短路融痕你真的了解吗？弘德商城_公共安全产品网
1.什么是融痕？
根据GB/T 5907.4-2015《消防词汇 第4部分：火灾调查》中的概念，熔痕（melted mark）是指在外界火焰或短路电弧高温作用下，在金属表面，特别是铜、铝导线上形成的球状、凹坑状、瘤状、尖状及其他不规则的微熔或全熔痕迹。与之对应的概念是熔珠（melted bead），指的是导体在外界火焰或短路电弧的高温作用下熔化，掉落后形成的珠状熔痕。也就是说，熔痕是保留在金属本体上的痕迹，而熔珠是脱离金属本体的痕迹。
2.如何辨析这些术语？
常见的熔痕术语有短路熔痕、一次短路熔痕、二次短路熔痕、电热熔痕、火烧熔痕。
根据熔痕的概念可知：产生熔痕的原因有两种，一是电弧高温，二是外界火焰。由此可以将上述5个专业名词分为两类，第一类是短路熔痕、一次短路熔痕、二次短路熔痕、电热熔痕，它们的形成过程中都有电弧参与。第二类是火烧熔痕，是由于外界火焰产生的熔痕。
由此可以引入以下概念：
电热熔痕
melted mark by electric arc or current
金属导体因电弧或电流热作用形成的熔痕。
火烧熔痕
melted mark due to fire burning
受火灾现场高温作用发生熔化，在金属表面，特别是铜、铝导线上形成的熔痕。
短路熔痕
short circuit melted mark
导体在短路电弧高温作用下形成的熔痕。短路熔痕可进一步划分为一次短路熔痕、二次短路熔痕。
一次短路熔痕
primary short circuit melted mark
正常环境条件下，铜、铝导线因本身故障发生短路，在导线上形成的熔痕，即一般意义上在火灾前形成的短路熔痕。
二次短路熔痕
secondary short circuit melted mark
在火灾环境条件下，铜、铝导线产生故障而引发短路，在导线上形成的熔痕，即一般意义上在火灾中形成的短路熔痕。
在美国，一次短路熔痕和二次短路熔痕分别被称作起因熔珠（cause beads）和受害熔珠（victim beads），以此来表现熔痕与火灾的相关关系。
3.关于短路融痕有哪些相关研究？
国外相关研究
1
1971年
Takaki首次用金相分析方法区分了导线短路熔痕和火烧熔痕。
2
1983年
Gray等人利用扫描电子显微镜，结合实验制得的短路熔珠特征分析认定了实际火场中的短路熔珠，并首次提出了鉴别火灾前短路和火灾中短路熔珠的依据。
3
1984年
Erlandsson等人首次明确了引发火灾的短路熔珠和火灾诱发的短路熔珠的概念。
5
1990年到2002年
美国和日本的学者在火灾前和火灾中短路熔珠的鉴别方面做了大量的研究，分别从晶粒形状、孔洞大小、元素含量和石墨碳含量等多个方面进行了研究，得到了大量用于鉴别二者的依据。
6
2003年
Babrauskas发表综述文章《能否通过物理或化学方法鉴定出一次短路熔痕》（《Arc Beads from Fires: Can ‘Cause’ Beads Be Distinguished from ‘Victim’ Beads by Physical or Chemical Testing》），认为一次短路熔痕和二次短路熔痕形成过程中受到的热作用及化学作用过程并非截然不同，大多数现行的区分二者的方法过于主观，且存在样本基数小、可重复性低、重现性低的问题。自该质疑提出后，美国和日本鲜有相关研究领域的研究。
国内相关研究
20世纪90年代，沈阳消防研究所相关研究人员开始本方面的研究，首先形成了系列标准GB/T 16840.4-1997 《电气火灾痕迹物证技术鉴定方法 第4部分：金相分析法》（现行版本为2021年修订版），为电气火灾物证检验鉴定工作提供了指导，填补了国内相关领域的空白。同时，国内开始逐渐开展相关的研究工作。目前，关于短路熔痕影响因素的研究相对较为深入。
国内研究主要集中于以下几个方面
（1）导线线径对于短路熔痕金相显微组织特征的影响；
（2）短路电流大小对于短路熔痕的金相显微组织特征的影响；
（3）气体环境对短路熔痕金相组织特征的影响；
（4）短路发生方式的影响。
与美、日相比，我国对短路熔痕的研究起步较晚，但近几年国外对这方面的研究较少，相关研究主要集中在国内，且研究重心正逐步由定性分析向定量分析转变，鉴别手段也更加丰富，一定程度上提高了短路熔珠检验鉴定的准确性。但是，由于基础理论研究较少、熔痕制备随机性大等本质问题并未解决，仍然无法从根本上解决区分方法主观、可重复性低的问题。
