Dispositivo Intelligente per il Ripristino dell'Isolamento dei Cavi Aerei a Basso Tensione: Soluzioni Automatizzate Efficienti e Precise

1. Situazione attuale e problemi

I cavi aerei a bassa tensione spesso subiscono danni all'isolamento. L'urbanizzazione e la costruzione di infrastrutture li espongono a ambienti complessi (costruzioni, condizioni meteorologiche severe come forti venti/precipitazioni che causano graffi o impatti, danni causati dagli animali), rompendo facilmente gli strati di isolamento. L'operatività a lungo termine causa anche il degrado dell'isolamento a causa dell'invecchiamento, della corrosione e della prolungata esposizione al sole, ad esempio, i cavi nelle vecchie comunità invecchiano e si crepano, aumentando il rischio di guasti.

I metodi di riparazione esistenti (tubi retrattili: misurare, selezionare, tagliare, riscaldare; nastri isolanti: avvolgere obliquamente nastro di cera gialla e poi sovrapporre nastro nero) sono laboriosi, richiedono molto tempo e non sono affidabili. Per risolvere questi problemi, questo documento sviluppa un dispositivo intelligente. Si adatta a varie specifiche dei cavi, localizza rapidamente e ripara con precisione i danni, non richiede attrezzature complesse o specialisti, e riduce il tempo di manutenzione.

2. Progettazione complessiva

Il dispositivo intelligente per la riparazione dell'isolamento dei cavi aerei a bassa tensione integra funzioni di rilevamento automatico, posizionamento preciso e ripristino efficiente. È composto da un modulo di rilevamento automatico, un modulo a fusione calda, un modulo di stampaggio a iniezione, un meccanismo di alimentazione delle particelle plastiche, meccanismi di pre-pressione/pressione, un modulo di raffreddamento, modelli per cavi multi-specifiche, un modulo di controllo del ripristino, un telecomando wireless e materiali isolanti.

Approcci tecnici

• Acquisizione e elaborazione di immagini: Utilizzare tecnologie ad alta risoluzione per raccogliere automaticamente i danni superficiali all'isolamento dei cavi aerei, catturare con precisione danni minimi e fornire supporto dati per le riparazioni.

• Stampaggio a iniezione a fusione calda e indurimento: Ricerca sulle tecnologie di stampaggio a iniezione a fusione calda e indurimento rapido al raffreddamento per garantire che i materiali isolanti possano riempire efficacemente e uniformemente i modelli e solidificarsi rapidamente, formando uno strato di isolamento robusto.

• Sistema di controllo intelligente: Sviluppare un sistema per controllare automaticamente il processo di ripristino, operare con precisione i meccanismi di pre-pressione/pressione e fornire in modo stabile i materiali isolanti, garantendo la continuità ed efficienza delle riparazioni.

• Materiali isolanti ad alte prestazioni: Sviluppare materiali isolanti con alta resistenza, forte adesività, elevata allungabilità alla rottura e resistenza al fuoco. Questi materiali possono adattarsi a ambienti estremi come temperature elevate, basse e umidità, assicurando l'applicabilità e la stabilità del dispositivo.

3. Progettazione elettronica

Il dispositivo intelligente per la riparazione dell'isolamento dei cavi aerei a bassa tensione integra moduli di sollevamento, riscaldamento, pressione dei modelli, stampaggio a iniezione, raffreddamento e apertura dei modelli per ottenere un ripristino efficiente dei cavi aerei. Lo schema elettronico del dispositivo intelligente è mostrato nella Figura 1

Premere il tasto remoto 1 per attivare il motore di sollevamento, alzando il dispositivo fino al cavo danneggiato. Durante l'ascesa, premere il tasto 3 per preriscaldare il materiale di ripristino. Una volta raggiunto, premere il tasto 5 per bloccare il modello intorno al cavo (le luci indicatrici segnalano il completamento del preriscaldamento).

