在高压电缆质量控制中因子分析方法的应用浅论

雷长沂++田平++徐斐

摘 要：文章对YJLW0额定电压是64/110kv的电缆，采用因子分析法对其进行了质量控制的分析与研究，把影响电缆质量的多种指标整合分类成四大类指标，主要包括热阻个指标、外屏壁厚度个指标、电场强度个指标与绝缘层平均厚度指标。通过实际研究结果可以发现，上述四项指标对于高压电缆的质量具有巨大的影响。

关键词：高压电缆；质量控制；因子分析方法；应用；浅论

众所周知，高压电缆在当今人们生产生活中发挥着重要的作用，所以，高压电缆的质量控制工作也越来越受到社会各领域的关注与重视。要想使XLPE绝缘电缆的线路绝缘质量与运行性能得到有效地提高，就一定要使用高质量的原材料以及生产设备与工艺。但是，目前阶段，我国的电缆行业在发展的过程中并不平衡，而且技术水平不一，使得电缆的质量对生产安全具有较大的影响。除此之外，不同公司的生产条件也存在一定的差异，因此，生产的电缆质量也各不相同，所以，就需要对电缆的质量进行综合性的评价，并且需要对其质量进行全面地预测。

一、高压电缆质量控制因子分析方法应用背景

在统计学领域，因子分析方法属于降维与信息萃取的方法。而文章在对规格是300mm2电缆进行研究时，拟使用了因子分析的方法。选择对电缆质量存在影响的量化指标，主要包括十个，为绝缘层平均厚度、内屏壁厚度、外屏蔽厚度、偏心度、热延伸、外护套厚度、电缆外径、电阻值、局放值、耐压值，分别用X1，X2，……X10表示[1]。文章通过SPSS软件的使用，对电缆产品进行抽样，进而获取相关数据，将上述指标划分成四个公共指标，并根据公共指标进行电缆的综合评价。

二、因子分析

根据所得数据进行初步的筛选，并获取原始的数据信息。因为所选择的变量之间单位不同，所以为了保证因子分析可以平等对待所有的指标，而在应用因子分析方法前，需要把电缆各项指标进行标准化，即，在上述公式中，xi与si主要表示的是xi指标样本的均值与标准差，并且X1，X2，……X10协方差阵就是与x1，x2，…，x10所相关的矩阵，因此，可以以与其相关矩阵为出发点进行因子分析。

将相关矩阵计算出来，通过相关矩阵数据信息可以发现：ρ（X2， X4）=0.518，所以，可以证明X2和X4相关性比较大，根据相同原理可以发现，X4与X5以及X4与X9之间的相关性也比较大，所以，变量的系数可以适当地减少。与此同时，因为X10是常量，所以，如果将其去除也同样不会影响最终的分析结果。经过相应的计算可以得出相关矩阵的累积贡献率、特征值以及贡献率，具体如图一。

而后，可以通过特征值与方差的贡献率发现，图一中的前四个特征根为3.087，2.096，1.263，0.987。可以将前四个综合指标来替代原有的十个指标，而累计的方差贡献率则是82.59%，所以，可以证明，所有的指标可以通过上述四个综合指标进行解释，所以可以确定将上述四个指标保留，而最终获得主成分结果。

根据主成分结果可以发现，在经过计算以后所得到的初始因子载荷矩阵，其中四个因子在原有变量中的载荷值差异并不大，不方便进行解释，所以，可以使用Varimax正交旋转法[2]，来实现因子载荷矩阵的旋转。

根据相关数据信息可以获取因子分析模型，即：

可以根据相同的方法写出其他不同变量使用公共因子所形成的表达式。

而将上述九个指标运用SPSS软件来进行聚类分析，最终可以获取聚类分析树状图。

通过聚类分析树状图可以发现，以上九个指标可以进行归纳与整合，形成四类。其中，第一类是绝缘层平局厚度，第二类是外屏壁厚度，第三类包括电阻值、电缆外径与热延伸，其余指标是第四类。进而可以与因子分析所的结果进行比较与分析，可以发现基本一致。所以确定最终分类标准：

第一类是偏心度、局放值、内屏壁厚度与外护套厚度四个指标。上述指标对于电缆质量的影响主要表现在电场强度影响较大，所以，可以把第一类的指标定义成电厂强度因子，而上述四个指标对于第一类具有较大荷载。

第二类是热延伸、电阻值与电缆外径三个指标，这三个指标对电缆质量具有决定作用，所以可以将其定义为电缆质量热阻因子。

第三类是绝缘层平均厚度，该指标可以被定义成电缆质量绝缘层平均厚度因子，因此指标对于第三类也具有较大荷载。

第四类是通过电缆外屏壁厚度来进行反映，所以，可以将其定义成电缆质量外屏蔽厚度因子。与此同时，需要确保外屏蔽层具有良好的连续性才能够使电缆质量得到保证。该指标对于第四类也同样具有较大荷载。

三、结论

文章主要应用了因子分析方法与聚类分析方法，对影响电缆质量的指标进行了深入地研究与分析，并找出了对电缆质量存在较大影响的四类潜在指标，主要包括热阻因子、外屏壁厚度因子、电场强度因子与绝缘层平均厚度因子[3]。上述四类指标和电缆质量具有紧密的联系，并且对电缆实际使用性能与寿命具有直接的影响。电缆的质量越好就能越能够延长其使用寿命，因此，要想使电缆使用时间更长就需要在上述四项指标方面寻求突破。文章在对影响电缆质量指标的研究中还存在一定不足之处，所获得的数据信息偏少，所以，一定程度上会对计算的结果产生影响，同样需要完善与改进。除此之外，也可以通过上述方法对不同规格的电缆质量进行验证，但是最终计算结果仍与上述分析结果相同。

综上所述，高压电缆在我国电力行业的可持续发展中占据重要的作用，是电能输送的桥梁，因此，其自身的质量对于输电效果具有重要的影响。所以，必须对高压电缆的质量控制问题给予一定的重视，最重要的是对影响高压电缆质量的因素与指标进行分析与研究，旨在更好地提高高压电缆的质量，为电力行业的发展提供更优质的服务。要想保证高压电缆的质量以及实际运行性能的可靠性与长期性，就需要对高压电缆的质量进行控制。然而，在现阶段的高压电缆的生产领域中，其生产工艺存在较大的差异，所以使得电缆质量也大不相同。因此，对电缆质量的评价是非常有必要的。文章主要选取了规格是300mm2的电缆，并通过因子分析的方法对电缆质量控制进行了全面地分析与探讨，最终总结出对电缆质量造成严重影响的四类指标，即热阻因子、外屏壁厚度因子、电场强度因子与绝缘层平均厚度因子。并且在实际的研究过程中发现，上述四类指标对高压电缆的质量具有直接的影响，因此，为了保证高压电缆质量就必须对这四项指标进行优化与完善，只有这样才能确保高压电缆的质量符合标准要求，而电缆质量得到保证就会直接推动电力行业的发展，与此同时也提高了供电质量与效果，积极地促进了我国经济的进步。

参考文献：

[1]刘凤艳.因子分析方法在高压电缆质量控制中的应用[J].淮南师范学院学报，2012，14（3）：12-13，45.

[2]盛秋锦.浅析高压电缆附件安装的质量控制[J].中国信息化，2012（20）：193.

[3]刘凤艳，吕琳琳.线性回归方法在高压电缆质量控制中的应用[J].绵阳师范学院学报，2012，31（11）：22-26.