摘要：針對(duì)于現(xiàn)有的電力電纜防火性能相關(guān)指標(biāo)規(guī)范要求，重點(diǎn)體現(xiàn)在被動(dòng)預(yù)防、被動(dòng)管理角度，而針對(duì)于信息化背景下電力電纜防火性能提升技術(shù)的研究較少。在此背景下，結(jié)合目前電纜防火性能提升相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)提升技術(shù)進(jìn)行研究具有重要意義。結(jié)合理論與實(shí)踐，首先對(duì)電力電纜火災(zāi)原因及主要特性進(jìn)行分析，然后詳細(xì)闡述應(yīng)急管控機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，提出信息化背景下電力電纜防火性能提升技術(shù)的工程應(yīng)用，希望能夠給同領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員提供一定的理論與技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：電力電纜；防火性能；提升技術(shù)；信息化

一、前言

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和普及，電力電纜作為電力傳輸?shù)闹匾M成部分，在工業(yè)和民用領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。然而，由于電力電纜在工作過(guò)程中可能受到高溫、電弧等因素的影響，其防火性能顯得尤為重要。因此，對(duì)信息化背景下電力電纜防火性能提升技術(shù)的研究與應(yīng)用具有重要的實(shí)際意義。通過(guò)對(duì)電力電纜防火性能提升技術(shù)的深入探討和研究，可以有效降低電力系統(tǒng)運(yùn)行中的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、電力電纜火災(zāi)原因及主要特性

（一）電力電纜火災(zāi)原因

在電力系統(tǒng)管理中，電力電纜火災(zāi)是主要的安全隱患，火災(zāi)覆蓋面積較大?；馂?zāi)發(fā)生后，財(cái)產(chǎn)和人員傷亡嚴(yán)重，因此對(duì)電力電纜防火性能提升技術(shù)的研發(fā)極為關(guān)鍵。從電力電纜失火原因上分析，主要包含以下幾種：第一，電路過(guò)載。若電纜承受較大負(fù)荷的電流，導(dǎo)致短路，進(jìn)而大量熱量擴(kuò)散，使得電纜絕緣材料長(zhǎng)時(shí)間作用，會(huì)發(fā)生融化，嚴(yán)重的情況下發(fā)生火災(zāi)[1]。過(guò)載的原因主要是由于電流負(fù)荷過(guò)大或者是系統(tǒng)設(shè)計(jì)不嚴(yán)格導(dǎo)致的。短路則是由于電源絕緣破損或者是用電頻率過(guò)高導(dǎo)致的。第二，電纜結(jié)構(gòu)自身材料老化或者出現(xiàn)劣質(zhì)材料的現(xiàn)象?；陂L(zhǎng)時(shí)間電纜的使用過(guò)載，在受到外部風(fēng)、雨、雪等自然環(huán)境因素、內(nèi)外部溫差影響導(dǎo)致絕緣材料性能下降，提高了火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。

（二）電力電纜防火特性

電力電纜火災(zāi)特性主要包含蔓延快、高溫、撲滅難度大等。第一，電力電纜火災(zāi)快速蔓延，主要是由于大電流、大電壓導(dǎo)致的，電力系統(tǒng)自身高電流量通過(guò)，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)蔓延。若在電纜內(nèi)部傳輸電流過(guò)大，往往會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)持續(xù)增大，產(chǎn)生快速蔓延的現(xiàn)象，第二，電纜火災(zāi)釋放過(guò)程當(dāng)中，會(huì)產(chǎn)生高溫，主要是對(duì)周邊的設(shè)備環(huán)境溫度造成較大的影響。溫度最高可達(dá)數(shù)百攝氏度，對(duì)周邊的環(huán)境和設(shè)備會(huì)造成嚴(yán)重的損壞[2]。

三、信息化背景下電力電纜防火性能提升技術(shù)

（一）智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的不斷成熟，智能監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)變得日益重要。在電力行業(yè)中，這一技術(shù)的應(yīng)用尤為關(guān)鍵，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和公共安全。通過(guò)在電力電纜系統(tǒng)中布設(shè)高精度傳感器和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，能夠?qū)﹄娎|的溫度、濕度、電流等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行連續(xù)跟蹤。這種監(jiān)控方式不僅提高了檢測(cè)異常的效率，還為預(yù)防潛在火災(zāi)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持[3]。

根據(jù)最新的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，運(yùn)用智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的電力電纜系統(tǒng)，其火災(zāi)發(fā)生率比傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法有了顯著下降。具體來(lái)說(shuō)，某涵蓋了多個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的研究表明，在引入智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，相關(guān)區(qū)域的電纜火災(zāi)事故減少了約60%。這得益于智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠24小時(shí)不間斷地收集數(shù)據(jù)，并利用先進(jìn)的分析算法來(lái)預(yù)測(cè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了故障的早期發(fā)現(xiàn)和及時(shí)處理。進(jìn)一步的，智能監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了巨大的潛力。例如，在某城市電網(wǎng)的改造項(xiàng)目中，安裝具有自主學(xué)習(xí)能力的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)整預(yù)警閾值。結(jié)果顯示，該系統(tǒng)能夠在電纜溫度異常升高前發(fā)出預(yù)警，使得維護(hù)團(tuán)隊(duì)能夠提前介入，有效避免了多起可能導(dǎo)致火災(zāi)的事故。研究指出，采用此類智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以將火災(zāi)發(fā)生的可能性降低超過(guò)50%，極大地提升了電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

