電氣火災 (一)

概論

一、定義

    (一) 概述

          是指電器通電發生故障時，產生事故所引起的火災，主要原因是電能的異常轉變從原先的電器正常功能運作變為積蓄大量熱能的發生，此所生之熱的種類有兩種：

          1.焦耳熱。

          2.放電火花所產生之熱（如靜電）。

    (二) 焦耳熱產生之原因

          1.通電導體之間的接觸發生異常，如下兩個原因：

            (1) 短路：用電回路因為連結到電阻較小或是連結錯誤，電流突然大量流通於無電阻或電阻較小的回路部分，導致原先連結電器部分，未通過電流，形成短路，如此之狀況，會使無電阻或電阻較小之處積蓄大量電流（那此部分有過熱或是爆炸之危險），導致電力系統損害。

            (2) 接地事故：電器設備中，若通電導體與接地導體（通常是不帶電狀態）誤觸，導致接觸點有電弧火花產生，以 及電流會短時間增加，通常發生在導線外部老化或是外露，導致導體與管壁或是與其他外部的物體接觸，產生漏電。

            (3) 短路與接地事故之差異：

                 A.接地事故會產生在通電導體的接地點處，會形成與短路情況類似的電氣痕，但是短路是兩條導線上均會形成。

                 B.產生原因上，電器絕緣材料的老化以及絕緣層的破壞、接錯回路等都會使得電源短路，但接地事故主要是因為架空配線與樹木接觸或是絕緣材料破損後與其他物體的接觸導致漏電現象。

          2.電氣造成絕緣破壞：

            (1) 金原現象：日本金原教授所發現的一種現象，是指原為不易導電、導熱的不良導體（如橡膠或是木材）因處於電流長期通過處（如插頭兩極間），在產生高熱、受到電流影響下有碳化發生，兩極之間可能會產生石墨附著於上，若此現象長此以往形成一定程度具有導電性的石墨附著，則會讓原為不良導體之絕緣性被破壞，而開始導電或導熱，更甚者會短路進而引發火災。

            (2) 積污導電現象：不同於金原現象是指電流長期通過處（如插頭兩極間）導致不良導體碳化具有導電性，積污現象則是指不良導體表面附著灰塵或是液體，該灰塵或是液體本身具有導電性，導致通電後，灰塵或液體間接導引電流成為放電的媒介，長此以往也會間接導致不良導體表面的絕緣性受到破壞，形成導電通路的一環，那後續也可能由於不良導體導熱導電產生短路，或是火災。

            (3) 兩者之比較：兩者皆是有造成不良導體產生石墨化的結果，只是形成過程不同，金原現象是不良導體本身的通電逐漸形成石墨化；而積污現象則是由於透過導電性物質進而通電形成石墨化再影響不良導體破壞其絕緣性。

          3.電氣條件的改變：

            (1) 電阻值降低，例如：電阻器、半導體的電器破壞。

            (2) 過負載。

            (3) 局部電阻值增加，例如：半斷線、導線連接不良。

     ※ 補充說明

     一次痕和二次痕

二、放電火花所產生之熱－靜電產生原因

    (一) 產生原因種類

          1.摩擦帶電：物質在摩擦之際，因摩擦而移動接觸位置，因電荷分離產生之現象。

          2.剝離帶電：係指相互密接之物體，在剝離之際，因電荷分離產生之現象。

          3.流動帶電：係指液體用管路輸送時，發生靜電之現象。

          4.噴出帶電：係指粉（液、氣）體類，由斷面積狹窄之開口部噴出之際，發生摩擦而產生之現象。

          5.撞擊帶電：粉體之粒子相互間，或粒子與固體之間，由於撞擊，而產生快速接觸、分離之際，產生靜電之現象。

          6.其他：如飛沫帶電，噴灑在空間的液體，由於擴散和分離，出現了新的液面，產生靜電。 

    (二) 靜電起火條件

          靜電必須要有下列四條件同時發生，才會產生發火現象。

          1.產生靜電荷：電荷在物質系統中分布不平衡，正負電荷電量不相等，電荷的移動導致在非電中性狀態下，會產生放電，即是靜電，因此靜電荷的產生代表有靜電現象。

          2.電荷使電位升高：靜電積累後，部分電位升高，導致電位不同，形成電位差，代表存在電場，而電荷在電場移動過程中，通過瞬間電流發生轉移，即為放電現象。

          3.足夠的點火能量儲存：靜電產生後，透過放電產生能量，就有相當的點火能量足以達到起火。

          4.在易燃之環境中發生放電產生火花：提供相當的引燃條件。

    (三) 靜電放電類型

          1.電暈放電：空氣中，電場較強之處的分子被離子化，其離子態的分子擁有導電性，進而產生突出之部分局部產生微弱放電，但由於整體能量釋放不強，不太可能成為火災之原因。

          2.條狀放電（刷形放電）：通常以帶電量較強之帶電物體易發生在導體與非導體之間，由非導體上多處發出短小擴散的刷狀放電，另外若導體呈現尖銳狀，導體處的放電將具有電暈放電那樣向前擴展的特徵，視刷形放電範圍大小，也會相對於電暈放電更容易成為火災之原因。

          3.火花放電：帶電物體為較平滑之金屬導體，電場強度超過空氣時，而導體與平滑之接地體間隔不大時，突然產生之放電，特徵上是有明亮的放電通道、放電很快且有很響的爆裂聲，也同時帶有強大的放電能量，容易成為火災之原因。

          4.沿面放電：不同於電暈放電、條狀放電、火花放電屬於在空氣中放電，沿面放電是非導電之帶電物體接近接地導體時，沿帶電物體表面發生放電現象。原理上是由於非導電之帶電物體對接地導體產生感應起電的電位差，進而使電荷在電場移動過程中，產生放電，特徵是樹枝狀之放電，通常放電能量大，容易成為火災之原因。

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