智能化技术在电力电缆施工中的应用

一、引言

电力电缆作为电力系统的重要组成部分，承担着电能传输的重要任务。电力电缆施工质量直接影响供电安全与系统寿命。在传统施工模式下，存在施工效率低、质量难以保障、安全隐患多等问题。随着科技的不断进步，智能化技术逐渐渗透到电力电缆施工领域，为解决传统施工中的难题提供了有效途径。智能化技术通过融合传感器、物联网、大数据、人工智能等技术手段，实现了对施工过程的全方位、实时监控和自动化控制，提高了施工效率、质量和安全性。因此，深入研究智能化技术在电力电缆施工中的应用具有重要的现实意义。

二、智能化技术在电力电缆施工各环节的应用

2.1 电缆选型适配

在电力电缆施工中，电缆选型至关重要，需根据不同的环境条件选择合适的电缆类型。智能化技术为电缆选型提供了科学依据。通过环境传感器实时采集施工环境的温度、湿度、化学腐蚀程度等数据，利用数据分析算法对这些数据进行处理和分析，结合电缆的性能参数，能够精准推荐适配的电缆型号。例如，在高温区域，系统会推荐选用耐高温电缆，如YJV22、NH-YJV 等，并可根据实际情况增大电缆截面或增加散热措施；在化学腐蚀区，会选择耐酸碱、耐油污护套材质的电缆，如聚氯乙烯外护层、无卤低烟型电缆。这种智能化的选型方式避免了因选型不当导致的电缆损坏和安全事故，提高了电缆的使用寿命和供电可靠性。

2.2 路径规划

合理的电缆路径规划是确保电缆施工顺利进行的关键。智能化技术借助三维测绘和智能选线系统，能够实现电缆路径的精准规划。利用 GPS 定位、航拍扫描和全站仪测量等技术，构建厘米级精度的数字模型，全面掌握施工区域的地形地貌、地下管线分布等信息。智能选线系统根据这些信息，结合施工规范和安全要求，自动推演出最优的电缆路径，避开生态敏感区、热力管道、水管等障碍物，减少杆塔后期移位和施工中的干扰。例如，在温州电力设计公司的项目中，通过“数智设计”实现了精准测绘和智能选线，设计效率提升了 40% ，同时减少了施工对环境的影响。

2.3 敷设施工

2.3.1 自动化敷设设备

在电缆敷设过程中，智能化自动化设备的应用大大提高了施工效率和质量。单履带智能型电缆输送机是一种典型的智能化敷设设备，它能够实现智能遥控操作，精准控制速度和张力，避免电缆因受力不均而受损。该设备还能同时展放两根电缆，使施工效率大幅提升。以河北省送变电有限公司在雄安 500 千伏变电站的电缆敷设工程为例，采用单履带智能型电缆输送机后，施工效率从原先的 10天30 公里提升至 10 天90 公里。此外，新型多功能电缆固线器的引入，支持分层固定不同规格的电缆，避免了电缆缠绕，确保了施工过程中的安全性和耐用性。

2.3.2 智能机器人敷设

随着人工智能技术的发展，智能机器人在电缆敷设中的应用逐渐成为现实。智能机器人能够在水平、竖直或倾斜等各种工况下实现电缆的敷设，不受电缆粗细、敷设长度和天气等因素的制约。在火力发电厂的电缆敷设中，智能机器人可以精确地完成电缆的拖拽、定位和固定等工作，减少了人工操作带来的误差和安全隐患，提高了施工过程的智能化管理水平。

2.3.3 三维模拟施工

三维模拟软件在电缆敷设施工中的应用，为施工人员提供了直观的施工指导。通过将设计图纸和施工机械的信息进行可视化处理，生成动画模拟，使作业人员能够更加清晰地理解施工方案。这有助于减少施工误差，提升施工的安全系数和工艺水平。在雄安500 千伏变电站工程中，三维模拟软件的应用为施工质量的保障发挥了重要作用。

2.4 状态监测

2.4.1 传感器网络布局

智能化状态监测系统通过合理布局传感器网络，实现对电缆运行状态的实时、全面监测。在电缆上安装温度传感器、压力传感器、电流传感器等多种类型的传感器，这些传感器具有高灵敏度、抗干扰能力强、体积小等特点，能够实时采集电缆的温度、压力、电流、电压等关键数据。通过优化传感器网络布局，可以提高检测数据的完整性和准确性，确保对电缆的全面监控。

2.4.2 数据采集与处理

数据采集系统实时获取传感器采集到的电缆运行状态数据，并将其传输至监控中心。在监控中心，利用数据处理算法对采集到的数据进行滤波、放大、压缩等处理，提取有效信息。通过数据挖掘技术，对电缆运行数据进行深度分析，发现潜在的风险因素，为预防性维护提供决策支持。例如，通过对电缆温度数据的分析，可以及时发现电缆过热隐患，提前采取措施避免故障发生。