（二）智能控制技術(shù)的應(yīng)用

智能控制技術(shù)在電力電纜系統(tǒng)中的運(yùn)用，基于對(duì)電纜工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析。通過(guò)植入溫度傳感器、電流監(jiān)測(cè)器以及環(huán)境濕度檢測(cè)設(shè)備等，智能控制系統(tǒng)能夠精確地捕捉到電纜運(yùn)行中的各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。例如，當(dāng)電纜溫度接近其耐熱極限時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)整負(fù)載，降低功率輸出，從而防止過(guò)熱。研究表明，應(yīng)用智能控制技術(shù)后，電纜的工作溫度平均下降了15%，顯著降低了火災(zāi)發(fā)生的概率。這種動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制確保了即使在高負(fù)荷狀態(tài)下，電纜也能保持在一個(gè)相對(duì)安全的溫度范圍內(nèi)運(yùn)作，有效避免了由高溫引發(fā)的絕緣材料老化和短路現(xiàn)象。除了溫度控制，智能控制技術(shù)還通過(guò)對(duì)電力電纜的負(fù)載管理來(lái)提高安全性。系統(tǒng)可以依據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如電流強(qiáng)度、電壓水平和環(huán)境因素等，進(jìn)行負(fù)載預(yù)測(cè)和優(yōu)化分配。數(shù)據(jù)顯示，智能控制下的電纜系統(tǒng)在處理峰值負(fù)載時(shí)表現(xiàn)出色，平均負(fù)載率減少了20%，有助于避免因過(guò)載而導(dǎo)致的電纜損壞和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。此外，智能控制系統(tǒng)還能夠識(shí)別出潛在的故障點(diǎn)，并提前進(jìn)行預(yù)警，讓維護(hù)人員及時(shí)介入，進(jìn)行必要的檢查和維護(hù)。這種預(yù)防性維護(hù)大大降低了突發(fā)性電纜故障的發(fā)生概率，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障[4]。

智能控制技術(shù)的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電纜全生命周期的管理。通過(guò)收集和分析歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，智能系統(tǒng)不僅可以在現(xiàn)有條件下優(yōu)化電纜的性能，還能預(yù)測(cè)未來(lái)的維護(hù)需求和潛在風(fēng)險(xiǎn)。案例研究顯示，運(yùn)用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，智能控制系統(tǒng)成功預(yù)測(cè)了95%以上的電纜故障事件，并在事前給出了有效的應(yīng)對(duì)策略，包括主動(dòng)降低負(fù)荷、切換備用路線或提前進(jìn)行維護(hù)，確保了系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定供電。長(zhǎng)期而言，智能化的維護(hù)和管理不僅延長(zhǎng)了電纜的使用壽命，而且大幅降低了因故障導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失和安全風(fēng)險(xiǎn)。表1為智能控制技術(shù)應(yīng)用前后的數(shù)據(jù)對(duì)比。

（三）智能預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用

智能預(yù)警技術(shù)在電力電纜系統(tǒng)中的引入，顯著提升了對(duì)潛在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)控和預(yù)防能力。通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，如溫度、電流等的監(jiān)測(cè)精度提高了20%，并且通過(guò)數(shù)據(jù)分析軟件的處理，異常情況的檢測(cè)速度提升了50%。系統(tǒng)在檢測(cè)到參數(shù)超出安全閾值時(shí)，能夠在平均15秒內(nèi)發(fā)出預(yù)警，比傳統(tǒng)方法快了至少30秒，從而為采取緊急措施提供了更長(zhǎng)的時(shí)間窗口。研究表明，智能預(yù)警技術(shù)能夠減少高達(dá)60%的誤報(bào)率，這一數(shù)據(jù)意味著對(duì)于真實(shí)威脅的識(shí)別更準(zhǔn)確，避免了不必要的恐慌和資源浪費(fèi)。此外，該技術(shù)還使得預(yù)防性維護(hù)的效率提高，通過(guò)對(duì)電纜狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了故障預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，智能預(yù)警系統(tǒng)還能指導(dǎo)應(yīng)急響應(yīng)，縮短了平均20%的人員疏散時(shí)間，同時(shí)減少了平均30%的火災(zāi)損害范圍。智能預(yù)警技術(shù)對(duì)電纜全生命周期的監(jiān)控作用不容小覷。它通過(guò)持續(xù)的性能分析，使得電纜故障的診斷提前率達(dá)到85%，并且通過(guò)預(yù)防性維護(hù)避免了超過(guò)75%的潛在故障。這種前瞻性的管理方式延長(zhǎng)了電纜的平均使用壽命至少15%，同時(shí)還優(yōu)化了維修資源的分配，減少了20%的維護(hù)成本。

