Умное устройство для восстановления изоляции низковольтных воздушных линий: автоматизированные эффективные и точные решения

1. Текущая ситуация и проблемы

Низковольтные воздушные кабели часто подвергаются повреждению изоляции. Урбанизация и строительство инфраструктуры вынуждают их сталкиваться с сложными условиями (строительство, сильные ветер и дождь, вызывающие царапины или удары, повреждения от животных), что легко приводит к разрушению изоляционных слоев. Длительная эксплуатация также приводит к старению, коррозии и воздействию ультрафиолетового излучения, например, кабели в старых районах стареют и растрескиваются, увеличивая риск отказов.

Существующие методы восстановления (термоусадочные трубки: измерение, выбор, резка, нагрев; изоляционные ленты: наклонное наматывание желтой восковой ленты, затем наложение черной ленты) требуют много времени, трудозатрат и не всегда надежны. Для решения этих проблем в данной работе разработано интеллектуальное устройство. Оно адаптируется к различным спецификациям кабелей, быстро обнаруживает и точно ремонтирует повреждения, не требует сложного оборудования или специалистов, и сокращает время обслуживания.

2. Общая концепция

Интеллектуальное устройство для восстановления изоляции низковольтных воздушных кабелей интегрирует функции автоматического обнаружения, точного позиционирования и эффективного восстановления. Оно состоит из модуля автоматического обнаружения, горячего расплавления, литья под давлением, механизма подачи пластиковых частиц, предварительного зажима/зажима, охлаждения, многоразмерных форм для кабелей, модуля управления восстановлением, беспроводного пульта дистанционного управления и изоляционных материалов.

Технические подходы

• Захват и обработка изображений: Использование технологии высокого разрешения для автоматического сбора данных о повреждениях изоляции на поверхности воздушных кабелей, точного захвата мелких повреждений и предоставления данных для ремонта.

• Литье под давлением и отверждение: Исследование технологий литья под давлением и быстрого охлаждения для обеспечения того, чтобы изоляционные материалы могли эффективно и равномерно заполнять формы и быстро затвердевать, образуя прочный изоляционный слой.

• Интеллектуальная система управления: Разработка системы для автоматического управления процессом восстановления, точного управления механизмами предварительного зажима/зажима и стабильной подачи изоляционных материалов, обеспечивая непрерывность и эффективность ремонта.

• Высокопроизводительные изоляционные материалы: Разработка изоляционных материалов с высокой прочностью, сильным сцеплением, высокой удлинением при разрыве и огнестойкостью. Эти материалы могут адаптироваться к экстремальным условиям, таким как высокие и низкие температуры, и влажность, обеспечивая применимость и стабильность устройства.

3. Электронная схема

Интеллектуальное устройство для восстановления изоляции низковольтных воздушных кабелей интегрирует модули подъема, нагрева, зажима формы, литья под давлением, охлаждения и открытия формы для эффективного восстановления воздушных кабелей. Электронная схема интеллектуального устройства показана на рисунке 1

Нажмите кнопку 1 на пульте дистанционного управления, чтобы активировать двигатель подъема, поднимая устройство к поврежденному кабелю. Во время подъема нажмите кнопку 3 для предварительного нагрева восстановительного материала. По прибытии нажмите кнопку 5, чтобы закрепить форму вокруг кабеля (индикаторы покажут завершение предварительного нагрева).

Нажмите кнопку 7, чтобы впрыснуть предварительно нагретый материал в повреждение, обеспечивая полное заполнение. После впрыскивания нажмите кнопку 3, чтобы остановить нагрев (экономия энергии для охлаждения). Нажмите кнопку 4, чтобы охладить и затвердеть материал; после завершения снова нажмите кнопку 4, чтобы выключить охлаждение. Затем нажмите кнопку 6, чтобы открыть форму, сбросив ее. Наконец, нажмите кнопку 2, чтобы опустить устройство обратно. Процесс контролируется через мобильное приложение для обеспечения стабильности и безопасности.

2. Модуль дистанционного управления 433

Устройство использует модуль 433 для дистанционного управления подъемом, нагревом, зажимом, впрыском, охлаждением и открытием формы. Пользователи могут управлять устройством с помощью кнопок, не приближаясь к зоне восстановления, что повышает безопасность и простоту.

Модуль состоит из передатчика и приемника, который отправляет команды в виде радиоволн (через модуляцию-демодуляцию). Приемник декодирует и запускает действия. Сильная помехозащищенность, стабильные сигналы и дальняя передача делают его подходящим для использования на открытом воздухе, на большой высоте и в сложных условиях.

3. Конструктивное решение

Корпус изготовлен из высококачественной нержавеющей стали SUS304 (устойчивость к окислению, коррозии и высоким температурам, высокая прочность) для долгосрочной стабильности. Продвинутые технологии формования обеспечивают точность; утонченная поверхность добавляет устойчивость к отпечаткам пальцев и легкость в очистке. Эргономичный и эстетичный дизайн делает устройство удобным в эксплуатации и обслуживании (физический продукт показан на рисунке 2).

4. Эксперименты и испытания
4.1 Испытание восстановления изоляции медного кабеля 10 мм²

Для испытания восстановления изоляции медного кабеля 10 мм², используя форму №1: текучесть и адгезия восстановительного материала соответствуют требованиям. После компрессионного формования охладите в течение 3 минут, затем снимите форму. В этот момент материал находится в полу-твердом состоянии. Продолжайте охлаждение в течение 10 минут: восстановленный изоляционный слой гладкий, имеет достаточную твердость, и эффект восстановления изоляции весьма удовлетворителен. Испытание восстановления изоляции 10 мм² показано на рисунке 3a.

4.2 Испытание восстановления изоляции медного кабеля 95 мм²

Для испытания восстановления изоляции медного кабеля 95 мм², используя форму №2: текучесть и адгезия восстановительного материала соответствуют требованиям. После компрессионного формования охладите в течение 5 минут, затем снимите форму (в этот момент материал находится в полу-твердом состоянии). Продолжайте охлаждение в течение 12 минут: восстановленный изоляционный слой гладкий, имеет приемлемую твердость, и эффект восстановления изоляции весьма удовлетворителен. Испытание восстановления изоляции 95 мм² показано на рисунке 3b.

5. Заключение

Интеллектуальное устройство для восстановления изоляции низковольтных воздушных кабелей использует модульный подход к проектированию. Оно высоко интегрирует несколько функциональных модулей, образуя целостное и эффективное автоматическое устройство для восстановления. Оно не только обеспечивает точное позиционирование повреждений изоляции кабеля и автоматическую подъемную обработку, но и гарантирует точные операции во время процесса восстановления благодаря передовым технологиям управления двигателем.

Интеллектуальное устройство разработало программное обеспечение, позволяющее в режиме реального времени контролировать весь процесс от подъема, предварительного нагрева материала, литья под давлением до охлаждения через мобильное приложение. Это значительно повышает эффективность и точность восстановления. Интеллектуальное устройство повышает безопасность, гарантирует качество восстановления изоляции и имеет чрезвычайно широкие перспективы применения.