CC BY
85
А. И. НЕДОБИТКОВ, канд. техн. наук, доцент кафедры информатики и математики, Казахский гуманитарно-юридический инновационный университет (Республика Казахстан, 070014, г. Усть-Каменогорск, ул. Астана, 48; e-mail: [email protected])
УДК 656.13;614.84
ОСОБЕННОСТИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В АВТОМОБИЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
Показано, что пожары на автотранспортных средствах относятся к особо тяжелым происшествиям, поэтому проблема повышения их пожарной безопасности очень актуальна. Экспериментально проиллюстрировано, что при коротком замыкании в электрической цепи, содержащей аккумуляторные батареи типа 51ДН/280Ди 60AH/330A, в ряде случаев не происходит образования шарового оплавления у медного многопроволочного проводника сечением 0,75 мм2, а наблюдается выгорание отдельных проволочек проводника, прилипание их к стальной поверхности и разрушение в непосредственной близости отточки контакта. Приведены результаты исследования на растровом электронном микроскопе JSM-6390LV образцов медных многопроволочных проводников и стальной ленты, подвергшихся воздействию короткого замыкания при напряжении 12 и 24 В. Даны снимки поверхностей оплавления медных многопроволочных проводников и стальной ленты, подвергшихся воздействию короткого замыкания. Установлены характерные диагностические признаки, позволяющие методом растровой микроскопии идентифицировать причину повреждения при пожаре (высокотемпературное воздействие, короткое замыкание, токовая перегрузка) медного проводника в электрической цепи с напряжением 12 В. Установлено, что выявленные признаки являются устойчивыми и не подвержены изменениям в естественных условиях хранения автомобиля, получившего повреждения в результате термовоздействия.
Ключевые слова: пожар; растровая электронная микроскопия; диагностический признак; микрослед; судебная пожарно-техническая экспертиза; первичное короткое замыкание; вторичное короткое замыкание; токовая перегрузка; медный проводник. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.05.34-49
Введение
Пожары причиняют значительный материальный ущерб, в частности уничтожают или повреждают имущество, а также приводят к гибели и ранению людей. Ущерб от пожаров в промышленно развитых странах превышает 1 % национального дохода и имеет тенденцию к постоянному росту [1-3]. Пожары на автотранспортных средствах относятся к особо тяжелым происшествиям.
В ряде работ [4-8] показано, что пожарная опасность электросистемы автомобиля определяется тем, что ее отдельные элементы могут служить источником возгорания в случае возникновения аварийного режима в какой-либо функциональной цепи. Необходимо отметить, что по данным ВНИИПО в Российской Федерации наблюдается тенденция увеличения доли числа пожаров на транспортных средствах по причине технической неисправности. В частности, доля числа пожаров на легковых автомобилях из-за технической неисправности увеличилась с 15,7 % в 2001 г. до 34,0 % в 2010 г. А в 2012 г. в Российской Федерации суммарное число пожаров, происшедших в результате неисправности сис-
© Недобитков А. И., 2018
тем, механизмов и узлов транспортного средства, а также неисправности его электропроводки, составило 7718 (40,0 %). В работе [8] отмечается, что в отдельных судебно-экспертных учреждениях Федеральной противопожарной службы (СЭУ ФПС) МЧС России доля экспертиз пожаров на автомобилях достигает 40-50 % от общего количества поступивших материалов. Необходимо напомнить, что с 2013 г. в общемировом масштабе стартовала и в настоящее время реализуется программа автоматизации автотранспортных средств. Например, автомобиль Mercedes-Benz S 500 2016 г. выпуска конструктивно имеет только около 80 блоков управления различными электрическими устройствами. Согласно данной программе к 2020 г. автоматизация автотранспортных средств должна достичь высокого уровня, при котором отсутствует контроль за автомобилем со стороны водителя и он лишь изредка берет управление на себя. К 2025 г. автомобили должны достичь уровня полной автоматизации, при котором водителю не нужно управлять транспортным средством. Тем не менее практика свидетельствует, что даже на автомобилях с высоким уровнем авто-
матизации имеют место случаи возгорания, в частности известен случай пожара на электромобиле Tesla Model S.
Таким образом, разработка мероприятий по предотвращению пожаров на автотранспорте имеет важное значение [4-9]. Одним из видов профилактических мероприятий является пожарно-техническая экспертиза.
По мнению автора [10], экспертиза пожаров основана на комплексе специальных знаний, необходимых для исследования места пожара, отдельных конструкций, материалов, изделий и их обгоревших остатков в целях получения информации, необходимой для установления очага пожара, его причины, путей распространения горения, природы обгоревших остатков, а также для решения некоторых других задач, возникающих в ходе анализа причин, вызвавших пожар.
Следует заметить, что подавляющее число выводов судебных экспертов относительно технических причин возникновения пожаров на автотранспорте носит предположительный (вероятностный) характер, что не позволяет разрабатывать и внедрять конкретные инженерные решения [11]. Это можно объяснить многими причинами, в том числе отсутствием современных научно обоснованных методик, позволяющих однозначно определить, например, первичность или вторичность короткого замыкания. Это косвенно подтверждают И. Д. Чешко и Г. И. Смелков в работе [9], указывая на необходимость совершенствования существующих методик.
Какнаглядно показано авторами [9,10,12], если в очаговой зоне обнаружены характерные признаки разрушения токоведущих проводов, то неизбежно возникает вопрос о механизме повреждения (электродуговой или тепловой) и, в частности, о первичности или вторичности короткого замыкания. По мнению многих авторов, данный вопрос далеко не прост. Попытки решить его с помощью инструментальных методов криминалисты предпринимали еще в 50-х годах прошлого столетия [9, 10, 12]. К сожалению, апробированная и научно обоснованная универсальная методика отсутствует до настоящего времени, несмотря на наличие ряда решенных частных задач [4-22].
Так, например, авторы работы [22] на основе многочисленных экспериментальных данных пришли к выводу, что круглые медные глобулы с четкими линиями разграничения, традиционно определяемые как "наплывы", образовывались на проводах не только под напряжением, но и без него. На некоторых проводах под напряжением возникала дуга, приводящая к образованию таких глобул. В то же время у некоторых проводов без напряжения дуга отсутствовала, но наблюдались эти характерные на-
илывы [22]. Под микроскопом наплывы некоторых проводов под напряжением имели пористую структуру и содержали большое количество внутренних поровых пространств, в то время как в других наплывах последние отсутствовали. Авторы [22] отмечают, что эта же тенденция была характерна и для проводов без напряжения.
