Оптимизирана технология за прокладка на кабели и електроинсталации в фотоелектрични станции: подход базиран на BIM
1 Изследване на технологията за прокладка на кабели и монтаж на кабелна мрежа в фотоелектрична електроцентрала
1.1 Събиране на данни
Преди да се построи BIM модел за прокладка на кабели, е необходимо дълбоко да се овладеят детайлните параметри на засегнатите видове оборудване, използваните материали при строителството и условията на обекта, с цел подобряване точността на изграждането на модела. За да се гарантира, че BIM моделът може точно да отразява реалната ситуация на строителния обект, ключовият елемент е точното събиране и въвеждане на конкретните технически параметри на ключовото оборудване. Това включва точните размери на кабелните канали, подробните спецификации на разпределителните кутии, външните диаметрални размери на кабелите и конкретните параметри на проводниките. Връзката между тези параметри и модела на кабела трябва да следва следните правила:
В формулата, P е множеството от ключови параметри; I е точността на модела за прокладка на кабели; f отговаря P до I; а g е функцията за корекция. Точното получаване на параметрите直接影响翻译的完整性，我将直接继续完成保加利亚语的翻译：
е регулираща функция. Точното придобиване на параметри директно влияе върху последващото изграждане на модела и неговата приложимост. По време на събирането на данни, параметрите на устройствата са тясно свързани. Промяна в данните на единично устройство може да предизвика верига реакции, които изискват навременна корекция на свързаните параметри. Ето защо, на етапа на събиране на данни, стратегиите трябва да бъдат гъвкаво коригирани в зависимост от местните условия, за да се гарантира консистентността и точността на данните.
1.2 Изграждане на модела на кабела
При строителството, проводниците се обвиват в опаковка, за да се образуват кабели. За свързване на кабели с терминалите на устройствата, се инсталират конектори на краищата на кабелите. Геометричният модел на кабела е обвивка, получена от сканиране на сечението му вдълбочено по централната линия. Сечението се опростява до кръг (радиус r), и се използва R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)), за да се дефинира локалната координатна рамка на централната линия S. Геометрията на кабела се изразява точно чрез параметрично уравнение, описващо конструкцията на обвивката на повърхността.
В формулата, W представлява матрицата на локалната граница; C(s) представлява глобалната координатна позиционна точка; M(s) представлява матрицата на ротационно преобразуване. Построеният на основата на тази формула геометричен модел на кабела е показан на фиг. 1.
На фиг. 1, пунктираната линия S ясно маркира централната ос на кабела. Една характерна точка на S се взема като възел q, където се построява локална координатна система R, за да се опишат свойствата на сечението. Конкретно, d1 (единичен вектор в главната нормална посока) дефинира главната нормална ориентация на сечението; d2 (единичен вектор в бинормалната посока, перпендикулярна на d1) уточнява описанието на посоката; d3 (единичен вектор в тангентната посока вдълбочено по S) показва тенденцията на удължаване на кабела в точка q. Сечението в точка q се приема за кръгово с радиус r0, формирайки пълен геометричен модел с вектори на посоката за последващ анализ на инстанцията на кабела.
Както е показано на фиг. 2, инстанцията на кабела се дефинира от четири върха v1–v4, които го разделят на три сегмента l1: v1–v2; l2: v2–v3; l3: v3–v4, с v1 и v4 като крайни точки. За всеки сегмент, неговите свойства на посоката и формата на сечението се определят от неговата позиция/дължина на S и геометричния модел. Така, сегментите l1–l3 съответстват на сеченията C1–C3, формирайки геометричното представяне на кабела.
1.3 Прокладка на кабели
Интегрирането на детайли от фиг. 1 и 2 позволява точна хватка на геометричното моделиране и сегментирането на кабела. Моделът точно изобразява основните геометрични елементи (централна ос, форма на сечението, свойства на посоката) и позволява дълбок анализ на кабела чрез прецизно сегментиране, предоставяйки теоретична основа за ефективна прокладка.
По време на подготовката преди прокладка, се извеждат общите дължини на кабелите от различни спецификации на основата на модела. Данните се организират в стандартизирана таблица според типа кабел, предоставяйки точна информация и насоки за строителството. За метода на прокладка, проектът използва пряко зариване, за да се гарантира професионализъм и ефективност.
