一种光热储能电缆的绝缘保护层制备工艺优化方法与流程

本技术涉及交联聚乙烯电力电缆绝缘层制备，具体涉及一种光热储能电缆的绝缘保护层制备工艺优化方法。

背景技术：

1、光热储能电缆是一类专门用于光热储能系统中的电缆，光热储能系统对电缆绝缘层的耐温要求较高，温度过高或过低均会影响绝缘层的状态。因此对于光热储能系统中光热储能电缆的绝缘保护层的制备，采用交联聚乙烯绝缘料作为电缆线芯的绝缘保护层，具备耐高温、耐化学腐蚀、良好的机械强度和绝缘性能等优点，能够适应光热储能系统中的高温和化学介质环境，进而确保了电力的稳定传输和系统的高效运行。

2、在由交联聚乙烯绝缘保护层包裹的光热储能电缆的生产过程中，由于电缆线芯在交联管中不同位置因温度不同而带来的热膨胀不同、管道中压力的影响以及冷却水的影响等，都会对电缆线芯的张力产生影响，进而引起电缆线芯在交联管中出现振荡甚至碰壁的情况，这些情况会导致生产出的电缆成为废品，甚至损坏管道，从而影响电缆的正常生产，因此需要对交联聚乙烯作为绝缘保护层的光热储能电缆生产线中的电缆线芯的张力进行控制，以确保电缆线芯能够稳定悬垂在交联管道的中心位置。

3、目前，通常是使用悬垂控制器来实现电缆张力的控制，而这种方法是利用电缆线芯偏离交联管的中心位置的偏移量进行反馈调节补偿来实现电缆张力的控制，然而在由交联聚乙烯作为绝缘保护层的光热储能电缆的实际生产过程中，电缆线芯在其卷绕的过程中卷绕半径的变化以及电缆生产线辅助装置参数的波动会造成电缆线芯的上、下牵引速度出现差异，这种差异会导致电缆线芯的张力出现变化，进而引起电缆线芯的振荡，而反馈调节补偿是存在滞后的，使得传统的电缆张力控制方法难以及时响应电缆线芯振荡，进而降低了由交联聚乙烯作为绝缘保护层的光热储能电缆的生产效率和质量。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供一种光热储能电缆的绝缘保护层制备工艺优化方法，以解决现有的问题。

2、本技术的一种光热储能电缆的绝缘保护层制备工艺优化方法采用如下技术方案：

3、本技术一个实施例提供了一种光热储能电缆的绝缘保护层制备工艺优化方法，该方法包括以下步骤：

4、s1，将若干重量的聚乙烯，过氧化物交联剂及抗氧剂混合，得到聚乙烯混合物；

5、s2，利用三层共挤装置，将聚乙烯混合物和半导电屏蔽料用于包裹电缆线芯，得到预处理电缆；

6、s3，通过控制下牵引设备的卷绕速度，在交联管和冷却管中对预处理电缆进行交联和冷却处理，对下牵引设备的卷绕速度进行控制的过程包括：

7、s301：获取当前时刻及其之前预设时长内所有采集时刻下上牵引设备的出口速度数据，下牵引设备的卷绕速度数据以及交联管中电缆的位置偏移量数据；

8、s302：将各采集时刻的卷绕速度数据与出口速度数据的差量，记为各采集时刻的速度偏离数据；采用时间序列分解算法获取所有速度偏离数据的趋势项序列，并通过分析趋势项序列中所有元素的变化趋势，得到当前时刻的第一振荡系数；

9、s303：通过衡量当前时刻之前所有卷绕速度数据与所有出口速度数据之间周期性特征的相关性，并分别评估所有卷绕速度数据和所有出口速度数据的平均分布情况，确定当前时刻的第二振荡系数，并结合所述第一振荡系数，确定当前时刻的振荡响应系数；

