Intelligentes Gerät zur Isolierungswiederherstellung von Niederspannungs-Luftleitungen: Automatisierte effiziente und präzise Lösungen

1. Aktuelle Situation und Probleme

Niederspannungs-Luftleitungen leiden oft an Isolierungsschäden. Städtebau und Infrastrukturprojekte setzen sie in komplexe Umgebungen (Bauarbeiten, extreme Wetterbedingungen wie starker Wind/Regen, die Kratzer oder Beschädigungen verursachen, Tierbeschädigungen), wodurch die Isolierungsschichten leicht beschädigt werden. Langfristige Betriebszeiten führen auch aufgrund von Alterung, Korrosion und langer Sonneneinstrahlung zu einer Verschlechterung der Isolierung – z.B. altern und spröden Kabel in alten Wohngebieten, was das Ausfallrisiko erhöht.

Bestehende Reparaturmethoden (hitzeformbare Schläuche: Messen, Auswählen, Zuschneiden, Erhitzen; Isolierbänder: schräg umwickeln mit gelbem Wachstuchband, dann überlappendes schwarzes Band) sind zeitaufwendig, arbeitsintensiv und unzuverlässig. Um diese Probleme zu lösen, entwickelt dieses Papier ein intelligentes Gerät. Es passt sich verschiedenen Kabelspezifikationen an, lokalisiert Schäden schnell und repariert sie präzise, erfordert keine komplexen Geräte/Spezialisten und reduziert die Wartungszeit.

2. Gesamtkonzept

Das intelligente Gerät zur Isolierungsreparatur von Niederspannungs-Luftleitungen integriert Funktionen für automatische Erfassung, präzise Positionierung und effiziente Reparatur. Es besteht aus einem automatischen Erfassungsmodul, einem Heißklebemodul, einem Spritzgussmodul, einem Kunststoffgranulateinspeisemechanismus, Vor- und Festklemmmechanismen, einem Kühlmodul, Mehrfachspezifikations-Kabelformen, einem Reparatursteuerungsmodul, einer drahtlosen Fernsteuerung und Isoliermaterialien.

Technische Ansätze

• Bildaufnahme und -verarbeitung: Verwendung hochauflösender Technologie zur automatischen Erfassung von Oberflächenisolierungsschäden an Luftleitungen, präziser Erfassung kleiner Schäden und Bereitstellung von Daten für Reparaturen.

• Heißkleb-Spritzguss und -härten: Forschung zu Heißkleb-Spritzguss- und schnellem Kühlhärtetechnologien, um sicherzustellen, dass Isoliermaterialien effizient und gleichmäßig die Formen füllen und schnell fest werden, um eine robuste Isolierungsschicht zu bilden.

• Intelligentes Steuersystem: Entwicklung eines Systems zur automatischen Steuerung des Reparaturprozesses, präziser Bedienung der Vor- und Festklemmmechanismen und stabiler Bereitstellung von Isoliermaterialien, um die Kontinuität und Effizienz der Reparaturen zu gewährleisten.

• Hochleistungsisoliermaterialien: Entwicklung von Isoliermaterialien mit hoher Festigkeit, starker Haftkraft, hoher Dehnung bei Bruch und Flammhemmung. Diese Materialien können sich an extreme Umgebungen wie hohe und niedrige Temperaturen sowie Feuchtigkeit anpassen, um die Anwendbarkeit und Stabilität des Geräts zu gewährleisten.

3. Elektronisches Design

Das intelligente Gerät zur Isolierungsreparatur von Niederspannungs-Luftleitungen integriert Heb-, Heiz-, Formenklammer-, Spritzguss-, Kühl- und Formenöffnungsmodule, um eine effiziente Reparatur von Luftleitungen zu erreichen. Das elektronische Schema des intelligenten Geräts ist in Abbildung 1 dargestellt.

Drücken Sie die Fernbedienungstaste 1, um den Hubmotor zu aktivieren und das Gerät zum beschädigten Kabel zu heben. Während des Aufstiegs drücken Sie Taste 3, um das Reparaturmaterial vorzuwärmen. Nach dem Eintreffen drücken Sie Taste 5, um die Form um das Kabel zu klemmen (Indikatorlicht zeigt Fertigstellung der Vorbereitung).

