近年来,随着经济的不断发展,社会电气化程度日益提高。电对人类产生的影响越来越大,应用范围日益广阔。大量用电设备随之出现,电气线路密布。这些电气设备在造福人类社会的同时,引发火灾的概率也相应增大。导线作为连接各种用电设备不可或缺的部分,使用量非常巨大,导致其发生火灾的可能性更大。国内外火灾统计数据表明,导线起火在电气火灾的发生中所占比例重大,在低压线路上表现尤为突出,给社会带来了巨大的财产损失和人员伤亡。火灾探测是导线火灾防治的重要环节,主要通过对导线火灾过程中多个特征参量进行识别报警。因此,对通电导线火灾特征参量进行研究很有必要。本文旨在研究通电导线的燃烧特性和烟颗粒形谱特征,从通电导线的发热、阴燃热解、明火和火焰传播的过程出发,结合通电导线发热、点燃和火焰传播的理论模型,对比分析导线尺寸、外部辐射、环境压力、通电电流等对其临界点燃热辐射、点燃时间、火焰形貌、烟颗粒形貌、烟颗粒粒径分布、火焰传播速度等特征的影响,为导线火灾的探测研究提供理论支撑。首先,根据通电导线发生火灾的特点,通过合理的假设,建立了典型通电导线发热、外部辐射点燃和火焰传播的理论模型；结合导线热物性及相应的数值计算方法,建立了典型通电导线点燃和火焰传播的数值模型。然后,研制了通电导线点燃与火焰传播实验平台。结合低压实验舱,使用该平台研究聚乙烯(PE)导线尺寸、外部辐射、环境压力和通电电流等对其点燃和火焰传播过程的影响,并与数值模型进行对比验证。实验结果表明,导线的点燃时间随外部辐射热流的增大而减小,随导线通电电流的减小而增大,外部辐射热流是影响点燃时间的最关键因素；随着外部辐射热流的减小,临界点燃辐射热流的实验结果与点燃模型数值结果相似性变差,并且随着电流的增大可能出现增大的情况；导线火焰高度随着导线通电电流的增大而增大,火焰宽度基本保持不变；火焰体积与导线通电电流的关系：△VF∝I2;对实验数据进行拟合,发现火焰传播速率与导线通电电流的关系：△vf∝I2,这与火焰传播模型的计算结果相吻合；火焰传播过程中导线的最高温度主要受火焰辐射热流影响,而与导线通电电流关系不大。从火灾探测的角度出发,研究了PVC导线通电电流大小及外部辐射热流大小对导线点燃时间的影响,同时还研究了PVC导线通电发热产生的热解烟颗粒的形貌、浓度变化规律及粒径分布规律。实验结果表明,外部辐射热流较小时,可能引起PVC导线点燃时间的增大；PVC导线明火烟颗粒呈现典型的分形凝聚体结构,热解烟颗粒为球形焦油状物质；PVC导线热解烟颗粒的粒子数浓度(SPNC)、数中值粒径(CMD)、几何平均粒径(GMD)和几何标准差(GSD)随电流的增加出现一个二段变化趋势,这与PVC的二段热降解机制密切相关；PVC导线热解烟颗粒粒径分布为双模态分布；热解烟颗粒SPNC、CMD和GMD随时间的变化规律也与PVC的二段热解机制有关。最后,根据通电PVC导线热解烟颗粒粒子数浓度和粒径分布的变化规律,发展了一种基于PNN网络的导线火灾烟温气复合探测系统及方法,提出了依靠火灾预警时间进行智能判决的机制。该方法可以实现实时在线分析,并能够根据实时信息自动更新数据库。