基于硬度的船用聚氯乙烯电缆绝缘老化快速检验方法研究

发布时间：2020-07-11 05:21

【摘要】：船用电缆在船舶电气系统中承担着输送电能、传递信息等重要任务,其绝缘层的老化状态以及绝缘性能将直接影响到船舶的稳定运营和人员安全。船用电缆长时间工作在高温、高湿度、强光照的恶劣环境,电缆绝缘层在热氧的共同作用下,内部会产生小分子链段和含氧基团。其内部化学结构的变化会影响电缆的机械性能、绝缘性能等,大大缩短其使用寿命,进而造成船用电缆失效。为了及时发现失效的船用电缆并有效处理,有必要对船用电缆进行细致研究,并了解其老化过程中存在的规律。聚氯乙烯材料是一种重要的船用电缆绝缘材料,具有优良的热稳定性和电绝缘性能。本文以船用聚氯乙烯电缆作为研究对象,主要开展了以下几点工作:(1)对船用聚氯乙烯电缆进行了加速热老化试验,并对老化后电缆试样的硬度、断裂伸长率、拉伸强度、绝缘电阻、交联密度等特征量进行了测量,得到了在老化过程中电缆各性能参数的变化规律;(2)从理论上分析了船用聚氯乙烯绝缘层在热氧老化过程中发生的一系列化学反应,建立并验证了硬度与交联密度之间的数学模型,说明硬度可以很好地反映船用聚氯乙烯电缆的实际老化程度;(3)最后通过对剩余硬度保留率的分析、拟合,得到了基于剩余硬度保留率的船用聚氯乙烯电缆剩余寿命检测模型,并据此提出了一种对船用聚氯乙烯电缆剩余寿命进行快速检测的新方法。通过本文研究工作,得到了船用聚氯乙烯电缆绝缘层的老化规律,建立了聚氯乙烯橡胶的剩余硬度保留率与老化寿命之间的经验模型,结合所建立的预测模型可以实现对船用聚氯乙烯电缆剩余寿命的无损评估。相比于传统的评估方法,该方法操作更加简单、工作量少、成本更低廉,同时对其他用途的聚氯乙烯电缆研究具有参考价值。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U665
【图文】：

线缆,基本结构,护套,软电缆

２．１试验准备工作逡逑２．１．１试验材料及设备简介逡逑（１）本文选用了单芯船用ＰＶＣ绝缘ＰＶＣ护套电力软电缆，其基本结构如图２．１逡逑所示。逡逑｜逡逑~栧义贤迹玻毕呃禄窘峁瑰义希疲椋纾澹玻卞澹茫幔猓欤邋澹猓幔螅椋沐澹螅簦颍酰悖簦酰颍邋义细弥值缋碌亩疃ǖ缪刮埃叮欤耄郑涞继宀牧喜捎梦謇喽莆浚圃毂曜嘉义希桑牛茫叮埃埃梗玻常担埃浚常罚叮缋碌木咛宀问绫恚玻彼荆诒恚玻敝校ざ鹊ノ晃恚恚婊义系ノ晃恚恚病ｅ义媳恚玻澹卞澹校郑镁荡玫缌θ淼缋虏问礤义希裕幔猓澹玻卞危埃叮卞澹耄皱澹茫祝义澹校郑缅澹椋睿螅酰欤幔簦澹溴澹恚幔颍椋睿邋澹穑铮鳎澹蝈澹妫欤澹椋猓欤邋澹悖幔猓欤邋澹穑幔颍幔恚澹簦澹蝈澹簦幔猓欤邋义闲秃佩逖ń瘫辏啃″蜗酂a邋单丝邋导体邋绝缘邋绝缘邋护套逡逑＾逦４截面＿邋直径外径标称外径标称护套外径逡逑ＣＶＶＲ邋１逦１５０逦７５６逦０．５逦１６．５逦１．８逦２０．１逦１．６逦２４．５±１．０逡逑－１０邋－逡逑

刀形,哑铃,尺寸,护套

试样,样品,交联密度,电缆

此电阻测量仪的电阻测量范围是０？２Ｘｌ0１７Ｑ。逡逑测量老化后电缆绝缘层的交联密度，本文选用苏州纽迈分析仪Ｒ－ＣＬ－１型低场核磁交联密度仪来对试样的交联密度进行测量，振频率２１ＭＨｚ，磁体强度０．５邋Ｔ，线圈直径为１５邋ｍｍ。逡逑制备逡逑于电缆绝缘材料的老化通常采取直接购置厚度均匀的绝缘材切割成哑铃型，再放进老化箱进行老化试验的方式［４９］。事实上同的高分子材料，其内部的化学成分以及性能是存在较大差的绝缘层并不等同于其他ＰＶＣ材料，因此本文选择从船用电缆进行老化试验；此外先对试样进行哑铃型切割，再进行老老化情况不符的，有研宄表明电缆的铜芯会对电缆的老化情况可能模拟船舶电缆的实际工作状态，本文先对整根的船用ＰＶ电缆的绝缘层取下来切割哑铃试样（如图２．３所示）进行后续的

【参考文献】