超聲波加濕器火災危險性分析

劉紀達 孫洛浦

黑龍江省消防總隊大慶市消防支隊

但是，隨著超聲波加濕器在各類場合下使用率的提高，國內(nèi)外因產(chǎn)品質(zhì)量問題、使用維護不當?shù)仍蛘T發(fā)的超聲波加濕器火災時有發(fā)生，且在近幾年內(nèi)呈明顯上升的態(tài)勢，因其潛在的火災危險性也逐漸暴露出來。中國消費者協(xié)會曾發(fā)布各類超聲波加濕器比較試驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)有些加濕器的額定功率與實際測量功率的偏差較大，實測功率遠高于額定功率，存在較大的火災隱患。

本文通過介紹超聲波加濕器的結(jié)構(gòu)及工作原理，結(jié)合儀器的特點和使用方法，總結(jié)了可能誘發(fā)超聲波加濕器火災的主要原因。有關(guān)結(jié)論可以幫助使用者更科學地把握超聲波加濕器的安全使用方法和火災預防措施，及時有效處置危險，降低火災損失，更為火災調(diào)查人員調(diào)查此類火災時提供一定的參考和借鑒。

1 超聲波加濕器的結(jié)構(gòu)與原理

1.1 超聲波加濕器的結(jié)構(gòu)

超聲波加濕器的結(jié)構(gòu)主要包括：超聲波換能片、水位探測開關(guān)（水?。?、風動裝置、電源/缺水指示燈、霧量調(diào)節(jié)開關(guān)和水箱等，如下圖。

1.2 超聲波加濕器的工作原理

超聲波加濕器的電路主要由電源電路、霧量控制電路和熱量控制電路組成。電源電路主要為兩個主要電路供電：第一路是為加熱器電路供電；第二路通過變壓器，降壓輸出兩種交流電壓，較高的交流電壓經(jīng)整流、濾波產(chǎn)生直流電壓，為換能器、振蕩管和指示燈供電，較低的交流電壓經(jīng)整流、濾波后，為直流風扇電機供電。

霧量控制電路主要通過調(diào)節(jié)電位器，改變振蕩管的電流。當需要使用熱霧加濕時，接通熱量控制電路中的熱霧/冷霧開關(guān)，由內(nèi)部的PTC型加熱器對水霧加熱。

圖 超聲波加濕器結(jié)構(gòu)圖

2 超聲波加濕器火災危險性分析

2.1 產(chǎn)品質(zhì)量存在安全隱患

（1）劣質(zhì)加濕器多用質(zhì)量低劣的電器配件，如導線直徑小、開關(guān)容量小等，易發(fā)生發(fā)熱、打火現(xiàn)象，或電源線質(zhì)量較差，發(fā)生漏電、觸電事故。

（2）在劣質(zhì)超聲波加濕器中，不同規(guī)格型號的元件被安裝到同一電路中，導致各器件之間不能協(xié)調(diào)工作，且各元件參數(shù)可能與電路電壓不匹配而引發(fā)電氣故障和發(fā)熱[1]。

將A、B、C 3組薄片樣本放置于IEC/TS 61956推薦的杯狀試驗裝置，杯狀實驗裝置中裝有質(zhì)量分數(shù)為20%的氯化鈉溶液。將杯狀實驗裝置放置于恒溫箱中，將恒溫箱的溫度設(shè)置為0 ℃。將杯狀實驗裝置下電極接地，上電極施加高頻高壓(有效值7.5 kV，頻率400 Hz)，在0 ℃恒溫條件下進行加速水樹老化[11-12]，如圖2所示。A、B、C 3組薄片樣本的老化時間分別為14 d、21 d、28 d。

（3）劣質(zhì)的超聲波加濕器出廠時各部分組裝不規(guī)范，接線質(zhì)量差，接頭連接不牢靠，易發(fā)生松動，且導線與電氣元件的接線柱上不加墊圈，螺帽未擰緊，均可能使接觸電阻增大，長時間工作有發(fā)熱隱患，且易發(fā)生電氣故障。

