清华大学学报(自然科学版)

作者：马砺, 闫小庆, 黄霄, 魏高明, 李盼盼

单位：西安科技大学 安全科学与工程学院, 西安 710054

关键词：电气火灾,特征温度,绝缘电阻,波形分析,电弧能量

基金：国家重点研发计划项目(2023YFC3009800)

为深入研究在热辐射条件下通电导线超温诱发短路故障与引发电气火灾的特征, 该文通过电气故障模拟装置, 研究超温诱发短路过程的临界热辐射强度、温度、故障时间、绝缘电阻、短路波形特征及电弧能量等参数。结果表明：在23~32kW/m2热辐射强度作用下, 导线经历瞬态热冲击、加速热解、临界失效和热稳态4个温升阶段, 诱发短路的最低临界热辐射强度为23kW/m2。通电导线初始热解温度T1、峰值温度T2、短路触发温度Tsc和稳态温度T3随热辐射强度呈线性上升, 而各阶段持续时间呈幂函数规律衰减, 其中短路触发时长由1053s缩短至172s, 在32kW/m2热辐射强度作用下绝缘电阻在180s内降至0GΩ, 高热辐射强度加快炭化路径的形成, 导致短路提前发生。确定了金属短接型、炭化路径型与电弧型短路的波形特征, 发现短路类型随热辐射强度的增加从金属短接型向炭化路径型及电弧型转变; 电弧型短路的高频能量峰值和高频能量比分别达到0.860和0.416, 均显著高于另2类; 短路电弧能量随热辐射强度增加显著增加, 其中电弧型短路电弧能量最大, 达到9324.89J, 表明其高频扰动与能量释放最为剧烈。该研究为高温环境中电气线路超温诱发短路故障的早期预警模型构建提供了实验依据。

来源：2026年第4期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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