在高壓電纜質量控制中因子分析方法的應用淺論

雷長沂++田平++徐斐

摘 要：文章對YJLW0額定電壓是64/110kv的電纜，采用因子分析法對其進行了質量控制的分析與研究，把影響電纜質量的多種指標整合分類成四大類指標，主要包括熱阻個指標、外屏壁厚度個指標、電場強度個指標與絕緣層平均厚度指標。通過實際研究結果可以發現，上述四項指標對于高壓電纜的質量具有巨大的影響。

關鍵詞：高壓電纜；質量控制；因子分析方法；應用；淺論

眾所周知，高壓電纜在當今人們生產生活中發揮著重要的作用，所以，高壓電纜的質量控制工作也越來越受到社會各領域的關注與重視。要想使XLPE絕緣電纜的線路絕緣質量與運行性能得到有效地提高，就一定要使用高質量的原材料以及生產設備與工藝。但是，目前階段，我國的電纜行業在發展的過程中并不平衡，而且技術水平不一，使得電纜的質量對生產安全具有較大的影響。除此之外，不同公司的生產條件也存在一定的差異，因此，生產的電纜質量也各不相同，所以，就需要對電纜的質量進行綜合性的評價，并且需要對其質量進行全面地預測。

一、高壓電纜質量控制因子分析方法應用背景

在統計學領域，因子分析方法屬于降維與信息萃取的方法。而文章在對規格是300mm2電纜進行研究時，擬使用了因子分析的方法。選擇對電纜質量存在影響的量化指標，主要包括十個，為絕緣層平均厚度、內屏壁厚度、外屏蔽厚度、偏心度、熱延伸、外護套厚度、電纜外徑、電阻值、局放值、耐壓值，分別用X1，X2，……X10表示[1]。文章通過SPSS軟件的使用，對電纜產品進行抽樣，進而獲取相關數據，將上述指標劃分成四個公共指標，并根據公共指標進行電纜的綜合評價。

二、因子分析

根據所得數據進行初步的篩選，并獲取原始的數據信息。因為所選擇的變量之間單位不同，所以為了保證因子分析可以平等對待所有的指標，而在應用因子分析方法前，需要把電纜各項指標進行標準化，即，在上述公式中，xi與si主要表示的是xi指標樣本的均值與標準差，并且X1，X2，……X10協方差陣就是與x1，x2，…，x10所相關的矩陣，因此，可以以與其相關矩陣為出發點進行因子分析。

將相關矩陣計算出來，通過相關矩陣數據信息可以發現：ρ（X2， X4）=0.518，所以，可以證明X2和X4相關性比較大，根據相同原理可以發現，X4與X5以及X4與X9之間的相關性也比較大，所以，變量的系數可以適當地減少。與此同時，因為X10是常量，所以，如果將其去除也同樣不會影響最終的分析結果。經過相應的計算可以得出相關矩陣的累積貢獻率、特征值以及貢獻率，具體如圖一。

而后，可以通過特征值與方差的貢獻率發現，圖一中的前四個特征根為3.087，2.096，1.263，0.987?？梢詫⑶八膫€綜合指標來替代原有的十個指標，而累計的方差貢獻率則是82.59%，所以，可以證明，所有的指標可以通過上述四個綜合指標進行解釋，所以可以確定將上述四個指標保留，而最終獲得主成分結果。

根據主成分結果可以發現，在經過計算以后所得到的初始因子載荷矩陣，其中四個因子在原有變量中的載荷值差異并不大，不方便進行解釋，所以，可以使用Varimax正交旋轉法[2]，來實現因子載荷矩陣的旋轉。

