Điều tra các vụ cháy tàu thuyền – Chương 3.3: Hệ thống Điện

Loạt bài “Điều tra các vụ cháy tàu thuyền”:

• Điều tra hiện trường sau hỏa hoạn với tàu thuyền
• Chương 2: điểm khởi phát và vết cháy
• Chương 3.1: xác định nguyên nhân cháy

Cơ bản về điện và nguyên nhân cháy từ hệ thống điện

Giới thiệu

Điều tra viên hỏa hoạn phải nắm kiến thức cơ bản của nhiều lĩnh vực để xác định đúng nguyên nhân vụ cháy. Điện là một lĩnh vực như vậy. Phần này giới thiệu thuật ngữ điện và cách hệ thống điện hoạt động. Phần này cũng nêu những dấu hiệu giúp nhận ra một vụ cháy do điện.

Gặp trường hợp khó giải thích, hoặc còn câu hỏi chưa có lời đáp, hãy nhờ chuyên gia điện hàng hải hoặc kỹ sư điện chuyên nghiệp hỗ trợ.

Một số chuyên gia điện cho rằng điện không thể gây hỏa hoạn. Tuyên bố này không chính xác. Tuy vậy, nhiều vụ cháy đã bị điều tra viên kết luận sai là do điện. Hệ thống điện trở thành nguyên nhân “bao biện” khi không tìm ra nguyên nhân nào khác và hệ thống điện bị hư hại nặng do cháy.

Điện có thể và đã gây ra cháy nổ. Muốn kết luận như vậy, phải có các dấu hiệu cụ thể chứng minh. Không bao giờ dựa vào một dấu hiệu duy nhất để xác định nguyên nhân do điện.

Các thuật ngữ cơ bản

Mỗi điều tra viên hỏa hoạn cần nắm các thuật ngữ điện cơ bản sau.

Điện là dòng chảy của các electron dưới tác dụng của chênh lệch điện thế giữa hai điểm trên một vật dẫn. Mọi vật chất đều gồm các phân tử, và phân tử gồm các nguyên tử. Hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương (proton và neutron). Các electron mang điện tích âm quay trên quỹ đạo quanh hạt nhân.

Electron và khả năng di chuyển của chúng quyết định tính dẫn điện của vật liệu. Điện tích giống nhau (+ và +, hoặc – và -) thì đẩy nhau. Điện tích khác nhau (+ và -) thì hút nhau.

Có dòng điện là có từ trường. Đây là nguyên lý cơ bản của động cơ điện. Ngược lại, vật dẫn di chuyển trong từ trường sẽ sinh ra dòng điện trong vật dẫn đó. Đây là nguyên lý cơ bản của máy phát điện.

Nhiệt và từ trường đều không thể biến mất hoàn toàn trong mạch điện. Người ta có thể thiết kế mạch sinh ra phần lớn là nhiệt (như lò nướng) hoặc phần lớn là từ trường (như động cơ).

Dòng điện cũng sinh nhiệt. Các electron di chuyển trong vật dẫn liên tục va chạm nhau và sinh nhiệt. Dòng điện càng lớn, nhiệt sinh ra càng cao. (Kirk’s Fire Investigation, tái bản lần 2, trang 173).

Đơn vị điện

Điện có bốn đơn vị cơ bản.

Dòng điện đi qua vùng có điện trở sẽ tạo ra nhiệt. Mọi mạch điện đều có một lượng điện trở nào đó. Điện trở quá cao có thể làm nhiệt độ tăng đủ để bắt cháy vật liệu dễ cháy ở gần. Điện trở trong mạch có thể do:

• Vật dẫn bị chèn ép.
• Vật dẫn bị xoắn hoặc bị quấn lại.
• Dây điện bị uốn cong quá mức.
• Kết nối điện bị lỏng lẻo.

Mỗi trường hợp trên đều tiềm ẩn nguy cơ gây cháy.