В работе [22] наглядно показано, что при изучении образцов под растровым электронным микроскопом установлено отсутствие у них тенденций к изменениям в структуре зерна или химических составах. Внутренние зерновые структуры наплывов были исследованы на предмет размеров элементов микроструктуры, пористости и основных изменений. Ни по одному из изученных физических аспектов наплывов не обнаружено каких-либо отличительных особенностей для образцов проводов под напряжением и без него [22]. Это мнение поддерживают такие исследователи, как V. Babrauskas, Kuan-Heng Liu, Yung-Hui Shih, Guo-Ju Chen и др., которые указывают на неспособность научного сообщества на современном этапе дифференцировать первичные и вторичные оплавления медных проводников [16,18]. В частности, V. Babrauskas в работе [16], оперируя координатами очага пожара, подвергает критическому анализу результаты, полученные N. J. Carey [21] в отношении первичности или вторичности короткого замыкания.
В то же время необходимо отметить, что в работе [6] приведены фактические данные, позволяющие по характеру излома медного проводника в зоне оплавления дифференцировать причину разрушения, обусловленную электродуговым или тепловым процессом. Настоящая работа также посвящена установлению признаков, позволяющих идентифицировать причину разрушения медного проводника.
Целью работы является разработка научно обоснованного метода исследования медных проводников автомобильной электрической сети, разрушенных в результате короткого замыкания, для установления причины их повреждения в ходе пожарно-технической экспертизы.
Исходя из указанной цели, поставлены следующие задачи исследования:
• провести экспериментальные исследования по электродуговому разрушению медных проводников при напряжении 12 и 24 В;
• экспериментально подтвердить условия возникновения первичного короткого замыкания в автомобильной электрической сети;
• доказать, что на поверхности разрушения медного проводника, подвергшегося короткому замыканию, могут быть выявлены признаки, позволяющие идентифицировать электродуговой процесс;
• установить, что признаки, выявленные на поверхности разрушения медных проводников, подвергшихся короткому замыканию, являются устойчивыми и не подвержены изменениям в естественных условиях хранения (без умышленного уничтожения признаков);
• показать, что растровую микроскопию можно использовать при исследовании плавких вставок автомобильных предохранителей в качестве основного метода.
В настоящей статье рассматриваются фактические примеры исследования оплавлений медных проводников, подвергшихся короткому замыканию при напряжении 12 и 24 В.
Материалы и методы
Исследования проводились в Региональной университетской лаборатории инженерного профиля "1РГЕТАС" Восточно-Казахстанского государственного технического университета им. Д. Серикбаева с использованием растрового электронного микроскопа 18М-6390ЬУ с приставкой для энергодисперсионного микроанализа. Поверхности разрушения медных проводников подвергались анализу без предварительной пробоподготовки. Схема испытаний приведена на рис. 1.
По аналогии с работой [7] для имитации режима короткого замыкания использовался многопроволочный медный провод сечением 0,75 мм2, как наиболее распространенный в автомобильных электрических сетях. Источником постоянного тока при напряжении 12 В служили аккумуляторные батареи 51ЛН/280Ли 60ЛН/330Л, как наиболее массовые по применению на современных легковых автомобилях, при напряжении 24 В — аккумуляторные батареи 6СТ190. Пусковой ток аккумуляторных батарей 51ЛН/280Ли 60ЛН/330Лравен соответственно 280 и 330 А, батареи 6СТ190 — 1150 А. Кузовную
деталь автомобиля имитировала стальная лента размером 52x20x0,8 мм. К отрицательному выводу аккумуляторной батареи посредством многопроволочного медного провода подключалась стальная лента, а к положительному — нагрузка в виде электрической лампочки. Для имитации короткого замыкания проводник располагался по касательной к поверхности ленты (см. рис. 1,6) и перпендикулярно к ней (см. рис. 1,в).
Результаты и их обсуждение
Результаты эксперимента по имитации короткого замыкания приведены на рис. 2. Классическое шаровое оплавление было получено только в случае расположения медного провода перпендикулярно к стальной ленте при напряжении 24 В от батареи 6СТ190 (см. рис. 2,а). При использовании аккумуляторных батарей 51ЛН/280Л и 60ЛН/330Л и напряжении 12 В происходило разрушение медных проводников без образования шаровых оплавлений (см. рис. 2,6 и 2,г). При перпедикулярном расположении многопроволочного провода относительно поверхности ленты происходило спекание проволок с полным выгоранием их фрагментов (см. рис. 2,6).
При касательном расположении многопроволочного проводника относительно поверхности ленты происходило сплавление отдельных проволок друг с другом и стальной пластиной. Этот эффект был описан в работе [7] и назван залипанием. При этом в непосредственной близости от места залипания происходило разрушение проволок медного проводника с характерными признаками токовой перегрузки. На поверхности стальной ленты в случае как перпендикулярного, так и касательного расположения проводника отмечаются "кратеры" и капли расплавленного металла (см. рис. 2,в и 2,г). Необходимо также отметить, что в момент короткого замыкания нить накаливания электрической лампы, играющей роль
Дф = Е —1т
Рис. 1. Схема проведения испытаний: а — принципиальная схема (а — отрицательный вывод аккумуляторной батареи; Ь — положительный вывод аккумуляторной батареи; £ — величина электродвижущей силы аккумуляторной батареи; I — сила тока; г — внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи; Дф — разность потенциалов; Е — напряженность электрического поля внутри аккумуляторной батареи; Еэ— электрическая сила; Ест — сторонняя сила); 6 — медный провод расположен по касательной к поверхности стальной ленты; в — медный провод расположен перпендикулярно к поверхности стальной ленты
Рис. 2. Общий вид фрагментов медного проводника и стальной ленты, подвергшихся короткому замыканию: а — оплавление проводника при напряжении 24 В; б — разрушение проводника при напряжении 12 В; в — повреждение стальной ленты при перпедикулярном расположении проводника относительно ее поверхности; г — повреждение стальной ленты при касательном расположении проводника относительно ее поверхности
Рис. 3. Воздушный зазор, равный толщине изоляции провода, препятствует возникновению короткого замыкания в автомобильной электрической сети
нагрузки, переставала излучать свет. Данное обстоятельство свидетельствует о том, что потребителю в момент короткого замыкания не хватает необходимой мощности для работы.
Следует также отметить, что воздушный зазор между оголенным медным проводником и стальной лентой, равный толщине изоляции проводника (в данном случае около 0,4 мм), препятствует возникновению короткого замыкания, несмотря на то что по схеме рис. 1,а в цепи поддерживается напряжение от аккумуляторной батареи 51ЛИ/280Л и нить накаливания электрической лампочки излучает свет (рис. 3).