4.我国有哪些关于融痕的鉴定标准
目前，我国现行的国家标准以《电气火灾痕迹物证技术鉴定方法》为主，该标准共分为8部分：
（3）GB/T 16840.3-2021
电气火灾痕迹物证技术鉴定方法 第3部分：俄歇分析法
（4）GB/T 16840.4-2021
电气火灾痕迹物证技术鉴定方法 第4部分：金相分析法
（5）GB/T 16840.5-2012
电气火灾痕迹物证技术鉴定方法 第5部分：电气火灾物证识别和提取方法
（6）GB/T 16840.6-2012
电气火灾痕迹物证技术鉴定方法 第6部分：SEM微观形貌分析法
（7）GB/T 16840.7-2021
电气火灾痕迹物证技术鉴定方法 第7部分:EDS成分分析法
（8）GB/T 16840.8-2021
电气火灾痕迹物证技术鉴定方法 第8部分: 热分析法
地方标准
四川、吉林等地还发布了DB51/T 1598.2-2023 《低压线路电气火灾原因认定 第2部分：短路》、DB22/T 2302-2015《电气火灾原因认定》等地方标准。
5.如何鉴别融痕类型
导线的电热熔痕、短路熔痕均由瞬间电弧高温熔化形成，具有熔化范围小、冷却速度快的特点。对于一次短路熔痕和二次短路熔痕而言，前者短路发生在正常环境条件下，后者短路发生在火灾环境条件下。
火烧熔痕是导线受火灾热作用熔化的痕迹，其作用时间、作用温度均与短路熔痕不同，具有受热持续时间长、火烧范围大、熔化温度低于短路电弧温度的特点。
在不同的环境条件下，液态金属凝固过程中，晶粒产生和生长状况存在差异：过冷度越大，熔痕晶粒越细小；过冷度越小，晶粒越粗大。
熔痕金相组织
过冷度
过冷度是指熔融金属平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值，其与液态金属在凝固过程中的冷却速度密切相关，冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度就越大；冷却速度越慢，过冷度越小，实际结晶温度就更接近理论结晶温度。当冷却速度大时，金属的晶粒较细；当冷却速度较小时，金属晶粒容易长大，表现为粗大的柱状晶。
由此可知，不同条件下形成的熔痕，其金相组织存在差异，我国现行标准中的金相法就是据此鉴别导线熔痕的。
金相法鉴别导线熔痕的判别依据
01
火烧熔痕金相组织特征
通常呈现粗大的等轴晶或共晶组织，熔化区内部的孔洞通常形状不规则，内表面粗糙。
02
短路熔痕金相组织特征
呈现为铸态组织，熔化区晶粒由胞状晶、枝晶、柱状晶组成；孔洞形态呈圆形、椭圆形，内壁光滑；偶有两个或多个孔洞交叠的现象，孔洞交叠处的孔洞壁会形成锋利的锐角；基体区与熔化区显微组织形态有明显不同。
03
一次短路熔痕金相组织特征
呈现为铸态组织，晶粒由细小的胞状晶或柱状晶组成；孔洞尺寸较小，数量较少，形状较整齐；在熔珠与导线衔接的过渡区处显微组织的分界线明显；铜质熔珠的晶界较细，孔洞周围铜和氧化亚铜的共晶组织较少且不明显；用偏振光观察时，熔珠孔洞周围及洞壁的颜色暗淡不鲜明。
04
二次短路熔痕金相组织特征
呈现为铸态组织，晶粒由较多粗大的柱状晶或粗大的晶界组成，晶粒被很多孔洞分割；孔洞尺寸较大，数量较多，形状不规整；在熔珠与导线衔接的过渡区处显微组织的分界线不明显；铜质熔珠的晶界较粗大，孔洞周围铜和氧化亚铜的共晶组织较多且较明显；用偏振光观察时，熔珠孔洞周围及洞壁的颜色鲜艳明亮，呈鲜红色或橘红色。
05
电热熔痕金相组织特征
呈现为铸态组织，其形态主要为胞状晶、树枝晶等，并且在熔化区与未熔化区（或基体）的交接处过渡区明显，晶粒形态明显不同。
06
非电热熔痕金相组织特征
呈现晶粒变形或破坏特征；平衡再结晶条件下形成的共晶组织或等轴晶特征。
6.鉴定机构出具的鉴定意见有什么证明作用
1
电热熔痕证明作用
（1）证明带电状态。电热熔痕即电热作用形成的熔化痕迹。电热熔痕不仅适用铜、铝导线熔痕，更适用于接插件熔痕、动静触片熔痕、接线端子熔痕和其他金属熔痕等。证明熔化痕迹形成时线路或设备处于带电状态。
（2）证明有异常电流或电弧的存在。熔化痕迹形成时存在短路、漏电、过载、过电压、接触不良等产生的异常电流或电弧，即该熔痕形成时曾经发生过电气故障。
