伴随着电力建设的不断发展,位于森林中的输电线与其周边环境已构成一种“森林-城镇”交界域。输电线在大风天气中摆动时,相互碰撞引起击穿或短路,产生持续电弧。电弧高温使导线局部熔化并形成熔融态金属颗粒坠落地表。在颗粒能量较高时可引燃地表的枯枝落叶,引发森林火灾。电气短路或电弧故障对森林可燃物引燃过程可基于连续性理论和守恒理论,将热金属颗粒作为能量载体获得短路电流与引燃概率间的关系。本文从该角度出发梳理研究现状,并针对现有研究中的不足之处开展以下四方面的研究:（1）研制电气短路故障对森林可燃物的引燃试验系统研发室内试验系统复现电气短路故障对森林可燃物的引燃过程。选择东北地区常见的落叶松（Larix gmelinii）枯枝木屑和针叶作为森林可燃物样品,根据可燃物的形状定义为木屑形可燃物与针叶形可燃物。选择铜和铝材质的导线作为短路样品,并根据电气短路故障的发生过程和相关资料确定试验系统设计指标。根据现有文献,将短路电流、导线材质和可燃物形状作为变量进行试验。在共计160次试验中共发生42次引燃现象,总引燃概率为26.25%,形成的金属颗粒半径范围为1至3 mm。通过对试验结果分析,获得在给定导线材质和可燃物形状的引燃场景下,短路电流与颗粒半径间的关系。研究发现,在短路电流升高时,热金属颗粒的半径随之增大。在相同短路电流下,铜导线的颗粒生成概率比铝导线大,但颗粒半径小于铝导线。（2）建立热金属颗粒与森林可燃物间的传热计算模型建立考虑森林可燃物孔隙和热解过程的综合传热计算模型。通过称重计算可燃物的内部孔隙度,并使用内部孔隙度修正可燃物的物性参数。采用图像处理技术计算可燃物的表面孔隙度,修正颗粒与可燃物间的等效接触面积。在传热模型中配置可燃物与金属颗粒接触边界的运动速度计算方程,根据可燃物热解需要的能量计算可燃物边界和颗粒的位移,复现热解过程中金属颗粒运动对传热过程的影响;（3）建立热金属颗粒对森林可燃物的瞬态传热仿真模型依照综合传热模型,根据试验确定的颗粒半径范围建立瞬态传热仿真模型。将颗粒半径、落地温度和环境温度作为研究变量,使用正交试验法设计仿真方案。以不同落地温度的金属颗粒作为热源,将铜、铝颗粒和木屑、针叶可燃物组装形成四类引燃场景,计算引燃过程中的瞬态传热。以可燃物热解结束时的颗粒剩余温度作为是否引燃的判据,并使用方差分析处理仿真结果,获得影响引燃过程的显著因素。研究发现,在其他因素相同时,颗粒的半径与落地温度是影响颗粒剩余温度与可燃物边界热解位移的显著因素。（4）实现电气短路故障对森林可燃物的引燃概率预测根据试验确定的短路电流与颗粒半径间的关系,结合仿真确定的颗粒半径与剩余温度间的关系,以金属颗粒作为能量的传递介质预测引燃概率。以颗粒的半径与落地温度作为输入参数,以颗粒剩余温度作为输出参数训练神经网络,通过鲸鱼优化算法（WOA）优化传统的BP神经网络将预测准确度提高13%。再使用蒙特卡洛法在各输入参数内随机抽取样本,组成四种引燃场景中各短路电流条件下的虚拟颗粒样本。使用WOA-BP神经网络对颗粒样本的剩余温度进行预测,获得各短路电流条件下铜、铝导线对木屑形、针叶形可燃物的引燃概率。引燃概率的预测结果与试验结果最大相差7.7%,说明本文所建立的预测模型具有较强的实用性。综合以上研究内容,本文已通过试验和理论计算相结合,建立四种引燃场景下导线至地表可燃物间的能量传递路径。通过本文的引燃概率预测模型,能够根据引燃场景获得不同短路电流时森林火灾的发生概率,为输电线附近的营林管理策略提供理论支撑。