摘要：随着城市电网建设的快速发展，交联聚乙烯电力电缆凭借着自身优良的电气性能及力学性能，被广泛用于输配电网络中。随着电缆服役时间的增长，在恶劣运行环境和自身质量欠佳的影响下，电缆线路的局部区域会产生缺陷，进一步发展可能会造成电缆线路故障，严重威胁电网的稳定运行。因此

随着城市电网建设的快速发展，交联聚乙烯电力电缆凭借着自身优良的电气性能及力学性能，被广泛用于输配电网络中。随着电缆服役时间的增长，在恶劣运行环境和自身质量欠佳的影响下，电缆线路的局部区域会产生缺陷，进一步发展可能会造成电缆线路故障，严重威胁电网的稳定运行。因此，研究电缆缺陷的诊断技术具有重要的意义。

局部缺陷会使电缆线路中相应位置的特征参数产生变化，形成阻抗失配点，而行波会在该阻抗失配点位置产生携带缺陷信息的反射波。其中，反射波的传播长度可用于确定该阻抗失配点的位置，反射波的特征极性可用于确定该阻抗失配点的类型。因此，行波反射法被广泛用于电缆的缺陷诊断领域，其主要分为时域反射法和频域反射法。

时域反射法凭借技术简单、结果直观的特点，长期被用于电缆中击穿故障的定位。该方法需要检测单极性脉冲在阻抗失配点处的反射信号，但是由于单极性脉冲中高频分量的能量较低，并且高频分量极易受到电缆中衰减效应与噪声干扰的影响，所以该方法难以诊断故障早期的微弱缺陷。

频域反射法将特定频率区段的等功率扫频信号作为测试信号，测试信号的频率能量分布均匀，因此对微弱缺陷具备更强的检测效果，但是，该方法测试获取的宽频阻抗谱或反射系数谱是频域数据，难以直接提取数据中缺陷的信息，因此必须选择合适的数学方法将测试数据变换为缺陷诊断函数，实现缺陷的特征信息提取。

为解决现有的电缆局部缺陷检测方法中缺陷定位效果差、缺陷类型判断困难等问题，成都供电公司等单位的饶显杰、徐忠林等研究者，提出一种基于反射系数谱（RCS）的新型电缆缺陷诊断方法。

图1 仿真测试分析平台

他们首先利用电缆线路的分布参数模型，建立了含局部缺陷电缆线路的反射系数谱数学模型，根据反射系数谱数学模型，确定合理的核函数，设计出基于反射系数谱的新型缺陷诊断函数，该缺陷诊断函数的极值峰可用于定位电缆线路中的缺陷，并确定缺陷的类型、严重程度等特征。

图2 反射系数谱测试平台示意图

然后，研究者对不同类型与严重程度的电缆线路缺陷进行建模仿真诊断，测试该方法的可行性与准确性；最后，在同轴电缆与10 kV电力电缆上设计了局部缺陷，并用该方法对真实电缆缺陷进行诊断分析。

仿真与实测结果表明，该方法能精准地定位电缆线路中的缺陷，并且可以准确地判断出缺陷的类型与严重程度，说明了该方法的实用性，且具有较高的实际工程价值。

本工作成果发表在2024年第7期《电工技术学报》，论文标题为“基于反射系数与核函数构建的新型电缆缺陷诊断方法”。本课题得到国家自然科学基金的支持。

来源：电气技术一点号