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艦船電纜是保證艦船電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障，艦船電纜絕緣的完好對(duì)決定電網(wǎng)穩(wěn)定且可靠運(yùn)行有至關(guān)重要的作用。相對(duì)于普通電纜，艦船電纜的工作環(huán)境要復(fù)雜得多，艦船裝備工作帶來(lái)的電磁噪聲可能會(huì)對(duì)正常工作信號(hào)造成強(qiáng)烈干擾，長(zhǎng)期工作在高溫環(huán)境中會(huì)加速絕緣層的老化，被含鹽量高的海水噴灑浸泡會(huì)造成絕緣腐蝕。長(zhǎng)期暴露于海水帶來(lái)的高濕度且腐蝕性的空氣中，使得水樹(shù)枝成為艦船電纜絕緣老化的最主要原因。水樹(shù)枝對(duì)電纜絕緣的破壞是不可避免的，而當(dāng)水樹(shù)枝最終演變?yōu)殡姌?shù)枝，就會(huì)徹底擊穿絕緣從而造成事故。

絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是利用在線監(jiān)測(cè)的手段，實(shí)時(shí)檢測(cè)絕緣參數(shù)，通過(guò)絕緣參數(shù)的變化來(lái)反映絕緣老化程度，避免絕緣故障發(fā)生且?guī)?lái)嚴(yán)重?fù)p失之后再進(jìn)行維修的先進(jìn)技術(shù)。因此，電纜的絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)近些年來(lái)成為絕緣監(jiān)測(cè)領(lǐng)域一個(gè)熱門的研究方向。

艦船特殊的工作性質(zhì)以及嚴(yán)峻的環(huán)境，要求電纜工作時(shí)在保證更高的供電可靠性、更及時(shí)的故障預(yù)警能力和更精準(zhǔn)的故障定位能力的同時(shí)，還要兼顧艦船船艙相對(duì)狹小的體積，使檢測(cè)裝置體積也要盡可能小。由此可見(jiàn)，普通電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)條件并不能滿足艦船的工作需求，再加上密閉船艙中的機(jī)械振動(dòng)、電磁擾動(dòng)以及各種隨機(jī)因素產(chǎn)生的噪聲的混合影響，都加大了對(duì)被測(cè)信號(hào)的提取難度，使普通電纜的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)法在艦船上得到有效利用。

因此，為了滿足艦船特殊的工作需求，以實(shí)現(xiàn)對(duì)艦船電纜精準(zhǔn)且有效的絕緣在線監(jiān)測(cè)，需要采用專用的絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。艦船電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一方面保證了艦船電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與重要負(fù)載供電的不間斷性；另一方面減少了艦船電纜絕緣維護(hù)與檢測(cè)對(duì)人力、物力和財(cái)力資源的需求，對(duì)于保障艦船設(shè)備以及人身安全有重要作用。

海軍工程大學(xué)電氣工程學(xué)院的研究人員主要對(duì)目前存在且在艦船電纜絕緣監(jiān)測(cè)領(lǐng)域有實(shí)際應(yīng)用的在線監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行介紹，并分別對(duì)它們的特點(diǎn)與適用范圍進(jìn)行總結(jié)。研究人員分析了八種適用于艦船電纜絕緣的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，在對(duì)每種方法的原理進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)各方法的特點(diǎn)及適用范圍進(jìn)行總結(jié)，其中重點(diǎn)分析了信號(hào)注入法技術(shù)。

表1 艦船電纜在線監(jiān)測(cè)方法特點(diǎn)匯總

他們指出電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各類艦船，通過(guò)實(shí)際的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)了一些可以改進(jìn)的問(wèn)題：

（1）缺乏統(tǒng)一評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

八種方法都有其獨(dú)有的需要采集的信號(hào)，每種方法對(duì)于電纜絕緣完好程度的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)基本是互相獨(dú)立的，因此需要更充足的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)建立絕緣在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域統(tǒng)一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

（2）檢測(cè)裝置精度需進(jìn)一步提升

目前的絕緣在線監(jiān)測(cè)方法需要提取的信號(hào)量級(jí)大多都很微弱，再加上基本都需要進(jìn)行濾波分析，會(huì)使原有信號(hào)產(chǎn)生偏差。因此，準(zhǔn)確提取所需待測(cè)信號(hào)是獲得更精確數(shù)據(jù)的前提條件。

（3）監(jiān)測(cè)范圍需要更全面覆蓋

單一的在線監(jiān)測(cè)方法不能同時(shí)保證對(duì)電纜整體絕緣老化程度與局部老化程度的監(jiān)測(cè)，而且個(gè)別方法有其單獨(dú)的故障檢測(cè)類型。因此，如何保證監(jiān)測(cè)范圍與故障類型的覆蓋更全面是今后研究的熱點(diǎn)。

（4）更廣泛的適配性

有的絕緣在線監(jiān)測(cè)方法本身原理是與絕緣材質(zhì)無(wú)關(guān)的，因此可以研究將其適配到電機(jī)、變壓器等其他裝置上，例如，雙頻信號(hào)注入法本身也適用于電機(jī)的絕緣在線監(jiān)測(cè)中。拓展適用領(lǐng)域可以幫助艦船綜合電力系統(tǒng)的建設(shè)，在未來(lái)達(dá)到單機(jī)同時(shí)監(jiān)測(cè)多種設(shè)備的目標(biāo)。

研究人員認(rèn)為，為了使艦船電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)具有更好的發(fā)展，進(jìn)一步的改進(jìn)不僅僅局限于檢測(cè)精度、速度這種單項(xiàng)指標(biāo)，研究同時(shí)兼具各種優(yōu)點(diǎn)的方法是未來(lái)實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)故障定位、更快速測(cè)量效率、更及時(shí)地響應(yīng)速度以及更全面地覆蓋監(jiān)測(cè)范圍的保障。因此，同時(shí)采用多種方法，應(yīng)用前后級(jí)的方式對(duì)絕緣進(jìn)行聯(lián)合監(jiān)測(cè)，是未來(lái)的一大發(fā)展趨勢(shì)，這是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且可靠的艦船綜合電力系統(tǒng)不可或缺的重要技術(shù)，也是該領(lǐng)域今后主要的發(fā)展方向。

本文編自2021年《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》增刊2，論文標(biāo)題為“艦船電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)綜述”，作者為吳沛航、吳旭升 等。