Mỗi thiết bị điện đều có mức năng lượng tiêu thụ nhất định, biểu thị bằng watt (W). Thiết bị sinh nhiệt có công suất cao hơn thiết bị không sinh nhiệt. Thiết bị sinh nhiệt gồm máy sấy tóc, máy uốn tóc, máy pha cà phê, lò nướng bánh mì, chăn điện,… Thiết bị không sinh nhiệt gồm đài radio, đồng hồ, đèn bàn,…

Các thiết bị lớn cũng tiêu thụ nhiều điện hơn. Đó là tủ lạnh, lò vi sóng, máy điều hòa, máy rửa chén, máy giặt,… Bảng dưới đây liệt kê các thiết bị phổ biến cùng công suất tiêu thụ ước chừng.

Dòng điện tiêu thụ của đầu báo khói không dây là 30 mA. Dòng điện của đầu báo nhiệt là 25 mA.

Tác động của điện

Điện có bốn tác động. Ba trong số đó sinh nhiệt và có thể dẫn đến bén lửa.

Điều tra các vụ cháy xuất phát từ điện

Phần này giúp điều tra viên nhận ra các dấu hiệu của đám cháy có nguồn gốc từ điện. Một dấu hiệu duy nhất không đủ để kết luận cháy do điện. Phải chứng thực dấu hiệu đó bằng các điều kiện khác đã tạo ra tình huống ấy. Điều tra viên cũng phải xác định điều kiện vật lý về điện hiện hữu là nguyên nhân hay là kết quả của đám cháy.

Nghi cháy do điện thì phải xác định chính xác thiết bị gây bắt lửa. Cần ghi rõ: tên nhà sản xuất, số model, số sê-ri, điện áp và đánh giá dòng điện. Cần ghi cả việc thiết bị đã được cơ quan chức năng kiểm nghiệm chưa.

Hệ thống và thiết bị điện có nhiều cách sinh nhiệt. Chúng gồm dòng điện hồ quang và tia lửa điện, các kết nối bị đốt nóng và vật dẫn quá tải. Cần xác định cẩn thận dạng nhiệt đã gây bắt lửa. Sau đó nhận diện vật liệu đã bắt cháy.

Ba yếu tố cơ bản về nguyên nhân cháy xuất phát từ điện là thiết bị liên quan, dạng nhiệt năng gây lửa và vật liệu bốc cháy đầu tiên. Chúng được xem là bằng chứng trực tiếp. Bằng chứng gián tiếp hỗ trợ điều tra và kết nối ba yếu tố này lại với nhau.

Kiểm tra cầu chì, cầu dao và bảng điện

• Kiểm tra cầu chì có đúng kích thước, đúng loại và còn hoạt động không.
• Cầu dao đã ngắt điện cần được tháo khỏi thanh dẫn động. Kiểm tra kỹ dấu hiệu rỗ hoặc hồ quang ở điểm tiếp xúc kim loại.
• Kiểm tra bằng chứng hồ quang giữa các cầu dao hoặc dọc các bộ phận kết nối.
• Kiểm tra kết nối các bộ phận bên trong hộp cầu chì. Tìm dấu vết dụng cụ, vì có thể có can thiệp hoặc sửa chữa gần đây. Tìm kết nối dây lỏng lẻo có thể đã sinh nhiệt quá mức.
• Kiểm tra bảng chuyển mạch chính và bảng phân phối để tìm bằng chứng sự cố điện trước đó. Xem có cầu chì bị hỏng hoặc bị bỏ đi trong hoặc trên bảng phân phối không.

Hãy tìm dấu hiệu cố tình thay đổi thiết bị bảo vệ quá dòng trong hộp cầu chì. Một số ví dụ về can thiệp vào các thiết bị này:

• Đặt một đồng xu phía sau cầu chì.
• Cắt một dải từ các ren vít kim loại và uốn xuống đầu kim loại ở chân cầu chì.
• Bọc cầu chì bằng giấy bạc.
• Thay cầu chì bằng phích cắm vặn vít.
• Đặt một cái ghim hoặc đinh ghim vào các lỗ của ổ cắm.
• Bỏ qua cầu chì loại hộp bằng cách bọc giấy bạc, đóng đinh xuyên qua chiều dài của hộp, hoặc thay bằng thanh kim loại hoặc ống đồng.

Kiểm tra bên trong bảng điều khiển. Các dây dẫn bên trong bảng phân phối có thể cho thấy dấu hiệu hồ quang hoặc hoạt động điện khác đã diễn ra. Hạt đồng hoặc nhôm tan chảy bám vào thành bên trong hộp bảng thường cho thấy có hồ quang.

Nếu cần, hãy tháo toàn bộ hộp bảng phân phối một cách an toàn. Quan sát dấu hiệu của nhiệt ở mặt sau hộp bảng hoặc khu vực gắn hộp. Đây là khu vực được bảo vệ nên ít hư hỏng.

Kiểm tra các khu vực không bị hư hại

Điều tra viên nên theo dõi mọi dấu hiệu của công việc hoặc sửa chữa điện thiếu chuyên môn. Cần kiểm tra các điểm sau:

• Tấm che bị thiếu trên hộp nối, ổ cắm điện hoặc công tắc trên vách ngăn.
• Kết nối lỏng lẻo hoặc mối nối không đúng cách. Chúng có thể tạo điện trở cao và do đó tạo ra nhiệt.

Đánh giá hệ thống điện

Hãy đánh giá toàn bộ hệ thống điện. Xác định xem đã có sửa chữa tạm thời hoặc bổ sung nào vào hệ thống chưa. Điều tra viên cần trả lời các câu hỏi sau bằng quan sát của mình:

• Có đủ số lượng và vị trí đặt ổ cắm thích hợp không?
• Có dùng dây nối dài hoặc dây thả quá mức hoặc không an toàn không?
• Có bộ điều hợp khối hoặc hình bạch tuộc trong các ổ cắm không? Nếu có, chúng có bị quá tải không?

Hãy thể hiện các phép tính (Định luật Ôm) chỉ ra việc dùng sai hoặc quá tải mạch điện. Điều này giúp xác minh phát hiện của bạn.

Dùng sai hệ thống điện chưa chứng minh được cháy do điện. Nhưng dấu hiệu đó giúp củng cố nỗ lực điều tra.

Hãy tháo rời và kiểm tra mọi hệ thống dây điện và ổ cắm tại hoặc gần nơi bắt đầu đám cháy. Tìm bằng chứng về hồ quang hoặc quá nhiệt.

Kiểm tra mọi mạch nhánh liên quan, gồm hộp nối, công tắc, ổ cắm, dây nguồn và thiết bị. Kiểm tra dọc toàn bộ mạch, từ bảng dịch vụ đến cuối mạch nhánh. Việc này có thể xác nhận thông tin của điều tra viên hoặc loại bỏ nguyên nhân do điện.

Sự cố hệ thống điện

Manh mối và nguyên nhân

Một dấu hiệu trục trặc điện duy nhất không đủ để xác định cháy do điện. Dấu hiệu hư hỏng cần được xác thực rõ ràng về nguyên nhân vật lý và các điều kiện cần thiết có liên quan. Không xác nhận được các dấu hiệu thì không nên xác định nguyên nhân cháy là do điện.

Điều kiện vật lý tại hiện trường có vai trò manh mối. Chúng có thể do lửa từ nguyên nhân khác, không phải do điện. Không hoàn toàn bắt buộc, nhưng cần có một số bằng chứng gián tiếp cho thấy cháy xảy ra do hệ thống điện bị lão hóa hoặc hư hỏng. Ví dụ về bằng chứng gián tiếp:

• Hệ thống hoặc các bộ phận cấu thành đã dùng sai hoặc lắp đặt không đúng cách.
• Một tai nạn đã xảy ra.
• Sản phẩm bị lỗi.