При прокладка в кабелни канали, се поставя равномерен слой пясък/фин пръст, за да се запази радиусът на извивката на кабела в допустими граници. Се използват електрически винаги за теглене. При прокладка на многожилни кабели, строго се спазват ограниченията за радиуса на извивката:
В формулата, rmin представлява безопасната граница на извивката на кабела; cr представлява минималния безопасен радиус на завоя на кабела. След завършване на работата по прокладка на кабели, е необходимо официално да се подаде заявление за приемане на скритите работи до отдела, отговарящ за качеството на проекта. След успешно преминаване през процедурата за приемане, равномерно се поставя фин пръст отгоре и отдолу на кабела като защитен слой, и след това кабелът се покрива с кабелна капа. Освен това, при планиране на маршрута на кабела, трябва да се даде приоритет на маршрут, който се придържа близо до повърхността на препятствия, които позволяват прокладка:
В формулата, qi е конкретен възел на централната линия на маршрута на кабела; OS е възел на повърхността на препятствието; Rr е радиусът на кабела; Inter dis е най-краткото разстояние между точки. Преди обратно зариване, се проверява дали всички скрити работи отговарят на стандартите. След това се уплътнява обратното зариване, за да се гарантира неговата плътност и стабилност, спазвайки спецификациите.
След уплътняването, се зариват указателни колчета на ключови позиции (пресечни точки на кабели, свързания, завои). Кабелите се обвиват с вълна за защита. Когато прямо зариваните кабели преминават през сгради, се проверяват разликите в височината на външните и вътрешните тръби; се прилага водонепроницаемост, ако външните тръби са по-високи, за да се гарантира безопасността при прокладка.
1.4 Подвързване на кабели
Като ключов елемент в строителството на фотоелектрични електроцентрали, подвързването на кабели трябва да следва стриктни спецификации и процедури, за да се гарантира стабилна, надеждна и безопасна електрическа връзка.
Първо, се подготвят пълни и квалифицирани инструменти (стрипачи за кабели, клематори, изолационни рукави, терминали, изолационна лента) и материали. Се гарантира, че кабелите отговарят на проектните спецификации, преминават качествен контрол (без повреди, интактна изолация).
Преди подвързване, се извършва прецизно събиране на кабели: се използват стрипачи за премахване на външната обвивка и вътрешната изолация според изискванията на терминалите, за да се изложат проводниците (се премахват остри краища и оксиди). Се избират подходящи терминали в зависимост от сечението на проводника и нуждите за подвързване. Формулата е както следва:
В формулата, T е типът на терминала; A е площта на сечението на проводника; R означава параметрите за подвързване; S е функцията за съпоставяне. Се използват клематори за здраво прикрепване на проводниците и терминалите, за да се гарантира, че няма ослабяване или лош контакт. По време на подвързване, стриктно се следват проектните чертежи и спецификациите, за да се свържат здраво прикрепените терминали с терминалите на устройствата, гарантирайки тясно прикрепване.
За многожилни кабели, цветовете и номерата се съпоставят, за да се избегнат грешки при свързване. След подвързване, връзките се обвиват с изолационни рукави и лента, за да се подобри изолацията и да се предотврати проникването на влага или прах. Обобщавайки, подвързването на кабели е ключов елемент в строителството на фотоелектрични електроцентрали, изисква стриктно спазване на спецификациите, за да се гарантира качеството и безопасността, като създава здрава основа за стабилна работа.
2 Експериментален анализ
За да се потвърди ефективността и възможността за приложение на предложената технология за прокладка и подвързване на кабели в фотоелектрични електроцентрали, тя се сравнява с традиционните методи.
2.1 Експериментални обекти
Експериментът се провежда в лабораторни условия, използвайки MATLAB за симулация на планиране на маршрути. Избират се двадесет стандартизирани задачи за прокладка и подвързване на кабели, разделени на 4 групи (по 5 задачи), за да се намалят случайни грешки чрез статистическа дисперсия, подобрявайки стабилността на резултатите.
2.2 Подготовка за експеримента
Хардуерът включва компютри с 500GB памет, 32GB RAM и Windows 10. Те се отстраняват и оптимизират, за да се гарантира стабилна работа, точно моделирайки реалните условия за надеждни резултати.
2.3 Резултати и анализ на експеримента
Сравняват се три метода с предложения; резултатите са показани в таблица 1.
3 Заключение
Анализът на данните от таблица 1 показва, че предложеното решение за прокладка и подвързване на кабели има значителни предимства. Неговото проектиране на маршрути (≈50m) е с 40m, 45m и 50m по-късо от методите 1, 2, 3. Това не само доказва ефективното планиране на маршрути, но и подчертава огромния приложен потенциал в проекти за фотоелектрични електроцентрали, предоставяйки ценни референции за енергийната индустрия.
Тази статия изследва прокладка и подвързване на кабели в фотоелектрични електроцентрали, използвайки моделиране BIM, за да подобри ефективността и безопасността. Експериментите показват, че методът надминава традиционните методи в планирането на маршрути – намалява дължините и подобрява качеството. Той подкрепя строителството на фотоелектрични електроцентрали и стимулира устойчивото развитие на индустрията.
В бъдеще, интеграцията на интелигентно строителство и големи данни ще направи тези технологии по-умни и ефективни, насърчавайки по-зелена, ниско-въглеродна енергийна индустрия. Очакваме повече иновации, за да се оптимизират процесите, намалят разходите и подобрят глобалната енергийна структура.
