●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。
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)。
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。
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。
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]。
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).