根據相關數據信息可以獲取因子分析模型，即：

可以根據相同的方法寫出其他不同變量使用公共因子所形成的表達式。

而將上述九個指標運用SPSS軟件來進行聚類分析，最終可以獲取聚類分析樹狀圖。

通過聚類分析樹狀圖可以發現，以上九個指標可以進行歸納與整合，形成四類。其中，第一類是絕緣層平局厚度，第二類是外屏壁厚度，第三類包括電阻值、電纜外徑與熱延伸，其余指標是第四類。進而可以與因子分析所的結果進行比較與分析，可以發現基本一致。所以確定最終分類標準：

第一類是偏心度、局放值、內屏壁厚度與外護套厚度四個指標。上述指標對于電纜質量的影響主要表現在電場強度影響較大，所以，可以把第一類的指標定義成電廠強度因子，而上述四個指標對于第一類具有較大荷載。

第二類是熱延伸、電阻值與電纜外徑三個指標，這三個指標對電纜質量具有決定作用，所以可以將其定義為電纜質量熱阻因子。

第三類是絕緣層平均厚度，該指標可以被定義成電纜質量絕緣層平均厚度因子，因此指標對于第三類也具有較大荷載。

第四類是通過電纜外屏壁厚度來進行反映，所以，可以將其定義成電纜質量外屏蔽厚度因子。與此同時，需要確保外屏蔽層具有良好的連續性才能夠使電纜質量得到保證。該指標對于第四類也同樣具有較大荷載。

三、結論

文章主要應用了因子分析方法與聚類分析方法，對影響電纜質量的指標進行了深入地研究與分析，并找出了對電纜質量存在較大影響的四類潛在指標，主要包括熱阻因子、外屏壁厚度因子、電場強度因子與絕緣層平均厚度因子[3]。上述四類指標和電纜質量具有緊密的聯系，并且對電纜實際使用性能與壽命具有直接的影響。電纜的質量越好就能越能夠延長其使用壽命，因此，要想使電纜使用時間更長就需要在上述四項指標方面尋求突破。文章在對影響電纜質量指標的研究中還存在一定不足之處，所獲得的數據信息偏少，所以，一定程度上會對計算的結果產生影響，同樣需要完善與改進。除此之外，也可以通過上述方法對不同規格的電纜質量進行驗證，但是最終計算結果仍與上述分析結果相同。

綜上所述，高壓電纜在我國電力行業的可持續發展中占據重要的作用，是電能輸送的橋梁，因此，其自身的質量對于輸電效果具有重要的影響。所以，必須對高壓電纜的質量控制問題給予一定的重視，最重要的是對影響高壓電纜質量的因素與指標進行分析與研究，旨在更好地提高高壓電纜的質量，為電力行業的發展提供更優質的服務。要想保證高壓電纜的質量以及實際運行性能的可靠性與長期性，就需要對高壓電纜的質量進行控制。然而，在現階段的高壓電纜的生產領域中，其生產工藝存在較大的差異，所以使得電纜質量也大不相同。因此，對電纜質量的評價是非常有必要的。文章主要選取了規格是300mm2的電纜，并通過因子分析的方法對電纜質量控制進行了全面地分析與探討，最終總結出對電纜質量造成嚴重影響的四類指標，即熱阻因子、外屏壁厚度因子、電場強度因子與絕緣層平均厚度因子。并且在實際的研究過程中發現，上述四類指標對高壓電纜的質量具有直接的影響，因此，為了保證高壓電纜質量就必須對這四項指標進行優化與完善，只有這樣才能確保高壓電纜的質量符合標準要求，而電纜質量得到保證就會直接推動電力行業的發展，與此同時也提高了供電質量與效果，積極地促進了我國經濟的進步。

參考文獻：

[1]劉鳳艷.因子分析方法在高壓電纜質量控制中的應用[J].淮南師范學院學報，2012，14（3）：12-13，45.

[2]盛秋錦.淺析高壓電纜附件安裝的質量控制[J].中國信息化，2012（20）：193.

[3]劉鳳艷，呂琳琳.線性回歸方法在高壓電纜質量控制中的應用[J].綿陽師范學院學報，2012，31（11）：22-26.