電纜截面積現(xiàn)場檢測工具的研發(fā)與應(yīng)用

摘要：電線電纜作為電力傳輸?shù)闹匾d體，如何能夠準確檢測出電纜截面的大小，確保選用正確的電線電纜，對維護客戶利益、提高供電可靠性有重要意義。文章從實際出發(fā)，研發(fā)出電纜截面積現(xiàn)場檢測工具，確保在工作中能夠準確測量電纜截面。

關(guān)鍵詞：電纜截面積；現(xiàn)場檢測；檢測工具；檢查助手軟件；電力傳輸 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM757 文章編號：1009-2374（2017）02-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.022

電線電纜是用于傳輸電力、傳輸信息和電磁能力轉(zhuǎn)換的電工產(chǎn)品，隨著科技的發(fā)展，一切工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、建筑工程和社會生活都越來越依賴于電力供應(yīng)，電線電纜作為電力傳輸?shù)闹匾d體，供電企業(yè)如何確保電線電纜的正確選用，對提高供電可靠性有重要意義。

1 選用電纜截面積不當容易造成的問題

電纜截面積作為電線電纜選型的重要參數(shù)，是用電檢查人員現(xiàn)場驗收客戶受電工程的重要項目。在實際運用中，電纜截面積的選擇主要是設(shè)計單位根據(jù)導線的載流量、電纜的型號、材質(zhì)、電纜芯數(shù)以及電纜安裝方法、周圍環(huán)境溫度等多種因素綜合計算考慮的。但是存在部分電力工程施工公司為了賺取利潤，在施工的過程中偷工減料的現(xiàn)象，用更小的截面積等級電纜代替原來設(shè)計圖紙要求的電纜型號，在電力設(shè)備的選購上減少成本，這種方法隱秘而且節(jié)約成本大，最為常見。但是由此造成電纜截面不符合設(shè)計要求，最終出現(xiàn)以下幾方面問題：

1.1 發(fā)熱問題

由于電流具有熱效應(yīng)，當使用的電纜導體截面過小，運行中產(chǎn)生過載現(xiàn)象，長時間使用后，電纜的發(fā)熱和散熱不平衡產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，將加快電纜的絕緣老化，帶來安全隱患。如果過載嚴重，甚至會出現(xiàn)燒毀電纜的問題，導致危險事故的發(fā)生。

1.2 電壓損失

由于電纜上有電阻和電抗的存在，當電流通過電纜時，除產(chǎn)生一定的電能損耗外，還會產(chǎn)生電壓的損失。不合適的電纜規(guī)格，會讓電壓損失超過一定范圍，影響電壓質(zhì)量，造成用電設(shè)備的電壓不足，影響正常工作，損害用電設(shè)備。

1.3 影響經(jīng)濟運行

截面積還會影響電纜的經(jīng)濟運行，不合理的電纜規(guī)格帶來較大的電能損耗，對于長距離輸送的電纜，過多的電能損耗會影響經(jīng)濟運行，并且縮短電纜的使用壽命。

2 測量中存在的問題及原因

根據(jù)《10kV及以下電力客戶受電工程中間檢查和竣工檢驗規(guī)范（試行）》，用電檢查人員在開展電力客戶受電工程驗收過程中，要求對電線電纜的截面積進行現(xiàn)場核對，但目前缺少明確的核對方法，對于電纜截面為規(guī)則圓形的尚可通過使用游標卡尺量取纜芯半徑的方法計算求得圓形截面積，但對于電纜截面為不規(guī)則形狀的，不能直接量取邊長半徑來求得截面積，同時由于電纜在生產(chǎn)、搬運過程中難免受到擠壓，截面不是規(guī)則的圓形，這就對用電檢查人員開展電纜型號的現(xiàn)場驗收帶來了困難，無法確定電力工程施工公司是否按照設(shè)計圖紙要求選配要求截面積的電纜。

3 電纜檢查助手軟件的研發(fā)

針對以上的問題，本項目擬研制一套能檢測各類型電纜截面積的工具來解決上述問題，此套工具應(yīng)能方便搬運，實現(xiàn)現(xiàn)場快速、準確檢測各類型電纜截面積作為驗收參考的目標，確?，F(xiàn)場電纜按設(shè)計圖紙要求選購安裝，提高驗收人員的工作效率和準確率。

3.1 電纜檢查助手軟件簡介

電纜檢查助手主要是針對目前現(xiàn)場電力人員使用日常方式判定銅芯電纜規(guī)格不一的現(xiàn)狀，通過采用圖像識別技術(shù)對銅芯電纜橫截面進行智能辨別，從而計算出銅芯電纜橫截面的實際面積與電纜規(guī)格的有效工具。本軟件能夠應(yīng)用于具有拍攝功能的Android終端，且具有采樣精度高、攜帶方便、操作便捷等特點。