四、信息技術(shù)背景下電力電纜防火性能提升技術(shù)的工程應(yīng)用

（一）信息化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成應(yīng)用

智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)部署在電纜線路上的多點(diǎn)溫度傳感器、煙霧探測(cè)器和電流傳感器等設(shè)備，實(shí)時(shí)收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)并發(fā)送至中央處理單元進(jìn)行處理和分析。傳感器通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與中央處理單元進(jìn)行通信，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至后臺(tái)系統(tǒng)。在后臺(tái)系統(tǒng)中，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，對(duì)電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行預(yù)警和處理。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以顯著提高對(duì)電纜運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)精度和反應(yīng)速度。例如，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)㈦娎|過(guò)熱問(wèn)題的檢測(cè)時(shí)間縮短40%。傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜的溫度變化，一旦溫度超出安全范圍，系統(tǒng)立即發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒相關(guān)人員及時(shí)處理。此外，通過(guò)對(duì)比分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以精確地定位故障點(diǎn)，減少了以往靠人工巡檢的時(shí)間成本和可能的人為失誤[5]。

信息化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成應(yīng)用對(duì)電力電纜的防火性能提升具有重要作用。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和智能預(yù)警，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜異常情況并采取相應(yīng)措施，有效降低了火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，提高了電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。未來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，相信智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將在電力電纜防火性能提升中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。圖1為信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用下電纜系統(tǒng)中溫度和電流參數(shù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。

（二）數(shù)據(jù)分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

在現(xiàn)代信息技術(shù)的推動(dòng)下，電力電纜的防火性能得到了顯著的提升。采用智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合先進(jìn)的傳感技術(shù)和通信技術(shù)，可對(duì)電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)部署在電纜線路上的多點(diǎn)溫度傳感器、煙霧探測(cè)器和電流傳感器，實(shí)時(shí)收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)并發(fā)送至中央處理單元。一項(xiàng)涉及500公里電纜線路的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，這種監(jiān)測(cè)方式能夠?qū)㈦娎|過(guò)熱問(wèn)題的檢測(cè)時(shí)間縮短40%，并且通過(guò)對(duì)比分析，可以精確地定位故障點(diǎn)，減少了以往靠人工巡檢的時(shí)間成本和可能的人為失誤。隨著大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用，電力電纜的防火性能管理變得更加智能化和預(yù)測(cè)性強(qiáng)。收集到的海量數(shù)據(jù)被輸入分析模型中，這些模型經(jīng)過(guò)訓(xùn)練能夠識(shí)別出正常運(yùn)行參數(shù)與潛在故障跡象之間的關(guān)聯(lián)性。例如，通過(guò)分析電流載荷、環(huán)境溫度以及電纜絕緣層的老化情況等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠預(yù)測(cè)未來(lái)48小時(shí)內(nèi)的潛在故障曲線，準(zhǔn)確度高達(dá)95%。這種預(yù)測(cè)能力允許工程團(tuán)隊(duì)提前采取措施。例如，調(diào)整負(fù)載、更換受損電纜或進(jìn)行必要的維護(hù)工作，從而預(yù)防可能引發(fā)的火災(zāi)事故。

（三）自動(dòng)化防火響應(yīng)機(jī)制

除了監(jiān)測(cè)和預(yù)警功能外，信息技術(shù)還賦予了電力電纜系統(tǒng)自動(dòng)化的防火響應(yīng)能力。在監(jiān)測(cè)到異常指標(biāo)后，智能系統(tǒng)可以自動(dòng)觸發(fā)一系列應(yīng)急措施。例如，切斷故障區(qū)域的電源、啟動(dòng)滅火系統(tǒng)或者調(diào)動(dòng)維修機(jī)器人前往故障位置進(jìn)行緊急維護(hù)。實(shí)例顯示，這種自動(dòng)化響應(yīng)可以在火災(zāi)發(fā)生初期就有效控制火勢(shì)，避免了大規(guī)模的損失。與僅依賴人工操作相比，響應(yīng)時(shí)間縮短了至少50%，大大提升了安全防范的時(shí)效性和有效性。此外，自動(dòng)化系統(tǒng)還能在火災(zāi)事故后提供詳細(xì)的事件記錄，為之后的故障分析和安全改進(jìn)提供了寶貴的數(shù)據(jù)支持。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在信息化背景下電力電纜防火性能提升技術(shù)研究的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)重點(diǎn)研究防火機(jī)理、防火特性，對(duì)電力電纜防火性能提升技術(shù)在具體研究過(guò)程中，只有制定科學(xué)規(guī)范的防火技術(shù)要求，才能夠明確針對(duì)電力電纜防火性能提升技術(shù)的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而優(yōu)化涂料的厚度、防火材料的標(biāo)號(hào)等。鑒于此，希望能夠?yàn)殡娏﹄娎|防火性能提升技術(shù)研發(fā)人員提供一定的理論支持。

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作者單位：國(guó)網(wǎng)上海奉賢供電公司

■ 責(zé)任編輯：王穎振、楊惠娟