12.2.1. Исследование электрочайников

Электрочайники современной конструкции, как правило, имеют трубчатые электронагревательные элементы (ТЭНы) непосредственно в объеме нагреваемой воды, ближе к днищу.

При выкипании воды происходит оголение ТЭНа, перегрев его, деформация и, как следствие, замыкание спирали ТЭНа на корпус. В этой ситуации часто возникает КЗ с образованием дуги, проплавлением оболочки и разбрызгиванием раскаленных частиц металла - потенциальных источников зажигания.

Приведем в качестве примера описание двух экспериментов, проведенных упоминавшейся выше Красноярской ИПЛ с чайниками отечественного производства.

1. Чайник завода "Красный Выборжец" мощностью 1 кВт. Через 1 час 23 минуты после включения в сеть чайника, наполненного 2 л воды, оголилась верхняя часть ТЭНа, произошло короткое замыкание, загорелась дуга, что, в конечном счете, привело к расплавлению сердечника и оболочки ТЭНа. Внутри корпуса чайника после эксперимента обнаружили множество капель металла диаметром 2-8 мм.

2. Чайник завода "Металлоштамп",(800 Вт; 2,5л). В чайник залили 1 л воды. Через 41 мин, когда уровень воды опустился ниже резиновых уплотнительных прокладок в месте прохода вывода ТЭНа через корпус, прокладки задымили и через 9 минут загорелись. ТЭН упал на дно чайника и через 1 час 25 минут возникло КЗ и электрическая дуга. Это привело к подплавлению нагревательного элемента и надетой на него латунной гайки. Последняя находилась вне чайника и расплавленные капли с нее свободно падали на подставку (то есть создалась явная пожароопасная ситуация).

На основании экспериментов и исследования реальных пожаров можно сформулировать следующие признаки работы электрического чайника в аварийном режиме (рис.12.3):

- наличие проплавлений трубки ТЭНа или разрушений ТЭНа ;

- следы дугового режима- локальные оплавления (проплавления) корпуса и (или) отдельных деталей чайника (если он металлический);

- застывшие капли (брызги металла).

Эти признаки являются признаками работы в аварийном режиме. Но аварийный режим - это еще не пожар. И, чтобы доказать, что именно этот аварийный режим явился причиной пожара, необходимо:

а) показать путем отвода прочих версий, что только данный аварийный процесс мог привести к появлению источника зажигания в данной очаговой зоне;

б) выявить возможные пути выхода горения за пределы чайника.

Наиболее вероятны три таких пути, и их можно обнаружить при осмотре чайника.

Рис.12.3. Признаки работы электрочайника в аварийном режиме:

1 – проплавление ТЭНа;

2 – проплавления корпуса;

3 – брызги металла в чайнике;

4 – подплавление латунной гайки.

Первый путь - выход горения в месте выгорания резиновых прокладок (см. выше описание эксперимента с чайником).

Второй путь - прожигание корпуса чайника каплями расплавленного металла. Этот путь наиболее реален, если чайник алюминиевый. Следы прожогов должны сохраниться, если сохранился сам чайник.

Третий путь - деформация ТЭНа или падение его на дно. Если к этому времени ТЭН не обесточится, то он будет нагревать днище и, либо проплавит его (если чайник алюминиевый), либо раскалит днище, и оно, в свою очередь, начнет обугливать сгораемую поверхность под чайником. Пиролиз этой поверхности обычно протекает длительное время в режиме тления и лишь затем возникает пламенное горение. Поэтому, если пожар возник по такой схеме, то должно образоваться локальное выгорание стола или другого основания на том месте, где стоял чайник.

Специальных инструментальных методов установления причастности электрочайников к возникновению пожара пока не разработано. Хотя можно, в принципе, исследовать прожоги в ТЭНе и корпусе чайника металлографическим методом и установить их природу.

Современные электрочайники зарубежного производства более пожаробезопасны (по крайней мере, теоретически) - они снабжены устройством, отключающим чайник после закипания воды. Однако у большинства моделей это устройство представляет собой датчик, срабатывающий на повышение давления внутри чайника, возникающее при кипении воды. И если по небрежности пользователя крышка чайника после его включения останется неплотно закрытой, то датчик давления не сработает, чайник не отключится, а оголившийся при выкипании воды ТЭН создаст вышеописанную ситуацию. Не спасает при этом и так называемый «второй уровень защиты» – тепловой датчик – у таких чайников, особенно произведенных в Юго-Восточной Азии, он, если и имеется, то довольно ненадежен. Учитывая, что корпус чайника сделан из пластмассы, возникновение и развитие горения будет происходить более динамично, нежели в отечественном чайнике с металлическим корпусом. Для загорания пластмассового корпуса достаточно, по всей вероятности, падения ТЭНа на дно чайника; необязательно, чтобы возникала дуга.

Вторым слабым местом описанных выше чайников является разъем, соединяющий чайник с подставкой (базовой платой с проводом для включения чайника в сеть). У относительно дешевых чайников малоизвестных фирм этот разъем бывает крайне ненадежен, в нем часто возникает БПС, иногда переходящее в дугу.

После пожара от подобных чайников находят обычно один ТЭН. Наличие в нем локального проплавления оболочки будет свидетельством работы чайника в аварийном режиме и вероятной причастности к возникновению пожара.