Прогнозирование остаточного ресурса силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

В данной работе рассмотрен метод прогнозирования остаточного ресурса силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.Целью данной работы является разработка актуальной математической модели, способной рассчитать ресурс в режиме реального времени.Данная тема актуальна на сегодняшний день, потому что благодаря своевременной оценке состояния кабельных линий, можно значительно снизить число аварийных режимов, тем самым уменьшить экономические затраты.Задачи, рассматриваемые в работе: существующие конструкции силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена; анализ факторов, влияющих на кабель в режиме эксплуатации;определение главных параметров, составляющих математическую модель.

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………….. 13
1. Обзор литературы ……………………………………………………………………………… 15
1.1 Основные конструкционные элементы кабелей из сшитого полиэтилена
и их назначение ………………………………………………………………………………….. 15
1.2. Материалы …………………………………………………………………………………… 23
2. Методическая часть …………………………………………………………………………… 26
2.1 Основные методы диагностики и контроля состояния изоляции
кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена ……………………………. 26
2.2 Физика процесса старения изоляции материала ………………………………. 27
2.3 Описание существующих моделей для расчета ресурса изоляции …….. 31
2.4 Анализ воздействий, оказываемых внешними и внутренними факторами
на изоляцию кабелей в процессе эксплуатации …………………………………….. 40
2.5 Разработка математической модели для прогнозирования остаточного
ресурса ………………………………………………………………………………………………. 42
3. Расчет силового кабеля с пластмассовой изоляцией …………………………….. 44
3.1 Электрический расчет ……………………………………………………………………. 44
3.2 Тепловой расчет ……………………………………………………………………………. 55
3.3 Расчет остаточного ресурса при заданных условиях эксплуатации …… 67
3.4 Оценка полученных результатов …………………………………………………….. 76
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 77
4.1 Анализ конкурентных технических решений …………………………………… 78
4.2 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………… 82
4.3. Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ………………………… 88
4.4 Ресурсоэффективность …………………………………………………………………… 92
5. Социальная ответственность ………………………………………………………………. 94
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 95
5.2 Производственная безопасность …………………………………………………….. 96
5.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………. 98
5.4 Экологическая безопасность ………………………………………………………… 104
5.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………. 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………… 109
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………… 110

Известное многообразие методов диагностики и контроля состояния
изоляции подтверждает актуальность исследования по их разработке, а также
может послужить основой для разработки методов определения остаточного
ресурса диэлектрика. Многие из перечисленных испытаний являются
разрушающими для изоляции и могут привести к быстрому выходу кабеля из
строя, в связи с этим, актуальным является вопрос разработки
неразрушающих методов контроля состояния изоляционного материала.
Анализ известных математических моделей старения изоляции показал
схожий характер изменения срока службы в зависимости от воздействующих
параметров.
В качестве опорной математической модели решено использовать модель
Кучинского Г. С., так как она основывается на энергетических воздействиях
на изоляцию. Разработанная математическая модель расчета остаточного
ресурса изоляции кабеля позволяет спрогнозировать износ изоляции и
необходимость ее замены с учетом корректировок, внесенных после анализа
результатов экспериментальных исследований. Важным достоинством
модели является ее реализуемость в устройстве мониторинга остаточного
ресурса изоляции.
Результаты расчета потребовали произвести корректировку
математической модели определения остаточного ресурса изоляции, так как
наблюдалось несовпадение результатов расчета и эксперимента, вызванное
тем, что математическая модель не учитывает разрушающие изоляцию
факторы, кроме напряжения и температуры. Для корректировки модели
решено ввести коэффициент, учитывающий воздействие других факторов.
Оценка показала, что погрешность расчета срока службы изоляции
составляет около 8%.

1. Ларина Э.Т. Силовые кабели и кабельные линии: Учеб. Пособие для вузов.
– М.: Энергоатомиздат, 1984. – 368 с