在高壓電纜質(zhì)量控制中因子分析方法的應(yīng)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(zhì)量控制的分析與研究，把影響電纜質(zhì)量的多種指標(biāo)整合分類成四大類指標(biāo)，主要包括熱阻個指標(biāo)、外屏壁厚度個指標(biāo)、電場強度個指標(biāo)與絕緣層平均厚度指標(biāo)。通過實際研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，上述四項指標(biāo)對于高壓電纜的質(zhì)量具有巨大的影響。

關(guān)鍵詞：高壓電纜；質(zhì)量控制；因子分析方法；應(yīng)用；淺論

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

一、高壓電纜質(zhì)量控制因子分析方法應(yīng)用背景

在統(tǒng)計學(xué)領(lǐng)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(guī)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(zhì)量存在影響的量化指標(biāo)，主要包括十個，為絕緣層平均厚度、內(nèi)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(chǎn)品進行抽樣，進而獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，將上述指標(biāo)劃分成四個公共指標(biāo)，并根據(jù)公共指標(biāo)進行電纜的綜合評價。

二、因子分析

根據(jù)所得數(shù)據(jù)進行初步的篩選，并獲取原始的數(shù)據(jù)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(biāo)，而在應(yīng)用因子分析方法前，需要把電纜各項指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化，即，在上述公式中，xi與si主要表示的是xi指標(biāo)樣本的均值與標(biāo)準(zhǔn)差，并且X1，X2，……X10協(xié)方差陣就是與x1，x2，…，x10所相關(guān)的矩陣，因此，可以以與其相關(guān)矩陣為出發(fā)點進行因子分析。

將相關(guān)矩陣計算出來，通過相關(guān)矩陣數(shù)據(jù)信息可以發(fā)現(xiàn)：ρ（X2， X4）=0.518，所以，可以證明X2和X4相關(guān)性比較大，根據(jù)相同原理可以發(fā)現(xiàn)，X4與X5以及X4與X9之間的相關(guān)性也比較大，所以，變量的系數(shù)可以適當(dāng)?shù)販p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(jié)果。經(jīng)過相應(yīng)的計算可以得出相關(guān)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(fā)現(xiàn)，圖一中的前四個特征根為3.087，2.096，1.263，0.987。可以將前四個綜合指標(biāo)來替代原有的十個指標(biāo)，而累計的方差貢獻率則是82.59%，所以，可以證明，所有的指標(biāo)可以通過上述四個綜合指標(biāo)進行解釋，所以可以確定將上述四個指標(biāo)保留，而最終獲得主成分結(jié)果。

根據(jù)主成分結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)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(zhuǎn)法[2]，來實現(xiàn)因子載荷矩陣的旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息可以獲取因子分析模型，即：

可以根據(jù)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(dá)式。

而將上述九個指標(biāo)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(fā)現(xiàn)，以上九個指標(biāo)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(biāo)是第四類。進而可以與因子分析所的結(jié)果進行比較與分析，可以發(fā)現(xiàn)基本一致。所以確定最終分類標(biāo)準(zhǔn)：

第一類是偏心度、局放值、內(nèi)屏壁厚度與外護套厚度四個指標(biāo)。上述指標(biāo)對于電纜質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在電場強度影響較大，所以，可以把第一類的指標(biāo)定義成電廠強度因子，而上述四個指標(biāo)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(biāo)，這三個指標(biāo)對電纜質(zhì)量具有決定作用，所以可以將其定義為電纜質(zhì)量熱阻因子。

第三類是絕緣層平均厚度，該指標(biāo)可以被定義成電纜質(zhì)量絕緣層平均厚度因子，因此指標(biāo)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(zhì)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(xù)性才能夠使電纜質(zhì)量得到保證。該指標(biāo)對于第四類也同樣具有較大荷載。

三、結(jié)論

文章主要應(yīng)用了因子分析方法與聚類分析方法，對影響電纜質(zhì)量的指標(biāo)進行了深入地研究與分析，并找出了對電纜質(zhì)量存在較大影響的四類潛在指標(biāo)，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(biāo)和電纜質(zhì)量具有緊密的聯(lián)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(zhì)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(biāo)方面尋求突破。文章在對影響電纜質(zhì)量指標(biāo)的研究中還存在一定不足之處，所獲得的數(shù)據(jù)信息偏少，所以，一定程度上會對計算的結(jié)果產(chǎn)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(guī)格的電纜質(zhì)量進行驗證，但是最終計算結(jié)果仍與上述分析結(jié)果相同。

綜上所述，高壓電纜在我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中占據(jù)重要的作用，是電能輸送的橋梁，因此，其自身的質(zhì)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(zhì)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(zhì)量的因素與指標(biāo)進行分析與研究，旨在更好地提高高壓電纜的質(zhì)量，為電力行業(yè)的發(fā)展提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。要想保證高壓電纜的質(zhì)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(zhì)量進行控制。然而，在現(xiàn)階段的高壓電纜的生產(chǎn)領(lǐng)域中，其生產(chǎn)工藝存在較大的差異，所以使得電纜質(zhì)量也大不相同。因此，對電纜質(zhì)量的評價是非常有必要的。文章主要選取了規(guī)格是300mm2的電纜，并通過因子分析的方法對電纜質(zhì)量控制進行了全面地分析與探討，最終總結(jié)出對電纜質(zhì)量造成嚴(yán)重影響的四類指標(biāo)，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(fā)現(xiàn)，上述四類指標(biāo)對高壓電纜的質(zhì)量具有直接的影響，因此，為了保證高壓電纜質(zhì)量就必須對這四項指標(biāo)進行優(yōu)化與完善，只有這樣才能確保高壓電纜的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，而電纜質(zhì)量得到保證就會直接推動電力行業(yè)的發(fā)展，與此同時也提高了供電質(zhì)量與效果，積極地促進了我國經(jīng)濟的進步。

參考文獻：

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

[2]盛秋錦.淺析高壓電纜附件安裝的質(zhì)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(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].綿陽師范學(xué)院學(xué)報，2012，31（11）：22-26.