船用丁苯橡胶绝缘电力电缆剩余寿命评估-论文.pdf

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1、研究·开发弹性体C，H20IN14A—08—E2L5A，2s4T(04)M：4E2R~IC47S船用丁苯橡胶绝缘电力电缆剩余寿命评估*吕井勇，王向军(海军工程大学电气与信息学院，湖北武汉430033)摘要：采用实验室加速热老化并结合Arrhenius热老化方程，对船用丁苯橡胶绝缘新电缆的使用寿命进行预测。然后将新电缆实验数据中的性能失效值作为使用中电缆实验性能失效评判标准值，对使用中的丁苯橡胶绝缘电力电缆的剩余寿命进行计算，通过计算两者之差得到使用中电缆的剩余寿命，计算结果基本和实际情况一致。证明了利用该方法对使用中的电缆的剩余寿命进行评估可靠实用，为使用中的电缆预防

2、性更换提供理论和实践依据。关键词：绝缘电缆；热老化方程；寿命评估中图分类号：TM247；TQ333．1文献标识码：A文章编号：1005—3174(2014)04—0042—06近些年船舶电缆的运行是否安全可靠在船舶一种实验方法。此方法在节能环保方面的优势是安全评估中逐渐引起了人们的重视。目前国内常显而易见的，因此它逐渐引起了各国研究学者的用的对船用电缆的绝缘状态的检测手段主要是通重视，而且利用这种方法理论上可以很方便地通过简单的目视检测和对绝缘电阻进行测量2种方过改变输入参数的值来研究各种老化因素在橡胶法。这2种检测方法都有其局限性，它们只能检老化过程所起到的作用。但

3、是由于这种方法只是查出电缆绝缘破损这类很明显的故障，而不能对停留在理论阶段发展还不够成熟，所以此方法还电缆绝缘性能的状态、内部缺陷和电缆剩余寿命未被实际采用_5]。对橡胶老化寿命的评估模型主做出有效的评估[1]。橡胶材料的老化是影响橡胶要分为三大类：动力学曲线模型、计算机仿真模拟使用寿命的一个很重要的因素，而且在实际使用模型和本构及唯象模型。动力学曲线模型的研究中其老化过程往往进展得很缓慢，老化周期比较开始于2O世纪5o年代中期，其中Arrhenius速长，所以人们不可能对橡胶材料或制品采用与其率常数经验模型外推法已经得到广泛应用和一致实际使用或贮存的情况完全相同的条

4、件来获得相认可l_6_8]，并且已经形成相关的国标和军标。计算关的老化数据。因此，采用与橡胶材料实际使用机仿真模型和本构及唯象模型虽然也有其各自的情况相类似的模拟方法，即使其老化过程加速但优点，但这2种模型都有其局限性，应用还不太广老化机理不变的加速老化方法及寿命评估模型对泛，其合理性也需要进一步的研究和检验_loj。橡胶材料的寿命进行评估具有重大意义。目前，所以本文采用Arrhenius速率常数经验模型。比较成熟的加速老化实验方法主要包括烘箱加速老化实验法、湿热老化实验法、氧弹加速老化实验1电缆热老化及寿命分析实验法、空气弹加速老化实验法和臭氧加速老化实验1．1实验

5、方法法等。其中，烘箱加速老化实验和湿热老化实验通过对电缆的绝缘层在较高温度下进行加速是目前最常用的2种方法[2。此外，国外新提出老化实验，检测其性能指标的变化情况，得到性能的“计算机老化”实验方法是通过向计算机系统中指标随老化程度的变化规律，进而推导出电缆绝输入橡胶材料的分子结构参数、老化机理以及各缘层在实际工作环境下的老化寿命。绝缘材料的种环境因素参数来模拟橡胶材料实际老化过程的力学性能是评价材料在变形和破坏情况下其特性变化的重要指标，主要包括断裂伸长率、拉伸强*海军维改项目作者简介：吕井勇(1978一)，男，江苏扬州人，硕士，讲师，研度、弯曲强度、冲击强度等[1]

6、。相应的实验方法究方向为电工理论技术及运用。收稿日期：2014—05—22包括拉伸性能实验法、弯曲性能实验法等。GB／第4期吕井勇，等．船用丁苯橡胶绝缘电力电缆剩余寿命评估·43·T11026．2—2O03规定可采用试样断裂伸长率或从供货卷上取样、片材的切取、哑铃试样的切取以用断裂伸长率保留率来衡量电缆绝缘的热老化程及预处理等方面都必须按照相同的方法进行。为度，并以此来推算其热寿命。在相同的实验数据了方便老化实验的进行，本文在老化实验中首先下，用断裂伸长率保留率比用断裂伸长率推算出把电缆绝缘层做成试样条来进行老化，每个实验的结果要更加精确。所以本实验中选择了试样的条可

7、以用哑铃刀切成哑铃试样。老化实验设备选断裂伸长率保留率为5O时作为终点_1，其计算择QLH一200型热老化实验箱，当环境温度大于如式(1)、式(2)、式(3)所示：500K时，橡胶的活化能将不再是一个常数，因此K=K／Ko(1)要保证实验温度不超过500K。实验选取135℃、K。一△L／L。(2)150℃、165℃、180℃4个老化温度。老化实验K=AL／L0(3)开始之前要对试样的初始性能值进行测量，以便式中：K为断裂伸长率保留率；K为老化后试样得出试样经过老化之后性能值的变化情况。根据断裂伸长率；K。为试样初始断裂伸长率平均值；GB／T11026