3.1.1 主要功能特點：（1）識別銅芯電纜絕緣層；（2）識別參考標簽；（3）計算銅芯橫截面的實際面積；（4）測量圖中銅芯電纜的實際直徑。

3.1.2 軟件處理流程，如圖1所示：

3.2 設(shè)備拍攝要求

3.2.1 拍攝的光線要適中，不能太暗或太亮。

3.2.2 電纜橫截面一定要垂直平整，如有傾斜、凸出會造成面積數(shù)值偏小，結(jié)果不準確。

3.2.3 參考標簽紙務(wù)必放置在銅芯面上，并與銅芯處于同一水平面上。

3.2.4 拍攝終端要與電纜橫截面平行拍攝，如有傾斜會造成面積數(shù)值偏小，結(jié)果不準確。

3.3 使用說明

3.3.1 打開終端軟件“電纜檢查助手”，在圖4“基本界面”中，點擊“拍照”，可以拍攝一張新照片或者選擇一張已有的照片，若拍攝新照片，需要將藍色標簽紙放置電纜銅芯橫截面上進行拍照。

3.3.2 以空心圓為識別區(qū)域，通過移動照片上方的游標卡尺的左右兩端，縮小需要識別的范圍，點擊“選取范圍”可以移動空心圓的位置，進一步確認識別范圍，如圖5所示。

3.3.3 點擊“識別處理”，可識別空心圓范圍內(nèi)的銅芯與標簽紙的面積情況，從而得出銅芯面積，當空心圓范圍內(nèi)絕緣層背景未識別完整時可以點擊“背景取色”，用手在照片中移動選擇需要過濾掉的背景色，此時會有放大鏡功能輔助取色，取色板會用顯示當前選擇的顏色。選擇完成以后再次點擊“識別處理”可得到新的橫截面積結(jié)果，如對結(jié)果不滿意得反復(fù)操作此步。如圖6所示。

3.3.4 若對標簽紙的面積識別不滿意可對其進行修正，點擊“取色板”，用上述同樣的選取照片中的顏色的操作方法，確認好顏色以后再點擊“識別處理”，從而得到新的橫截面積結(jié)果，如對結(jié)果不滿意的反復(fù)操作此步。

4 電纜檢測助手運用的效益和成果

4.1 維護客戶利益

電纜檢測助手有效、直觀地檢測了電纜的截面積，而且操作方便，避免了電力工程施工公司為賺取利潤偷工減料，使用截面積等級小的電纜代替原來設(shè)計圖紙要求的電纜型號，有效地保障了客戶的利益。

4.2 有利于節(jié)能減排

在目前的經(jīng)濟大環(huán)境下，粗放式經(jīng)濟向集約型經(jīng)濟轉(zhuǎn)變，節(jié)能減排、環(huán)保、資源的循環(huán)使用、能源的高效利用，已經(jīng)成為一個發(fā)展趨勢，在實際應(yīng)用中，能源費用的增加和高能量損耗有關(guān)，較小的電纜截面，會增大電纜本身的能耗生產(chǎn)的經(jīng)濟損失，造成很多的電能浪費在了傳輸過程中。電纜檢測助手確保電纜截面符合設(shè)計單位設(shè)計，杜絕出現(xiàn)電纜截面不符合要求造成電能在傳輸過程中浪費的現(xiàn)象。

4.3 確保供電可靠性

由于截面積選用不當?shù)碾娎|在使用中會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，會加快電纜的絕緣老化，帶來安全隱患，縮短電纜壽命，這不給對客戶的設(shè)備帶來影響，也會給電網(wǎng)的安全可靠運行帶來隱患。電纜檢測助手確保了使用正確規(guī)格的電纜，避免了出現(xiàn)過熱、加快老化以及縮短電纜壽命等情況，有效地確保了供電可靠性。

5 電纜檢測助手改進方向及運用前景

5.1 改進方向

通過對電纜的主要規(guī)格面積分別進行了圖形化測試，得出的誤差值如表1。發(fā)現(xiàn)電纜檢測小助手存在一定誤差率，截面積越小，誤差率越大。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)存在誤差的原因是算法的精準問題，下一步的改進方向包括進一步精準算法及優(yōu)化參照物，爭取將誤差率降到最低。

5.2 運用前景

電纜檢測助手具有操作簡單、成本低的特點，不僅適合供電局在驗收時使用，也可以在客戶中進行推廣。在大數(shù)據(jù)的背景下，通過供電局在驗收時多次運用電纜檢測助手，以同一種測量工具為基準，收集多次測量不同電纜的截面積數(shù)據(jù)，可以建立起不同供應(yīng)商的電纜截面積數(shù)據(jù)庫?？蛻粼谶x擇電纜供應(yīng)商時，通過參考數(shù)據(jù)庫，可以避免由于對相關(guān)電纜參數(shù)、電纜供應(yīng)商不熟悉，導致無法選擇合適電纜供應(yīng)商的情況。解決客戶與供應(yīng)商之間信息不對稱的現(xiàn)狀，進一步維護客戶的利益。

6 結(jié)語

電纜截面積作為電線電纜選型的重要參數(shù)，是用電檢查人員現(xiàn)場驗收客戶受電工程的重要項目。電纜截面積現(xiàn)場檢測工具的研發(fā)與應(yīng)用，有效解決了電纜截面積難以精準計算的問題，不僅確保了合理的電纜使用，維護了供電可靠性和供電安全，也進一步維護了客戶的利益，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[3] 10kV及以下電力客戶受電工程中間檢查和竣工檢驗規(guī)范（試行）[S].

作者簡介：莫肇明（1989-），男，廣東珠海人，廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。

（責任編輯：蔣建華）