林晓庆

（深圳市鸿安达电缆有限公司，广东深圳 518108）

电力工业是我国国民经济的重要组成，是国家第一基础产业，能够为国民经济发展提供重要的能源，有助于促进社会经济的快速发展。在现代社会的发展中，对电力系统的运行质量提出了越来越高的要求。为了充分满足社会对电力的需求，保证电线和电缆的稳定运行是重要的前提和基础。为达到电线和电缆安全稳定运行的目的，关键是要做好电线和电缆产品的质量检验工作。通过电线和电缆破损的定量热像检测，可以避免劣质电线被投入电力系统中，为电力系统的安全稳定运行打下良好的基础。

1 电线和电缆破损的定量热像检测与诊断的重要性

在我国，从事电线和电缆生产制造的企业非常多，且产品种类多样，产量规模也非常大。然而，在这众多的生产企业中，也有不少企业的制造水平较差。自身生产的电线和电缆产品无法通过相关的技术测试和认证。电线电缆在电力、通讯、建筑等行业应用广泛，其质量优劣直接影响人们生产生活的安全性。因此，需加强线缆检测管理，采取科学的保护方案。同时，结合具体情况与检测技术特征加强电线和电缆破损的定量热像检测，制定科学明确的技术质量标准，对电线和电缆检验的重要性有更深刻清晰的认识，并有效消除劣质电线和电缆产品带来的安全隐患，为电线和电缆的安全应用提供强有力的支撑和保障。另外，生产厂家必须严格按照国家颁布的技术标准从事电线和电缆的生产制造，并加强生产过程的质量管理和控制，从而保证所生产的电线和电缆产品符合国家相关标准，保证企业长期健康发展。

2 电线和电缆破损的原因

任何设备在长时间使用后，都会因为外界因素的干扰或无法及时定期维护而造成一定程度的损坏，从而出现故障，电线和电缆也不例外。在当前的大环境下，电线和电缆的安全性和质量越来越受到人们的重视。因此，专家学者和专业人士都在探索影响电线和电缆绝缘材料失效的因素。根据全国几个案例的分析可以发现，影响电线和电缆性能的因素大致可以分为以下几个方面。

（1）电线和电缆的力学性能原因。工业上对电线和电缆机械性能的定义是指电线和电缆绝缘材料的机械性能以及包裹在这些电线和电缆外层的保护套的机械性能。电线和电缆的绝缘材料比较轻薄，所以工作人员在实际应用的过程中要考虑其力学性能。如果电线和电缆的机械性能出现问题，绝缘层损坏，很容易影响电线和电缆的绝缘性能，从而对电线和电缆的电力正常运行产生不利影响。因此，在电线和电缆破损的定量热像检测时，技术人员应特别注意所用绝缘材料和保护套的抗拉性能是否有损伤，并检查老化前后的变化情况。

（2）结构尺寸。在电力系统设备铺设前，专业人员需要科学、严格地计算和设计电线和电缆的尺寸。这里的结构尺寸自然包括外保温层的厚度和保护套的厚度，甚至保温层的偏心度都需要工作人员仔细考虑。因为电线和电缆的相关结构尺寸在实际应用过程中如果不符合国家标准，往往会导致绝缘材料的绝缘容量降低，这将很大程度上导致电线和电缆的绝缘失效。

3 电线和电缆破损的定量热像检测技术

3.1 故障在线检测技术

为了提高电线和电缆产品的性能，应用在线检测技术是最有效的方法和手段。通过该技术手段的应用，建立并实施规范、高效的检测体系，可以取得良好的效果。系统的建立和运行需要依靠信息技术和质量检测技术的创新和发展。目前，故障处理是最可靠的技术手段。系统由多个仪器、设备组成，可实现远程实时监控正在运行的进程的电线和电缆，然后使用合理的方法和规则，有效改善和优化数据库信息，从而达到检测结果的准确性和可靠性。该系统的优势在于应用了C 语言集成诊断技术，能够快速准确地对当前指标和故障类型进行评估和判断，从而在第一时间准确地发现故障的位置。在线检测技术可以完成电缆故障状况的测量，具有较强的检测功能，可以有效地检测出详细的故障风险状况和潜在的故障安全隐患。该技术是一种相对智能化的检测技术，它以信息技术为基础进行电缆故障检测。根据这种技术，可以对电缆故障现象进行识别，并可以参考检测结果进行处理，辅助系统维护工作，维护电力系统安全稳定运行。

3.2 漏泄同轴电缆车载图像智能检测系统

便携车载检测装置由5部分组成：便携式摄像存储系统、多功能驱动箱、架设结构、辅助照明系统、激光测距仪。装置实现对漏泄同轴电缆（漏缆）整体（漏缆、显卡、防火卡、接头等）进行高清图像采集。可实现350km/h 的高速成像，且成像精度不受车速和车速变化的影响。全泄漏电缆自动图像采集，无需手动启动和操作控制。便携式摄像存储系统：主要实现数据压缩、存储、显示和对焦；设备架设好后，打开系统，LCD 显示屏会显示系统自检，然后进入图像显示界面。显示的图像为当前摄像头拍摄的图像。这时可以调整焦距、光圈和设备角度；进入隧道后（手动存储或自动存储），设备将开始采集和压缩图像并存储在移动硬盘中。漏泄同轴电缆图像智能检测系统采用全新的非接触式图像采集技术，对铁路沿线的漏泄电缆及附件进行检测。动态检测车对图像采集部分的漏泄电缆及附件进行成像。同时，采用人机结合的方法识别漏泄电缆的牢固安装状态。它具有抗电磁干扰能力强、光源亮度高、照明均匀、图像清晰度高、功耗低、携带方便、使用寿命长等优点。该系统可自动识别漏泄电缆的松动、脱落、断裂等情况，人机联合控制可提高故障识别的可靠性；可替代人工室外巡检，降低劳动强度，提高巡检效率和质量，降低巡检操作人员的人身安全风险。

