1. Situation actuelle et problèmes
Les câbles aériens basse tension subissent souvent des dommages à l'isolation. L'urbanisation et la construction d'infrastructures les exposent à des environnements complexes (construction, intempéries comme de forts vents/pluies causant des rayures ou des impacts, dommages par les animaux), ce qui endommage facilement les couches d'isolation. L'exploitation à long terme entraîne également une dégradation de l'isolation en raison du vieillissement, de la corrosion et de l'exposition prolongée au soleil - par exemple, les câbles dans les anciennes communautés vieillissent et se fissurent, augmentant les risques de panne.
Les méthodes de réparation existantes (tubes thermorétractables : mesurer, sélectionner, couper, chauffer ; bandes isolantes : envelopper la bande de cire jaune puis superposer la bande noire) sont chronophages, nécessitent beaucoup de main-d'œuvre et ne sont pas fiables. Pour résoudre ces problèmes, cet article développe un dispositif intelligent. Il s'adapte à diverses spécifications de câbles, localise rapidement et répare précisément les dommages, n'a pas besoin d'équipements complexes ou de spécialistes, et réduit le temps de maintenance.
2. Conception globale
Le dispositif intelligent pour la restauration de l'isolation des câbles aériens basse tension intègre des fonctions de détection automatique, de positionnement précis et de restauration efficace. Il est composé d'un module de détection automatique, d'un module de fusion à chaud, d'un module de moulage par injection, d'un mécanisme d'alimentation en particules plastiques, de mécanismes de pré-enserrage/enserrage, d'un module de refroidissement, de moules pour câbles de différentes spécifications, d'un module de contrôle de restauration, d'une télécommande sans fil et de matériaux isolants.
Approches techniques
Acquisition et traitement d'images : Utiliser une technologie de haute résolution pour collecter automatiquement les dommages à l'isolation de surface des câbles aériens, capturer avec précision les petits dommages et fournir des données pour les réparations.
Moulage par injection à chaud et durcissement : Étudier les technologies de moulage par injection à chaud et de durcissement rapide par refroidissement pour s'assurer que les matériaux isolants remplissent efficacement et uniformément les moules et se solidifient rapidement, formant ainsi une couche d'isolation robuste.
Système de contrôle intelligent : Développer un système pour contrôler automatiquement le processus de restauration, opérer précisément les mécanismes de pré-enserrage/enserrage et approvisionner de manière stable les matériaux isolants, assurant ainsi la continuité et l'efficacité des réparations.
Matériaux isolants haute performance : Développer des matériaux isolants dotés d'une grande résistance, d'une forte adhérence, d'une grande élongation à la rupture et d'une résistance au feu. Ces matériaux peuvent s'adapter à des environnements extrêmes tels que des températures élevées, basses, et l'humidité, garantissant l'applicabilité et la stabilité du dispositif.
3. Conception électronique
Le dispositif intelligent pour la restauration de l'isolation des câbles aériens basse tension intègre des modules de levage, de chauffage, d'enserrage de moule, de moulage par injection, de refroidissement et d'ouverture de moule pour réaliser une restauration efficace des câbles aériens. Le schéma électronique du dispositif intelligent est montré à la Figure 1
Appuyez sur la touche 1 de la télécommande pour activer le moteur de levage, soulevant le dispositif jusqu'au câble endommagé. Pendant la montée, appuyez sur la touche 3 pour préchauffer le matériau de restauration. À l'arrivée, appuyez sur la touche 5 pour enserrer le moule autour du câble (les voyants indiquent la fin du préchauffage).
Appuyez sur la touche 7 pour injecter le matériau préchauffé dans le dommage, assurant un remplissage complet. Après l'injection, appuyez sur la touche 3 pour arrêter le chauffage (économiser l'énergie pour le refroidissement). Appuyez sur la touche 4 pour refroidir et solidifier le matériau ; une fois terminé, appuyez à nouveau sur la touche 4 pour éteindre le refroidissement. Ensuite, appuyez sur la touche 6 pour ouvrir le moule, le réinitialiser. Finalement, appuyez sur la touche 2 pour descendre le dispositif. Le processus est surveillé via une application mobile pour la stabilité et la sécurité.
2. Module de télécommande 433
Le dispositif utilise un module 433 pour le contrôle à distance du levage, du chauffage, de l'enserrage, de l'injection, du refroidissement et de l'ouverture du moule. Les utilisateurs opèrent via des touches sans s'approcher de la zone de restauration, améliorant la sécurité et la simplicité.
Composé d'un émetteur et d'un récepteur, il envoie des commandes sous forme d'ondes radio (via modulation-démultiplexage). Le récepteur décode et déclenche les actions. Avec une forte résistance aux interférences, des signaux stables et une longue portée, il convient aux scénarios extérieurs, en hauteur et complexes.
3. Conception mécanique
Le boîtier utilise de l'acier inoxydable SUS304 de haute qualité (résistance à l'oxydation/corrosion/hautes températures, haute résistance) pour une stabilité à long terme. Une technologie de moulage avancée assure la précision ; une surface raffinée ajoute une résistance aux empreintes digitales et facilite le nettoyage. Ergonomique et esthétique, il est facile à utiliser et à entretenir (produit physique à la Figure 2).
4 Expériences et tests
4.1 Test de restauration de l'isolation d'un câble cuivre 10 mm²
Pour le test de restauration de l'isolation d'un câble cuivre 10 mm², en utilisant le Moule #1 : La fluidité et l'adhérence du matériau de restauration de l'isolation répondent aux exigences. Après le moulage par compression, refroidissez pendant 3 minutes, puis démoulez. À ce stade, le matériau est semi-solidifié. Continuez à refroidir pendant 10 minutes : la couche d'isolation restaurée est globalement lisse, a une dureté suffisante et l'effet de restauration de l'isolation est très satisfaisant. Le test de restauration de l'isolation 10 mm² est montré à la Figure 3a.
4.2 Test de restauration de l'isolation d'un câble cuivre 95 mm²
Pour le test de restauration de l'isolation d'un câble cuivre 95 mm², en utilisant le Moule #2 : La fluidité et l'adhérence du matériau de restauration de l'isolation répondent aux exigences. Après le moulage par compression, refroidissez pendant 5 minutes, puis démoulez (le matériau est semi-solidifié à ce stade). Continuez à refroidir pendant 12 minutes : la couche d'isolation restaurée est globalement lisse, a une dureté acceptable et l'effet de restauration de l'isolation est très satisfaisant. Le test de restauration de l'isolation 95 mm² est montré à la Figure 3b.
5 Conclusion
Le dispositif intelligent pour la restauration de l'isolation des câbles aériens basse tension adopte une approche de conception modulaire. Il intègre fortement plusieurs modules fonctionnels pour former un dispositif de restauration automatisé complet et efficace. Il permet non seulement un positionnement précis des dommages à l'isolation des câbles et un traitement de levage automatique, mais aussi des opérations précises pendant le processus de restauration grâce à des technologies de contrôle de moteur avancées.
Le dispositif intelligent a développé un logiciel, permettant une surveillance en temps réel de l'ensemble du processus, du levage, du préchauffage du matériau, du moulage par injection de restauration au refroidissement, via une application mobile. Cela améliore considérablement l'efficacité et la précision de la restauration. Le dispositif intelligent renforce la sécurité, garantit la qualité de la restauration de l'isolation et a un avenir d'application extrêmement large.
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