Вестник МГТУ. 2020, Т. 23. №4.

Власов А. Б. и др. Оценка состояния судового кабеля. Введение В процессе термического старения в резиновом материале происходят необратимые изменения, приводящие к накоплению дефектов, появлению трещин и разрушению шланговой изоляции и изоляции жилы. Как показывает опыт эксплуатации, эпизодическое или непрерывное измерение величины сопротивления изоляции малоинформативно. В настоящее время актуальным решением данной проблемы является поиск диагностических параметров, которые, изменяясь в ходе старения, позволят контролировать процессы, происходящие в материале, и своевременно выявлять дефекты электрооборудования и кабельной сети (Арутюнян и др., 2002). При проведении диагностики судового кабеля целесообразно измерять его диэлектрические характеристики: 1) тангенс угла диэлектрических потерь tgS, способствующий обнаружению ухудшения изоляции кабеля; 2) емкость изоляции С, значение которой свидетельствует об изменении структуры диэлектрика вследствие протекания процессов поляризации (абсорбции) (Шонин, 2019). Судовые кабели имеют определенный срок службы; в зависимости от температуры и влажности воздуха в помещении, нагрузки данный срок может меняться. При этом традиционно вопрос о замене конкретного судового кабеля решается только в случае появления видимых на поверхности дефектов или после аварийной ситуации (короткого замыкания, пожара и т. п.). Основной причиной выхода судового кабеля из строя является нарушение целостности изоляции, которое вызывается уменьшением эластичности резины в ходе старения. В процессе исследования разработана перспективная методика диагностики судовых кабелей посредством измерения твердости оболочки и жил при ускоренном тепловом старении кабеля (Власов и др., 2015). Для диагностики кабеля применяют твердомер резины по Шору NOVOTEST ТШ-Ц (цифровой). Твердость изоляции определяют методом Шора по шкале от 0 до 100 HSA. Результат диагностики получают после компьютерной обработки 20-30 измерений твердости изоляции различных участков кабеля с использованием программы Excel. Применяя функцию нормального распределения, строят графики функции распределения F(H) и плотности распределения f(H). В работе (Власов и др., 2015) представлена методика экспресс-диагностики судовых кабелей в ходе ускоренного старения кабеля, осуществляемого посредством его нагрева в печи при температуре 100-130 °С. В результате проведенных испытаний авторами был сделан вывод о том, что при твердости резины свыше 90 HSA на изоляции кабеля появляются трещины, что свидетельствует о появлении аварийного дефекта. В процессе настоящего исследования предложено расширить диапазон диагностических параметров: помимо измерения твердости изоляции жил и шланговой изоляции кабеля целесообразно произвести контроль изменения тангенса угла диэлектрических потерь и емкости изоляции. Материалы и методы Определение твердости изоляции судового кабеля, подверженного термическому старению В ходе исследования судовой кабель КНРЭ 2x1 помещался в термостат с температурой 110-130 °C. Для оценки параметров твердости кабель вынимался из термостата и кондиционировался до комнатной температуры (20-22 °C); затем проводились замеры твердости изоляции жил и шланговой изоляции. Графики функции и плотности распределения твердости оболочки кабеля, измеренной методом Шора по шкале HSA в различные моменты времени (часы), представлены на рис. 1, 2. Твердость, HSA Рис. 1. Функция распределения твердости шланговой изоляции Fig. 1. Distribution function o f cable hose insulation hardness in the different moments o f time 336