1 概述
近年，汽车火灾已成为不容忽视的问题，逐渐受到社会的关注。据我国公安部消防局统计[1,2]汽车火灾的的首要原因是电气故障，占总数的4l%.美国汽车火灾起火物分类统计：汽车火灾的起火物主要是绝缘电线、电缆，其导致的火灾占总数的27%.
统计结果让社会上越来越多的人关注线束在车辆燃烧中的起到的作用，线束的保险既然是保护导线的，那么为什么车辆燃烧中导线仍然是主要的燃烧介质？是保险质量问题，在燃烧时没有起到应有的作用？是设计中产生了失误？针对此类疑惑我从线束设计的角度来分析，保险的作用和其特有的失效模式。
2 保险的选择原理
2.1 保险的工作原理。保险承载电流的能力取决于保险内部熔断体承载电流时热融化的能力，当电流通过熔断体时，因熔断体存在一定的电阻，所以熔断体将会发热且发热量遵循这个公式：Q=0.24I2Rt （1）周围环境温度对保险的影响：保险丝的工作环境温度对其熔断特性也有一定的影响，工作环境温度越低，保险的熔断时间越长，载流能力越高；工作环境温度越高，保险的熔断时间越短，载流能力越低。
2.2 导线的电器特性。导线的组成：内部导体和外部绝缘介质。内部的导体一般有铜、镀锡铜和镀镍铜三种，对于不同的导体，其单位长度的电阻也不相同。导线的额定电流就是指通过导线的电流能够引起导线的电热（1）中Q值小于Q特,并且满足绝缘介质的耐热性能。我们则认为其导线与电流的设定匹配合适。
3 保险保护导线的几种失效模式分析
保险的选择只会在电源回路中，并使用在正极侧，而对于其他信号传输回路、负载回路、通讯回路等位置，都不设置保险。这并不是放弃了对其的保护，而是结合电流流动方向，电器电量分布，成本核算等原因综合确定的；这也是行业内最常使用的控制方式。但是这种保护模式也就决定了，保险在线路保护中存在着特有的失效模式，以下通过案例介绍几种常见的失效模式
3.1 几种典型的非设计问题保险失效模式：案例一（图 1）中负载 2的对地区域在与负载1的电源区域导线导体接触后，会在30A 保险下形成一组回路直接通过负载 2 的接地点短路。这样因为负载 2 的接地区域导线只有 0.5mm2, 其耐流及耐电热能力最低，所以首先会熔断燃烧，并会引发起绝缘层的燃烧。当燃烧区域导线熔断的时候，电流切断，外因中断（前提是无外界物质辅助燃烧），燃烧由导体和绝缘介质的惯性持续进行一段时间后熄灭。燃烧区域的线束线径越小，对比其短接电源的导线及保险的等级越大，燃烧区域的燃烧速度越快，引燃附近物质的可能性越高。
而保险是否熔断取决于实际通过的电流，如果通过的电流高于保险负荷则熔断，否则即使车辆起火，保险也不会熔断。往往两段导线的接触是虚接，造成电阻高，热量高，接触点燃烧，而保险没有熔断。
案例二（图1）中负载1的接地区域导线，如果在远离接地点的位置磨损短路，以为其导线内部有电阻，短路点与接地点之间存在较大的电压差：电压差随着负载电阻高低而呈现高低变化，电压差也随着短路点与接地点的长度与总接地线长度的比例的大小呈线性变化。【图1】
电压差越大越会产生火花，容易点燃导线覆盖物和周边物件。因为此现象是负极线路故障，并未产生实质性大电流 ,正极处保险不能起到保护作用及熔断。
案例三（图 1）中负载长时间工作，没有自我保护装置，负载自身以及周边环境温度升高，通过接插件导体金属的传导，将热量传输到导线或者相邻零件上，这样在温度覆盖范围内的零件，根据其自身的耐温条件呈现不同状态。耐温较低的甚至会造成燃烧。即使没有燃烧，长期如此，导线也会呈现老化、变质的情况，降低导线的使用寿命甚至绝缘介质变质龟裂剥落，引发短路性起火。而此种情况不是电流产生的热量，保险内没有热能变化，保险也就不会熔断。
3.2 几种设计问题引发的保险失效模式。案例一（图 2）电器件端子选择或插件匹配不合理或者接触不良，造成接触电阻变大，引起薄弱点局部积累热量变大（公式1），当接触电阻对比回路总电阻的比例越大时，该薄弱点的热量积累越大，但是相反电流越小，热量导致电器件或者线束烧毁，保险却没有熔断。
案例二（图2）在车辆上，不太可能为每个电器设备都单独设立一个接地点，通常将很多接地回路压接到一个接地点上，如图所示，存在两种常见的搭铁方式，多线并压接地和单线接地。因此会出现通过这个接地点的电流会比较大的现象。【图2】
其一：接触不良。当这种接地点端子与车身间接触不良时，会导致端子与车身钣金间隙间形成大的电压差，当电压差较小时会导致电器设备不能正常工作，断续工作；当电压差较大时会产生电弧烧蚀接触不良面，进而出现烧蚀线束接地端子现象。这种情况下，因烧蚀现象是瞬间或者间歇出现，且电流由多个 fuse输出（保险1+保险2+保险3），所以在端子烧蚀后，保险不会熔断。
其二：接地端子选择不合适。在个别负载单独工作时，接地电流较小，接地端子可以承受；当大部分负载同时工作时，接地电流较大，超过接地端子耐流极限，接点端子过载烧蚀。
这种情况，因端子负荷能力小于保险，保险也不会熔断。
4 结论
虽然，我们一直强调，保险是保护线路的，但是保险在特殊情况下对导线的保护却也不是绝对的。所谓的保险与导线的的保护关系，是通过电热能联系在一起的，是辨证的，相对的保护。希望此文可以给汽车起火原因分析、汽车保护回路设计提供一些借鉴。
参考文献
[1]公安部消防局。中国火灾统计年鉴（1998~2003）[M].北京：中国人事出版社，1998-2003.
[2]公安部消防局。中国消防年鉴（2004~2005）[M].北京：中国人事出版社，2004-2005.
