В Перми 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, он обладает улучшенными характеристиками и повышенной стойкостью к электрохимическому старению. Для проверки качества сшивки готового изделия требуется подготовка образцов, а это существенные материальные и временные затраты. Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель, которая точно определяет соблюдение технических стандартов изготовленной изоляции кабелей и сокращает производственные издержки.
Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления». 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 процентов 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.
Telegram 
Дзен 
VK Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Газовый гигант Elias 2-24b успел набрать массу Юпитера менее чем за миллион лет. Поскольку планета еще формируется, причем довольно далеко от своей звезды, объяснить столь быстрый рост трудно.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно