电气火灾是每年火灾事故总计数量中占比最大的一类火灾事故,极易造成严重的人员伤亡和经济损失,如果在电气火灾发生的早期能够做到准确探测并预警,将有助于减少此类火灾的发生。而现有的电气火灾探测技术主要集中在电线电路的剩余电流、温度及故障电弧等信号的监测,不利于火灾早期预警,容易发生误报、漏报,且探测设备成本较高,因此寻求一种快速预警且普遍适用的探测方法意义重大。研究表明,电气火灾发生时,电缆电线的绝缘例如PVC电缆绝缘由于过负载会导致温度过高挥发出大量的气体,而半导体气体传感器能够对挥发气体产生良好的响应,可作为电气火灾早期有效预警的方法之一。但由于电缆种类繁多,挥发气成分复杂,各类电缆热解气具体的气体成分尚未清楚,限制了有针对性响应的半导体气体传感器的研制以及探测灵敏度的提高。本文在此基础上,运用热重红外和气相色谱质谱联用仪对不同种类的PVC电缆绝缘过热气进行分析。首先分析了 PVC绝缘在空气气氛下升至800℃的失重行为和红外吸收光谱,得到可能生成的化合物以及其化学键官能团。通过气相色谱质谱实验对PVC绝缘在150、170、200℃加热温度下产生的气体成分进行分析后发现,尽管热解气成分复杂且差异性较大,从低温到高温阶段所有PVC绝缘都挥发出相当浓度的2-乙基己醇气体,可将2-乙基己醇(2-EH)视为试验电缆热解气的特征气体。为了得到对特征气体反应灵敏的半导体气传感器,通过静电纺丝一步合成了Au元素改性的SnO2纳米纤维气敏材料,其中SnO2-1%Au在240℃下对100ppm 2-EH响应值为6.37,相较于纯SnO2纳米纤维,灵敏度提升了 1.72倍。将SnO2-1%Au传感器与ZnO纳米花气体传感器、商业气体传感器组成传感器阵列、并和烟雾探测器一起置于模拟腔体中进行模拟电缆过热测试,半导体气体传感器阵列在130℃的温度下即可产生预警响应值,随着电缆过热温度升高,气体传感器预警响应时间缩短、响应值升高,且预警时间要早于烟雾探测器的报警时间。同时用半导体传感器阵列测试了对不同浓度干扰气和其它类型的火灾的响应,电缆过热气的响应与其它气体响应得到很好的区分,有利于减少实际应用中的误报率。最后,总结了本论文的主要工作内容并对以后的研究发展做出了展望。