电缆截面积现场检测工具的研发与应用

摘要：电线电缆作为电力传输的重要载体，如何能够准确检测出电缆截面的大小，确保选用正确的电线电缆，对维护客户利益、提高供电可靠性有重要意义。文章从实际出发，研发出电缆截面积现场检测工具，确保在工作中能够准确测量电缆截面。

关键词：电缆截面积；现场检测；检测工具；检查助手软件；电力传输 文献标识码：A

中图分类号：TM757 文章编号：1009-2374（2017）02-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.022

电线电缆是用于传输电力、传输信息和电磁能力转换的电工产品，随着科技的发展，一切工业生产、交通运输、建筑工程和社会生活都越来越依赖于电力供应，电线电缆作为电力传输的重要载体，供电企业如何确保电线电缆的正确选用，对提高供电可靠性有重要意义。

1 选用电缆截面积不当容易造成的问题

电缆截面积作为电线电缆选型的重要参数，是用电检查人员现场验收客户受电工程的重要项目。在实际运用中，电缆截面积的选择主要是设计单位根据导线的载流量、电缆的型号、材质、电缆芯数以及电缆安装方法、周围环境温度等多种因素综合计算考虑的。但是存在部分电力工程施工公司为了赚取利润，在施工的过程中偷工减料的现象，用更小的截面积等级电缆代替原来设计图纸要求的电缆型号，在电力设备的选购上减少成本，这种方法隐秘而且节约成本大，最为常见。但是由此造成电缆截面不符合设计要求，最终出现以下几方面问题：

1.1 发热问题

由于电流具有热效应，当使用的电缆导体截面过小，运行中产生过载现象，长时间使用后，电缆的发热和散热不平衡产生发热现象，将加快电缆的绝缘老化，带来安全隐患。如果过载严重，甚至会出现烧毁电缆的问题，导致危险事故的发生。

1.2 电压损失

由于电缆上有电阻和电抗的存在，当电流通过电缆时，除产生一定的电能损耗外，还会产生电压的损失。不合适的电缆规格，会让电压损失超过一定范围，影响电压质量，造成用电设备的电压不足，影响正常工作，损害用电设备。

1.3 影响经济运行

截面积还会影响电缆的经济运行，不合理的电缆规格带来较大的电能损耗，对于长距离输送的电缆，过多的电能损耗会影响经济运行，并且缩短电缆的使用寿命。

2 测量中存在的问题及原因

根据《10kV及以下电力客户受电工程中间检查和竣工检验规范（试行）》，用电检查人员在开展电力客户受电工程验收过程中，要求对电线电缆的截面积进行现场核对，但目前缺少明确的核对方法，对于电缆截面为规则圆形的尚可通过使用游标卡尺量取缆芯半径的方法计算求得圆形截面积，但对于电缆截面为不规则形状的，不能直接量取边长半径来求得截面积，同时由于电缆在生产、搬运过程中难免受到挤压，截面不是规则的圆形，这就对用电检查人员开展电缆型号的现场验收带来了困难，无法确定电力工程施工公司是否按照设计图纸要求选配要求截面积的电缆。

3 电缆检查助手软件的研发

针对以上的问题，本项目拟研制一套能检测各类型电缆截面积的工具来解决上述问题，此套工具应能方便搬运，实现现场快速、准确检测各类型电缆截面积作为验收参考的目标，确保现场电缆按设计图纸要求选购安装，提高验收人员的工作效率和准确率。

3.1 电缆检查助手软件简介

电缆检查助手主要是针对目前现场电力人员使用日常方式判定铜芯电缆规格不一的现状，通过采用图像识别技术对铜芯电缆横截面进行智能辨别，从而计算出铜芯电缆横截面的实际面积与电缆规格的有效工具。本软件能够应用于具有拍摄功能的Android终端，且具有采样精度高、携带方便、操作便捷等特点。

3.1.1 主要功能特点：（1）识别铜芯电缆绝缘层；（2）识别参考标签；（3）计算铜芯横截面的实际面积；（4）测量图中铜芯电缆的实际直径。

3.1.2 软件处理流程，如图1所示：

3.2 设备拍摄要求

3.2.1 拍摄的光线要适中，不能太暗或太亮。

3.2.2 电缆横截面一定要垂直平整，如有倾斜、凸出会造成面积数值偏小，结果不准确。

3.2.3 参考标签纸务必放置在铜芯面上，并与铜芯处于同一水平面上。

3.2.4 拍摄终端要与电缆横截面平行拍摄，如有倾斜会造成面积数值偏小，结果不准确。

3.3 使用说明

3.3.1 打开终端软件“电缆检查助手”，在图4“基本界面”中，点击“拍照”，可以拍摄一张新照片或者选择一张已有的照片，若拍摄新照片，需要将蓝色标签纸放置电缆铜芯橫截面上进行拍照。

