Перечень используемых условных обозначений, сокращений, терминов 6
Введение 7
1. Литературный обзор 8
1.1. Общие сведения 8
1.2. Разновидности сшивки 10
1.2.1. Радиационная сшивка 10
1.2.2. Пероксидная сшивка 11
1.2.3. Метод азо 12
1.2.4. Силановая сшивка 13
1.2.4.1. Метод Sioplas 16
1.2.4.2. Метод Monosil 17
1.3. Параметры силановой сшивки 18
1.3.1. Пероксид водорода 18
1.3.2. Силан 18
1.3.3 .Антиокислитель 19
1.3.4. Каталлизатор 20
1.3.5. Предварительное смешивание реагентов и физической формы
полиэтилена 21
1.3.6. Молекулярная масса полиэтилена 22
1.3.7. Время сшивки и температура 24
1.4 Включение типичных добавок 25
1.4.1 .Оксид цинка 25
1.4.2 .Углеродная сажа 25
1.4.3. Этиленвинилацетат 27
1.4.4. Этиленпропилендиеновый мономер 29
1.5. Типичные свойства 30
1.5.1. Механические свойства 30
1.5.2 .Тепловые свойства 31
1.6. Оборудование для сшивки полимеров 32
1.7. Обзор существующих математических моделей и исследований 35
2. Математическое моделирование 37
2.1. Постановка задачи 37
2.2. Исследование на сходимость 42
2.3. Проверка адекватности модели 44
3. Полученные результаты 46
3.1. Температурное поле исследуемой области 46
3.2. Исследование влияния количества витков на теплообмен 49
3.3. Исследование влияния физических свойств кабеля на теплообмен ..50
3.4. Исследование влияния температуры воды на теплообмен 51
3.5. Исследование влияния температуры нагревателя на теплообмен 52
Выводы 53
Список использованных литературных источников 54
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
В настоящее время электрические сети испытывают потребность в широком внедрении кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), поскольку подавляющее большинство применяемых в России и странах СНГ кабелей - с пропитанной бумажной изоляцией, а их конструкция уже давно не претерпевала существенных изменений. Кабели с бумажной изоляцией имеют большую возможность повреждения, ограничения по токовой нагрузке, ограничения, связанные с разностью уровней прокладки ,низкая технологичность монтажа муфт.
Особенностями кабелей с изоляцией из шитого полиэтилена является соответствие международному стандарту качества, а также явные преимущества перед кабелями с бумажной пропитанной изоляцией: большая пропускная способность за счет более высокой температуры нагрева жил при эксплуатации в режиме перегрузки и короткого замыкания, возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней, меньший вес и допустимый радиус изгиба, что облегчает прокладку кабелей на сложных трассах, большие строительные длины, отсутствие жидких диэлектриков в изоляции, устраняет неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Температура окружающей среды при эксплуатации кабеля может составлять от +50 до -50 °С. Срок службы не менее 30 лет
В работе были разработаны нестационарные двумерные математические модели тепловых процессов с кабелем с силаносшиваемой изоляцией, намотанным на барабан в силанольной ванне. Проведен анализ работоспособности предложенных моделей. Определена возможность использования упрощённой модели с монолитной плитой, для определения параметров процесса и управлением процессом сшивки. Проведены исследования влияния различных параметров на процесс тепломассопереноса ванне.
Из результатов полученной и сравниваемой модели можно сделать вывод, что при реализации аналогичных задач, теплофизические свойства оказывают не значительное влияние. При проверке адекватности решения было выявлено, то, что полученный результат является хорошим подтверждением адекватности разработанной математической модели и доказательством приемлемой точности расчётов.
В работе были разработаны две математические модели процесса тепломассопереноса в ванне с кабелем с силаносшиваемой изоляцией, намотанным на барабан. Анализ полученных распределений температур показал, что при данных условиях кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена прогревается за 2 часа и модель может быть заменена на упрощённую.
При проведении исследования влияния различных параметров на теплообмен, было выявлено, что значительное влияние на теплообмен оказывает высота конструкции, температура воды в ванне, температура нагревателя.
Результат данной работы может использоваться при создании технологических режимов сшивки силановой изоляции.