Premere il tasto 7 per iniettare il materiale preriscaldato nel danno, assicurando un riempimento completo. Dopo l'iniezione, premere il tasto 3 per interrompere il riscaldamento (risparmiando energia per il raffreddamento). Premere il tasto 4 per raffreddare e solidificare il materiale; una volta terminato, premere nuovamente il tasto 4 per spegnere il raffreddamento. Quindi, premere il tasto 6 per aprire il modello, reimpostandolo. Infine, premere il tasto 2 per abbassare il dispositivo. Il processo viene monitorato tramite app mobile per la stabilità e la sicurezza.

2. Modulo di telecomando 433

Il dispositivo utilizza un modulo 433 per il controllo remoto del sollevamento, riscaldamento, pressione, iniezione, raffreddamento e apertura del modello. Gli utenti operano tramite tasti senza avvicinarsi all'area di ripristino, migliorando la sicurezza e la semplicità.

Composto da un trasmettitore e un ricevitore, invia comandi come onde radio (tramite modulazione-demodulazione). Il ricevitore decodifica e attiva le azioni. Con forte resistenza agli interferenze, segnali stabili e lunga portata, è adatto a scenari all'aperto/ad alta quota/complessi.

3. Progettazione meccanica

L'involucro utilizza acciaio inossidabile SUS304 di alta qualità (resistente all'ossidazione/corrosione/temperature elevate, alta resistenza) per una stabilità a lungo termine. Tecnologia avanzata di modellazione garantisce precisione; una superficie raffinata aggiunge resistenza alle impronte digitali e facilità di pulizia. Ergonomico ed esteticamente gradevole, è facile da operare e mantenere (prodotto fisico nella Figura 2).

4 Esperimenti e test
4.1 Test di ripristino dell'isolamento del cavo di rame da 10 mm²

Per il test di ripristino dell'isolamento del cavo di rame da 10 mm², utilizzando il Modello #1: La fluidità e l'adesività del materiale di ripristino dell'isolamento soddisfano i requisiti. Dopo la modellazione a compressione, raffreddare per 3 minuti, quindi demoldare. A questo punto, il materiale è semisolidificato. Continuare il raffreddamento per 10 minuti: lo strato di isolamento ripristinato è complessivamente liscio, ha sufficiente durezza e l'effetto di ripristino dell'isolamento è molto soddisfacente. Il test di ripristino dell'isolamento da 10 mm² è mostrato nella Figura 3a.

4.2 Test di ripristino dell'isolamento del cavo di rame da 95 mm²

Per il test di ripristino dell'isolamento del cavo di rame da 95 mm², utilizzando il Modello #2: La fluidità e l'adesività del materiale di ripristino dell'isolamento soddisfano i requisiti. Dopo la modellazione a compressione, raffreddare per 5 minuti, quindi demoldare (il materiale è semisolidificato a questo punto). Continuare il raffreddamento per 12 minuti: lo strato di isolamento ripristinato è complessivamente liscio, ha una durezza accettabile e l'effetto di ripristino dell'isolamento è molto soddisfacente. Il test di ripristino dell'isolamento da 95 mm² è mostrato nella Figura 3b.

5 Conclusione

Il dispositivo intelligente per la riparazione dell'isolamento dei cavi aerei a bassa tensione adotta un approccio di progettazione modulare. Integra in modo altamente efficiente diversi moduli funzionali per formare un dispositivo di ripristino automatizzato completo ed efficiente. Non solo raggiunge il posizionamento preciso dei danni all'isolamento dei cavi e il trattamento automatico di sollevamento, ma assicura anche operazioni accurate durante il processo di ripristino attraverso tecnologie avanzate di controllo motori.

Il dispositivo intelligente ha sviluppato un software, consentendo il monitoraggio in tempo reale di tutto il processo, dal sollevamento, al preriscaldamento del materiale, al ripristino mediante stampaggio a iniezione e al raffreddamento, tramite un'app mobile. Ciò migliora notevolmente l'efficienza e la precisione del ripristino. Il dispositivo intelligente migliora la sicurezza, garantisce la qualità del ripristino dell'isolamento e ha una vastissima prospettiva di applicazione.