船用低壓電纜剩余壽命預測理論與實驗研究

全球經(jīng)濟一體化速度加快，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(tǒng)的重要組成部分。眾所周知，船用電纜工作環(huán)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(tǒng)的**及穩(wěn)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(huán)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(jù)國標，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行熱空氣老化實驗，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組老化實驗數(shù)據(jù);
其次，運用化學反應速率描述在溫度影響下的船用電纜絕緣老化機理，在一階動力學模型基礎(chǔ)上引入二階動力學模型動態(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理存在一致性，提出基于二階動力學模型的時溫疊加理論的電纜熱壽命預測模型，充分利用各加速老化溫度下的實驗數(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測;
再次，設計溫度、油霧老化實驗方案，利用恒溫油浴搭建老化實驗平臺，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測模型，通過船用乙丙電纜老化實驗數(shù)據(jù)驗證了所建立預測模型正確性;
*后，運用灰色理論進行電纜剩余壽命預測，為提高預測精度，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，建立基于改進粒子群的不等距GM(1，1)電纜剩余壽命預測模型，并通過船用丁苯電纜老化數(shù)據(jù)驗證所建立模型的正確性。

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