源的形成和发展过程。同时，实验台还配备了专业的安全保护装置，确保用户在实验过程中的安全。

      它不仅为电气安全教育和培训提供了有力的工具，也为电气工程师和研究者提供了一个宝贵的实验平台。通过这款实验台，我们可以更加深入地了解电气火灾的成因和预防措施，为构建更加安全、稳定的电气环境贡献力量。