Кабели без брака. Математическая модель улучшает производство и снижает издержки

Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель, которая помогает проверять качество изоляции кабелей среднего и высокого напряжения, значительно сокращая материальные и временные затраты на производство. Это открытие позволит повысить точность соблюдения стандартов и снизить количество бракованных изделий.

Процесс изоляции кабелей с помощью сшитого полиэтилена требует высокой точности, так как материал должен пройти вулканизацию при температуре свыше 400 °C в среде азота. Вулканизация — это процесс сшивания макромолекул, что делает полиэтилен более прочным и устойчивым к тепловым нагрузкам. Такой кабель может выдерживать температуры до 90 °C, что позволяет увеличить токовую нагрузку на 15-30% по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.

«Вулканизация протекает с разными скоростями, и важно подобрать параметры, чтобы обеспечить равномерное прогревание и сшивку изоляции по всей толщине»

– Наталия Труфанова, доктор технических наук, профессор, ПНИПУ

Процесс создания изоляции из сшитого полиэтилена требует оптимизации. Неправильно выполненная сшивка может привести к дефектам, которые повышают риск коротких замыканий и снижения долговечности кабелей. Существующие модели не учитывали все факторы, влияющие на процесс сшивки, такие как кинетические параметры полиэтилена, теплопроводность и другие физические свойства.

Исследователи из Пермского Политеха разработали трехмерную математическую модель, которая позволяет визуализировать процесс тепломассопереноса внутри трубы для вулканизации полиэтилена. Эта модель помогает подобрать оптимальные параметры для различных типов кабелей, что минимизирует вероятность дефектов.

«Наша модель помогает визуализировать процесс и уменьшить вероятность брака в производстве».

– Артем Корелин, аспирант ПНИПУ

Численные и натурные эксперименты подтвердили, что с повышением температуры скорость сшивки полиэтилена увеличивается, что позволяет ускорить процесс производства без ущерба для качества. Модель, разработанная учеными, позволит производителям кабелей оптимизировать технологический процесс, сократить производственные издержки и повысить надежность изоляции.

Источник информации: пресс-служба ПНИПУ