計(jì)算機(jī)起火原因剖析

●王 斌

(武警學(xué)院訓(xùn)練部，河北廊坊 065000)

信息時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)的使用更加普及，由此引發(fā)的火災(zāi)事故也呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。由于計(jì)算機(jī)本身所擔(dān)負(fù)的功能、作用和特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)火災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失較大，并且造成重要信息資料丟失，其所聯(lián)動(dòng)和指揮的系統(tǒng)功能癱瘓等嚴(yán)重后果。目前對(duì)計(jì)算機(jī)火災(zāi)的研究，在國(guó)內(nèi)外消防技術(shù)領(lǐng)域處于剛剛起步階段，有很多方面亟待提高和完善。由于計(jì)算機(jī)工作的用途、環(huán)境的差異性，造成計(jì)算機(jī)火災(zāi)原因多種多樣，起火原因復(fù)雜。若想總結(jié)規(guī)律，只有從計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理入手，找出容易引起計(jì)算機(jī)火災(zāi)的內(nèi)部與外部因素。

一、CPU引起火災(zāi)原因分析

CPU是計(jì)算機(jī)的核心，負(fù)責(zé)處理、運(yùn)算計(jì)算機(jī)內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器組和內(nèi)部總線等構(gòu)成，是計(jì)算機(jī)的核心。CPU的功耗主要是因?yàn)殡娐分芯w管的寄生電容存在，雖然電容是無(wú)功元件，但是電容充放電時(shí)在和電容串聯(lián)的等效電阻上會(huì)形成功耗，這種功耗在每個(gè)充放電周期基本上相同，所以，CPU的功耗會(huì)隨著頻率的升高而增加。而且，為了達(dá)到更高的工作頻率同時(shí)不影響電容充放電的上升沿和下降沿，CPU就需要更大的電流和更低的電壓，也相應(yīng)的增加了功耗，增加的功耗轉(zhuǎn)化成熱能釋放出來(lái)，引起了CPU的發(fā)熱［1］。正常的CPU工作溫度一般都在60℃以下，但如果主機(jī)的CPU出現(xiàn)散熱器沒(méi)有壓緊，導(dǎo)致散熱片與CPU外殼不完全接觸或是散熱器、風(fēng)扇葉和散熱片間的灰塵過(guò)多、電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致超頻幅度過(guò)大或是散熱風(fēng)扇損壞等問(wèn)題，就會(huì)造成散熱量大于排熱量的不平衡，而CPU的溫度也會(huì)隨之而大幅度上升，溫度也會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于60℃。有報(bào)道稱AMD Athlon的溫度最高超過(guò)200℃，在如此高溫下工作，不僅會(huì)很快造成CPU的燒毀，也會(huì)因?yàn)楦邷囟紮C(jī)箱內(nèi)部的線路，進(jìn)而造成火災(zāi)。

二、顯卡引起火災(zāi)原因分析

顯卡由很多集成電路構(gòu)成，由于運(yùn)作集成電路需要較大的電流，因此顯卡內(nèi)部電流所產(chǎn)生的溫度也會(huì)相對(duì)提高，所以，假如這些溫度不能適時(shí)的被降低，那么上述所提到的硬件設(shè)備的溫度就很可能大幅上升，甚至遭受損害。如果沒(méi)有冷卻系統(tǒng)確保這些設(shè)備能穩(wěn)定、適時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)，或者沒(méi)有散熱器、散熱片或散熱設(shè)備損壞等原因都會(huì)造成顯卡溫度的失控，進(jìn)而可能引發(fā)火災(zāi)事故。

