船用低壓電纜剩余壽命預測理論與實驗研究

全球經濟一體化速度加快，世界貿易也隨之繁榮，船舶已成為海上防御以及客貨運輸不可或缺的工具。船用電纜承擔著傳輸電能和電信號的重要任務，故而成為軍艦、客輪、貨輪等船舶設備的電氣系統的重要組成部分。眾所周知，船用電纜工作環境十分復雜，在溫度、油霧、濕度等眾多因素的綜合影響下，電纜的絕緣層材料非常容易受到損壞，導致電纜的絕緣下降甚至失效，對船上電氣系統的**及穩定造成了嚴重影響，而定期更換電纜成為了解決此**隱患的有效方法之一。由于電纜造價高，更換過程繁瑣，故頻繁更換電纜是一項價格昂貴且繁重的工作，如何減少對電纜的盲目更換是本文研究的主要目的，如何在復雜的電纜工作環境中有效預測船用電纜的剩余壽命是本文要解決的主要問題。本文從船用電纜老化機理開展研究，采用多種方法有效的預測了船用電纜的剩余壽命，在保證船舶**的情況下減少對電纜的盲目更換。本文主要完成的工作有:
首先，根據國標，在不同溫度條件下，對絕緣層(ceng)為丁(ding)(ding)苯橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)電(dian)纜(lan)和(he)絕緣層(ceng)為乙(yi)丙橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)電(dian)纜(lan)在恒溫烘箱中進行熱空氣老(lao)(lao)(lao)化(hua)實驗，老(lao)(lao)(lao)化(hua)時(shi)(shi)間2000小時(shi)(shi)，采集丁(ding)(ding)苯電(dian)纜(lan)138個(ge)老(lao)(lao)(lao)化(hua)試樣(yang)、乙(yi)丙電(dian)纜(lan)492個(ge)老(lao)(lao)(lao)化(hua)試樣(yang)，分析了630組老(lao)(lao)(lao)化(hua)實驗數據;
其次，運用化(hua)(hua)學反(fan)應速(su)率(lv)描述在(zai)(zai)溫(wen)度影響下的(de)(de)船用電(dian)纜(lan)絕(jue)緣老(lao)(lao)化(hua)(hua)機理(li)，在(zai)(zai)一(yi)階動(dong)力學模型(xing)基(ji)礎(chu)上引(yin)入二階動(dong)力學模型(xing)動(dong)態(tai)描述電(dian)纜(lan)老(lao)(lao)化(hua)(hua)過(guo)程，引(yin)入時溫(wen)疊(die)加理(li)論論證高溫(wen)加速(su)老(lao)(lao)化(hua)(hua)與常溫(wen)老(lao)(lao)化(hua)(hua)其機理(li)存在(zai)(zai)一(yi)致(zhi)性，提出基(ji)于二階動(dong)力學模型(xing)的(de)(de)時溫(wen)疊(die)加理(li)論的(de)(de)電(dian)纜(lan)熱壽命(ming)預(yu)測模型(xing)，充分(fen)利用各加速(su)老(lao)(lao)化(hua)(hua)溫(wen)度下的(de)(de)實驗數據，以時溫(wen)平移因子αT完成在(zai)(zai)外推正常溫(wen)度下電(dian)纜(lan)的(de)(de)剩余壽命(ming)預(yu)測;
再次，設計溫(wen)度(du)(du)、油(you)霧(wu)(wu)老化實驗(yan)方案，利用恒溫(wen)油(you)浴(yu)搭建老化實驗(yan)平(ping)臺，采(cai)集老化數據，**系統(tong)研究(jiu)溫(wen)度(du)(du)和油(you)霧(wu)(wu)濃度(du)(du)對船用電(dian)(dian)纜使(shi)用壽(shou)命的(de)影響，運用非線(xian)性回(hui)歸理論建立溫(wen)度(du)(du)、油(you)霧(wu)(wu)影響下的(de)船用電(dian)(dian)纜剩余壽(shou)命預(yu)測(ce)模(mo)(mo)型，通過船用乙丙電(dian)(dian)纜老化實驗(yan)數據驗(yan)證了所建立預(yu)測(ce)模(mo)(mo)型正確性;
*后，運用灰色理論進(jin)行電纜剩余(yu)壽(shou)(shou)命預(yu)測，為(wei)提高預(yu)測精度，引入粒(li)子(zi)群(qun)算(suan)法(fa)(fa)優化灰色GM(1，1)模型(xing)參(can)數αGM，為(wei)了(le)提高模型(xing)的(de)(de)尋優速度，優化并給出粒(li)子(zi)群(qun)算(suan)法(fa)(fa)中慣性(xing)權重(zhong)c0的(de)(de)定義(yi)式，建(jian)立基于改進(jin)粒(li)子(zi)群(qun)的(de)(de)不等(deng)距GM(1，1)電纜剩余(yu)壽(shou)(shou)命預(yu)測模型(xing)，并通過(guo)船用丁苯(ben)電纜老化數據驗(yan)證所建(jian)立模型(xing)的(de)(de)正確性(xing)。

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