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电缆故障诊断的研究现状发展方向和基本结构[一]、无卤阻燃电力电缆故障诊断的研究现状及发展方向
近年来，越来越多的人员投身到无卤阻燃电力电缆故障诊断的研究中，不少新方法被提出。目前被认可的无卤阻燃电力电缆故障定位方法可分为阻抗法和行波法，但受到使用范围等条件限制，没有达到预想的结果。为了保证电力系统的可靠运行，供电的连续性，不少科研人员提出了将信号处理技术和人工智能技术应用于无卤阻燃电力电缆故障诊断中，主要分为小波分析、神经网络以及智能诊断方法。
小波分析实现无卤阻燃电力电缆故障定位的特点主要是利用小波变换技术对不同无卤阻燃电力电缆故障特征信号进行提取，根据模极大值来测出故障发生的位置，从而达到故障点的准确定位。英国学者周承科提出了经验去噪和小波变换方法对中压无卤阻燃电力电缆局部放电信号进行分析和去噪，进而实现低烟低卤电力电缆故障点的准确定位，后续又对小波变换进行了优化，加强了去噪的能力。
神经网络实现无卤阻燃电力电缆故障定位的特点则是利用故障发生点位置与某种故障特征之间的关系建立神经网络模型，通过模型映射出故障距离，从而实现故障点的定位。在这方面，我国学者张庆超等将粗糙集理论应用到无卤阻燃电力电缆故障诊断中，建立了基于粗糙集理论分层的小波神经网络模型，提高了神经网络的训练收敛速度，进而实现故障点的准确定位。而惠学军等则提出了将小波分析理论与神经网络理论相结合的方法，来实现小电流接地系统单相接地故障的定位。
智能诊断方法则是将人工智能与无卤阻燃电力电缆故障诊断相结合，这样就具备了相关的学习能力和自动获取诊断信息的能力，从而实现了对无卤阻燃电力电缆故障的实时诊断。事实上，智能诊断方法就是利用小波分析等信号处理技术，结合神经网络、专家系统等人工智能技术，对无卤阻燃电力电缆线路运行状态进行监测和预报，提取故障特征信号，从而实现无卤阻燃电力电缆故障的准确识别及定位。由于小波分析对信号特征具有敏锐的洞察力，结合神经网络的自适应能力和非线性拟合能力，未来智能诊断方法的发展前景将一片光明。
据相关部门统计，无卤阻燃电力电缆造成的事故占全部电气事故的百分之六十左右。由于技术水平和监测装置精度等因素的限制，导致无卤阻燃电力电缆故障监测在停电状态下进行，这样不仅无法保证电力系统的连续运行，也给居民生活带来了很大的困扰。
因此，未来无卤阻燃电力电缆故障诊断的发展方向是加强对无卤阻燃电力电缆绝缘在线监测技术的研究，提前对无卤阻燃电力电缆线路进行故障预测和评估，逐步实现从“预防性维护”到“预知性维护”的过渡，提高无卤阻燃电力电缆线路运行，在保证电力系统正常运行的前提下，实现对无卤阻燃电力电缆故障的准确识别及定位。
[二]、电力电缆的基本结构
按照单根电力电缆线芯导体的根数，电力电缆主要为单芯和三芯两种。电力电缆的基本结构为：线芯导体、内衬层、绝缘层、金属护套和外护套。110kV电压等级及以上交联聚乙烯高压电力电缆均为单芯结构，其电力电缆结构主要是：线芯导体、绝缘层、金属护套和外护套。标称截面积为2500mmz，电压等级为127/220kV的YJLW02(03)型单芯交联聚乙烯高压电力电缆。
电力电缆结构各层的具体介绍和分析如下：
(1)线芯导体
导体是电力电缆线芯的导电部分，作用是传输电能。导体一般采用电导率较高的金属材料，如铜或铝，可以减少线路损耗和压降。
导体的形状主要有紧压圆形绞合导体和分割导体两种。中压电力电缆一般为紧压圆形绞合导体，高压电力电缆可以为紧压圆形导体或分割导体，电力电缆线芯采用分割导体结构可以电力电缆的集肤效应。
电力电缆的载流量与温度密切相关，电力电缆线芯导体的损耗是引起电力电缆温度升高的主因，由于导体都有较高允许工作温度，因此，线芯导体损耗的大小将直接影响电力电缆载流量的大小。因为电力电缆线芯导体和金属护套材料的直流电阻，从而交流电阻与温度有关，所以，一般要考虑温度对导体电阻产生的影响，在交流电阻的计算中引入温度系数，来对电阻值进行修正。此外，当交变电流通过电力电缆导体时，电力电缆本体产生的集肤效应，以及与其他相近电力电缆的邻近效应，也对电力电缆线芯导体交流电阻的大小产生影响，在计算交流电阻时，需考虑集肤效应和临近效应的影响，引入集肤效应系数和邻近效应系数。
(2)绝缘层
电力电缆绝缘层的主要作用是屏蔽线芯导体和外界的电磁场联系，保障电能输送。绝缘层的性能好坏直接影响到电力电缆是否能够可靠运行，绝缘层是电力电缆的核心结构之一，定期检查电力电缆绝缘性能。
电力电缆的绝缘材料，应具有良好的电性能，热性能，力学性能和防护性能。
目前，常用的绝缘材料有：塑料绝缘材料(聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯)、橡皮绝缘材料(天然橡胶NR、丁苯橡胶SBR、乙丙橡胶、丁基橡胶GR-1、硅橡胶)、以及浸渍纸绝缘等。
(3)金属护套
目前，高压电力电缆的金属护套以皱纹铝护套为主，电力电缆金属内侧常伴有半导体缓冲层。金属护套的作用是：一方面保证电力电缆一定的机械强度，不受水和潮气等有物质的损害，保证主绝缘的良好，避免机械损伤和有害物质的入侵，造成绝缘破坏；二是作为屏蔽层，避免轴向电场放电，保证电场方向和绝缘半径方向一致。金属护套的好坏会直接影响到电力电缆的使用寿命。
在电力传输中，电力电缆线路之间由于电磁感应，在金属护套上会感应出对地电压，皱纹铝护套会出现环流损耗和涡流损耗。感应电压过高时，不仅使金属护套的损耗增大，而且影响人身。为了过高的感应电压，减小环流损耗和涡流损耗，保证电力电缆线路和可靠的运行，电力电缆的金属护套接地。
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