Hồ quang và tia lửa

Có nhiều cách tạo ra hồ quang và tia lửa. Một số là kết quả của việc vận hành thiết bị và công tắc điện. Tia lửa nhỏ khi bật công tắc đèn chính là hồ quang. Sự cố, trục trặc hoặc hư hỏng trong hệ thống hoặc thiết bị điện cũng có thể gây hồ quang.

Tĩnh điện là một ví dụ khác. Ví dụ, một người xáo chân trên thảm rồi chạm vào vật dẫn điện khác và gây ra tia lửa. Sét là một dạng hồ quang tự nhiên.

Nhiệt độ của tia lửa dao động từ 2.000 °F đến 7.000 °F (1.093 °C đến 3.871 °C). Hồ quang điện có thể làm vật bằng kim loại, như dây dẫn bằng đồng, tan chảy. Nó bắn các hạt nóng ra một khu vực rộng. Hạt nóng chạm vật liệu dễ cháy thì khả năng cháy rất cao.

Hồ quang bình thường xảy ra khi đám cháy tấn công dây dẫn và thiết bị điện đang hoạt động. Chỉ có hư hỏng do hồ quang là chưa đủ để xác định ngọn lửa do hồ quang gây ra. Điều tra viên có thẩm quyền phải phân biệt được cháy do hồ quang với cháy bắt nguồn từ hồ quang.

Điều kiện để xác định hồ quang bình thường gây cháy

• Chứng minh được có hỗn hợp dễ bắt lửa của không khí với khí, hơi hoặc bụi dễ cháy. Hỗn hợp này nằm trong hệ thống điện hoặc thiết bị không được thiết kế cho môi trường cháy nổ như vậy.
• Thiết bị điện được cấp điện và đang hoạt động khi bén cháy.
• Hiện trường có dấu hiệu hỏa hoạn hoặc vụ nổ điển hình cho vật liệu bị đốt cháy.
• Đã loại trừ mọi nguồn cháy khác.

Hoạt động bất thường, hoặc lỗi do hư hỏng hệ thống hoặc thiết bị điện, có thể tạo ra hồ quang bất thường.

Dấu hiệu cháy do hồ quang bất thường

• Lỗ thủng nóng chảy trong vỏ kim loại của thiết bị hoặc đường dây điện.
• Lỗ thủng trong ống kim loại hoặc lá chắn bảo vệ của cáp BX, thường ngay vị trí hồ quang.
• Một phần chất cách điện trong thiết bị hư hỏng ở khu vực tiếp giáp các bộ phận đang cấp điện. Các chất cách điện khác không bị hư hỏng theo cùng cách.
• Thiết bị điện bị lệch hoặc biến dạng phù hợp với hư hỏng do lửa. Đây có thể là dấu hiệu của dòng điện lớn.
• Tủ điện phồng lên, biến dạng do áp suất bên trong.
• Dây điện nóng chảy không phù hợp với nhiệt độ do lửa gây ra.

Điều kiện để xác định hồ quang bất thường là nguyên nhân gây cháy

• Phải có tác động bên ngoài gây ra hồ quang. Ví dụ: hư hỏng do va đập, nước bắn vào bộ phận mang điện, hoặc chất dẫn điện tiếp xúc với thiết bị. Điện áp trong hệ thống nhà ở, thương mại nói chung sẽ không tự gây hồ quang.
• Mạch hoặc thiết bị khả nghi phải có điện và có dòng điện chạy qua. Dòng điện có thể do vận hành thiết bị, dụng cụ thông thường. Nó cũng có thể do “rò rỉ”: điện không đi theo đường dẫn được thiết kế (lỗi nối đất) mà đi qua vật liệu (nước, bụi…)
• Lỗi điện nhỏ hoặc lỗi không liên tục thường không kích hoạt cầu chì hoặc bộ ngắt mạch. Nhưng chúng có thể đủ nhiệt để gây cháy.
• Hồ quang phải xuất hiện trong khu vực cháy bắt nguồn, có vật liệu dễ cháy. Ví dụ: tia lửa do hồ quang nóng có thể đốt cháy giấy báo. Nó không có khả năng đốt cháy sàn gỗ hoặc khung gỗ.
• Hồ quang kéo dài đủ lâu để đốt cháy vật liệu bị nghi ngờ.
• Đã loại trừ mọi nguồn gây cháy khác.

