電纜故障通常會(huì)伴隨著如電、熱、聲、光等多種物理信號(hào)變化，電纜故障預(yù)警與精確定位裝置通過(guò)傳感器設(shè)備捕獲這些信號(hào)并提取特征，可實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警與定位。通過(guò)結(jié)合傳感器、信號(hào)處理、人工智能等多種技術(shù)，構(gòu)建“監(jiān)測(cè)-分析-定位-響應(yīng)”一體化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜故障的及時(shí)預(yù)警與準(zhǔn)確定位。

電纜故障預(yù)警與精確定位裝置基于物理信號(hào)與數(shù)據(jù)特征的融合感知，其核心原理包括電信號(hào)分析、熱信號(hào)分析、聲信號(hào)分析、光信號(hào)分析以及化學(xué)信號(hào)分析等多種分析方法。電信號(hào)分析中，針對(duì)電纜絕緣劣化時(shí)，局部電場(chǎng)集中引發(fā)放電，產(chǎn)生高頻脈沖電流和電磁波，通過(guò)高頻電流傳感器、特高頻傳感器或超聲波傳感器捕獲局部放電信號(hào)，分析其相位、幅值、頻譜特征，可判斷故障類(lèi)型、嚴(yán)重程度等情況。利用行波傳播特點(diǎn)，基于故障點(diǎn)產(chǎn)生的電壓/電流行波以光速沿電纜傳播的原理，通過(guò)檢測(cè)行波到達(dá)兩端的時(shí)間差，結(jié)合電纜長(zhǎng)度和波速，可計(jì)算故障距離。

針對(duì)熱信號(hào)分析，采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)，利用拉曼散射效應(yīng)，通過(guò)光纖沿電纜敷設(shè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度分布。當(dāng)電纜過(guò)載、接頭松動(dòng)或短路時(shí)，局部溫度異常升高，系統(tǒng)可提前預(yù)警并定位高溫點(diǎn)。針對(duì)聲信號(hào)分析，通過(guò)聲磁同步定位，監(jiān)測(cè)故障放電或電弧產(chǎn)生聲波和電磁波，通過(guò)聲學(xué)傳感器和磁場(chǎng)傳感器同步捕獲信號(hào)，利用聲波與電磁波的傳播時(shí)間差定位故障點(diǎn)。針對(duì)化學(xué)信號(hào)分析、利用氣體傳感器設(shè)備，當(dāng)電纜絕緣材料熱解時(shí)釋放特征氣體，通過(guò)電化學(xué)傳感器或紅外光譜儀檢測(cè)氣體濃度變化，可預(yù)警電纜過(guò)熱或火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

本文由陜西公眾智能科技有限公司（陜西公眾電氣股份有限公司）小編撰寫(xiě)。

審核編輯 黃宇