【摘要】：礦用MYP電纜在井下中低壓電網(wǎng)中擔(dān)負(fù)著為動(dòng)力設(shè)備輸送電能的重要作用。井下電纜敷設(shè)環(huán)境復(fù)雜,影響絕緣材料老化因素較多。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),電纜投入運(yùn)行后會(huì)受到電、熱、機(jī)械力、環(huán)境等因素的作用而造成絕緣老化,若不引起足夠重視輕則會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失,重則影響煤礦安全。且不同型號(hào)電纜應(yīng)用的電壓等級(jí)、工作環(huán)境等都不相同。因此,對(duì)特定型號(hào)的電纜進(jìn)行絕緣老化分析及壽命預(yù)測(cè)是十分必要的。論文首先對(duì)MYP電纜結(jié)構(gòu)、實(shí)際使用環(huán)境、常見(jiàn)故障原因進(jìn)行了理論分析。其次,利用ANSYS軟件通過(guò)有限元的思想對(duì)電纜進(jìn)行仿真模擬,對(duì)比分析MYP電纜在正常運(yùn)行、主絕緣老化、電纜內(nèi)部存在雜質(zhì)、電纜受到外力損傷的溫度場(chǎng)與電場(chǎng),并為層次分析法中的狀態(tài)矩陣的確定提供部分參考。再根據(jù)GB/T 11026和MT818等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),選取110℃、130℃、150℃三個(gè)老化溫度點(diǎn),對(duì)該型號(hào)電纜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室“加濕”和“不加濕”兩部分加速熱老化實(shí)驗(yàn)和電性能實(shí)驗(yàn),分別得到熱老化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和電性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在電纜拉伸實(shí)驗(yàn)中,提出將外護(hù)套與內(nèi)絕緣分開(kāi)考慮,分別建立了斷裂伸長(zhǎng)率與老化時(shí)間的關(guān)系函數(shù),對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了方差計(jì)算和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),驗(yàn)證了基于Arrhenius公式的熱壽命模型有效性和可靠性,得到了 MYP型號(hào)電纜在65℃-95℃外護(hù)套和內(nèi)絕緣在加濕與不加濕條件下剩余壽命的快速計(jì)算公式。最后通過(guò)AHP(層次分析法)和FCE(模糊綜合評(píng)價(jià))的結(jié)合方法對(duì)電纜進(jìn)行多因素判斷,將電纜老化因素視為復(fù)雜遞階層次結(jié)構(gòu)的多因素、多指標(biāo)決策問(wèn)題,建立階梯老化壽命影響因素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)打分。通過(guò)本文的研究工作,揭示了礦用MYP電纜絕緣老化規(guī)律,提出針對(duì)該型號(hào)電纜的內(nèi)絕緣與外護(hù)套壽命評(píng)估分析和基于層次分析法的綜合分析方法。在工程計(jì)算中,可通過(guò)電纜實(shí)際溫度、濕度代入壽命預(yù)測(cè)公式進(jìn)行詳細(xì)預(yù)測(cè),也可通過(guò)電纜敷設(shè)環(huán)境、測(cè)量其電氣量和物理量進(jìn)行綜合打分評(píng)價(jià)。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM24
【圖文】：

2 MYP 電纜壽命影響因素分析2 MYP 電纜壽命影響因素分析1 礦用 MYP 電纜基本結(jié)構(gòu)MYP-0.66/1.14kV 煤礦移動(dòng)軟電纜（非金屬屏蔽）用于井下采煤設(shè)備的電源連要包括動(dòng)力線芯導(dǎo)體、地線芯導(dǎo)體、絕緣、半導(dǎo)電層和護(hù)套五個(gè)主要部分，以及件和承拉元件等附屬元件。如圖 2-1 所示，實(shí)際樣品 A、B、C 導(dǎo)體截面為 25mm線芯導(dǎo)體截面為 16mm 。

圖 3.1 電纜整體網(wǎng)格劃分.1.2 加載在實(shí)際使用中，通過(guò)銅芯導(dǎo)體的主要是電流，使用電流（AMPS）加在模型集中載負(fù)荷。若值為正則表示電流流入節(jié)點(diǎn)，為負(fù)表示電流流出節(jié)點(diǎn)。若是均勻電流密布，耦合節(jié)點(diǎn)上的電壓自由度，再將總電流加到一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。因銅線的橫截面積為mm ，故井下最大負(fù)荷通過(guò)電流為 120A。加載后電纜溫度場(chǎng)和電場(chǎng)分布如圖 3.2 和.3 所示。

由于在老化過(guò)程中，電纜絕緣材料的散熱性和絕緣性都會(huì)有一定的降低。因此，通過(guò)改變電纜的介電常數(shù)和材料參數(shù)來(lái)模擬絕緣老化，并且老化由輕微到嚴(yán)重，假定絕緣性能值從 10%到 50%，即每次老化按照參量減少 10%計(jì)算。圖 3.4、圖 3.5 分別是電纜主絕緣在不同程度老化之后溫度場(chǎng)、電場(chǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2768394