三、顯示器引起火災(zāi)原因分析

顯示器是將一定的電子文件通過(guò)特定的傳輸設(shè)備顯示到屏幕上再反射到人眼的一種顯示工具。關(guān)機(jī)不徹底是引起相關(guān)火災(zāi)的最常見(jiàn)原因。大部分計(jì)算機(jī)用戶經(jīng)常在使用完之后只是將主機(jī)關(guān)閉，而不關(guān)閉顯示器電源，或?qū)⒂?jì)算機(jī)長(zhǎng)期處于待機(jī)狀態(tài)，這種狀態(tài)雖然給使用者帶來(lái)方便，卻埋下了很大的火災(zāi)隱患。因?yàn)檫@種關(guān)機(jī)狀態(tài)下的顯示器都是直流關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)后不能徹底脫離交流電源，只關(guān)斷了顯示器的主電源，仍然保留了輔助電源，且電源電壓出現(xiàn)異常偏高時(shí)會(huì)造成輔助電源故障起火［2］;還有，使用環(huán)境溫度過(guò)高和濕度過(guò)大都會(huì)對(duì)顯示器內(nèi)部元件造成損壞或使之絕緣降低導(dǎo)致故障引發(fā)火災(zāi);另外，如使用計(jì)算機(jī)顯示器罩遮蓋了通風(fēng)散熱孔道使機(jī)內(nèi)溫度積累升高，再如北方冬季將顯示器由低溫環(huán)境搬入溫暖潮濕的室內(nèi)后，機(jī)內(nèi)掛霜結(jié)露，絕緣降低，這時(shí)如開(kāi)機(jī)可造成顯示器故障引起火災(zāi);有時(shí)電源開(kāi)關(guān)本身也會(huì)因潮濕發(fā)生弧光放電而起火，開(kāi)關(guān)顯示器電源部分常見(jiàn)的故障還有輸出電壓過(guò)高，它可以導(dǎo)致輸出極故障引發(fā)火災(zāi);如果開(kāi)關(guān)變壓器對(duì)地短路同樣可造成變壓器冒煙起火。

四、便攜式計(jì)算機(jī)電池引起火災(zāi)的原因分析

目前便攜式計(jì)算機(jī)使用的電池主要分三種:鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰電池;其中鋰電池由于其出眾的性能得到了最廣泛的應(yīng)用。鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池?，F(xiàn)在鋰離子電池已經(jīng)成為了主流。2006年2月8日美國(guó)費(fèi)城國(guó)際機(jī)場(chǎng)的一架飛機(jī)墜毀，調(diào)查報(bào)告表明火災(zāi)有可能是由于筆記本計(jì)算機(jī)電池爆炸所引起的。2006年8月蘋(píng)果計(jì)算機(jī)公司宣布召回180萬(wàn)塊由索尼制造的筆記本計(jì)算機(jī)鋰電池。2006年9月28日聯(lián)想集團(tuán)及IBM公司宣布主動(dòng)召回部分特定型號(hào)的從2005年2月至2006年9月在全球范圍內(nèi)銷售的ThinkPad筆記本計(jì)算機(jī)鋰電池，此后，鋰電池的安全使用問(wèn)題一度成為電子界的聚焦點(diǎn)。

鋰電池在使用過(guò)程中時(shí)而會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱、燃燒現(xiàn)象，輕者影響主機(jī)使用，重者還會(huì)燒毀主機(jī)引起火災(zāi)。據(jù)報(bào)道，日本近年來(lái)已發(fā)生多起因鋰電池發(fā)熱燃燒引起的家庭火災(zāi)事故。鋰電池發(fā)熱、燃燒的主要原因是，其內(nèi)部中的許多材料與水接觸后，可發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)并釋放出大量熱能導(dǎo)致發(fā)熱、燃燒現(xiàn)象。鋰電池正極的二氧化錳，只沾一小滴水便可出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。鋰電池中的氯化亞硫與水接觸后，在生成鹽酸和二氧化硫的同時(shí)釋放熱能，幾種因素使鋰電池成為生活中的“火種”。而對(duì)于筆記本電池之類的鋰離子電池，由于循環(huán)充放電使用，電池內(nèi)部發(fā)生微短路的可能性越來(lái)越大，不正確使用造成高溫高壓，使電解液分解，隔膜破損，進(jìn)而有發(fā)生泄漏或燃燒的可能，因此如果人們?cè)谑褂娩囯姵貢r(shí)沒(méi)有注意防水、防高溫、防潮濕，就很容易引發(fā)火災(zāi)［3］。

五、電源適配器引起火災(zāi)的原因分析

電源適配器(Power Adapter)是小型便攜式電子設(shè)備及電子電器的供電電源變換設(shè)備，一般由外殼、電源變壓器和整流電路組成，按其輸出類型可分為交流輸出型和直流輸出型;按連接方式可分為插墻式和桌面式?；旧纤械墓P記本計(jì)算機(jī)都把電源外置，用一條線和主機(jī)連接，這樣可以縮小主機(jī)的體積和重量，只有極少數(shù)的機(jī)型把電源內(nèi)置在主機(jī)內(nèi)。