（4）市場上銷售的不合格加濕器，為節(jié)省成本，未安裝或安裝劣質(zhì)缺水保護裝置，加濕器內(nèi)無水時因缺水保護裝置缺失或不工作極易發(fā)生干燒。

（5）在市面上銷售的一些加濕器的額定功率與實際功率不相符，實際功率要遠大于額定功率，在使用時超出電器使用負荷且發(fā)熱量較大，存在一定的火災隱患[2]。

2.2 設(shè)備的老化故障

超聲波加濕器長期在潮濕環(huán)境下工作，且內(nèi)部的換能片、電容和電感均會產(chǎn)生不同程度的熱作用。長時間工作后，加濕器內(nèi)電氣線路的絕緣材料更易老化受損、絕緣程度下降，易發(fā)生電氣故障引發(fā)火災；導線線芯與各電氣元件表面在濕度較高的環(huán)境下易發(fā)生銹蝕，形成氧化層，接觸電阻逐漸增大、發(fā)熱產(chǎn)熱增多，局部溫度上升明顯，電氣元件的絕緣強度下降明顯、霉菌生長和金屬腐蝕速度加快，元件發(fā)生故障幾率增大,如晶體管熱擊穿、電容器燒毀等[3]。

2.3 使用及維護不當

（1）超聲波加濕器內(nèi)部均設(shè)有內(nèi)置風扇，在使用過程中，若水質(zhì)不凈，水中的一些顆粒狀雜質(zhì)經(jīng)過風扇易吸附在風扇轉(zhuǎn)軸上，長時間不清洗易發(fā)生堆積，致使風扇在運轉(zhuǎn)時逐漸產(chǎn)生裂紋；此外，雜質(zhì)還會附著在風扇轉(zhuǎn)軸根部，嚴重時會風扇電機易發(fā)生卡塞，造成局部溫度突然升高，且熱量不能盡快散發(fā)到空氣中，易發(fā)生電氣故障[4]。

（2）超聲波加濕器的風扇在經(jīng)長時間工作后，在進風口處易發(fā)生塵埃顆粒堵塞進風通道的現(xiàn)象。若未能及時對風道進行清理、疏通，風扇負荷逐漸增大，電機發(fā)熱量增多，空氣的流動性差，將嚴重降低設(shè)備的性能和使用壽命，存在一定的安全隱患。

（3）很多地區(qū)的水質(zhì)鈣鎂離子含量偏高，超聲波加濕器工作時，水中一部分鈣鎂離子會隨水霧噴出，而另一部分將沉積在換能片和水槽的表面。長時間工作后，水浮周圍會集聚水堿水銹和形成較厚的水垢層，水垢層會阻礙水浮下沉，造成水浮失靈、缺水指示燈不工作、缺水保護功能失效等問題，甚至發(fā)生干燒，此時換能片周圍溫度會加速上升，易引發(fā)火災。

（4）加濕器使用過程中，使用者常向水箱內(nèi)加入劣質(zhì)香水、劣質(zhì)精油等不符合質(zhì)量標準的添加劑，這些劣質(zhì)添加劑會對水箱和底座著水部位造成損傷，水箱和底座易出現(xiàn)裂縫。此時，機器內(nèi)的水和蒸汽可能發(fā)生泄漏，易引發(fā)電氣故障，甚至發(fā)生打火。

（5）加濕器工作時，換能片附近的導線接頭及線路長時間受超聲波換能片震動作用，有可能出現(xiàn)接頭松動、線路老化加劇等情況，接觸電阻增大明顯，發(fā)熱量增多，易發(fā)生電氣故障[5]。