3.3.2 以空心圆为识别区域，通过移动照片上方的游标卡尺的左右两端，缩小需要识别的范围，点击“选取范围”可以移动空心圆的位置，进一步确认识别范围，如图5所示。

3.3.3 点击“识别处理”，可识别空心圆范围内的铜芯与标签纸的面积情况，从而得出铜芯面积，当空心圆范围内绝缘层背景未识别完整时可以点击“背景取色”，用手在照片中移动选择需要过滤掉的背景色，此时会有放大镜功能辅助取色，取色板会用显示当前选择的颜色。选择完成以后再次点击“识别处理”可得到新的横截面积结果，如对结果不满意得反复操作此步。如图6所示。

3.3.4 若对标签纸的面积识别不满意可对其进行修正，点击“取色板”，用上述同样的选取照片中的颜色的操作方法，确认好颜色以后再点击“识别处理”，从而得到新的横截面积结果，如对结果不满意的反复操作此步。

4 电缆检测助手运用的效益和成果

4.1 维护客户利益

电缆检测助手有效、直观地检测了电缆的截面积，而且操作方便，避免了电力工程施工公司为赚取利润偷工减料，使用截面积等级小的电缆代替原来设计图纸要求的电缆型号，有效地保障了客户的利益。

4.2 有利于节能减排

在目前的经济大环境下，粗放式经济向集约型经济转变，节能减排、环保、资源的循环使用、能源的高效利用，已经成为一个发展趋势，在实际应用中，能源费用的增加和高能量损耗有关，较小的电缆截面，会增大电缆本身的能耗生产的经济损失，造成很多的电能浪费在了传输过程中。电缆检测助手确保电缆截面符合设计单位设计，杜绝出现电缆截面不符合要求造成电能在传输过程中浪费的现象。

4.3 确保供电可靠性

由于截面积选用不当的电缆在使用中会产生过热现象，会加快电缆的绝缘老化，带来安全隐患，缩短电缆寿命，这不给对客户的设备带来影响，也会给电网的安全可靠运行带来隐患。电缆检测助手确保了使用正确规格的电缆，避免了出现过热、加快老化以及缩短电缆寿命等情况，有效地确保了供电可靠性。

5 电缆检测助手改进方向及运用前景

5.1 改进方向

通过对电缆的主要规格面积分别进行了图形化测试，得出的误差值如表1。发现电缆检测小助手存在一定误差率，截面积越小，误差率越大。经过分析，发现存在误差的原因是算法的精准问题，下一步的改进方向包括进一步精准算法及优化参照物，争取将误差率降到最低。

5.2 运用前景

电缆检测助手具有操作简单、成本低的特点，不仅适合供电局在验收时使用，也可以在客户中进行推广。在大数据的背景下，通过供电局在验收时多次运用电缆检测助手，以同一种测量工具为基准，收集多次测量不同电缆的截面积数据，可以建立起不同供应商的电缆截面积数据库。客户在选择电缆供应商时，通过参考数据库，可以避免由于对相关电缆参数、电缆供应商不熟悉，导致无法选择合适电缆供应商的情况。解决客户与供应商之间信息不对称的现状，进一步维护客户的利益。

6 结语

电缆截面积作为电线电缆选型的重要参数，是用电检查人员现场验收客户受电工程的重要项目。电缆截面积现场检测工具的研发与应用，有效解决了电缆截面积难以精准计算的问题，不仅确保了合理的电缆使用，维护了供电可靠性和供电安全，也进一步维护了客户的利益，具有良好的社会效益和经济效益。

参考文献

[1] 夏煒.选择导线和电力电缆截面的可靠性计算[J].电子世界，2014，（7）.

[2] 张娜.浅谈电线电缆截面的选择对节能减排的意义

[J].电工文摘，2012，（6）.

[3] 10kV及以下电力客户受电工程中间检查和竣工检验规范（试行）[S].

作者简介：莫肇明（1989-），男，广东珠海人，广东电网有限责任公司珠海供电局工程师，研究方向：电气工程及其自动化。

（责任编辑：蒋建华）