1.1.3. Дифференциация первичного и вторичного кз

алюминиевых проводников

Визуальный осмотр оплавленных алюминиевых проводов практически не дает информации, позволяющей дифференцировать первичное и вторичное КЗ. Решение вопроса возможно только в результате инструментальных исследований. Как и при анализе медных проводов, основными методами являются рентгеноструктурный анализ и металлография. Последний метод наиболее информативен и в ряде случаев он один позволяет дифференцировать первичное и вторичное КЗ. Учитывая изложенные выше (см. исследование медных проводов) соображения, начинать лучше с рентгеноструктурного анализа. А для отдельных проводников, по которым РСА не дал однозначного результата, применять затем метод металлографии.

Рентгеноструктурный анализ

Для алюминиевых проводников он, как отмечалось выше, проводится фотометодом.

Рис. 2.6. Дифракционные картины первичного КЗ на алюминиевом проводнике

При расшифровке рентгенограмм рекомендуется основное внимание обращать на анализ дифракционной картины на малых углах отражения. Если на этих углах наблюдаются радиально вытянутые пятна различных размеров (так называемый эффект астеризма дифракционных пятен), предполагается, что имело место первичное КЗ (рис. 2.6) [3].

Наличие отдельных, хаотично расположенных, крупных дефектов свидетельствует о полностью прошедшей рекристаллизации и оплавление не следует вообще рассматривать как результат КЗ. При наличии дефектов, вытянутых в направлениях по дугам окружностей, сходящихся в отверстии пленки, установление момента возникновения КЗ по данным рентгеновского анализа невозможно. Необходимо применять металлографию или анализ на углерод [11].

Металлография

При первичном КЗ на шлифе в месте оплавления обнаруживается зона вытянутых столбчатых зерен; газовые раковины и поры отсутствуют. Для вторичного КЗ характерна равноосная литая структура, часто сопровождаемая газовыми раковинами и порами.

Метод оказывается информативным и применяется только в случае, если нагрев провода в ходе пожара не превышал 600 ⁰С [11].

Элементный анализ

Кроме металлографии, для решения вопроса о первичности (вторичности) КЗ на алюминиевых проводах еще в 70-х годах было предложено использовать элементный анализ на углерод [1-3]. Как известно, расплавленный алюминий активно взаимодействует с окислами углерода, присутствующими в атмосфере, в результате чего содержание углерода в сплаве повышается [15]. В атмосфере пожара концентрация двуокиси углерода и окиси углерода (угарного газа) в газообразных продуктах сгорания многократно выше, чем в нормальной атмосфере. Поэтому при первичном КЗ содержание углерода в зоне оплавления провода оказывается значительно меньше, чем при вторичном.

Критерием первичного КЗ (по Г.И.Смелкову) является содержание углерода в месте оплавления 0,012-0,015 % и менее, вторичного КЗ - 0,045-0,05 % и более [1-3]. Практически те же граничные значения содержания углерода (менее 0,02-0,03 % - первичное КЗ; более 0,05-0,06 % - вторичное) приводятся в [8].

В [1,2] указывается, что исследования по данному методу проводятся для проводов сечением до 4 мм², проложенных открыто и подвергавшихся воздействию температуры не более 400 ⁰С. Такая температурная граница достаточно серьезно ограничивает сферу применения рассматриваемого метода. Получается, что исследовать можно только провода с оплавлениями, по месту расположения которых горения практически не было, либо оно было ликвидировано на начальной стадии. Понятно, что такие ситуации достаточно редки. Напомним, что для металлографического метода исследования алюминиевых проводников верхняя граница работоспособности метода, не намного, но все же выше - 600 ⁰С [11].

Сводный перечень критериев дифференциации оплавлений алюминиевых проводников по данным [11] приведен в таблице 2.3.

Таблица 2.3