基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方法
2023-12-02 15:42:31 4
基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方法，具有如下步驟：—對多種不同電纜進行老化實驗，通過獲取老化實驗過程中不同溫度和時間點下電纜絕緣層硬度的數據，建立對應所述的多種不同電纜的老化模型；—分析待檢測電纜絕緣層的硬度和使用溫度，帶入所述的老化模型，得到待檢測電纜絕緣層的使用壽命。由於採用了上述技術方案，本發明提供的基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方法，在實船檢驗時只需對要檢驗的船舶電纜絕緣部位進行硬度測試，以剩餘硬度保留率F＝45％為電纜的失效標準，帶入相應溫度下的老化模型便可得知其剩餘使用壽命。這意味著檢驗人員可以在船上隨時對不同部位的船舶電纜進行檢驗，不需再反覆進行取樣以及漫長的老化實驗過程。
【專利說明】基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方法。涉及專利分類號G01測 量；測試G01N藉助於測定材料的化學或物理性質來測試或分析材料。
【背景技術】
[0002] 隨著船舶自動化程度的逐步提高以及電力推進船舶的出現，船舶電氣系統也隨之 日益複雜，船舶電纜在船舶電氣系統中擔任著傳輸能量和信號的重要任務。眾所周知，船舶 電纜的工作環境複雜，在溫度、溼度、機械振動等眾多因素的綜合影響下，電纜絕緣層材料 容易老化，進而導致電纜的絕緣性能下降甚至失效，從而導致船舶電氣系統失效，甚至引起 船舶火災。可見，船舶電纜絕緣狀態和老化程度直接影響著整個船舶的安全和生產。另外， 我國正在服役的老舊船舶眾多，其上使用的依然是最初的船舶電纜（丁苯橡膠），其絕緣性 能的好壞無從知曉。為消除船舶電纜穩定運行中的安全隱患，明確電纜更換時機，就迫切需 要對其絕緣老化壽命進行快速檢測。
[0003] 在影響絕緣材料的眾多老化因素中，溫度佔主導地位。目前對船舶電纜絕緣壽命 進行預測主要是依據GB/T11026和IEC60216標準，在實驗室對船舶電纜開展高溫加速老化 實驗，通過測量老化試樣的斷裂伸長率來推斷其在實際使用溫度下的壽命。這種方法是破 壞性的實驗，在實驗過程中需要從船舶電網中截取待檢測電纜；同時需要很長的實驗周期 才能得到實驗結果；另外，船舶電纜穿越不同艙室，其工作環境必然存在差異，這意味著所 截取的樣品只能代表局部，無法對全船電纜的絕緣壽命進行檢測。
[0004] 硬度是指材料抵抗其他較硬物體壓入其表面的能力。對於材料來說，硬度是一個 非常容易進行快速檢測的物理量，對材料進行硬度檢測具有方便快捷、簡單精確等優點。目 前，對材料硬度檢測的主要檢測範圍在金屬和非金屬材料領域，通過對材料的硬度檢測，可 以大概了解材料在加工過程中的內部結構變化，可以得到材料的許多物理性質（如剛度、 強度），可以了解到材料加工後的應力情況，可以間接判斷材料的熱處理是否符合要求，也 可以了解材料的大致金相結構。
[0005] 對於電纜絕緣層來說，其老化作用主要是由其上發生的熱氧老化作用所引起的， 隨著其老化作用的加深，也就是失效的加劇，其硬度將逐漸增加。顯然，若能建立起電纜老 化程度與其硬度變化之間的聯繫，則就可以通過檢測電纜絕緣層的硬度變化來檢測其老化 程度，從而實現電纜絕緣壽命的快速檢測。
【發明內容】
[0006] 本發明針對以上問題的提出，而研製的一種基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方 法，具有如下步驟：
[0007] -對多種不同電纜進行老化實驗，通過獲取老化實驗過程中不同溫度和時間點下 電纜絕緣層硬度的數據，建立對應所述的多種不同電纜的老化模型；
[0008] -分析待檢測電纜絕緣層的硬度和使用溫度，帶入所述的老化模型，得到待檢測 電纜絕緣層的使用壽命。
[0009] 建立所述老化模型的步驟具體為：
[0010] 一對新電纜進行老化試驗，設定多個老化溫度和每個老化溫度對應的多個時間 段；獲取每個時間段的電纜絕緣層的硬度；
[0011] 一計算所述電纜絕緣層在老化試驗過程中不同溫度和不同時刻剩餘硬度保留 率；
[0012] 一對得到的所述剩餘硬度保留率數據進行處理，得到的電纜絕緣層在不同溫度和 不同失效標準下的使用壽命數據；
[0013] 一對溫度、失效標準和使用壽命數據進行多項式擬合，得到在不同溫度條件下使 用時間與剩餘硬度保留率的老化模型；
[0014] 一分析待檢測目標電纜絕緣層的硬度，帶入相應溫度下的老化模型，得到該電纜 絕緣層的使用壽命；
[0015] 所述的剩餘硬度保留率為：
【權利要求】
1. 一種基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方法，具有如下步驟： 一對多種不同電纜進行老化實驗，通過獲取老化實驗過程中不同溫度和時間點下電纜 絕緣層硬度的數據，建立對應所述的多種不同電纜的老化模型； 一分析待檢測電纜絕緣層的硬度和使用溫度，帶入所述的老化模型，得到待檢測電纜 絕緣層的使用壽命。
2. 根據權利要求1所述的基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方法，其特徵還在於建立 所述老化模型的步驟具體為： 一對新電纜進行老化試驗，設定多個老化溫度和每個老化溫度對應的多個時間段；獲 取每個時間段的電纜絕緣層的硬度； 一計算所述電纜絕緣層在老化試驗過程中不同溫度和不同時刻剩餘硬度保留率； 一對得到的所述剩餘硬度保留率數據進行處理，得到的電纜絕緣層在不同溫度和不同 失效標準下的使用壽命數據； 一對溫度、失效標準和使用壽命數據進行多項式擬合，得到在不同溫度條件下使用時 間與剩餘硬度保留率的老化模型； 一分析待檢測目標電纜絕緣層的硬度，帶入相應溫度下的老化模型，得到該電纜絕緣 層的使用壽命。
3. 根據權利要求2所述基於硬度的電纜絕緣壽命快速檢測方法，其特徵還在於所述的 剩餘硬度保留率為： F〇=l〇〇-H0
F，=100-1^ 其中：F為剩餘硬度保留率；匕為試樣初始剩餘硬度；成為試樣的初始硬度；F'老化試 樣的剩餘硬度；H'老化試樣的硬度。
【文檔編號】G01N3/40GK104089838SQ201410175253
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】王鶴荀, 紀玉龍, 李 根, 孫玉清 申請人:大連海事大學