3.3 电压试验检测方法

对于电缆采取该方法时需开展电压试验，主要测定电缆耐受电压性能，维持电缆在较高电压值影响下还可维持较好状态，使电缆保证高电压下较佳绝缘性能。电缆的电压试验可以保证电缆绝缘层在较高电压的作用下不发生热击穿或电击穿，避免电缆破损，减少电缆在较高电压影响下的损坏。当按电压试验方法测量电缆耐压性能时，对不同厚度值的电缆绝缘层采用相应的电压值，以确定电缆在5 min 高压值的影响下是否能保持完好无损。如果电缆完好无损，则电缆质量评价为合格，说明电缆能够承受更高的电压值。

3.4 时域反射检测技术

时域反射（TDR）是一种应用广泛的电缆故障定位方法。它可以根据波的传播特性定位电缆的阻抗不连续点。由于接头本身是一个阻抗不连续，因此需要比较接头浸水前后以及不同条件下阻抗和反射波形的变化情况。目前国内外的研究主要将TDR 技术用于故障定位，但对具体故障的TDR 特性研究较少。布尔混沌时域反射法可用于电缆短路、开路和阻抗失配检测。采用时域反射原理对接头水分进行了计算，但其分析只停留在理论部分。基于时域反射理论，利用CST Microwave Studio对电缆接头进行了建模和仿真。实验室内制作了中间接头的进水缺陷，设置了不同的进水方案，研究了不同进水条件下中间接头的阻抗特性，探讨了反射波形与进水量的对应关系并提出受潮诊断方法。

4 电线和电缆破损的定量热像检测与诊断方法

4.1 音频感应法

该方法的应用原理是通过人的听觉功能来确定故障的位置和故障信号的强度。具体操作要点如下：在电线和电缆金属保护层接触电缆表面的位置添加音频电流信号，信号参数为1 kHz。经过此操作后，新设置的音频电流会对磁场信息有非常灵敏的响应，从而在故障点上方产生明显的磁场感应信号，使工作人员能够准确地找出具体的故障点。图1为音频感应法电路图。

图1 音频感应法电路图

4.2 声磁同步法

这种方法的应用原理是通过一定的方法在故障点形成放电现象，放电会进一步产生声波和电磁波，从而顺利找到故障点的具体位置。需要注意的是，在声波和电磁波产生之前，故障点的电线和电缆内会有高压脉冲信号，然后在放电的作用下，会有带有声音的强脉冲磁场信号。两种信号的传播速度不同。故障点的判断依据是传播速度快、传播时间短。

4.3 声学方法

这种方法的基本原理是：在电线和电缆的某处安装放电装置，刺激故障点形成放电。放电过程中会伴随着振动的发生，然后通过振动拾取器找到振动噪声的位置，从而找到故障点的位置。需要强调的是，虽然该方法的应用效果稳定，但其应用范围相对较窄。主要针对能产生放电和振动效应的电线和电缆的故障检测。

4.4 行波故障定位法

这种方法的应用原理是：由于电缆和电线在使用和运行过程中，电流和电压之间会有行波，发挥行波的作用，可以准确地找到故障点的位置。根据专业研究成果，利用记录仪、调度通信设备等专业技术工具，建立电网GPS 行波测量网络系统。通过系统的运行，对故障点存在的行波进行全面细致地查找，并将行波的波头传输到变电站的时间记录表中。最后利用调度通信设备，快速准确地分析并找到故障点。图2为行波故障定位法示意图。

图2 行波故障定位法

4.5 跨步电压法

该方法的应用原理是：在接地与电缆故障点接触的范围内增加直流高压信号。此时，该量程内的地面会呈现出类似喇叭的电位分布形状，然后用标准电压表测量该量程内地面两侧的电压值。如果测量时电压表指针出现反方向移动，就代表着该处便是故障点。

5 结束语

电线和电缆是电力系统中最基本的材料，其性能和质量将直接影响电力系统的安全稳定运行。为了确保合格质量的电线和电缆，必须使用专业和可靠的方法加强电线和电缆的质量检测，并有效提高检测结果的准确性和可靠性，从而有效地防止劣质电线和电缆投入市场，确保各行各业都能安全可靠地使用电线和电缆，通过使用安全稳定的电线和电缆产品，促进企业效益水平的提高。电力系统中的电线和电缆安全管理具有特殊性，很多电缆所存在的问题用肉眼无法辨识，应用科学技术，通过高压绝缘电阻测试仪精确测量，精准计算，综合研判，有依有据，得出准确结论，为电线和电缆排查安全隐患，确保安全应用。