Thiết bị Thông minh cho Khôi phục Cách điện của Dây dẫn Trung áp: Giải pháp Tự động hóa Hiệu quả và Chính xác

1. Tình hình hiện tại và Vấn đề

Dây điện hạ thế thường gặp phải tình trạng hư hại lớp cách điện. Quá trình đô thị hóa và xây dựng cơ sở hạ tầng khiến chúng tiếp xúc với môi trường phức tạp (xây dựng, thời tiết khắc nghiệt như gió mạnh/mưa lớn gây xước hoặc va đập, sự phá hoại của động vật), dễ làm hỏng lớp cách điện. Việc hoạt động trong thời gian dài cũng làm suy giảm lớp cách điện do lão hóa, ăn mòn và ánh nắng mặt trời kéo dài—ví dụ, dây điện ở các khu dân cư cũ bị lão hóa và nứt, tăng nguy cơ hỏng hóc.

Các phương pháp phục hồi hiện tại (ống co nhiệt: đo, chọn, cắt, hơ nóng; băng cách điện: quấn băng sáp vàng nghiêng sau đó chồng lên băng đen) tốn nhiều thời gian, công sức và không đáng tin cậy. Để giải quyết vấn đề này, bài viết này phát triển một thiết bị thông minh. Nó thích ứng với nhiều loại dây điện, nhanh chóng xác định và sửa chữa chính xác vị trí hư hại, không cần thiết bị phức tạp/chuyên gia, và giảm thời gian bảo dưỡng.

2. Thiết kế Tổng thể

Thiết bị thông minh phục hồi cách điện cho dây điện hạ thế tích hợp chức năng phát hiện tự động, định vị chính xác và phục hồi hiệu quả. Nó bao gồm mô-đun phát hiện tự động, mô-đun hàn chảy, mô-đun ép khuôn, cơ chế cấp hạt nhựa, cơ chế kẹp trước/kẹp, mô-đun làm lạnh, khuôn dây điện đa quy cách, mô-đun kiểm soát phục hồi, điều khiển từ xa không dây và vật liệu cách điện.

Các Phương pháp Kỹ thuật

• Thu thập và Xử lý Hình ảnh: Sử dụng công nghệ độ phân giải cao để thu thập tự động các hư hại bề mặt cách điện của dây điện treo, chụp chính xác các hư hại nhỏ và cung cấp dữ liệu hỗ trợ cho việc sửa chữa.

• Ép Chảy và Làm Cứng Nhanh: Nghiên cứu công nghệ ép chảy và làm cứng nhanh để đảm bảo rằng vật liệu cách điện có thể điền đầy vào khuôn một cách hiệu quả và đồng đều, và làm cứng nhanh, tạo thành một lớp cách điện chắc chắn.

• Hệ thống Điều khiển Thông minh: Phát triển hệ thống để điều khiển tự động quá trình phục hồi, vận hành chính xác cơ chế kẹp trước/kẹp, và cung cấp ổn định vật liệu cách điện, đảm bảo tính liên tục và hiệu quả của việc sửa chữa.

• Vật liệu Cách điện Hiệu suất Cao: Phát triển vật liệu cách điện có cường độ cao, độ bám dính mạnh, độ giãn đứt cao và chống cháy. Các vật liệu này có thể thích ứng với môi trường cực đoan như nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp và độ ẩm, đảm bảo khả năng áp dụng và ổn định của thiết bị.

3. Thiết kế Điện tử

Thiết bị thông minh phục hồi cách điện cho dây điện hạ thế tích hợp các mô-đun nâng, làm nóng, kẹp khuôn, ép khuôn, làm lạnh và mở khuôn để đạt được việc phục hồi hiệu quả cho dây điện treo. Sơ đồ điện tử của thiết bị thông minh được hiển thị trong Hình 1

Nhấn phím điều khiển từ xa 1 để kích hoạt động cơ nâng, đưa thiết bị đến dây điện bị hư. Trong quá trình nâng, nhấn phím 3 để làm nóng vật liệu phục hồi. Khi đến nơi, nhấn phím 5 để kẹp khuôn quanh dây điện (đèn chỉ báo hoàn thành làm nóng).