Nhiệt độ cao sinh ra từ các điểm đấu nối

Bất cứ khi nào một dây dẫn nối với dây dẫn khác hoặc với thiết bị đầu cuối đều có thể sinh nhiệt. Một kết nối đúng cách phải đáp ứng các điều kiện sau:

• Vật liệu tương thích và sạch sẽ.
• Được giữ chắc chắn.
• Diện tích tiếp xúc đủ để cung cấp điện trở thấp cho dòng điện.

Một tiếp điểm tốt chỉ sinh ra lượng nhiệt rất nhỏ. Với kết nối làm kém hoặc bị hư hỏng, dòng điện an toàn bình thường chạy lâu có thể làm nóng kết nối. Nhiệt đó đủ đốt cháy vật liệu dễ cháy thông thường, gồm lớp cách điện dây nhựa hoặc đầu nối vặn.

NFPA 70, Bộ luật Điện Quốc gia, yêu cầu mọi kết nối phải nằm trong hộp nối, tủ hoặc hộp đầu cuối đã được phê duyệt. Hộp phải có nắp đậy tại chỗ. Các lỗ mở không dùng phải được đóng kín hiệu quả.

Yêu cầu về vỏ bọc phục vụ nhiều mục đích:

• Bảo vệ kết nối.
• Tách các kết nối khỏi vật liệu dễ cháy.
• Hạn chế oxy (chống cháy) và ngăn chặn các vật liệu quá nóng.
• Bảo vệ các bộ phận mang điện khỏi tiếp xúc vô tình với vật liệu dẫn điện khác.

Một kết nối quá nóng có thể tiếp tục xấu đi và trở thành lỗi hồ quang. Nó cũng có thể bắt lửa vật liệu dễ cháy liền kề, như lớp cách điện dây nhựa, trước khi bị phát hiện.

Bề mặt tiếp xúc lỏng trong công tắc hoặc trong đầu cầu chì cũng là nguy cơ nóng lên tương tự kết nối quá nóng.

Dấu hiệu cháy do kết nối điện quá nóng

• Các bộ phận điện khả nghi có dấu hiệu nóng cục bộ.
• Bề mặt dây, thiết bị đầu cuối hoặc đầu nối bị biến màu, rỗ hoặc xói mòn. Trong hệ thống lắp đặt tốt, các bề mặt này được bảo vệ khỏi hư hỏng do cháy.
• Than hình thành sâu hơn ở vị trí vỏ điện tiếp xúc bề mặt đỡ dễ cháy. Thông thường, vỏ điện hoặc bộ phận thiết bị tạo một mức bảo vệ (khu vực được bảo vệ) khỏi đám cháy bên ngoài.
• Một phần hoặc toàn bộ kết nối bị hư hỏng. Các kết nối khác trong cùng vỏ bọc vẫn nguyên vẹn hoặc chỉ hư hỏng nhẹ.
• Rỗ, ăn mòn hoặc xuống cấp cục bộ ở nơi bắt lửa trên các bộ phận kim loại vốn không được cấp điện của hệ thống điện.

Có hai điều kiện cần thiết để phát sinh cháy từ kết nối điện quá nóng.

Thứ nhất, dòng điện phải chạy ngay tại hoặc qua điểm kết nối khả nghi. Điều này không phải lúc nào cũng rõ ràng. Một ổ cắm không dùng có thể là điểm kết nối cho tải hạ lưu.

Kết nối có điện nhưng chưa nóng cho đến khi dòng điện chạy để vận hành thiết bị. Dòng điện cũng có thể bị lỗi khi đang tải, hoặc do lỗi từ điểm kết nối khả nghi.

Thứ hai, vật liệu dễ cháy phải ở gần các kết nối hoặc vỏ bọc.