В ходе морфологического исследования фрагмента оплавленного медного проводника (см. рис. 2,а), подвергшегося короткому замыканию при напряже-
Таблица 1. Результаты микроанализа участка, приведенного на рис. 4,6
Номер точки измерения Содержание химического элемента, % масс.
О Mg А1 Мп Бе Си
Спектр 1 24,22 - 1,14 0,64 58,26 4,48 8,62
Спектр 2 29,64 1,17 1,92 - 6,66 21,18 37,10
Спектр 3 18,34 - 1,96 - 7,16 59,65 10,00
Спектр 4 1,96 - 2,88 - - 95,16 -
500 мкм
Рис. 4. Вид поверхности медного проводника, разрушенного в результате короткого замыкания при напряжении 24 В (см. рис. 2,а), при увеличении 35х (а) и 200х (б)
нии 24 В от аккумуляторной батареи 6СТ190, при помощи растрового микроскопа 18М-6390ЬУ установлено, что, помимо микропористости, на поверхности шарового оплавления имеются химические элементы, относящиеся к составу стальной ленты (рис. 4, табл. 1).
Как следует из табл. 1, на поверхности шарового оплавления наблюдаются такие химические элементы, как Бе, 2п, Мп, присущие стальной ленте.
Спектр 3
|fГ ,-<* . ■',. . . + Спектр2
■■ J ¡S - ■ ^ г
200 мкм • •
Рис. 5. Вид поверхности медного проводника, разрушенного в результате короткого замыкания при напряжении 12 В (см. рис. 2,6), при увеличении 37х (а), 200х (6) и 1300х (в)
Причем железо на поверхности меди присутствует фрагментарно, в виде частиц шаровидной формы. Следует также отметить, что температура электродугового процесса выше температуры горения автомобиля, которая составляет около 950 °С. Таким образом, наличие на поверхности оплавленного медного проводника химических элементов, ранее ему не принадлежавших, может быть объяснено только протеканием электродугового процесса.
Рис. 6. Вид поверхности стальной ленты с медным проводником после короткого замыкания при напряжении 12 В (см. рис. 2,в и 2,г) при увеличении 60х (а) и 220х (6)
Исследованием разрушенного в результате короткого замыкания медного проводника при напряжении 12 В (см. рис. 2,6, рис. 5) установлено, что отдельные проводники сплавлены между собой, на оплавленной поверхности наблюдаются микропоры (см. рис. 5,6) и микролунки (см. рис. 5,в).
На рис. 6 приведены результаты исследования поверхности разрушения стальной ленты после короткого замыкания при напряжении 12 В (табл. 2).
Как следует из рис. 6,а и табл. 2, на участке короткого замыкания наблюдаются шарообразные и каплевидные частицы меди, а также фрагмент неправильной формы с лунками, состоящий из меди. На поверхности стальной ленты имеется "кратер" с ровным дном (см. рис. 6,6). Дно "кратера" на 50-72 % представляет собой железо (табл. 3), а по его краям расположены шарообразные и каплевидные частицы меди.
По терминологии микротрасологии перечисленные выше признаки являются микроследами, наглядно доказывающими, что причиной повреждения как стальной ленты, так и медного многопроволоч-
Таблица 2. Результаты микроанализа участка, приведенного на рис. 6,о
Номер точки измерения Содержание химического элемента, % масс.
О Mg А1 Мп Бе Си Са
Спектр 1 13,37 - - - 38,91 46,65 -
Спектр 2 28,90 - - - 51,70 17,26 -
Спектр 3 10,13 - - - 11,82 78,04 -
Спектр 4 19,20 - - - 69,59 9,91 -
Спектр 5 11,91 - - - 47,80 40,29 -
Спектр 6 27,73 0,69 0,80 0,36 59,35 7,50 0,38
Таблица 3. Результаты микроанализа участка, приведенного на рис. 6,6
Номер точки измерения Содержание химического элемента, % масс.
О С1 Мп Бе Си
Спектр 1 27,10 1,47 - 48,84 22,59
Спектр 2 15,96 1,96 - 72,17 9,92
Спектр 3 28,38 - - 50,42 21,20
Спектр 4 23,37 2,18 0,52 48,27 25,66
Рис. 7. Характер излома проволоки медного проводника при токовой перегрузке при увеличении 160х (а) и 600х (б)
ного проводника послужил электродуговой процесс в виде короткого замыкания.
На рис. 2,г показано разрушение прилипшего к стальной ленте медного проводника. Если одна сторона проводника получила повреждения в результате короткого замыкания, то другая была разрушена в результате токовой перегрузки.
На поверхности разрушения проволочки медного проводника в результате токовой перегрузки отмечается ручьистый узор. Согласно РД 50-672-88 "Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Классификация видов изломов металлов" ручьистый узор — элемент строения поверхности фасеток скола, представляющий собой систему сходящихся ступенек, образующуюся в плоскости скола в результате разрушения перемычек между хрупкими микротрещинами, распространяющимися по параллельным, близко расположенным кристаллографическим плоскостям. Направление слияния ступенек скола в ручьистом узоре соответствует направлению распространения трещины. Частный случай ручьистого узора — веерообразный узор, который возникает, если ступеньки скола сходятся в одной точке в пределах фасетки. Необходимо подчеркнуть, что ручьистый узор — это признак хрупкого излома.
Исследованные образцы медных многопроволочных проводников и стальной ленты хранились 3 мес. (что превышает средний срок расследования дел о пожарах), в разных условиях (в помещении на открытом воздухе, в помещении в герметичной упаковке, в уличных условиях без доступа воды в жидком агрегатном состоянии (без погружения в воду)). При сравнении образцов установлено, что выявленные признаки являются устойчивыми и не подвержены изменениям в естественных условиях хранения (без умышленного уничтожения признаков).
Таким образом, в результате исследования методом растровой микроскопии фрагментов многопроволочного медного проводника и стальной ленты, подвергшихся короткому замыканию, установлены характерные признаки, позволяющие идентифицировать процесс, приведший к их разрушению.
В заключение необходимо отметить, что, по мнению И. Д. Чешко [10], использование результатов инструментальных исследований в качестве "промежуточного продукта" в экспертном исследовании по пожару не снижает их ценности как важнейшего источника объективной информации, без которой выводы о причине пожара будут малоубедительными.