Nhấn phím 7 để tiêm vật liệu đã làm nóng vào vị trí hư, đảm bảo lấp đầy hoàn toàn. Sau khi tiêm, nhấn phím 3 để dừng làm nóng (tiết kiệm năng lượng cho quá trình làm lạnh). Nhấn phím 4 để làm lạnh và làm cứng vật liệu; khi hoàn thành, nhấn phím 4 lại để tắt làm lạnh. Sau đó nhấn phím 6 để mở khuôn, đặt lại nó. Cuối cùng, nhấn phím 2 để hạ thiết bị xuống. Quá trình được theo dõi qua ứng dụng di động để đảm bảo ổn định và an toàn.

2. Mô-đun Điều khiển Từ xa 433

Thiết bị sử dụng mô-đun 433 để điều khiển từ xa các hoạt động như nâng, làm nóng, kẹp, tiêm, làm lạnh và mở khuôn. Người dùng thao tác qua các phím mà không cần tiếp cận khu vực phục hồi, tăng cường an toàn và đơn giản.

Gồm bộ phát và bộ nhận, nó gửi lệnh dưới dạng sóng radio (qua quá trình điều chế và giải điều chế). Bộ nhận giải mã và kích hoạt hành động. Với khả năng chống nhiễu mạnh, tín hiệu ổn định và khoảng cách truyền xa, nó phù hợp với các tình huống ngoài trời/cao độ/phức tạp.

3. Thiết kế Cơ khí

Vỏ thiết bị sử dụng thép không gỉ SUS304 chất lượng cao (chống oxy hóa/corrosion/nhiệt độ cao, cường độ cao) để đảm bảo ổn định lâu dài. Công nghệ khuôn tiên tiến đảm bảo độ chính xác; bề mặt tinh tế tăng cường khả năng chống dấu vân tay và dễ dàng vệ sinh. Thiết kế nhân trắc học và thẩm mỹ, dễ dàng vận hành và bảo trì (sản phẩm thực tế trong Hình 2).

4 Thí nghiệm và Kiểm tra
4.1 Thí nghiệm Phục hồi Cách điện Dây Đồng 10mm²

Đối với thí nghiệm phục hồi cách điện dây đồng 10mm², sử dụng Khuôn #1: Độ lưu động và độ bám dính của vật liệu phục hồi cách điện đáp ứng yêu cầu. Sau khi ép khuôn, làm lạnh trong 3 phút, sau đó mở khuôn. Tại thời điểm này, vật liệu đã bán rắn. Tiếp tục làm lạnh trong 10 phút: lớp cách điện phục hồi tổng thể nhẵn mịn, có độ cứng đủ, và hiệu quả phục hồi cách điện rất tốt. Thí nghiệm phục hồi cách điện 10mm² được hiển thị trong Hình 3a.

4.2 Thí nghiệm Phục hồi Cách điện Dây Đồng 95mm²

Đối với thí nghiệm phục hồi cách điện dây đồng 95mm², sử dụng Khuôn #2: Độ lưu động và độ bám dính của vật liệu phục hồi cách điện đáp ứng yêu cầu. Sau khi ép khuôn, làm lạnh trong 5 phút, sau đó mở khuôn (tại thời điểm này, vật liệu đã bán rắn). Tiếp tục làm lạnh trong 12 phút: lớp cách điện phục hồi tổng thể nhẵn mịn, có độ cứng chấp nhận được, và hiệu quả phục hồi cách điện rất tốt. Thí nghiệm phục hồi cách điện 95mm² được hiển thị trong Hình 3b.

5 Kết luận

Thiết bị thông minh phục hồi cách điện cho dây điện hạ thế áp dụng cách tiếp cận thiết kế mô-đun. Nó tích hợp nhiều mô-đun chức năng để tạo thành một thiết bị tự động phục hồi hoàn chỉnh và hiệu quả. Nó không chỉ đạt được việc định vị chính xác vị trí hư hại cách điện của dây điện và xử lý nâng tự động, mà còn đảm bảo các thao tác chính xác trong quá trình phục hồi thông qua công nghệ điều khiển động cơ tiên tiến.

Thiết bị thông minh đã phát triển phần mềm, cho phép theo dõi trực tiếp toàn bộ quá trình từ nâng, làm nóng vật liệu, ép khuôn phục hồi đến làm lạnh qua ứng dụng di động. Điều này cải thiện đáng kể hiệu quả và độ chính xác của việc phục hồi. Thiết bị thông minh tăng cường an toàn, đảm bảo chất lượng phục hồi cách điện, và có triển vọng ứng dụng rộng rãi.