（3）证明可能是引发火灾时形成的痕迹。对于导线熔痕较少，使用电热熔痕结论，一般都为一次短路熔痕或二次短路熔痕，但有些情况下，比如电气线路可能发生漏电，痕迹特征的区分不是很明显时，或者只需证明电气线路处于带电状态时，可以只给出电热熔痕的鉴定意见。此时，需要调查人员根据实际情况判断使用。需要注意的是，电路接点通过故障产生的大电流，短时作用也会形成接点电热作用熔化痕迹。对于这类痕迹主要根据火灾现场蔓延方向、燃烧规律来缩小起火点的范围，并通过检查接点所带的负荷的工作状态和线路情况等，判断接点过热引起火灾的可能性。如果可以排除其他原因引发火灾的可能，就可以证明是引发火灾时形成的痕迹。
2
一次短路熔痕证明作用
（1）证明电气线路发生了短路故障。该痕迹物证的形成是短路故障引起。
（2）证明熔痕形成时在一定区域内处于非火灾环境(自然环境)。这里说的一定区域可大可小，大到所处的整个空间，小到很小的局部空间。
（3）证明痕迹形成产生较高的热量。发生短路时释放的热能使导线产生了熔化和结晶过程。
（4）证明有引发电气火灾的可能。经现场调查证实在起火灾前一段时间内，电气线路或设备没有发生故障，或发生故障后已经维修好，没有将故障残留物遗留在起火部位或起火点处。同时证实起火前电气有异常情况，包括烟雾、气味、声光、电压波动等。如电气绝缘烧损伴随着较强的刺激味道，短路是线路之间的放电过程，发生短路时有一定的声响和弧光等。满足以上条件时，就可以证明该物证是引起火灾时形成的物证。
（5）证明可能是引起火灾时形成的物证。如果长距离悬挂带电导体，如架空线等在已着火情况下被烧断后，又在重力拉动下其电源侧线路向支撑点方向移位而脱离最先着火部位，这时发生对地或其他金属短路，则痕迹鉴定结果表现为一次短路熔痕特征。应查清整个线路有无短缺，痕迹发生的具体位置，与搭接地面或金属物质痕迹是否重合，痕迹下面有无可疑物品等，这种情况下大多会给出短路熔痕的鉴定意见。否则，有可能会影响火灾原因认定的准确性。
3
二次短路熔痕的证明作用
（1）证明线路处于带电状态且发生了短路。在火焰或高温作用下，电气线路因绝缘破坏发生诱发性短路。
（2）证明熔痕形成时处于火灾环境气氛中或较高温度分布区域。
（3）证明熔痕形成时具备较高的能量。发生短路时释放的热能和高温热能共同作用使导线发生熔化和凝固。
（4）排除电气火灾的可能性。在起火原因认定过程中，如鉴定意见为二次短路熔痕，又找不到其他电气熔化痕迹，大多数可以排除电气故障引发火灾的可能性。
（5）证明电气火灾的可能性。
a.证明电热器具和照明器具的电源线在起火灾前处于带电状态，具有烤燃可燃物的可能性
b.证明电磁式电气设备如变压器、镇流器、接触器等的绕组(线圈)发生了匝间或层间短路，这时的短路熔痕应为线圈(绕组)内部过热形成的短路熔痕，用以区分二次短路痕迹。
c.对于取自电气设备(或用电器具)等物品内部的、经技术鉴定确认为二次短路熔痕，根据火灾现场实际情况，有些可作为认定电气火灾的依据。
4
火烧熔痕证明作用
（1）证明痕迹形成时线路处于非带电状态。
（2）排除电气火灾的可能性。
7.如何利用好鉴定结论认定火灾原因
火灾调查过程中，电气方面的痕迹物证十分普遍，而火灾原因认定是一个极为复杂的系统辨识过程，因此，必须将电气痕迹物证同其他痕迹物证联系起来，形成以起火点为中心向四周蔓延的立体分布体系，才能揭示火灾发生和发展过程中的燃烧规律及其变化。电气物证鉴定结论是火灾原因认定的重要证据，但技术鉴定鉴别痕迹的熔化性质，只能说明故障发生的结果，并不说明故障形成的原因。因此，必需将技术鉴定和现场勘验有机结合起来，才能使原因认定更科学准确、更有可信力。
火灾现场电气熔落物分选机，利用涡电流原理，能够有效的将铜、铝等金属熔落物与泥土、砂石、碳化物等进行分离。该设备具有操作简单、性能稳定、便于携带、分选效率高和分选准确率高等特点。
麋鹿PX3便携式X光机，是一种高清薄板X光成像仪，具有3D成像和双能量成像等功能。在火灾调查中，它可以用于对火灾现场的隐蔽区域进行X光检查，发现可能存在的火灾隐患和证据。此外，麋鹿PX3还可以用于对火灾现场的金属物品进行内部结构检查，帮助火灾调查人员了解金属物品的材质、结构和制造工艺等信息。
除以上两款设备以外，智能自动金相磨抛机、电气火灾多发原因模拟实验台等设备均可对电气火灾的调查和研究提供非常大的帮助。
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