作为人工智能时代驱动力——电力的承载体,电缆大规模的覆盖了诸如数据通信、轨道交通的各行各业。然而,由于电缆输电,并且自身的护套、绝缘材料作为高聚物本身具有一定可燃性,因而电气火灾也占据了火灾事故起因的前列。虽然目前防火阻燃电缆的技术在不断提高,但是实际的火灾场景下的火源更为复杂而且常常具有高热流,变热流的特性。在这种真实而恶劣的火场环境中,阻燃电缆的热解、传热行为与阻燃电缆的标准检测条件下的行为存在较大的差异,而且多被人们忽视。前人对于外加辐射条件下的电缆常常设定为恒定功率而且大部分为实验描述,尚未建立系统的机理性的控制方程理论。而已经建立起来的部分阻燃材料的膨胀模型则缺乏反应动力学的描述。本文从微观和宏观两方面揭示电缆受热过程的热响应机理。首先针对典型的YJV电力电缆的外护套材料PVC以及绝缘层材料XLPE开展了氮气气氛以及空气气氛中6个不同升温速率下(5、10、20、30、40、50℃/min)的热重分析实验,并且采用了多种拟合方法对实验曲线开展了动力学拟合。最后,发展了适用于电缆柱形结构的径向一维固体疏松多孔介质材料热解模型,并且基于化学反应前后的反应物与固体生成物的密度差,建立了模拟材料整体膨胀特征的理论模型。热重实验的分析表明,单扫描速率法拟合得到的动力学参数所对应的拟合曲线具有很高的精度,与实验曲线呈现高度一致性。但是不同升温速率下获得的拟合参数表现出明显的动力学补偿效应(KCE)。而采用多扫描速率法发现不同动力学参数对应的拟合精度差距较大,这表明多扫描速率法相对能减弱KCE,但是其整体的拟合误差较大、精度较低。因此本文提出了能够结合两者优势的修正动力学三参数新模型,结果表明该新模型能够在减弱动力学拟合补偿效应的同时,获得接近单扫描速率法拟合的高精度。最后,将反应动力学与宏观传热,传质方程结合,建立起径向一维热解-传热-膨胀模型。首先在恒定热物性参数的假设下,基于TG实验建立的反应模型一无法较好兼顾拟合电缆温度、质量损失以及电缆的膨胀过程。结合实验过程分析,本文采用变PVC密度来一定程度修正反应模型的缺陷,拟合得到的电缆表面温度以及质量损失与实验有较好的一致性,而拟合的膨胀过程也能大致反应电缆复杂而不规则膨胀过程的总体趋势。