2.4 儀器擺放位置不當

（1）若超聲波加濕器電源線與其他熱源或電熱器具的距離過近，長時間的熱作用會致使電源線絕緣老化加快，線路表面銹蝕加重，輸出電路和設(shè)備絕緣被擊穿的可能性增大，且可能有短路、過電流或接觸電阻過大造成局部過熱等情況發(fā)生。

（2）若超聲波加濕器旁常擺放有電視機、電腦顯示屏及打印機等電器設(shè)備，加濕器產(chǎn)生的水霧蒸汽會使工作狀態(tài)下的電器內(nèi)的顯像管、變壓器、電容和集成電路等元件的電氣絕緣程度降低，極易出現(xiàn)相間短路、對地短路等故障，或因各元件間接觸電阻增大而伴有過熱現(xiàn)象發(fā)生，嚴重時會發(fā)生爆炸[6]。

（3）若將工作中的超聲波加濕器放置在插座、插線板和開關(guān)的附近，加濕器產(chǎn)生的水霧會在插座、插線板和開關(guān)表面形成水霧層。水霧層長時間存在會導致插座、插線板和開關(guān)的內(nèi)線路老化發(fā)熱，且反復的冷熱變化會造成簧片和電線連接位置接頭松動，觸頭壓力不足、蠕變減小、接觸電阻升高，導致發(fā)熱量增大[7]。嚴重時插座、插線板和開關(guān)的插片間會發(fā)生短路或被擊穿。

3 預防措施

3.1 正確選購超聲波加濕器

（1）在購買超聲波加濕器時，務必要選取正規(guī)廠家的產(chǎn)品，切勿購買劣質(zhì)產(chǎn)品[8]。

（2）超聲波加濕器使用時需按說明書使用，在機器發(fā)生故障時，不要私自對超聲波加濕器進行維修和改裝。

3.2 選擇適宜的工作條件與工作環(huán)境

（1）超聲波加濕器不應與電視機、電腦顯示器、打印機等電器相鄰使用，避免發(fā)生過熱、爆炸等情況。

（2）超聲波加濕器使用時應與電源線、插座和開關(guān)之間保持一定安全距離，避免電源線、插座、開關(guān)長時間在潮濕環(huán)境下工作，防止發(fā)生電氣故障引發(fā)火災。

（3）超聲波加濕器的電源線應遠離熱源，減緩絕緣外層老化速度。

（4）超聲波加濕器的水箱內(nèi)應按照產(chǎn)品要求加入合適的添加劑，不能加入未經(jīng)驗證、處理的劣質(zhì)添加劑，防止發(fā)生機體裂縫、蒸汽泄露等情況。

3.3 及時進行維護與保養(yǎng)

（1）當超聲波加濕器長時間使用時，要定期用軟毛刷及時清理水浮周圍的水垢，并對缺水保護裝置進行檢測，降低發(fā)生過熱、干燒等情況的可能性。

（2）超聲波加濕器不使用時，水箱內(nèi)不應存有沉水，水箱與水槽應該及時清洗干凈，保持清潔，避免形成水垢層。

（3）要定期檢查超聲波加濕器的內(nèi)置風扇是否完好、有無裂口或斷葉現(xiàn)象，防止出現(xiàn)局部過熱。

（4）要經(jīng)常對通風道的殘留灰塵進行清潔，避免塵垢積聚，保證進風口暢通，避免風動裝置荷載過大。

4 結(jié)束語

超聲波加濕器憑借著加濕強度大、加濕均勻、使用操作簡便等特點，在市面上的普及率越來越高，但近期因超聲波加濕器誘發(fā)的火災也頻頻發(fā)生。了解超聲波加濕器火災發(fā)生的原因和規(guī)律，采取有效的防范措施，有著極其重要的現(xiàn)實意義。本文通過對超聲波加濕器的工作原理、結(jié)構(gòu)特點進行分析，以家用、辦公等實際條件下超聲波加濕器的使用方式、特點為基礎(chǔ)，深入研究總結(jié)了可能存在的火災危險性。