LED灯火灾机理及火灾原因总结分析
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一:LED灯的组成 LED芯片:这是LED灯的核心部分,负责发光。LED芯片通常由半导体材料(如砷化镓、氮化镓等)制成,通过电流的流动来产生光。 驱动电源:LED灯需要稳定的电流和电压来正常工作。驱动电源将交流电(AC)转换为适合LED芯片的直流电(DC),以确保LED的正常运行。 散热器:LED在工作时会产生热量,散热器的作用是有效地将热量散发出去,以防止LED芯片过热,从而延长其使用寿命。散热器通常由铝合金或其他导热材料制成。 灯壳:灯壳是LED灯的外部保护结构,通常由塑料或玻璃材料制成,既保护内部组件,又影响灯光的分布和透光性。 光学透镜:有些LED灯配备光学透镜,用于调整光束的发散角度和光照效果,提升照明效果。 控制器(可选):一些LED灯具可能配备控制器,用于调节亮度、颜色或实现智能控制功能(如与智能家居系统连接)。 连接器和配件:用于连接电源和其他组件的连接器、插头等配件。 二:LED灯火灾电气机理分析 从电气火灾发生的机理和预防来说,LED灯或LED灯带可以理解成是个大功率电器。灯带它的直流电流一般在每米1至2A,如果有3米,就可能有6A电流,折算成220伏交流电器,相当于一个1.3KW的交流电器产生的电流故障引发火灾。 通常情况下LED灯的启动电流是其正常工作电流5倍左右。 三:断电情况下LED灯火灾原因总结 接触了十几起LED灯起火导致的火灾,其中有6起是在电源关闭的情况下LED灯失火。通过对现场火灾物证、痕迹分析以及火灾发生时刻的电网状况了解、电力数据的研判,在断电的情况下造成LED灯起火的原因有以下两点: 【1】正常情况下,开关应该控制火线,这样在关灯后,灯具就与火线断开,不会带电。但如果安装错误,开关控制的是零线,关灯后,LED 灯仍然与火线相连,处于带电状态。在电网轻载的情况下,如果LED灯驱动电源设计偷工减料或电子元件采用拆机件,会因为较高的电压绝缘击穿,引发火灾。 【2】劣质的电源驱动模块可能在开关断开后仍有残余电荷,这些余电可能会在特定条件下形成局部高压导致火花放电,引燃电路板上可燃物造成火灾。其火灾机理类似于下图为笔者在2020年研究锂电池特性搭建的一个简易电路,静置于办公桌,两个月后,两节电池间用铝合金薄皮制作的连接线完全烧失,烧损痕迹见上图红色箭头所指。
下图为监控拍摄到LED灯关闭后,凌晨的起火视频截图。
四:通电情况下LED灯火灾原因总结 下图为一LED灯在正常工作下的起火照片,蓝色箭头所指烟熏痕迹较浓处为起火点;红色箭头所指为LED灯的驱动电源;着火原因为LED灯芯起火,引燃灯罩导致火灾发生。 附:该灯具存在明显的设计缺陷,2路驱动电源,10个灯芯;其中1路驱动7个灯芯,一路驱动3个灯芯,存在负荷分配不平衡的问题,故障发生在驱动7个灯芯的线路。
正常工作状态下LED起火原因主要为以下四点: 【1】:LED灯芯质量存在缺陷; 【2】:开关电源故障产生过电压击穿LED灯芯; 【3】:供电系统过电压导致开关电源故障; 【4】:设计工艺或散热工艺存在缺陷; 五:光伏过电压导致的LED灯火灾案例分析 大规模分布式光伏接入配电网,可能会引起供电线路中出现过高的电压,导致电器设备或电缆发生绝缘击穿,从而引发火灾,这类火灾通常发生在供电系统线路接头部位和居民家庭电器中。
案例分析: 【1】重点勘验房屋顶部的烧损痕迹见图1,只有一处墙皮脱落,附近有一条电缆垂下,问询房主,屋顶墙皮脱落处安装了LED吸顶灯,下垂的电缆为LED灯具供电。 【2】勘验烧损的LED吸顶灯见图2,可见用于固定灯具的木条,一边烧失,一边部分尚存;灯具本体红色曲线框标记的区域出现了变形、变色痕迹,该痕迹与木条烧损痕迹相互印证,表明此位置出现了明显的高温。 |














