 |
Ученые Пермского Политеха создали модель для надежной изоляции кабеля высокого напряжения
Кабели среднего и высокого напряжения нужны для передачи электроэнергии. Для изоляции этих кабелей используют особый материал – сшитый полиэтилен.Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель, которая точно определяет соблюдение технических стандартов изготовленной изоляции кабелей.
Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления» № 50, 2024. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Сшивка полиэтилена проходит в специальной трубе в среде азота при температуре свыше 400 °С. Процесс называют вулканизацией – это соединение (сшивание) макромолекул вещества в единую пространственную сетчатую структуру посредством нагревания. В результате материал становится более эластичным и прочным. Кабель из сшитого полиэтилена устойчив к высоким температурам – предельная достигает 90 °C, что увеличивает допустимый ток нагрузки – на 15-30% больше, чем у кабеля с бумажной изоляцией. Кроме того, он плохо впитывает и пропускает воду – это защищает его от коррозии, имеет меньший вес и диаметр, что облегчает установку кабеля.
Сложный процесс изготовления изоляции из сшитого полиэтилена требует оптимизации. При этом важно быть уверенными в качестве готового материала, чтобы избежать, например, механических повреждений и контакта с жидкостями, которые могут привести к короткому замыканию и перебоях в работе кабеля. Существующие модели не учитывают оценку совместного влияния на процесс сшивки изоляции технологических параметров, теплофизических и кинетических характеристик используемых материалов, а также кинетики самого процесса вулканизации с учетом движения заготовки в условиях сложного теплообмена.
Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель тепломассопереноса, которая позволит подобрать рациональный режим технологического процесса сшивки полиэтилена.
– Поскольку поле температур в изоляционном слое неоднородно, вулканизация протекает в материале с разными скоростями. На процесс сшивки влияют кинетические параметры полиэтилена, зависящие как от величины температуры материала, так и от скорости ее изменения. Из-за того, что теплопроводность изоляционного материала мала и степень сшивки по толщине неравномерна, необходимо определять такие параметры технологического процесса, которые обеспечили бы полный прогрев заготовки и сшивки внутренних слоев изоляции, – рассказывает доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой «Конструирование и технологии в электротехнике» ПНИПУ Наталия Труфанова.
Численные и натурные эксперименты проведены для полиэтиленов разных марок. Оказалось, что с повышением температуры скорость процесса сшивки значительно возрастает у полиэтилена каждой марки, и в некоторых случаях можно увеличить скорость изолирования, не ухудшая качества готового продукта. По результатам экспериментов ученые Пермского Политеха разработали систему уравнений.
– Наша трехмерная математическая модель позволяет визуализировать процесс тепломассопереноса внутри трубы вулканизации, а также на основе полученных результатов расчета определять рациональные технологические параметры для различных кабелей. Это поможет уменьшить вероятность получения бракованного изделия в процессе производства, – объясняет аспирант кафедры «Конструирование и технологии в электротехнике» ПНИПУ Артем Корелин.
Ученые Пермского Политеха разработали модель процесса сшивки полиэтилена для изоляции кабеля. Ее внедрение на производстве позволяет сократить количество брака на основе полученных результатов расчета определять рациональные технологические параметры для различных марко-размеров кабелей.
Контактное лицо: Лидия Попова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 04:31, 14.10.2024
Количество просмотров: 125
Страна: Россия
| Ученые Пермского Политеха нашли способ улучшить качество бумаги и картона, ПНИПУ, 22:45, 17.07.2026, Россия |
446 |
| Ученые Пермского Политеха впервые в России разработали систему, которая диагностирует состояние воды в реальном времени. Это позволит в несколько раз быстрее отслеживать ухудшение ее качества и оперативно реагировать на него, сокращая убытки предприятий и снижая себестоимость товаров. |
|
| Ученый Пермского Политеха рассказал о «горизонтальном» июльском звездопаде, ПНИПУ, 22:02, 17.07.2026, Россия |
44 |
| С середины июля до конца августа россияне смогут наблюдать звездопад Южные дельта-Аквариды. В ночь на 31 июля ожидается до 25 метеоров в час. Эти метеоры летят почти горизонтально, их называют «пасущимися». Ученый Пермского Политеха объяснил, почему поток стабилен, как на него влияет Юпитер и откуда желтоватый след. |
|
| Улучшает иммунитет, пищеварение и защищает от инсульта: ученый Пермского Политеха назвал 7 причин разрешать себе лениться, ПНИПУ, 22:13, 14.07.2026, Россия |
274 |
| 15 июля отмечается День русской лени. Ученый ПНИПУ рассказал, как она помогает очищать мозг от токсинов, восстанавливать оболочку нервов, повышать иммунитет, улучшать пищеварение, предотвращает образование тромбов, увеличивает фазу медленного сна и поднимает мотивацию, а также чем здоровая лень отличается от вредной. |
|
| Ученый Пермского Политеха объяснил, почему мы испытываем симптомы акклиматизации, даже не покидая родной город, ПНИПУ, 21:26, 14.07.2026, Россия |
52 |
| Резкие перепады температуры могут вызывать у человека симптомы, сходные с теми, что возникают при смене климатической зоны. Ученый ПНИПУ рассказал, что происходит с организмом при температурных контрастах, какие привычные средства самопомощи только вредят и почему самочувствие может ухудшиться уже после нормализации. |
|
|
|