10、s304：分析所有位置偏移量数据的变化趋势及平均分布情况，并结合振荡响应系数，确定当前时刻的响应调节系数，对下牵引设备的卷绕速度数据进行控制；

11、s4，加工完成得到由交联聚乙烯作为绝缘保护层的光热储能电缆。

12、优选的，所述过氧化物交联剂的重量在聚乙烯总重中的占比范围为1.5％～2.5％，抗氧剂的重量在聚乙烯总重中的占比范围为0.5％～0.6％。

13、优选的，所述聚乙烯为高密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种，过氧化物交联剂为过氧化乙烷或过氧化二异丙苯中的一种，抗氧剂为多酚抗氧剂1010、多酚抗氧剂1076或硫代双酚抗氧剂300中的一种。

14、优选的，所述三层共挤装置的挤出温度为110～130℃。

15、优选的，所述当前时刻的第一振荡系数的确定方法为：

16、对当前时刻及其之前所有采集时刻的速度偏离数据拟合，得到拟合直线，当前时刻的第一振荡系数为所述拟合直线的斜率的绝对值。

17、优选的，所述当前时刻的第二振荡系数的确定方法为：

18、采用时间序列分解算法分别获取当前时刻及其之前所有卷绕速度数据的季节项序列和所有出口速度数据的季节项序列；

19、当前时刻的第二振荡系数s的表达式为：s＝p×(q+g)；式中，p表示当前时刻及其之前所有卷绕速度数据与所有出口速度数据之间季节项序列的相关系数；q表示当前时刻及其之前所有卷绕速度数据的均值；g表示当前时刻及其之前所有出口速度数据的均值。

20、优选的，所述当前时刻的振荡响应系数为当前时刻的第一振荡系数与第二振荡系数的均值。

21、优选的，所述当前时刻的响应调节系数的确定方法为：

22、采用时间序列分解算法获取当前时刻及其之前所有位置偏移量数据的趋势项序列，记为位置偏移趋势项序列，并对位置偏移趋势项序列中的所有元素拟合，得到位置偏移拟合直线；

23、将当前时刻及其之前所有位置偏移数据的均值与位置偏移拟合直线斜率的乘积，作为当前时刻的位置偏移响应系数；

24、当前时刻的响应调节系数为当前时刻的振荡响应系数与位置偏移响应系数的均值。

25、优选的，所述对下牵引设备的卷绕速度数据进行控制，包括：

26、当前时刻的优化比例系数p的表达式为：p＝p1+round[norm(h)×p2]；式中，p1、p2分别表示采用试凑法获取的悬垂控制器内pid控制算法中的初始比例系数和初始积分系数；h表示当前时刻的响应调节系数；norm()表示归一化函数；round[]表示四舍五入函数；

27、将当前时刻的优化比例系数作为当前时刻下悬垂控制器中的比例系数，得到改进后的悬垂控制器，并将当前时刻下电缆的位置偏移量数据作为改进后的悬垂控制器的输入，输出速度控制信号，对当前时刻的下牵引设备的卷绕速度数据进行控制。

28、优选的，所述s3中，预处理电缆的运行速度为1.4～1.6m/min；交联管中的压强为14～16bar，温度为270～330℃。

29、本技术至少具有如下有益效果：

30、本技术通过分析上、下牵引设备中各自相关速度数据的变化趋势及变化规律，构建了响应调节系数，可以准确地评估电缆线芯在交联过程中的振荡情况，从而准确控制下牵引设备的速度数据，抑制电缆线芯的振荡，提高了由交联聚乙烯作为绝缘保护层的光热储能电缆生产效率和质量；进一步，基于响应调节系数优化悬垂控制器中pid控制算法的比例系数，提高对光热储能电缆生产过程中下牵引设备的速度数据控制的准确度，进而提高了对电缆线芯张力控制的准确度，从而使得由交联聚乙烯作为绝缘保护层的光热储能电缆的生产效率和质量得到了提高。本技术通过悬垂控制器同步上、下牵引设备的相关速度数据，抑制了交联过程中电缆线芯的振荡现象，提高了由交联聚乙烯作为绝缘保护层的光热储能电缆的生产效率和质量。