Заключение
Доказано, что в электрической цепи с напряжением 12 или 24 В при коротком замыкании между многопроволочным медным проводником и сталь-
ной лентой, имитирующей деталь кузова, на поверхностях разрушения могут фиксироваться признаки, в том числе массоперенос, позволяющие идентифицировать электродуговой механизм образования повреждений.
В частности, такие признаки, как "кратер" с ровным дном и расположенные по его краям шарообразные и каплевидные частицы меди на поверхности стальной кузовной детали, являются микроследами электродугового процесса.
С другой стороны, такие признаки, как микропористость, микролунки, шарообразные частицы железа на поверхности разрушения многопроволочного медного проводника, также являются признаками короткого замыкания.
Таким образом, в отличие от токовой перегрузки при коротком замыкании в автомобильной электрической сети микроследы являются парными, отображающимися как на медном проводнике, так и на кузовной детали. Указанное обстоятельство позволяет достаточно легко дифференцировать механизм разрушения медного проводника. Короткое замыкание идентифицируется по массопереносу, т. е. по наличию на поверхности оплавления медного проводника капель железа. Внешнее высокотемпературное воздействие определяется по вязкому характеру излома. В этом случае поверхность излома проволочек медного проводника вблизи оплавления имеет ячеистую структуру. Токовая перегрузка характеризуется такими признаками, как отсутствие массопереноса и хрупкий характер излома. При этом на поверхности излома проволочек медного проводника вблизи оплавления наблюдается ручьистый узор.
Показано, что растровую микроскопию можно использовать при исследовании оплавлений медных проводников не только в качестве вспомогательного метода, но в ряде случаев и в качестве основного.
Приведены примеры того, что короткое замыкание в автомобильной электрической сети с аккумуляторными батареями типа 51ЛН/280Ли 60АН/330А зачастую приводит не к классическим шарообразным оплавлениям, а к залипанию, сплавлению в одну массу и выгоранию отдельных проволок медного многопроволочного проводника.
Наглядно проиллюстрированы следующие обстоятельства:
• при коротком замыкании в автомобильной электрической цепи любому потребителю (в том числе электрической лампочке) не хватает мощности для продолжения работы;
• в автомобильной электрической сети воздушного зазора между оголенным медным проводником и кузовной деталью без лакокрасочного покрытия, равного толщине изоляционного покрытия, достаточно для предотвращения короткого замыкания.
Настоящим исследованием установлено, что признаки, выявленные на поверхностях разрушения медных многопроволочных проводников, подвергшихся короткому замыканию при напряжении в электрической сети 12 или 24 В, являются устойчивыми и не подвержены изменениям в естественных условиях хранения (без умышленного уничтожения признаков).
Полученные результаты могут быть использованы при экспертном исследовании многопроволочных медных проводников, изымаемых с мест пожаров, установлении механизма их повреждения и, в конечном счете, причины пожара автомобиля. В свою очередь, знание технической причины пожара даст возможность разработать профилактические мероприятия и технические решения, направленные на ее устранение.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. БрушлинскийН.Н., Соколов С. В., Вагнер П. Человечество и пожары. — М. : ООО "ИПЦ Маска", 2007. — 142 с.
2. Quintiere J. G. Fundamentals of fire phenomena. — England, Chichester : John Wiley and Sons Ltd., 2006. DOI: 10.1002/0470091150.fmatter.
3. Beyler C., Carpenter D., Dinenno P. Introduction to fire modeling. Fire Protection Handbook. — 20th ed. — Quincy : National Fire Protection Association, 2008.
4. SeveryD., BlaisdellD, KerkhoffJ. Automotive Collision Fires // SAE Technical Paper 741180,1974. DOI: 10.4271/741180.
5. Katsuhiro Okamoto, Norimichi Watanabe, Yasuaki Hagimoto, Tadaomi Chigira, Ryoji Masano, Hito-shi Miura, Satoshi Ochiai, Hideki Satoh, Yohsuke Tamura, Kimio Hayano, Yasumasa Maeda, Jinji Suzuki. Burning behavior of sedan passenger cars // Fire Safety Journal. — 2009. — Vol. 44, No. 3. — P. 301-310. DOI: 10.1016/j.firesaf.2008.07.001.
6. Недобитков А. И. Фрактография изломов медных проводников автомобильной электрической цепи // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. — 2016. — T. 25, №2. — C. 21-27. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.02.21-27.
7. Богатищев А. И. Комплексные исследования пожароопасных режимов в сетях электрооборудования автотранспортных средств : дис. ... канд. техн. наук. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2002.—269 с.
8. Чешко И. Д., Скодтаев С. В. Формирование электронной базы данных экспертных исследований пожаров автомобилей // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России. — 2016. — № 2. — C. 61-65.
9. Смелков Г. И., Чешко И. Д., Плотников В. /.Экспериментальное моделирование пожароопасных аварийных режимов в электрических проводах // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России. — 2017. — №3. — C.121-128.
10. Чешко И. Д. Экспертиза пожаров (объекты, методы, методики исследования). — 2-е изд., стереотип. — СПб. : СПб ИПБ МВД РФ, 1997. — 562 с.
11. Судебная экспертиза: типичные ошибки / Под. ред. Е. Р. Россинской. — М. : Проспект, 2014.
— 544 с.
12. СмелковГ.И. Пожарная безопасность электропроводок.—М.: ООО "Кабель", 2009. — 328 с.
13. Delplace M., Vos E. Electric short circuits help the investigator determine where the fire started // Fire Technology. — 1983.—Vol. 19,No. 3. — Р. 185-191. DOI: 10.1007/bf02378698.
14. Babrauskas V.Arc beads from fires: Can 'cause' beads be distinguished from 'victim' beads by physical or chemical testing? // Journal of Fire Protection Engineering. — 2004. —Vol. 14, No. 2. — Р. 125-147. DOI: 10.1177/1042391504036450.
15. Wright S. A., Loud J. D., Blanchard R. A. Globules and beads: what do they indicate about small-diameter copper conductors that have been through a fire? // Fire Technology. —2015. —Vol. 51, No. 5.
— Р. 1051-1070. DOI: 10.1007/s10694-014-0455-9.
16. Babrauskas V.Arc mapping: a critical review // Fire Technology. — 2018. — Vol. 54, Issue 3. — P. 749-780. DOI: 10.1007/s10694-018-0711-5.
17. Hoffmann D. J., Swonder E. M., Burr M. T. Arc faulting in household appliances subjected to a fire test // Fire Technology. —2016. — Vol. 52, Issue 6. — P. 1659-1666. DOI: 10.1007/s10694-015-0556-0.
