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电缆在紫外光交联生产过程中,紫外光的辐照强度和辐照过程中电缆材料的温度对电缆的光交联效率至关重要。依靠微波能量激励发光的无极汞灯,具有紫外辐射效率高、寿命长和热辐射功率低等优点,能够避免目前光交联系统中所使用的变压器驱动的中压汞灯辐照系统造成的材料交联不均匀和局部过热等问题,是紫外光交联高压电缆制造技术的最佳紫外辐照源。因此研制紫外效率更高微波紫外光源,并探讨光交联过程中电缆材料在不同热辐射功率下的温度变化,对高压电缆的光交联制造十分有必要。本文研究的内容如下:(1)用光学建模软件Lighttools对设计的椭圆反光罩进行了光学仿真,得到其光学结构参数。在不改变反光罩光学结构参数的前提下,通过微波仿真软件CST,制定了使微波谐振腔的谐振频率为2.45GHz的方案,以便满足无极汞灯的激励要求。同时,本文还对反光罩上耦合孔的形状和尺寸做出了优化设计,以减少微波的反射功率并降低了耦合孔打火的可能性。(2)通过上述仿真结果,选择最佳谐振腔设计方案,并搭建微波紫外光源装置。通过光谱仪测量了微波激励的紫外光源、变压器驱动的紫外光源和电子电源驱动的紫外光源几种不同紫外光源在200-800nm波段的光谱分布,并分析了这些紫外光源各自具有的特点。(3)通过计算流体动力学软件FLUENT中的DO模型,对电压等级为11OkV、线芯截面为800mm2的高压电缆二维截面温度场进行非稳态数值模拟,分析了电缆在光交联生产过程中不同热辐射功率对材料的温度造成的影响。同时,还测量了屏蔽材料在不同温度环境交联后的热延伸伸长率。仿真结果和热延伸实验结果表明,当辐照箱内的热辐射功率为27kW、线芯初始温度为120℃、外屏蔽交联段热辐射功率为6.5kW时,电缆内部各结构的温度和交联程度均可以达到要求。