Dây điện quá nóng

Dòng điện chạy trên dây dẫn thì luôn sinh nhiệt. Mức điện áp cho phép của dây dựa trên các yếu tố sau:

• Nhiệt độ định mức và loại dây.
• Loại kim loại và đường kính của dây.
• Số lượng dây dẫn.
• Dây nằm trong vỏ kín hay để ngoài không khí.

Thiết bị bảo vệ quá dòng có thể không phù hợp với mạch, bị trục trặc hoặc bị lỗi. Khi đó, rất dễ xảy ra dòng điện quá lớn trong mạch nhánh.

Chỉ số của đám cháy do dây điện quá nóng

• Lớp cách điện bị hư hỏng do nhiệt bên trong, suốt chiều dài mạch từ điểm quá tải hoặc lỗi quay về thiết bị bảo vệ quá dòng. Điều này xảy ra nếu lỗi gây dòng điện đáng kể (ampe) vượt công suất định mức của dây dẫn trước khi thiết bị bảo vệ quá dòng hoạt động.
• Bằng chứng nóng bên trong: lớp cách điện lỏng lẻo, chảy xệ, phồng rộp hoặc cháy dọc toàn bộ chiều dài mạch nhánh. Độ tin cậy rằng lỗi này gây cháy tăng đáng kể nếu các mạch nhánh lân cận không có hư hỏng tương tự.
• Cầu chì hoặc bộ ngắt mạch bị lỗi, giả mạo, sửa đổi hoặc không phù hợp với mạch nghi ngờ. Chúng có thể góp phần gây quá nhiệt và làm hỏng lớp cách điện sau đó.
• Có nhiều điểm bắt nguồn do cháy dọc theo mạch bị nghi ngờ.
• Cháy bên trong các lỗ mà mạch nghi ngờ đi qua, hoặc tiếp xúc với các bộ phận kết cấu bằng gỗ.

Để dây quá nóng gây cháy, cần có các điều kiện sau:

• Có dòng điện trong dây dẫn nghi ngờ.
• Tình trạng quá tải hoặc lỗi cho phép dòng điện chạy quá mức.
• Có vật liệu cháy phù hợp tại nơi bắt nguồn cháy.

Ảnh hưởng đến dây dẫn do trục trặc điện

Hồ quang trên dây dẫn luôn để lại dấu đặc trưng tại điểm hồ quang. Dấu hồ quang có thể phân biệt với dấu cơ học và dấu tan chảy trong lửa. Dấu hồ quang là một điểm riêng biệt. Có thể có nhiều dấu hồ quang gần nhau.

• Dấu vết là khu vực kim loại bị nóng chảy. Đó có thể là khoang trơn hoặc khoang có vết lồi lõm. Đôi khi các khoang nhỏ thô, với nhiều chỗ nhô ra nhỏ.
• Bên cạnh vết hồ quang, bề mặt dây không bị tan chảy. Nếu dây bị trần lúc hồ quang, có thể có hạt kim loại nóng chảy bắn lên bề mặt gần đó.
• Hồ quang có thể để lại lỗ trên dây hoặc làm đứt dây. Đầu dây bị đứt có thể bị nóng chảy hoặc kết thành hạt.

Hồ quang điện nhìn chung khá giống nhau, dù trong dây đồng hay nhôm. Tuy vậy, hồ quang trong dây nhôm có thể chỉ để lại những khối nhôm nóng chảy, không có các đặc điểm thường thấy ở dây đồng.

Hồ quang trong dây nhôm xoắn thường gặp ở dây đèn hoặc dây nối dài. Hồ quang này thường tạo hạt tại điểm tách, thay vì tạo xoang.

Hồ quang bên trong hộp nối hoặc vỏ kim loại khác thường để lại các giọt kim loại nhỏ xung quanh bên trong hộp.

Nhiệt bên ngoài tác động

Khi có nhiệt bên ngoài tác động lên dây, thường phân biệt được sự nóng chảy do lửa với vết hồ quang. Lý do là lửa ảnh hưởng đến một khu vực rộng hơn.