18. Kuan-Heng Liu, Yung-Hui Shih, Guo-Ju Chen, Jaw-Min Chou. Microstructural study on oxygen permeated arc beads // Journal of Nanomaterials. — 2015. — Article ID 373861. — 8 p. DOI: 10.1155/2015/373861.
19. Lewis K. H., Templeton B. Morphological variation in copper arcs during post-arc fire heating // Proceedings of 3rd International Symposium on Fire Investigation Science & Technology. — Sarasota : National Association of Fire Investigators, 2008. — P. 183-195.
20. Murray I., Ajersch F. New metallurgical techniques applied to fire investigation // Fire & Materials 2009. — London : Interscience Communications Ltd., 2009. — P. 857-869.
21. Carey N. J.Developing a reliable systematic analysis for arc fault mapping : Ph. D. Diss. — Strathclyde, United Kingdom : University of Strathclyde, 2009.
22. RobyR. J., McAllister J. Forensic investigation techniques for inspecting electrical conductors involved in fire // Final Technical Report for Award No. 239052. — Columbia : Combustion Science & Engineering, Inc., 2012.
Материал поступил в редакцию 24 марта 2018 г.
Для цитирования: Недобитков А. И.Особенности короткого замыкания в автомобильной
электрической сети // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. — 2018. — Т. 27,
№ 5. — С. 34-49. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.05.34-49.
A. I. NEDOBITKOV, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Informatics and Mathematics, Kazakh Humanitarian Law Innovative University (Astana St., 48, Ust-Kamenogorsk, 070014, Kazakhstan; e-mail: [email protected])
UDC 656.13;614.84
SPECIFIC FEATURES OF SHORT CIRCUIT IN AUTOMOBILE ELECTRICAL SYSTEM
It is shown that fires on vehicles refer to particularly severe accidents, so the problem of increasing their fire safety is extremely important. It is experimentally illustrated that in a number of cases, when a short circuit happens in an electrical circuit containing 51AH/280Aand 60AH/330A batteries, a spherical fusion is not formed in a copper conductor with a cross-section of 0.75 mm2, but there is a burnout of separate conductor wires, their adhesion to the steel surface and destruction in the immediate vicinity of the contact point. The results of a study with JSM-6390LV scanning electron microscope of copper multiwire conductors samples and steel band exposed to short circuits at a voltage of 12 and 24 V are given. There are shown photographs of the copper multiwire conductors' fused surfaces, as well as of the steel band exposed to short circuits. Characteristic diagnostic factors are found out that allow to identify the cause of the damage in the event of a fire (high-temperature exposure, short circuit, current overload) of a copper conductor in an electrical circuit with a voltage of 12 V using the method of scanning microscopy. It is found out that the detected factors are stable and are not prone to changes in the natural storage conditions of a vehicle, which was damaged as a result of thermal exposure.
Keywords: fire; scanning electron microscopy; diagnostic feature; ultratrace; forensic fire and technical expertise; primary short circuit; secondary short circuit; current overload; copper conductor.
DOI: 10.18322/PVB.2018.27.05.34-49
Introduction
Fires cause significant material damage, in particular, destroy or damage property, as well they cause deaths and injuries. The damage from fires exceeds 1 % of the national income in industrialized countries and tends to constant growth [1-3]. Motor vehicle fires are among the most severe accidents.
It was shown in a number of works [4-8] that the vehicle electrical system fire hazard is determined by the fact that its individual elements can serve as an ignition source in the event of an emergency operation in any functional circuit. It should be noted that according to Fire Safety Research Institute in the Russian Federation, there has been a trend of increasing the number of fires in vehicles due to technical malfunction. In particular, the number of car fires due to technical malfunction increased from 15.7 % in 2001 to 34.0 % in 2010. And in 2012, the total number of fires resulting from malfunctioning of systems, mechanisms and components of the vehicle and the failure of the vehicle wiring, amounted to 7,718 (40.0 %) in the Russian Federation. It is noted in the work [8] that the proportion of car fire examinations reaches 40-50 % of the total number of received materials in some Forensic Expert Institutions of the Federal Fire Service (FEI FFS) of the Ministry of Emergencies of Russia. It should be recalled that a program for automating vehicles has been launched on a worldwide scale since 2013, and it is cur-
rently being implemented. For example, a MercedesBenz S 500 of 2016 production year has only about 80 various electrical devices control units. According to this program, vehicles automation should reach a high level by 2020, and there is no driver's control of the vehicle in these conditions and he/she only occasionally takes over the control. By 2025, vehicles should become fully automated and in conditions a driver does not need to drive the vehicle. Nevertheless, practice shows that fires happen even in cars with a high level of automation, in particular, we know that there was an accident when Tesla Model S burst into flames.
Thus, the development of measures aimed at preventing fires in motor vehicles is important [4-9]. One of the types of preventive measures is a fire investigation.
It is the author's opinion that [10] fire investigation is based on a complex of special knowledge being necessary for the investigation of a fire site, individual structures, materials, products and their scorched residues in order to obtain information, which is necessary for establishing initial fire, its cause, scorched residues, as well as to solve some other problems arising in the analysis of the causes of the fire.
It should be noted that the overwhelming number of forensic experts' conclusions on the technical causes of fires in motor vehicles has a presumptive (probabilistic) nature that does not allow the development and imple-
mentation of specific engineering solutions [11]. This can be explained by many reasons, including the lack of modern scientifically grounded techniques that make it possible to unequivocally determine, for example, the primary or secondary nature of a short circuit. This fact is confirmed indirectly by I. D. Cheshko and G. I. Smelkov in the framework of the work [9], pointing out to the need to improve the existing methods.
As shown by the authors [9, 10, 12], if the characteristic features of the destruction of current-carrying wires are found in the fire zone, the question of the mechanism of damage (arc or thermal one) and, in particular, of the primary or secondary nature of the short-circuit is inevitably raised. According to many authors, this issue is far from being a simple one. Attempts to solve it with the help of instrumental methods were made by criminologists in the fifties of the last century [9,10,12]. Unfortunately, an approved and scientifically based universal technique is not available at the moment, despite the existence of anumber of solved particular problems [4-22].
So, for example, the authors of the work [22] came to the conclusion on the basis of numerous experimental data that round copper globules with distinct delineation lines, which are traditionally defined as "overlaps", were formed on the wires not only under voltage, but also with no voltage as well. An arc appeared on some wires under voltage leading to the formation of such globules. At the same time, some wires with no voltage did not have an arc, but these characteristic overlaps were observed [22]. The overlaps of some wires under voltage had a porous structure under the microscope and contained a large number of internal pore volumes, while there were no pore volumes in other overlaps. The authors [22] note that the same tendency was characteristic for wires with no voltage.
