关于电力电缆预知性维护技术在高速公路隧道的应用

蒙伟团

摘 要：随着我国高速公路的建设发展，高速公路中、长、特长隧道的数量越来越多，这意味着隧道内电力电缆数量、长度的不断增加。由于隧道内电力电缆的敷设环境比较恶劣，面临的鼠害问题也相较突出，致使电力电缆故障问题频繁发生。而电缆故障在查找方面又存在着一系列的制约因素，进而不仅浪费了资源，也使供电质量无法得到有效的保障。在高速公路隧道中，电力电缆一旦发生故障将影响隧道内的照明、通风、消防等设施的正常使用，容易诱发交通事故，影响车辆通行。因此，随时掌握隧道内电力电缆的运行状态，在故障发生前预知并及时有效的解决，才能全方位的消除安全隐患。在隧道日常维护中，应用电力电缆预知性维护技术将有效的解决这一问题。该文首先阐述了电力电缆预知性维护技术的概念与作用，其次分析了电力电缆可预知性维护技术在高速公路隧道中的具体应用，最后为如何实现电力电缆故障诊断平台的设计提出对策，以供参考。

关键词：电力电缆 预知性维护技术 高速公路隧道 应用

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（a）-0036-01

当前，随着社会经济的发展与提高，高速公路隧道的数量及车流量不断增加，为保证隧道通行车辆的安全及为车辆提供安全、舒适的行车环境，隧道必须具备可靠的照明、通风、交通指示及消防设施，而这些设备的正常运行都离不开电力的支持。那么，电力电缆作为电力传输的介质，它的重要性可显而知。然而，隧道内电力回路多，且环境恶劣，以及电缆运行过程中缺少必要的间歇，致使电缆故障频繁发生，影响隧道机电设施的使用，给行车造成了安全隐患。在电力电缆的故障处理上，传统的诊断模式针对的是故障的快速识别，是应用于故障发生之后的一种解决措施，而电缆故障在识别上又存在着很大的困难，因而无法有效、快速地解决问题。而在电力电缆日常维护中，应用预知性维护技术则可以在故障严重或显现前及时的进行预防性维修，消除故障及隐患，切实保证电力供给。

1 电力电缆预知性维护技术概述

1.1 电力电缆预知性维护技术的概念

电力电缆预知性维护技术所指的是在电缆发生故障之前，以有效的技术手段实现对电缆的检测以及潜在故障的预测，并评估出电缆的剩余使用寿命，进而在故障发生之前及时将其扼杀在萌芽状态，从而确保电缆的正常供电。在实际应用这一技术的过程中，所面对的主要问题是需要从电缆故障复杂的原因中提取出有效的信息，以实现电力电缆预知性维护技术的有效应用。

1.2 电力电缆预知性维护技术的创新性作用

电力电缆预知性维护技术从根本上解决了当前电力电缆故障后维修所存在的问题与弊端，进而以有计划的维修与维护来避免故障后维修所带来的负面影响，进而在确保供电可靠性与安全性的基础上，避免因电缆故障而造成大规模的停电，确保社会生产的顺利进行，实现电力企业人力资源的合理配置，为电力供电企业经济效益与社会效益的实现提供保障。

2 电力电缆故障的综合检测

在现实工作中，由于电缆的性质、结构、检测方法等方面存在的问题与局限性，导致故障信息获取存在困难，对预知性维护的有效性产生不良影响。因此，正确提取电缆故障信息是实现电力电缆预知性维护的前提条件。在高速公路隧道中，电缆并不是直线敷设的，在对电力电缆故障进行综合检测的过程中，对电缆故障点进行确定一般包括诊断、测距、定点三个步骤。

2.1 电缆故障的性质诊断

电缆故障的性质诊断指的是对故障电阻是高阻或低阻进行确定；对故障是闪络性还是封闭性进行确定；对故障是断路、短路还是接地进行确定；对故障是单相、两相或三相进行确定。在对电缆故障性质进行确定的过程中，要依据事故发生的情况与绝缘阻值的测量相互结合而确定。

2.2 电缆故障的测距

电缆故障的测距指的是在电缆的一端使用仪器对故障的距离进行确定，常用的故障测距方法包括古典电桥法与现代行波法两种。在电缆故障测距的过程中，主要的目的就是明确电缆故障点与电缆测试点之间的电缆长度，从而引导测试人员依据电力敷设的环境与电缆的总长将故障点的范围进行缩小，再通过故障定点的方法明确故障具体位置。

2.3 电缆故障的定点

电缆故障的定点包括电缆路径检测与故障定点两个组成部分，要按照故障测距结果与电缆路径走向，明确故障点所处的大体方位，将其确定到一个较小的范围内之后通过故障点测定方法对故障点的准确位置进行确定。

3 电力电缆故障自动诊断平台设计

自动诊断平台是电力电缆预知性维护技术的有效运用，它采用ARM与CPLD构成了双控制系统，主要结构中包括两个部分，一个为以CPLD为主处理器的信号采集模块，主要的作用是实现脉冲信号的发送与反射回波的采集、故障波形数据保存，同时要与ARM核心处理模块之间进行通信；另一个为以ARM为主处理芯片的核心控制板模块，主要的作用是处理电力电缆故障波形数据与显示故障波形，依据发射波与反射波之间的时间差对故障距离进行定位，从而明确故障距离。

为了能够更好地实现电力电缆预知性维护的具体技术要求，在ARM机上加载了LINUX嵌入式操作系统，其主要的优势包括操作系统内核较小与效率较高，能够对嵌入式系统的资源进行有效的利用；硬件设备驱动以模块化的方式进行组织，有利于未来功能的扩展；通过软件平台支持的丰富，能够有效地提高电缆故障检测软件的性能。

4 结语

综上所述，在高速公路隧道中，针对电力电缆的故障问题，通过建立故障自动诊断平台，对电力电缆故障状态进行监测，实现对电力电缆的预知性维护，确保电力系统正常供电，提升企业的经济效益与社会效益。与此同时，在建立电力电缆自动诊断平台的过程中，分别实现对软硬件的系统且科学设置，以确保在应用的过程中能够实现对电缆故障信息的有效搜集，进而为可预知性维护技术的有效落实奠定坚实的技术基础。

参考文献

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