Dây đồng nóng chảy do cháy cho thấy các hiện tượng sau, theo thứ tự. Bề mặt oxy hóa nhẹ, rồi biến dạng. Sau đó hình thành bong bóng, rồi kim loại chảy thành dòng.

Trong một số điều kiện, dòng đồng nóng chảy để lại bề mặt nhẵn với phần cổ mỏng, hạt và đầu nhọn. Đôi khi gọi hiện tượng này là “sương đá”.

Đặc trưng của dây đồng là tan chảy trên bề mặt và phần lõi không tan chảy. Mức nóng chảy của dây đồng do cháy phụ thuộc thời gian cháy, vị trí của dây và hệ thống bảo vệ của dây.

Dây nhôm có biểu hiện nóng chảy khác dây đồng. Nhôm đôi khi đột ngột rơi ra vì nóng chảy ở toàn bộ lõi dây. Dây đồng thì có lõi không nóng chảy.

Lửa có thể xóa sạch vết hồ quang, hoặc mọi đặc điểm có từ lúc đám cháy bắt đầu. Không thấy dấu hiệu đặc trưng trên dây nóng chảy trong lửa chưa chắc là không có hồ quang. Đây là vấn đề lớn với dây nhôm, vì nó tan chảy ở nhiệt độ tương đối thấp.

Quá nóng hoặc quá dòng

Dòng điện quá lớn (quá dòng) làm tan chảy dây dẫn thì dây có xu hướng tan chảy hoàn toàn và dọc theo dây cùng một lúc. Khi dây dẫn cuối cùng tách ra, dòng điện dừng lại và dây nguội đi. Thường có sự lệch ở vị trí dây bắt đầu rơi ra khi dòng điện ngừng. Hiệu ứng này có thể thấy trong dây đồng, nhôm hoặc mọi loại dây khác.

Tìm thấy bằng chứng quá dòng thì cần kiểm tra cầu chì hoặc bộ ngắt mạch. Bằng chứng quá dòng gồm chỗ uốn lượn, chảy xệ hoặc lớp cách điện bị nóng trên các khu vực không cháy. Dấu vết hồ quang có thể cho thấy mạch đã được cấp điện trước và trong khi cháy.

Các hồ quang nhỏ, riêng lẻ khó gây cháy, trừ khi có nhiên liệu rất dễ bắt lửa. Hồ quang lớn, như trong thiết bị nguồn chính, có thể dễ dàng gây cháy.

Có thể phân biệt vết hoặc điểm trầy xước cơ học trên dây bằng hình dạng hoặc các đường vân xước. Một sợi dây bị bứt bởi đinh, cưa hoặc phương tiện khác nhưng không đứt sẽ không sinh đủ nhiệt để gây cháy ở cường độ dòng điện cho phép. Điều này đúng nếu không gây đoản mạch hoặc nối đất.

Mất cân bằng sóng hài

Phát triển mới nhất về tác nhân gây cháy do điện là quá nhiệt do một hiện tượng điện tử. Ta gọi hiện tượng này là mất cân bằng sóng hài.

Tình trạng này phổ biến ở các tòa nhà văn phòng có thiết bị điện tử như máy tính, máy fax, máy photocopy,…

Nó cũng gặp ở hệ thống chiếu sáng đèn huỳnh quang dùng chấn lưu điện tử. Nhà máy thường dùng động cơ ba pha và động cơ tốc độ thay đổi, cũng cần chú ý khi xét cháy do mất cân bằng sóng hài. Tàu hiện đại dùng nhiều thiết bị văn phòng điện tử như trên đất liền. Vì vậy điều tra viên nên cảnh giác với trường hợp này.

Cháy do điện hiếm khi bắt đầu trong dây không bị hư hỏng hoặc không bị gián đoạn. Đám cháy thường bắt đầu từ dây bị hư hỏng.