It is clearly shown in the work [22] that it was determined when studying samples under a scanning electron microscope, the samples have no tendency to change the grain structure or chemical compositions. The internal grain structures of the overlaps were studied with respect to the dimensions of the micro structure elements, porosity and major changes. None of the studied physical aspects of the overlaps revealed any distinctive features for the samples of wires under voltage and with no voltage [22]. This opinion is supported by such researchers as V. Babrauskas, Kuan-Heng Liu, Yung-Hui Shih, Guo-Ju Chen and others, who point to the inability of the scientific community to differentiate the primary and secondary fusion of copper conductors at the present stage [16,18]. In particular, V. Babrauskas, using the coordinates of the fire, critically analyzes the results obtained by N. J. Carey [21] in relation to the primary or secondary short circuit in work [16].
At the same time, it should be noted that the work [6] contains actual data that allows one to differentiate the cause of failure caused by the electric arc or thermal process by the nature of the fracture in the copper conductor in the fusion zone. The present work is also concerned with the establishment of features that allow one to identify the cause of the destruction of a copper conductor.
The aim of the work is the development of a scientifically grounded method for studying copper conductors of an automobile electrical system destroyed as a result of a short circuit, in order to establish the cause of their damage during the fire investigation.
Based on this goal, the following research objectives are set:
• to conduct experimental studies on the electrical arc destruction of copper conductors at a voltage of 12 and 24 V;
• to confirm the conditions for the occurrence of a primary short circuit in the automobile electrical system experimentally;
• to prove that there may be traces that allow to identify the electric arc process on the destroyed surface of the copper conductor, which has been short-circuited;
• to establish that the traces revealed on the destroyed surface the of copper conductors that have been short-circuited are stable and are not prone to changes in the natural storage conditions (unless the traces are destroyed deliberately);
• to show that scanning microscopy can be applied in the study of fusible elements of vehicle fuses as the main method.
Actual examples of the research of copper conductors' fusion exposed to short-circuiting at a voltage of 12 and 24 V are considered in this article.
Materials and methods
The researches were carried out at the Regional University Engineering Laboratory "IRGETAS" of Serikbaev East Kazakhstan State Technical University with the application of JSM-6390LV scanning electron microscope with energy-dispersive microanalysis attachment. The destroyed surfaces of copper conductors were analyzed without preliminary sample preparation. The testing chart is shown in Fig. 1.
By analogy with the work [7], a multiconductor copper wire with 0.75 mm2 cross-section was used to imitate the short-circuit state, as being the most common in automobile electrical systems. The direct current source at a voltage of 12 V was 51AH/280A and 60AH/330Arechargeable batteries, which are the most popular for modern passenger cars, 6ST190 rechargeable batteries were used at a voltage of 24 V. The starting current of 51AH/280A and 60AH/330Arecharge-
Дф = £ -Ir
Fig. 1. Testing chart: a — fundamental chart (a — negative conclusion of storage battery; b — positive conclusion of storage battery; £ — size of electromotive force of storage battery; I — strength of current; r—internal resistance of storage battery; A9—difference of potentials; E—tension of electric-field into a storage battery; Ee — electric force; Est — strange force); b — a copper wire is arranged along the tangent to the surface of the steel band; c — a copper wire is arranged perpendicular to the surface of the steel band
Fig. 2. General view of fragments of the copper conductor and steel band which has been exposed to a short circuit: a — fusion of the conductor with a voltage of 24 V; b—the destruction of the conductor with a voltage of 12 V; c—the damage to the steel band with the perpendicular location of the conductor to its surface; d — the damage to the steel band with the tangent location of the conductor to its surface
able batteries is 280 and 330 A, respectively, as well as the starting current of 6ST190 rechargeable battery is 1150 A. A steel band with the dimension of52x20x0.8 mm imitated the car body part. A steel band was connected by means of the multiconductor copper wire to the negative terminal of the battery, and an electric bulb as a load was connected to the positive terminal. To imitate a short circuit, the conductor was arranged along the tangent to the surface of the band (See Fig. 1 b) and perpendicular to it (See Fig. 1c).
Results and discussion
The results of the short circuit imitation are shown in Fig. 2. Classical spherical fusion was obtained only in the case of the arrangement of a copper wire perpendicular to the steel band at a voltage of 24 V received from 6ST190 battery (See Fig. 2a). When using 51AH/280A and 60AH/330A batteries and the voltage of 12 V, the copper conductors destruction occurred without forming spherical fusion (See Fig. 2b and 2d). When applying perpendicular arrangement of the multifil-ament wire relative to the surface of the band, the wires were fused with complete burn-out of their fragments (See Fig. 2b).
When applying tangential arrangement of the multifilament conductor relative to the surface of the band,
the separate wires were fused to each other and to a steel plate. This effect was described in the work [7] and is called sticking. At the same time, the copper conductor wires were destroyed with characteristic signs of current overload in the immediate vicinity of the place of sticking. The craters and drops of molten metal on the surface of the steel band occur both in the case of a perpendicular and tangential arrangement of the conductor (See Fig. 2c and 2d). It should also be noted that at the moment of a short circuit, the filament of the electric lamp, which acted as a load, ceased to emit light. This fact in-
Fig. 3. Air gap that is equal to the thickness of the wire insulation and prevents the occurrence of a short circuit in the automobile electrical system
dicates that the consumer does not have enough power for functioning at the moment of short circuit.
It should also be noted that the air gap between the bare copper conductor and the steel band that is equal to the thickness of the conductor insulation (in this case its thickness is about 0.4 mm), prevents short-circuit, in spite of the fact that according to the scheme in Fig. 1 a, the voltage is maintained in the circuit by means of 51AH/280A battery and the filament of the electric bulb emits light (Fig. 3).
It was found out with the help of JSM-6390LV scanning microscope in the course of the morphological
Fig. 4. The surface of a copper conductor destroyed in the process of a short circuit at a voltage of 24 V (See Fig. 2a), at the increase of 35x (a) and 200x (b)
Table 1. Results of microanalysis of the section shown in Fig. 4b
Measurement point number Content of chemical element, % by mass
O Mg Al Mn Fe Cu Zn
Range 1 24.22 - 1.14 0.64 58.26 4.48 8.62
Range 2 29.64 1.17 1.92 - 6.66 21.18 37.10
Range 3 18.34 - 1.96 - 7.16 59.65 10.00
Range 4 1.96 - 2.88 - - 95.16 -
study of a fused fragment of copper conductor exposed to the short circuit with the voltage of 24 V received from 6ST190 battery (See Fig. 2a) that, in addition to the microporosity, there are chemical elements relating to the composition of the steel band on the surface of the spherical fusion (Fig. 4, Table 1).
