電腦機房專用插座內部起火案例分析
文 圖/李立成

[前言]
電源插座過熱冒煙,常是因插座使用太多電器設備,以致導線過載發熱所致,但在實務上除使用不正確外,產品的設計、製造及施工等不良情況也會使插座過熱冒煙。本案例為電腦機房內專用插座內部接觸點過熱,引發插座外殼塑膠燒熔、冒煙,而一般電腦機房內部僅放置電腦伺服器等網路相關設備,平時人員甚少進出,電腦機房是否需要加強消防安全設計,以下案例分析提供相關人員參考。

[火災概要]
〈一〉發生日期:96年9月
〈二〉發生地點:新竹縣竹北市某公家機關電腦機房。
〈三〉起火原因:伺服器電源插座內室內配線與插座簧片過熱所致。
〈四〉燃燒物件:插座燒熔,插頭變形。

[火災發生概況]
火災現場為某一公家機關的電腦網路機房,晚上時段員工均已下班,只留下值日人員。晚上10時其外屬單位網路連線中斷,便通知單位資訊管理維護人員檢查,維修人員到達現場聞到電線燒焦的煙臭味,但機房內電源仍正常供電。

維修人員於檢查時發現其中某一機櫃所使用的專用電源插座燒熔,插座內受刃部外露,電腦伺服器的電源插頭受熱變形,之後便立刻關閉電源開關,插座也不再持續冒煙。

[燃燒後情形]
該電源插座為電腦機房安裝時所設計的專用電源迴路。專用配線使用E牌2mm^2  600V聚氯乙烯絕緣被覆電纜(VV)、額定溫度90℃,專用插座使用J牌15A 125V附接地雙插座,且上述電器設備均符合國家相關法令法規。

燃燒後僅電源插座受燒嚴重,插座受刃部周圍塑膠燒熔,受刃部銅質金屬外露,插在上頭的插頭僅輕微受熱變形。研判為專用配線及插座簧片接觸位置過熱,將插座周圍塑膠燒熔,高熱並沿插座受刃部金屬傳至插頭插刃,使插頭塑膠輕微變形。


圖1:燒熔插座正面。


圖2:燒熔插座後面。


圖3:燒熔插座側面。


圖4:插座內簧片(左側為正常,右側為燒熔簧片)。


圖5:室內配線燒熔位置。

[火災原因探討]
燒熔插座其額定電流(15A),機房用插座雖為專用迴路,且每一迴路均設有專用無熔絲開關(20A),但一個插座外接2個延長線座(11A),一個延長線供6項電器使用,明顯可知,專用插座所流經電流較一般普通插座大,依照電工法規規定「除電動機外之特殊電器或其他負載之出線口,依電器或所接負載之安培額定計算」,也就是說應按實際使用電流來選擇插座,否則接線處就容易產生發熱情形,久而久之,過熱溫度便會將周圍可燃物燒熔。

其次由於振動、拉扯等外力因素,非常容易造成導線與導體的連接處間形成接觸不良的狀況,此狀況會使該處產生高溫,使周圍可燃物受熱、燃燒。這種接觸不良發熱的現象常發生在導線與導線、導線與設備、導線與插座連接處,而造成高溫的原因如下:
〈一〉電弧效應:接觸點接觸不良所形成導體間的間隙,電流經過此處會產生電弧火花,而電弧的形成會使接觸點產生高溫,造成周圍可燃物熱分解,進而起火燃燒。當大電流流經金屬導體時其溫度可達到熔點,一旦發生導線金屬熔化,熔斷處變化產生電弧。
〈二〉電阻效應:當電路於接頭處發生接觸不良時,增加之電阻將導致接觸面熱度增加,促進表面氧化物形成。此氧化物引導電流並保持電路運作,但氧化物之電阻明顯大於金屬內電阻。美國實驗數據顯示14A電流狀況下,該處所產生功率35W,溫度超過400℃。倘若可燃物與熱點之距離相當接近,則會引發燃燒。

[防範對策]
上述分析可知插座發熱位置大部分發生於插座內部,起火燃燒之可能性並不高,但若該過熱狀況未能提早發現持續升溫,則容易引發所連接之插頭起火等電線短路的機會,在此為避免插座起火可能,建議對策如下:

〈一〉要求施工品質:配線施工時應確保接觸位置的電線截面平齊並接觸良好,接觸點的產生熱量減少,機房用插座之電流較一般普通插座之額定電流大,應按實際使用電流來選擇插座,勿以小用大否則插頭與接觸點若再因接觸無密實情況下,漸漸升溫,就容易發生火災。
〈二〉要求產品品質:一分錢,一分貨,插座的構造、材質、製造等若品質不良均容易引發插座過熱,例如插座內簧片彈性疲乏,插座塑膠本體容許溫度不足,當使用多項設備造成功率增加時,便容易出現插座過熱現象。市面上插座價格依品牌有很大的差異,相對的其耐用度和安全性亦有所差別。
〈三〉要求用電安全:使用電器安全首要安全使用不過載,過載使用也會加速接觸不良發熱的情形,其次是安全環境不拉扯,導線接觸位置在振動或拉扯的環境下,容易形成接觸不良的情況,第三是安全檢查不遺漏,定期檢查相關電器設備使用情形,若察覺有異常焦味、異常發熱、異常燻黑等情形均應立刻停機檢查,找出問題癥結所在,防微杜漸,避免發生火災。
〈四〉設置消防設備:設備機房通常面積較小且通常二次施工時所增設,所以往往未針對此區域加以要求設置消防安全設備,但機房內設備運作通常是1天24小時、1年365天全年無休,相對地電器設備發生故障的機率也較高,若能防範未然針對此範圍加裝警報設備及滅火設備,相信在火災的應變上更能提早反應,有效控制。