Mất cân bằng sóng hài là gì? Nguồn điện cấp cho thiết bị văn phòng hoặc động cơ nhỏ thường là 120 volt, ở 60 chu kỳ/giây, và là dòng điện xoay chiều (AC). Khi vào thiết bị, dòng điện đi qua bộ chuyển đổi để thành dòng một chiều (DC).

Nhờ vậy các linh kiện điện tử bên trong thiết bị, như tụ điện, điốt, điện trở,… hoạt động bình thường.

Như đã biết, trong mạch điện xoay chiều, dòng điện vào mạch trên dây “nóng” và trở về trên dây “nguội”. Dòng một chiều không có dây trung tính. Khi dòng một chiều được chuyển đổi trở lại thành dòng xoay chiều, dòng điện dư thừa gây ra hiện tượng quá nhiệt.

Các mạch điện ở Bắc Mỹ hoạt động ở 60 chu kỳ mỗi giây (60 Hz). Các chu kỳ này tạo thành một sóng hình sin, quan sát được trên máy hiện sóng. Nếu sóng hình sin 60 chu kỳ này liên tục, các sóng hài đạt sự cân bằng.

Thiết bị văn phòng hiện đại tạo ra dòng điện dư thừa. Dòng này tạo sóng hình sin không đều, và gây mất cân bằng sóng hài.

Mất cân bằng sóng hài có thể làm máy biến áp hoặc dây dẫn pha trung tính quá nhiệt. Nếu thiết bị bảo vệ quá dòng không hoạt động, chúng có thể gây cháy. Khi xảy ra trong động cơ điện ba pha tốc độ thay đổi, nó có thể làm động cơ bị cháy.

Cách xác định hiện tượng mất cân bằng sóng hài

Nếu thấy có cháy do mất cân bằng sóng hài, hãy xác định bằng các câu hỏi sau:

1. Trước đây có sự cố vấp bộ ngắt mạch không rõ nguyên nhân không?
2. Đã có phàn nàn về “mùi khét hoặc quá nhiệt” chưa?
3. Gần đây có sự cố với chính thiết bị đó không?

Công cụ và công thức có thể xác minh sự mất cân bằng sóng hài đã xảy ra. Tuy vậy, tốt nhất là nhờ chuyên gia xác thực phát hiện của bạn. Hãy nhờ thợ điện hàng hải hoặc kỹ sư điện có trình độ chuyên môn.

Tóm tắt

Các nguyên nhân chính gây hỏa hoạn gồm:

• Thiết bị sưởi.
• Thiết bị nấu nướng.
• Hút thuốc.
• Chất lỏng dễ cháy.
• Khí đốt.
• Ngọn lửa / tia lửa.
• Gia nhiệt tự phát.
• Cháy ở nhiệt độ thấp.
• Sét.
• Sự cố điện.

Xác định nguyên nhân cháy đòi hỏi phải xác định được các điểm sau:

• Thiết bị hoặc dụng cụ liên quan.
• Sự hiện diện của nguồn đánh lửa chính xác.
• Loại và hình thức vật liệu bị đánh lửa đầu tiên.
• Hoàn cảnh và hành động góp phần tạo nên mọi yếu tố trên.

Tài liệu tham khảo

• Alternative Heater Fires: A Critical Review of Safely Issues. Emmitsburg, MD: United States Fire Administration, 1987.
• Brannigan, Francis, ed. Fire Investigation Handbook. Washington, DC: National Bureau of Standards, 1980.
• DeHaan, John D. Kirk’s Fire Investigation, 3rd Ed. New Jersey: Brady, 1991.
• Final Report on the Portable Heater Project. Washington, DC: Consumer Product Safety Commission, 1987.
• Fire Protection Handbook, 17th Ed. Quincy, MA: National Fire Protection Association, 1991.
• Hansen, Arthur H. “Lightning.” Unpublished paper.
• Kaufman, John, ed. IFS Lighting Handbook. New York: Illuminating Engineering Society, 1972.

Chủ đề: Kiến thức an toàn cháy