船用低壓電纜剩余壽命預(yù)測理論與實(shí)驗(yàn)研究

全球經(jīng)濟(jì)一體化速度加快，世界貿(mào)易也隨之繁榮，船舶已成為海上防御以及客貨運(yùn)輸不可或缺的工具。船用電纜承擔(dān)著傳輸電能和電信號的重要任務(wù)，故而成為軍艦、客輪、貨輪等船舶設(shè)備的電氣系統(tǒng)的重要組成部分。眾所周知，船用電纜工作環(huán)境十分復(fù)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(dǎo)致電纜的絕緣下降甚至失效，對船上電氣系統(tǒng)的**及穩(wěn)定造成了嚴(yán)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(fù)雜的電纜工作環(huán)境中有效預(yù)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(jī)理開展研究，采用多種方法有效的預(yù)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(jù)國標(biāo)，在不同溫度條件下，對絕緣層為丁苯橡膠的電纜和絕緣層為乙丙橡膠的電纜在恒溫烘箱中進(jìn)行熱空氣老化實(shí)驗(yàn)，老化時間2000小時，采集丁苯電纜138個老化試樣、乙丙電纜492個老化試樣，分析了630組老化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);
其次，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率描述在溫度影響下的船用電纜絕緣老化機(jī)理，在一階動力學(xué)模型基礎(chǔ)上引入二階動力學(xué)模型動態(tài)描述電纜老化過程，引入時溫疊加理論論證高溫加速老化與常溫老化其機(jī)理存在一致性，提出基于二階動力學(xué)模型的時溫疊加理論的電纜熱壽命預(yù)測模型，充分利用各加速老化溫度下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以時溫平移因子αT完成在外推正常溫度下電纜的剩余壽命預(yù)測;
再次，設(shè)計溫度、油霧老化實(shí)驗(yàn)方案，利用恒溫油浴搭建老化實(shí)驗(yàn)平臺，采集老化數(shù)據(jù)，**系統(tǒng)研究溫度和油霧濃度對船用電纜使用壽命的影響，運(yùn)用非線性回歸理論建立溫度、油霧影響下的船用電纜剩余壽命預(yù)測模型，通過船用乙丙電纜老化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了所建立預(yù)測模型正確性;
*后，運(yùn)用灰色理論進(jìn)行電纜剩余壽命預(yù)測，為提高預(yù)測精度，引入粒子群算法優(yōu)化灰色GM(1，1)模型參數(shù)αGM，為了提高模型的尋優(yōu)速度，優(yōu)化并給出粒子群算法中慣性權(quán)重c0的定義式，建立基于改進(jìn)粒子群的不等距GM(1，1)電纜剩余壽命預(yù)測模型，并通過船用丁苯電纜老化數(shù)據(jù)驗(yàn)證所建立模型的正確性。

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