As can be seen from Table 1, there are chemical elements such as Fe, Zn, Mn, inherent in steel band on the surface of spherical fusion. And iron on the surface
Fig. 5. The surface of a copper conductor destroyed in the process of a short circuit at a voltage of 12 V (See Fig. 2b), at increase of 37x (a), 200x (b) and 1300x (c)
Fig. 6. The surface of a steel strip with a copper conductor after a short circuit at 12 V (See Fig. 2c and 2d) at the increase of 60x (a) and 220x (b)
of copper is present fragmentarily, in the form of particles of a spherical shape. It should also be noted that the temperature of the electric arc process is higher than the peak firing temperature of a car, which is about 950 °C. Thus, the presence of chemical elements on the surface of the fused copper conductor, which previously was not in its composition, can be only explained by the electric arc process.
It was established in the process of the study of the copper conductor destroyed by short-circuiting at a voltage of 12 V (See Fig. 2b,Fig. 5) that separate conductors are fused together, micropores are observed on the fused surface (See Fig. 5b), as well as micro craters (See Fig. 5c).
Fig. 6 shows the results of the study of the destroyed surface of the steel band after a short circuit at a voltage of 12 V (See Table 2).
As can be seen from Fig. 6a and Table 2, there are observed spherical and drop-shaped particles of copper, as well as a fragment of irregular shape with craters, consisting of copper in the short-circuit area. There is a "crater" with flat floor on the surface of steel band (See Fig. 6b). The floor of the "crater" consists of iron
Table 2. Results of microanalysis of the section shown in Fig. 6a
Measurement point number Content of chemical element, % by mass
O Mg Al Mn Fe Cu Ca
Range 1 13.37 - - - 38.91 46.65 -
Range 2 28.90 - - - 51.70 17.26 -
Range 3 10.13 - - - 11.82 78.04 -
Range 4 19.20 - - - 69.59 9.91 -
Range 5 11.91 - - - 47.80 40.29 -
Range 6 27.73 0.69 0.80 0.36 59.35 7.50 0.38
Table 3. Results of microanalysis of the section shown in Fig. 6b
Measurement point number Content of chemical element, % by mass
O Cl Mn Fe Cu
Range 1 27.10 1.47 - 48.84 22.59
Range 2 15.96 1.96 - 72.17 9.92
Range 3 28.38 - - 50.42 21.20
Range 4 23.37 2.18 0.52 48.27 25.66
by 50-72 % (Table 3), and there are spherical and drop-shaped particles of copper along its edges.
In the terminology of microtracology, the factors listed above are microscopic traces that clearly demonstrate that the cause of the damage to both the steel band and the copper multifilament conductor was the electric arc process in the form of a short circuit.
In Fig. 2d it is shown the destruction of the copper conductor adhered to the steel band. If one side of the conductor is damaged as a result of a short circuit, the other side has been destroyed by current overload.
A stream pattern can be seen on the surface of the copper conductor, as the result of the current overload. According to RD 50-672-88 "Guidelines. Strength Calculations and Tests. Classification of Types of Metals Fractures", the stream pattern is an element of the structure of the cleavage facets surface, which is a system of convergent steps formed in the cleavage face as a result of the destruction of the bridges between fragile microcracks propagating along parallel, closely located crystallographic planes. The direction of merging of the cleavage steps in the stream pattern corresponds to the crack propagation direction. A particular case of a stream pattern is a fan-shaped pattern that occurs if the cleavage steps converge within the facet. It should be emphasized that the stream pattern is a sign of a fragile fracture.
The studied samples of copper multifilament conductors, as well the steel band were stored for 3 months (which exceeds the average time for investigating fires), in different conditions (indoors in the open air, indoors
Fig. 7. The nature of the fracture in the wire of a copper conductor with current overload at the increase of 160x (a) and 600x (b)
in a sealed package, in street conditions without water access in a liquid aggregate state (without immersion in water)). When comparing the samples, it is established that the identified traces are stable and are not prone to changes in the natural storage conditions (unless the traces are destroyed deliberately).
Thus, as a result of study by means of scanning microscopy method of fragments of the multifilament copper conductor and steel band exposed to a short circuit, the characteristic features are established that allow one to identify the process that led to their destruction.
In conclusion, it should be noted that, in I. D. Cheshko's opinion [10] the use of the results of instrumental research as an "intermediate product" in an expert fire investigation does not reduce their value as the most important source of objective information without which the conclusions about the cause of the fire will be unconvincing.
Conclusion
It has been proved that some features can be fixed on the fracture surfaces, including mass transfer that allow to identify the electric arc mechanism of damages
formation in an electrical circuit with a voltage of 12 or 24 V in the case of a short circuit between a multifila-ment copper conductor and a steel band imitating a car body part.
In particular, such traces as a "crater" with a flat floor and spherical and drop-shaped copper particles located on its edges on the surface of the steel body part are micro-traces of the electric arc process.
On the other hand, such features as microporosity, micro craters, spherical iron particles on the destruction surface of the destruction of a multifilament copper conductor are also traces of short circuit.
Thus, unlike the current overload in case of a short circuit in the automobile electrical system, the microscopic traces are paired and are displayed both on the copper conductor and on the car body part. This fact makes it possible to quite easily differentiate the copper conductor destruction mechanism. A short circuit is identified by mass transfer, i. e., by the presence of iron droplets on the fused surface of the copper conductor. The external high-temperature exposure is determined by the viscous nature of the fracture. In this case, the surface of the fracture in the wires of the copper conductor near the fusion has a cellular structure. Current overload is characterized by such features as the lack of mass transfer and the fragile nature of the fracture. At the same time, a stream pattern is observed on the surface of the fracture in the wires of the copper conductor near the fusion area.
It is shown that scanning microscopy can be used in studying fusions of copper conductors not only as an auxiliary method, but also as the main one in some cases.
Examples are given that a short circuit in an automobile electrical system with 51AH/280A and 60AH/330A rechargeable batteries often causes a sticking, fusing and burning out of separate wires of a copper multifilament conductor instead of a classical spherical fusion. The following facts are clearly illustrated:
• there is not enough capacity for work continuation for any consumer (including an electric bulb) at the moment of a short circuit in an automobile electric circuit;
• the air gap between the bare copper conductor and the car body part without a paint coating equal to the thickness of the insulation coating is sufficient for preventing a short circuit in the automobile electric system.