2.5 故障诊断

2.5.1 故障诊断方法

智能化故障诊断技术结合了基于规则的方法、基于统计的方法和基于人工智能的方法，能够对电缆故障进行快速、准确的识别和分析。当电缆出现故障时，系统通过分析电缆的电气特性、温度、振动等信号，利用专家知识库和机器学习算法，确定故障类型和位置。例如，对于绝缘故障，系统可以通过分析绝缘电阻的变化来判断故障的严重程度；对于短路故障，可以通过分析电流波形来确定故障位置。

2.5.2 故障预测与预警

基于大数据分析和机器学习算法，智能化故障诊断系统能够对电缆故障进行预测和预警。通过对历史故障数据和实时运行数据的分析，建立故障预测模型，提前发现电缆的潜在故障隐患，并及时发出预警信息。这有助于运维人员提前采取措施进行维修和更换，避免故障的发生，提高电缆系统的安全性和可靠性。

三、智能化技术应用效果分析

3.1 提高施工效率

智能化技术在电力电缆施工中的应用显著提高了施工效率。智能监控技术能够实时监测施工过程，及时发现并解决问题，避免因问题积累导致施工延误；自动化施工技术大幅缩短了电缆敷设、设备安装等工作的时间；智能管理技术通过优化施工方案、合理调配资源，提高了施工的整体效率。例如，在雄安500 千伏变电站工程中，智能化施工技术的应用使施工效率大幅提升，为后续的二次接线与调试争取了宝贵时间。

3.2 提升施工质量

智能监控技术对施工过程的实时监测，确保了施工符合规范要求；自动化施工技术的高精度操作减少了人为误差，提高了电缆敷设和设备安装的质量；智能检测技术对施工质量的精准检测，能够及时发现并解决质量问题。这些都有效提升了电力电缆施工的质量，保障了电气系统的安全稳定运行。

3.3 增强施工安全性

智能监控技术对施工环境和电气设备运行状态的实时监控，能够及时发现安全隐患，提前采取预防措施；自动化施工技术减少了施工人员与危险环境的接触，降低了安全事故发生的概率。例如，在深基坑施工中，通过安装位移传感器实时监测边坡移动情况，一旦发现异常立即发出警报，保障了施工人员的生命安全。

四、智能化技术应用面临的挑战及应对策略

4.1 技术成本较高

智能化技术在电力电缆施工中的应用需要投入大量资金用于设备购置、软件开发、系统集成以及人员培训等方面。对于一些小型施工企业而言，高昂的技术成本可能超出其承受能力，限制了智能化技术的推广应用。应对策略包括：加强与设备供应商、软件开发商的合作，争取更优惠的采购价格和技术支持；政府和行业协会出台相关政策，对采用智能化技术的施工企业给予一定的资金补贴或税收优惠，降低企业技术应用成本。

4.2 技术标准与规范不完善

目前，智能化技术在电力电缆施工中的应用缺乏统一的技术标准与规范。不同厂家生产的智能设备和软件在接口、数据格式、通信协议等方面存在差异，导致系统之间的兼容性和互操作性较差。这增加了施工企业在技术选型和系统集成方面的难度，也影响了智能化技术的整体应用效果。相关部门和行业协会应加快制定智能化技术在电力电缆施工中的应用标准与规范，统一智能设备和软件的接口、数据格式、通信协议等，提高系统的兼容性和互操作性。同时，加强对技术标准与规范的宣传和推广，组织施工企业和相关单位进行培训，确保标准与规范的有效执行。

4.3 专业人才短缺

电力电缆施工智能化应用需要既懂电气工程专业知识又掌握智能化技术的复合型人才。然而，当前此类专业人才相对匮乏。现有施工人员对智能化技术的了解和掌握程度有限，难以熟练操作和维护智能设备，也无法充分利用智能化管理软件进行施工管理。高校应优化电气工程相关专业课程设置，增加智能化技术方面的教学内容，培养适应行业发展需求的复合型人才。施工企业应加强内部员工培训，定期组织智能化技术培训课程和实操演练，提高施工人员对智能化技术的应用能力。同时，积极引进外部高端人才，充实企业技术人才队伍。

五、结论

智能化技术在电力电缆施工中的应用为行业发展带来了新的机遇。通过在电缆选型适配、路径规划、敷设施工、状态监测及故障诊断等环节的智能化应用，显著提高了施工效率、提升了施工质量、增强了施工安全性。尽管在应用过程中面临技术成本高、技术标准与规范不完善、专业人才短缺等挑战，但通过降低技术成本、完善技术标准与规范、加强专业人才培养等策略，能够有效应对这些挑战，推动智能化技术在电力电缆施工中的广泛应用与深入发展。未来，随着智能化技术的不断进步和应用经验的积累，电力电缆施工将朝着更加高效、智能、安全的方向发展，为电力系统的稳定运行提供更可靠的保障。

参考文献