基于硬度的電纜絕緣壽命快速檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于硬度的電纜絕緣壽命快速檢測(cè)方法，具有如下步驟：—對(duì)多種不同電纜進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)獲取老化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不同溫度和時(shí)間點(diǎn)下電纜絕緣層硬度的數(shù)據(jù)，建立對(duì)應(yīng)所述的多種不同電纜的老化模型；—分析待檢測(cè)電纜絕緣層的硬度和使用溫度，帶入所述的老化模型，得到待檢測(cè)電纜絕緣層的使用壽命。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的基于硬度的電纜絕緣壽命快速檢測(cè)方法，在實(shí)船檢驗(yàn)時(shí)只需對(duì)要檢驗(yàn)的船舶電纜絕緣部位進(jìn)行硬度測(cè)試，以剩余硬度保留率F＝45％為電纜的失效標(biāo)準(zhǔn)，帶入相應(yīng)溫度下的老化模型便可得知其剩余使用壽命。這意味著檢驗(yàn)人員可以在船上隨時(shí)對(duì)不同部位的船舶電纜進(jìn)行檢驗(yàn)，不需再反復(fù)進(jìn)行取樣以及漫長(zhǎng)的老化實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于硬度的電纜絕緣壽命快速檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于硬度的電纜絕緣壽命快速檢測(cè)方法。涉及專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)G01測(cè) 量；測(cè)試G01N借助于測(cè)定材料的化學(xué)或物理性質(zhì)來(lái)測(cè)試或分析材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著船舶自動(dòng)化程度的逐步提高以及電力推進(jìn)船舶的出現(xiàn)，船舶電氣系統(tǒng)也隨之 日益復(fù)雜，船舶電纜在船舶電氣系統(tǒng)中擔(dān)任著傳輸能量和信號(hào)的重要任務(wù)。眾所周知，船舶 電纜的工作環(huán)境復(fù)雜，在溫度、濕度、機(jī)械振動(dòng)等眾多因素的綜合影響下，電纜絕緣層材料 容易老化，進(jìn)而導(dǎo)致電纜的絕緣性能下降甚至失效，從而導(dǎo)致船舶電氣系統(tǒng)失效，甚至引起 船舶火災(zāi)?？梢?jiàn)，船舶電纜絕緣狀態(tài)和老化程度直接影響著整個(gè)船舶的安全和生產(chǎn)。另外， 我國(guó)正在服役的老舊船舶眾多，其上使用的依然是最初的船舶電纜（丁苯橡膠），其絕緣性 能的好壞無(wú)從知曉。為消除船舶電纜穩(wěn)定運(yùn)行中的安全隱患，明確電纜更換時(shí)機(jī)，就迫切需 要對(duì)其絕緣老化壽命進(jìn)行快速檢測(cè)。
[0003] 在影響絕緣材料的眾多老化因素中，溫度占主導(dǎo)地位。目前對(duì)船舶電纜絕緣壽命 進(jìn)行預(yù)測(cè)主要是依據(jù)GB/T11026和IEC60216標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)船舶電纜開(kāi)展高溫加速老化 實(shí)驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量老化試樣的斷裂伸長(zhǎng)率來(lái)推斷其在實(shí)際使用溫度下的壽命。這種方法是破 壞性的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要從船舶電網(wǎng)中截取待檢測(cè)電纜；同時(shí)需要很長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)周期 才能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果；另外，船舶電纜穿越不同艙室，其工作環(huán)境必然存在差異，這意味著所 截取的樣品只能代表局部，無(wú)法對(duì)全船電纜的絕緣壽命進(jìn)行檢測(cè)。
[0004] 硬度是指材料抵抗其他較硬物體壓入其表面的能力。對(duì)于材料來(lái)說(shuō)，硬度是一個(gè) 非常容易進(jìn)行快速檢測(cè)的物理量，對(duì)材料進(jìn)行硬度檢測(cè)具有方便快捷、簡(jiǎn)單精確等優(yōu)點(diǎn)。目 前，對(duì)材料硬度檢測(cè)的主要檢測(cè)范圍在金屬和非金屬材料領(lǐng)域，通過(guò)對(duì)材料的硬度檢測(cè)，可 以大概了解材料在加工過(guò)程中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，可以得到材料的許多物理性質(zhì)（如剛度、 強(qiáng)度），可以了解到材料加工后的應(yīng)力情況，可以間接判斷材料的熱處理是否符合要求，也 可以了解材料的大致金相結(jié)構(gòu)。
