Det man i stadig større grad erfarer, er at mens elektriske feil, for eks. i en stikkontakt, tidligere medførte at brannen stoppet i kontakten, er at brannen sprer seg videre til bygningskonstruksjonen. Dette kan være et resultat av at det benyttes plastprodukter som brenner for lett. Mens stikkontakter tidligere ble laget av bakelitt, blir de nå laget an tynn termoplast, som smelter lett.
SINTEF NBL laget på vegne av Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB) i 2006 to rapporter om temaet. Dette er rapportene NBL A06121 Branner på grunn av elektrisk installasjonsmateriell og NBL A06122 Varmgang i elektrisk materiell og utstyr som tennkilde i bygninger. En videreføring av prosjektene er planlagt for 2007 og 2008. Det vil bli gjennomført forsøk for å få mer kunnskap om hvordan el-materiell og belysning forårsaker brann i boliger.
LABORATORIEFORSØK VED SINTEF NBL
I løpet av 2007 ble det koblet opp et elektrisk system i laboratoriet til SINTEF NBL som skal simulere elektrisk anlegg i bolig. Det er koblet opp stikkontakter, koblingsbokser, koblingsklemmer, kabler, 12 V og 220 V downlight, lysrør, etc. i to 16 A strømkretser. Det elektriske systemet er montert på realistiske veggkonstruksjoner med isolasjon og lett brennbart materiale, slik som tapet, tre, forurensninger (støv, skitt) og lignende.
Det kjøres kontinuerlig med maksimal strømstyrke på opp i mot 18-20 A, uten at strømvernet løser ut, noe som er mulig i dagens el-installasjoner. Ved å introdusere el-feil i systemet, kan SINTEF NBL avsløre hvordan slike lokale el-feil er i stand til å forårsake antennelse og brann i bygningskonstruksjoner. El-systemet er bygget inn i et brannsikkert rom (se bildet), hvor brann kan oppstå utenfor arbeidstid, uten at det ville forårsake brannspredning til resten av laboratoriet.
Koblingspunkter i elektriske anlegg, der ledninger og forskjellig el-materiell (for eksempel stikkontakter) kobles sammen, er det svake punkt i elektriske anlegg. Det har vist seg at betydelig varmgang kan oppstå i slike løse koblingspunkter. Dette kan føre til gløding av koblingspunktet (1200 -1300 °C) eller lysbuer (2000-6000 °C) i glippe mellom koblingsskrue og kobberledning. Ved skade på isolasjonen på ledninger kan det oppstå kortslutningslysbuer (2000-6000 °C) eller serielysbuer, uten at strømvernet løser ut.
FORSØKSRESULTATER
Forsøkene ble startet opp ved SINTEF NBL like før sommerferien i år. Temperaturen i godt tilskrudde koblingspunkter i stikkontakter og koblingsklemmer (hurtigklemmer og såkalte ”sukkerbit”) viste seg raskt å stabilisere seg på en temperatur på ca 60 °C og over 110 °C i innfelte 12 og 220 V downlight i en takkonstruksjon med isolasjon. Førstnevnte temperatur er for lav til å kunne forårsake pyrofort materiale. 110 °C vil derimot kunne forårsake pyrofort materiale, og føre til brann etter langvarig varmepåkjenning. Disse temperaturene holdt seg relativt stabile i løpet av noen måneder.
Figuren viser temperaturutviklingen i en enkel stikkontakt (sort kurve), koblingsklemme (”sukkerbit”) i en vegg (rød kurve), to doble stikkontakter (gul og lyseblå kurve) og på den ytre overflaten av halogenpære (brun kurve) i løpet av vel tre dager.
Løse koblingspunkter medførte ikke nevneverdig temperaturøkning, i hvert fall ikke i løpet av to-tre uker.
Ved i tillegg å introdusere svake rystelser, økte temperaturen raskt til 400-450 °C i koblingspunktet i en stikkontakt (se blå kurve i figuren over). Dette medførte at metallet smeltet og koblingspunktet ble ”sammensveiset” / smeltet sammen, og koblingen ble nærmest tilsvarende en godt tilskrudd kobling.
Temperaturen sank dermed til noe over 100 °C (se blå kurve i figuren).
Denne temperaturen steg deretter jevnt i løpet av et par dager, inntil det på nytt oppstod en rask temperaturøkning. Dette resulterte imidlertid i at strømvernet løste ut.
Den røde kurven viser temperaturen i et dårlig tilskrudd sukkerbit. Temperaturen i koblingspunktet svingte mellom 200-350 °C, noe som er tilstrekkelig til å antenne tre og papir og lignende materialer relativt raskt.
Det faktum at løse koblingspunkter og vibrasjoner medfører varmgang ble først gang påvist av professor J. Slettbakk m.fl. ved Institutt for Elkrafttekning ved NTNU i Trondheim i en forskningsartikkel fra 1991.
SINTEF NBL vil i dette prosjektet spesielt studere betingelsene for hvordan slike elektriske feil forårsaker antennelse og brann i boliger.