Drücken Sie Taste 7, um das vorgeheizte Material in den Schaden einzuspritzen und sicherzustellen, dass es vollständig gefüllt wird. Nach dem Einspritzen drücken Sie Taste 3, um die Erwärmung zu stoppen (Energie sparen für das Abkühlen). Drücken Sie Taste 4, um das Material abzukühlen und zu verfestigen; nach Abschluss drücken Sie Taste 4 erneut, um das Abkühlen zu deaktivieren. Dann drücken Sie Taste 6, um die Form zu öffnen und zurückzusetzen. Schließlich drücken Sie Taste 2, um das Gerät wieder herunterzulassen. Der Prozess wird über eine mobile App überwacht, um Stabilität und Sicherheit zu gewährleisten.

2. 433 Fernsteuermodul

Das Gerät verwendet ein 433-Modul zur Fernsteuerung von Hub, Heizung, Klammerung, Einspritzen, Kühlung und Formenöffnung. Benutzer bedienen es über Tasten, ohne sich dem Reparaturbereich zu nähern, was Sicherheit und Einfachheit verbessert.

Es besteht aus einem Sender und Empfänger, der Befehle als Funkwellen (über Modulation-Demodulation) sendet. Der Empfänger dekodiert und löst Aktionen aus. Mit starker Störfestigkeit, stabilen Signalen und langer Reichweite eignet es sich für Außen- und Hochstandorte sowie komplexe Szenarien.

3. Mechanisches Design

Die Gehäuse nutzt hochwertiges SUS304 Edelstahl (Oxidation-/Korrosionsbeständigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Festigkeit) für langfristige Stabilität. Fortgeschrittene Formentechnologie gewährleistet Präzision; eine verfeinerte Oberfläche bietet Fingerabdruckresistenz und einfache Reinigung. Ergonomisch und ästhetisch, ist es einfach zu bedienen und zu warten (physisches Produkt in Abbildung 2).

4 Experimente und Tests
4.1 Isolierungsreparaturtest für 10-Quadrat-Kupferkabel

Für den Isolierungsreparaturtest des 10-Quadrat-Kupferkabels, unter Verwendung von Form #1: Die Fließfähigkeit und Haftkraft des Isolierungsreparaturmaterials entsprechen den Anforderungen. Nach dem Kompressionsgießen wird für 3 Minuten gekühlt, dann entformt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Material halbwegs fest. Weitere Kühlung für 10 Minuten: die restaurierte Isolierungsschicht ist insgesamt glatt, hat ausreichende Härte und der Isolierungsreparatur-Effekt ist sehr zufriedenstellend. Der 10-Quadrat-Isolierungsreparaturtest ist in Abbildung 3a dargestellt.

4.2 Isolierungsreparaturtest für 95-Quadrat-Kupferkabel

Für den Isolierungsreparaturtest des 95-Quadrat-Kupferkabels, unter Verwendung von Form #2: Die Fließfähigkeit und Haftkraft des Isolierungsreparaturmaterials entsprechen den Anforderungen. Nach dem Kompressionsgießen wird für 5 Minuten gekühlt, dann entformt (das Material ist zu diesem Zeitpunkt halbwegs fest). Weitere Kühlung für 12 Minuten: die restaurierte Isolierungsschicht ist insgesamt glatt, hat akzeptable Härte und der Isolierungsreparatur-Effekt ist sehr zufriedenstellend. Der 95-Quadrat-Isolierungsreparaturtest ist in Abbildung 3b dargestellt.

5 Fazit

Das intelligente Gerät zur Isolierungsreparatur von Niederspannungs-Luftleitungen setzt einen modularen Entwurfsansatz ein. Es integriert mehrere funktionale Module, um ein vollständiges und effizientes automatisiertes Reparaturgerät zu bilden. Es erreicht nicht nur die präzise Positionierung von Kabelisolierungsschäden und automatische Hubverarbeitung, sondern stellt durch fortschrittliche Motorensteuerungstechnologie auch präzise Operationen während des Reparaturprozesses sicher.

Das intelligente Gerät hat eine Software entwickelt, die eine Echtzeitüberwachung des gesamten Prozesses vom Heben, Vorbereiten des Materials, Spritzgussreparatur bis hin zur Kühlung über eine mobile App ermöglicht. Dies verbessert die Reparaturgenauigkeit und Effizienz erheblich. Das intelligente Gerät erhöht die Sicherheit, garantiert die Qualität der Isolierungsreparatur und hat ein extrem breites Anwendungspotential.