[0005] 對(duì)于電纜絕緣層來(lái)說(shuō)，其老化作用主要是由其上發(fā)生的熱氧老化作用所引起的， 隨著其老化作用的加深，也就是失效的加劇，其硬度將逐漸增加。顯然，若能建立起電纜老 化程度與其硬度變化之間的聯(lián)系，則就可以通過(guò)檢測(cè)電纜絕緣層的硬度變化來(lái)檢測(cè)其老化 程度，從而實(shí)現(xiàn)電纜絕緣壽命的快速檢測(cè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研制的一種基于硬度的電纜絕緣壽命快速檢測(cè)方 法，具有如下步驟：
[0007] -對(duì)多種不同電纜進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)獲取老化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不同溫度和時(shí)間點(diǎn)下 電纜絕緣層硬度的數(shù)據(jù)，建立對(duì)應(yīng)所述的多種不同電纜的老化模型；
[0008] -分析待檢測(cè)電纜絕緣層的硬度和使用溫度，帶入所述的老化模型，得到待檢測(cè) 電纜絕緣層的使用壽命。
[0009] 建立所述老化模型的步驟具體為：
[0010] 一對(duì)新電纜進(jìn)行老化試驗(yàn)，設(shè)定多個(gè)老化溫度和每個(gè)老化溫度對(duì)應(yīng)的多個(gè)時(shí)間 段；獲取每個(gè)時(shí)間段的電纜絕緣層的硬度；
[0011] 一計(jì)算所述電纜絕緣層在老化試驗(yàn)過(guò)程中不同溫度和不同時(shí)刻剩余硬度保留 率；
[0012] 一對(duì)得到的所述剩余硬度保留率數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到的電纜絕緣層在不同溫度和 不同失效標(biāo)準(zhǔn)下的使用壽命數(shù)據(jù)；
[0013] 一對(duì)溫度、失效標(biāo)準(zhǔn)和使用壽命數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得到在不同溫度條件下使 用時(shí)間與剩余硬度保留率的老化模型；
[0014] 一分析待檢測(cè)目標(biāo)電纜絕緣層的硬度，帶入相應(yīng)溫度下的老化模型，得到該電纜 絕緣層的使用壽命；
[0015] 所述的剩余硬度保留率為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于硬度的電纜絕緣壽命快速檢測(cè)方法，具有如下步驟： 一對(duì)多種不同電纜進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)獲取老化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不同溫度和時(shí)間點(diǎn)下電纜 絕緣層硬度的數(shù)據(jù)，建立對(duì)應(yīng)所述的多種不同電纜的老化模型； 一分析待檢測(cè)電纜絕緣層的硬度和使用溫度，帶入所述的老化模型，得到待檢測(cè)電纜 絕緣層的使用壽命。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硬度的電纜絕緣壽命快速檢測(cè)方法，其特征還在于建立 所述老化模型的步驟具體為： 一對(duì)新電纜進(jìn)行老化試驗(yàn)，設(shè)定多個(gè)老化溫度和每個(gè)老化溫度對(duì)應(yīng)的多個(gè)時(shí)間段；獲 取每個(gè)時(shí)間段的電纜絕緣層的硬度； 一計(jì)算所述電纜絕緣層在老化試驗(yàn)過(guò)程中不同溫度和不同時(shí)刻剩余硬度保留率； 一對(duì)得到的所述剩余硬度保留率數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到的電纜絕緣層在不同溫度和不同 失效標(biāo)準(zhǔn)下的使用壽命數(shù)據(jù)； 一對(duì)溫度、失效標(biāo)準(zhǔn)和使用壽命數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得到在不同溫度條件下使用時(shí) 間與剩余硬度保留率的老化模型； 一分析待檢測(cè)目標(biāo)電纜絕緣層的硬度，帶入相應(yīng)溫度下的老化模型，得到該電纜絕緣 層的使用壽命。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于硬度的電纜絕緣壽命快速檢測(cè)方法，其特征還在于所述的 剩余硬度保留率為： F〇=l〇〇-H0
F，=100-1^ 其中：F為剩余硬度保留率；匕為試樣初始剩余硬度；成為試樣的初始硬度；F'老化試 樣的剩余硬度；H'老化試樣的硬度。
【文檔編號(hào)】G01N3/40GK104089838SQ201410175253
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】王鶴荀, 紀(jì)玉龍, 李 根, 孫玉清 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)