저압 가공전선의 절연복구를 위한 지능형 장치: 자동화된 효율적이고 정밀한 솔루션

1. 현재 상황 및 문제점

저압 가공선 케이블은 종종 절연 손상을 겪습니다. 도시화와 인프라 건설로 인해 복잡한 환경(건설, 강풍이나 폭우와 같은 극단적인 날씨로 인한 긁힘 또는 충격, 동물에 의한 손상)에 노출되며, 이로 인해 절연층이 쉽게 파손됩니다. 장기적인 운영으로 인해 노화, 부식, 그리고 장시간의 햇빛 노출로 인해 절연성이 저하되기도 합니다. 예를 들어, 오래된 지역의 케이블은 노화되어 갈라지면서 고장 위험이 증가합니다.

기존의 복구 방법(열수축 튜브: 측정, 선택, 절단, 가열; 절연 테이프: 기울어진 방향으로 노란 왁스 테이프 감싸기, 검은 테이프 겹치기)은 시간과 노동력이 많이 소요되며 신뢰성이 떨어집니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 지능형 장치를 개발하였습니다. 이 장치는 다양한 케이블 사양에 적응하며, 손상을 신속하게 위치시키고 정확하게 복구할 수 있으며, 복잡한 장비나 전문가가 필요하지 않으며, 유지보수 시간을 단축합니다.

2. 전체 설계

저압 가공선 케이블의 절연 복구를 위한 지능형 장치는 자동 감지, 정밀 위치 결정, 효율적인 복구 기능을 통합하고 있습니다. 이 장치는 자동 감지 모듈, 열융착 모듈, 주입 성형 모듈, 플라스틱 입자 공급 메커니즘, 사전 클램핑/클램핑 메커니즘, 냉각 모듈, 다중 사양 케이블 금형, 복구 제어 모듈, 무선 원격 제어, 그리고 절연 재료로 구성됩니다.

기술적 접근법

• 이미지 수집 및 처리: 고해상도 기술을 활용하여 가공선 케이블의 표면 절연 손상을 자동으로 수집하고, 미세한 손상을 정확히 포착하여 복구를 위한 데이터 지원을 제공합니다.

• 열융착 주입 성형 및 경화: 열융착 주입 성형 및 빠른 냉각 경화 기술을 연구하여 절연 재료가 효과적으로 균일하게 금형을 채우고 빠르게 경화되도록 하여 강력한 절연층을 형성합니다.

• 지능형 제어 시스템: 복구 과정을 자동으로 제어하고, 사전 클램핑/클램핑 메커니즘을 정밀하게 작동하며, 절연 재료를 안정적으로 공급하여 복구의 연속성과 효율성을 보장하는 시스템을 개발합니다.

• 고성능 절연 재료: 높은 강도, 강한 접착력, 높은 인장률, 난연성을 갖춘 절연 재료를 개발합니다. 이러한 재료는 고온, 저온, 습도 등의 극단적인 환경에도 적응할 수 있어 장치의 적용성과 안정성을 보장합니다.

3. 전자 설계

저압 가공선 케이블의 절연 복구를 위한 지능형 장치는 리프팅, 가열, 금형 클램핑, 주입 성형, 냉각, 금형 개방 모듈을 통합하여 가공선 케이블의 효율적인 복구를 달성합니다. 지능형 장치의 전자 설계는 그림 1에 표시되어 있습니다.

원격 키 1을 눌러 리프팅 모터를 활성화하여 장치를 손상된 케이블까지 올립니다. 상승 중에 키 3을 눌러 복구 재료를 예열합니다. 도착하면 키 5를 눌러 금형을 케이블 주변에 클램핑합니다(예열 완료 표시등이 점등됩니다).

키 7을 눌러 예열된 재료를 손상 부위에 주입하여 완전히 채웁니다. 주입 후 키 3을 눌러 가열을 중단합니다(냉각을 위한 에너지 절약). 키 4를 눌러 재료를 냉각 및 경화시키고, 완료되면 다시 키 4를 눌러 냉각을 중단합니다. 그런 다음 키 6을 눌러 금형을 열고 초기 상태로 되돌립니다. 마지막으로 키 2를 눌러 장치를 내립니다. 이 과정은 모바일 앱을 통해 안정성과 안전성을 모니터링합니다.

2. 433 원격 제어 모듈

장치는 433 모듈을 사용하여 리프팅, 가열, 클램핑, 주입, 냉각, 금형 개방을 원격으로 제어합니다. 사용자는 복구 영역에 접근하지 않고 키를 통해 조작하여 안전성과 간편성을 향상시킵니다.

송신기와 수신기로 구성되며, 무선파를 통해 명령을 전송합니다(조정-해조정). 수신기는 명령을 해독하고 작업을 실행합니다. 강력한 간섭 저항, 안정적인 신호, 긴 전송 거리를 갖추어 야외/고도/복잡한 시나리오에 적합합니다.

3. 기계 설계

하우징은 산화, 부식, 고온 저항, 높은 강도를 갖춘 고품질 SUS304 스테인리스 스틸을 사용하여 장기적인 안정성을 보장합니다. 첨단 금형 기술을 통해 정밀성을 확보하고, 세련된 표면은 지문 저항 및 쉬운 청소를 가능하게 합니다. 인간 공학적이고 미적으로, 조작 및 유지 관리가 용이합니다(그림 2 참조).

4 실험 및 테스트
4.1 10제곱미터 구리 케이블 절연 복구 테스트

10제곱미터 구리 케이블 절연 복구 테스트에서 금형 #1을 사용: 절연 복구 재료의 유동성 및 접착성이 요구 사항을 충족합니다. 압축 성형 후 3분간 냉각하고 금형을 제거합니다. 이 시점에서 재료는 반완전 경화 상태입니다. 계속해서 10분간 냉각: 복구된 절연층은 전체적으로 매끄럽고 충분한 경도를 가지며, 절연 복구 효과는 매우 만족스럽습니다. 10제곱미터 절연 복구 테스트는 그림 3a에 표시되어 있습니다.

4.2 95제곱미터 구리 케이블 절연 복구 테스트

95제곱미터 구리 케이블 절연 복구 테스트에서 금형 #2를 사용: 절연 복구 재료의 유동성 및 접착성이 요구 사항을 충족합니다. 압축 성형 후 5분간 냉각하고 금형을 제거합니다(이 시점에서 재료는 반완전 경화 상태입니다). 계속해서 12분간 냉각: 복구된 절연층은 전체적으로 매끄럽고 적절한 경도를 가지며, 절연 복구 효과는 매우 만족스럽습니다. 95제곱미터 절연 복구 테스트는 그림 3b에 표시되어 있습니다.

5 결론

저압 가공선 케이블의 절연 복구를 위한 지능형 장치는 모듈식 설계 접근법을 채택하고 있습니다. 여러 기능 모듈을 고도로 통합하여 완전하고 효율적인 자동 복구 장치를 형성합니다. 케이블 절연 손상의 정밀 위치 결정과 자동 리프팅 처리뿐만 아니라, 고급 모터 제어 기술을 통해 복구 과정 중 정확한 작업을 보장합니다.

지능형 장치는 모바일 앱을 통해 리프팅, 재료 예열, 주입 성형 복구, 냉각 등 전체 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있는 소프트웨어를 개발하였습니다. 이로 인해 복구 효율성과 정밀성이 크게 향상되었습니다. 지능형 장치는 안전성을 향상시키고, 절연 복구 품질을 보장하며, 매우 넓은 적용 가능성을 가지고 있습니다.