The present study found that the traces revealed on the destroyed surfaces of copper multifilament conductors exposed to short circuit at a voltage of 12 or 24 V in the electrical system, are stable and are not prone to changes in natural storage conditions (unless the traces are destroyed deliberately).
The obtained results can be used for expert examination of multifilament copper conductors taken from fire sites, as well as for establishing the mechanism of their damage and, ultimately, the causes of the vehicle's
fire. In its turn, the knowledge of the technical cause of the fire will make it possible to develop preventive measures and technical solutions aimed at its elimination.
REFERENCES
1. Brushlinskiy N. N., Sokolov S.V., Wagner P. Chelovechestvo ipozhary [Humaniti and fires]. Moscow, IPTs Maska Publ., 2007. 142 p. (in Russian).
2. Quintiere J. G. Fundamentals of fire phenomena. England, Chichester, John Wiley and Sons Ltd, 2006. DOI: 10.1002/0470091150.fmatter.
3. Beyler C., Carpenter D., Dinenno P. Introduction to fire modeling. Fire Protection Handbook. 20th ed. Quincy, National Fire Protection Association, 2008.
4. Severy D., Blaisdell D., Kerkhoff J. Automotive Collision Fires. SAE Technical Paper 741180, 1974. DOI: 10.4271/741180.
5. Katsuhiro Okamoto, Norimichi Watanabe, Yasuaki Hagimoto, Tadaomi Chigira, Ryoji Masano, Hito-shi Miura, Satoshi Ochiai, Hideki Satoh, Yohsuke Tamura, Kimio Hayano, Yasumasa Maeda, Jinji Suzuki. Burning behavior of sedan passenger cars. Fire Safety Journal, 2009, vol. 44, no. 3,pp. 301-310. DOI: 10.1016/j.firesaf.2008.07.001.
6. Nedobitkov A. I. Fractography of car electric circuit copper conductor fractures. Pozharovzryvobezopas-nost / Fire and Explosion Safety, 2016, vol. 25, no. 2, pp. 21-27. DOI 10.18322/PVB.2016.25.02.21-27 (in Russian).
7. Bogatishchev A. I. Comprehensive research of fire hazardous modes in mains ofelectrical equipment of vehicles. Cand. tech. sci. diss. Moscow, State Fire Academy of Emercom of Russia Publ., 2002. 269 p. (in Russian).
8. Cheshko I. D., Skodtaev S. V. Formation of electronic database expert researches of car fires. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta Gosudarstvennoyprotivopozharnoy sluzhby MChSRossii / Herald of Saint Petersburg University of State Fire Service of Emercom of Russia, 2016, no. 2, pp. 61-65 (in Russian).
9. Smelkov G. I., Czeshko I. D., Plotnikov V. G. Experimental modeling of fire-alarm emergency modes in electrical wires. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta Gosudarstvennoy protivopozharnoy sluzhby MChS Rossii / Herald of Saint Petersburg University of State Fire Service of Emercom of Russia, 2017, no. 3, pp. 121-128 (in Russian).
10. Cheshko I. D. Ekspertiza pozharov (obyekty, metody, metodiki issledovaniya) [Examination of fire (objects, methods, methods of research)]. Saint Petersburg, Saint Petersburg Institute of Fire Safety of Ministry of the Interior of Russian Federation Publ., 1997. 562 p. (in Russian).
11. Rossinskaya E. R. (ed). Sudebnaya ekspertiza: tipichnyye oshibki [Judicial examination: typical mistakes]. Moscow, Prospekt Publ., 2014. 544 p. (in Russian).
12. Smelkov G. I. Pozharnaya bezopasnost elektroprovodok [Fire safety of wirings]. Moscow, Cable LLC Publ., 2009. 328 p. (in Russian).
13. Delplace M., Vos E. Electric short circuits help the investigator determine where the fire started. Fire Technology, 1983, vol. 19, no. 3, pp. 185-191. DOI: 10.1007/bf02378698.
14. Babrauskas V. Arc beads from fires: Can 'cause' beads be distinguished from 'victim' beads by physical or chemical testing? Journal of Fire Protection Engineering, 2004, vol. 14, no. 2, pp. 125-147. DOI: 10.1177/1042391504036450.
15. Wright S.A., Loud J. D., Blanchard R. A. Globules andbeads: what do they indicate about small-diameter copper conductors that have been through a fire? Fire Technology, 2015, vol. 51, no. 5, pp. 1051-1070. DOI: 10.1007/s10694-014-0455-9.
16. Babrauskas V. Arc mapping: a critical review. Fire Technology, 2018, vol. 54, issue 3, pp. 749-780. DOI: 10.1007/s10694-018-0711-5.
17. Hoffmann D. J., SwonderE. M., BurrM. T. Arc faulting in household appliances subjected to a fire test. Fire Technology, 2016, vol. 52, issue 6, pp. 1659-1666. DOI: 10.1007/s10694-015-0556-0.
18. Kuan-Heng Liu, Yung-Hui Shih, Guo-Ju Chen, Jaw-Min Chou. Microstructural study on oxygen permeated arc beads. Journal of Nanomaterials, 2015, art. ID 373861. 8 p. DOI: 10.1155/2015/373861.
19. Lewis K. H., TempletonB. Morphological variation in copper arcs during post-arc fire heating. In: Proceedings of 3rd International Symposium on Fire Investigation Science & Technology. Sarasota, National Association of Fire Investigators, 2008, pp. 183-195.
20. Murray I., Ajersch F. New metallurgical techniques applied to fire investigation. In: Fire & Materials 2009. London, Interscience Communications Ltd., 2009, pp. 857-869.
21. Carey N. J. Developing a reliable systematic analysis for arc fault mapping. Ph. D. diss. Strathclyde, United Kingdom, University of Strathclyde, 2009.
22. Roby R. J., McAllister J. Forensic investigation techniques for inspecting electrical conductors involved in fire. Final Technical Report for Award No. 239052. Columbia, Combustion Science & Engineering, Inc., 2012.
Received 24 March 2018
For citation: Nedobitkov A. I. Specific features of short circuit in automobile electrical system. Po-
zharovzryvobezopasnost / Fire and Explosion Safety, 2018, vol. 27, no. 5, pp. 34-49 (in Russian).
DOI: 10.18322/PVB.2018.27.05.34-49.
CK У Издательство
«ПОЖНАУКА»
121352, г. Москва, а/я 43; тел./факс: (495) 228-09-03; e-mail: [email protected]