電源適配器的作用是變換電壓，在電壓變換過(guò)程中因存在損耗需要消耗一部分電能，電能轉(zhuǎn)化成熱能后，一部分熱能通過(guò)輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)三種散熱方式向周圍環(huán)境散發(fā)，另一部分熱能則被其自身吸收，使電源適配器的溫度升高。絕緣材料的耐熱性規(guī)律表明，設(shè)備內(nèi)部溫度升高至某一溫度后會(huì)導(dǎo)致絕緣材料的迅速老化，縮短產(chǎn)品的使用壽命，造成安全性能降低［4］。因此，正常工作時(shí)電源適配器的溫度只有控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，才能保證其安全、正常地工作。電源適配器在正常工作條件下的溫度偏高是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，作為全球領(lǐng)先的IT供應(yīng)商康柏計(jì)算機(jī)公司、蘋(píng)果計(jì)算機(jī)公司都曾在全球范圍內(nèi)宣布，部分筆記本計(jì)算機(jī)的交流適配器可能會(huì)由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度過(guò)高，容易引起火災(zāi)危險(xiǎn)，在全球主動(dòng)回收及更換電源適配器。在使用過(guò)程中部分電源適配器會(huì)出現(xiàn)印制電路板和變壓器繞組溫升過(guò)高，存在較大的安全隱患。通常電源適配器的外殼溫度與周圍環(huán)境溫度之差不能超過(guò)60℃，即使在炎熱的夏季，環(huán)境溫度達(dá)到35℃，外殼的溫度也不超過(guò)95℃，如超過(guò)這一溫度就會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)的隱患。另外，短路和過(guò)載時(shí)產(chǎn)品存在安全性能隱患也是電源適配器引發(fā)火災(zāi)的原因之一。在輸出短路或電容器、二極管等零部件短路的故障條件下，電源適配器的內(nèi)部損耗急劇增加，致使各部位的溫升升高，使周圍的可燃物品有著火危險(xiǎn)。另外嗎，電源變壓器是電源適配器中的關(guān)鍵元器件，在一次電路與二次電路間起安全隔離作用。因此它的完好對(duì)便攜式計(jì)算機(jī)的安全使用同樣意義重大。

綜上所述，計(jì)算機(jī)引發(fā)火災(zāi)主要是因其散熱不良、電壓不穩(wěn)、長(zhǎng)時(shí)間未斷電源、電路板毀壞、電子元器件過(guò)熱等原因引起［5］;計(jì)算機(jī)器件老化后，電路的電阻會(huì)在原先基礎(chǔ)上很大程度的增加，導(dǎo)線允許通過(guò)的最大電流也會(huì)隨之而減小，如果出現(xiàn)電壓不穩(wěn)或電流瞬間激增的情況，就有可能造成電路短路或電容爆裂，因此專家建議計(jì)算機(jī)的安全使用年限不應(yīng)該超過(guò)六年［6］;另外，如果非專業(yè)人員隨意改動(dòng)計(jì)算機(jī)線路或不及時(shí)更換老化、破損電源線，也會(huì)因電路負(fù)荷過(guò)大而造成短路;還有在關(guān)閉計(jì)算機(jī)設(shè)備時(shí)，如果只關(guān)閉機(jī)器本身的開(kāi)關(guān)，沒(méi)有徹底斷開(kāi)電源，這樣做等于一半沒(méi)關(guān)，電器仍處于帶電狀態(tài)，一旦遇上電壓不穩(wěn)、打雷閃電瞬間幾萬(wàn)伏高壓［7］、液體滲漏等情況就可能引發(fā)短路，導(dǎo)致燒毀機(jī)器或引起火災(zāi)。

［1］梁和.微機(jī)組裝與維修［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2007.

［2］李云峰.容易忽視的顯示器故障［J］.計(jì)算機(jī)迷，2006，(4).

［3］吳照文.鋰離子電池會(huì)成為我們身邊的炸彈嗎［J］.工程地質(zhì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2001，(1).

［4］吳琦.電源適配器常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題［J］.電子質(zhì)量，2005，(1).

［5］陳廣坤.怎樣預(yù)防計(jì)算機(jī)火災(zāi)［J］.山東消防，2002，(1).

［6］洪剛.警惕計(jì)算機(jī)火災(zāi)［J］.云南消防，2003，(11).

［7］陳長(zhǎng)紅.雷擊火災(zāi)的預(yù)防［J］.安全與健康，2006，(11).