Teknologi Konstruksi Pemasangan Kabel dan Kawat yang Dioptimalkan untuk Stasiun Listrik Tenaga Surya: Pendekatan Berbasis BIM

1 Penelitian tentang Teknologi Pemasangan Kabel dan Pembangunan Jaringan pada Stasiun Tenaga Surya
1.1 Pengumpulan Data

Sebelum membangun model BIM untuk pemasangan kabel, diperlukan pemahaman mendalam terhadap parameter rinci spesifikasi peralatan yang terlibat, bahan yang digunakan dalam konstruksi, dan kondisi situs, dengan tujuan meningkatkan akurasi pembangunan model. Untuk memastikan bahwa model BIM dapat secara akurat mencerminkan situasi sebenarnya di lapangan, intinya terletak pada pengumpulan dan penginputan parameter teknis spesifik dari peralatan kunci dengan tepat. Ini termasuk dimensi presisi saluran kabel, spesifikasi detail kotak distribusi, dimensi diameter luar kabel, dan parameter spesifik slot kawat. Hubungan antara parameter ini dan model kabel harus mengikuti aturan berikut:

Dalam rumus, P adalah himpunan parameter kunci; I adalah presisi model pemasangan kabel; f memetakan P ke I; dan g adalah fungsi penyesuaian. Akuisisi parameter yang akurat langsung mempengaruhi pembangunan model selanjutnya dan ketergunaannya. Selama pengumpulan data, parameter perangkat saling terkait erat. Perubahan data pada satu perangkat saja dapat memicu reaksi berantai, yang memerlukan penyesuaian parameter terkait secara tepat waktu. Dengan demikian, pada tahap pengumpulan data, sesuaikan strategi dengan fleksibel berdasarkan kondisi di lapangan untuk memastikan konsistensi dan akurasi data.

1.2 Membangun Model Kabel

Dalam konstruksi, konduktor membentuk kabel setelah dipasangkan pelindung. Untuk menghubungkan kabel ke terminal perangkat, pasang konektor di ujung kabel. Model geometris kabel adalah amplop dari pemindaian penampang lintangnya sepanjang garis tengah. Sederhanakan penampang lintang menjadi lingkaran (radius r), dan gunakan R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)) untuk mendefinisikan kerangka koordinat lokal pada garis tengah S. Geometri kabel dinyatakan secara presisi melalui persamaan parameter, yang mendeskripsikan konstruksi permukaan amplop.

Dalam rumus, W mewakili matriks batas lokal; C(s) mewakili titik penempatan koordinat global; M(s) mewakili matriks transformasi rotasi. Model geometris kabel yang dibangun berdasarkan rumus ini ditunjukkan pada Gambar 1.

Pada Gambar 1, garis putus-putus S jelas menandai sumbu pusat kabel. Titik fitur pada S diambil sebagai node q, di mana sistem koordinat lokal R dibangun untuk mendeskripsikan sifat arah penampang lintang. Secara khusus, d₁ (vektor satuan dalam arah normal utama) mendefinisikan orientasi normal utama penampang lintang; d₂ (vektor satuan dalam arah binormal, tegak lurus terhadap d₁ menyempurnakan deskripsi arah; d₃ (vektor satuan dalam arah tangen sepanjang S) menunjukkan tren ekstensi kabel di q. Penampang lintang di q diasumsikan berbentuk lingkaran dengan radius r₀, membentuk model geometris lengkap dengan vektor arah untuk analisis instansi kabel selanjutnya.

Seperti ditunjukkan pada Gambar 2, instansi kabel didefinisikan oleh empat titik sudut v₁–v₄, yang membaginya menjadi tiga segmen l₁: v₁–v₂; l₂: v₂–v₃; l₃: v₃–v₄, dengan v₁ dan v₄ sebagai titik ujung. Untuk setiap segmen, sifat arah dan bentuk penampang lintangnya ditentukan oleh posisi/panjangnya pada S dan model geometris. Dengan demikian, segmen l1–l3 berkorespondensi dengan penampang lintang C₁–C₃, bersama-sama membentuk representasi geometris kabel.

1.3 Pemasangan Kabel

Integrasi detail dari Gambar 1 dan 2 memungkinkan pemahaman akurat tentang pemodelan geometris kabel dan fitur segmentasi. Model secara presisi menggambarkan elemen-elemen geometris inti (sumbu pusat, bentuk penampang lintang, atribut arah) dan memungkinkan analisis kabel yang mendalam melalui segmentasi yang dirinci, memberikan dasar teoritis untuk pemasangan yang efisien.

Dalam persiapan pra-pemasangan, turunkan panjang total kabel berbagai spesifikasi berdasarkan model. Susun data ke dalam tabel standar berdasarkan jenis kabel, menyediakan informasi dan panduan yang akurat untuk konstruksi. Untuk metode pemasangan, proyek ini mengadopsi pemasangan langsung untuk memastikan profesionalisme dan efisiensi.

Saat meletakkan kabel di saluran kabel, letakkan alas pasir/tanah halus yang seragam untuk menjaga radius lentur kabel dalam batas. Gunakan winch listrik untuk traksi. Saat meletakkan kabel multi-inti, patuhi ketat batasan radius kelengkungan:

Dalam rumus, r_min mewakili batas lentur aman kabel; cr mewakili radius belok minimum yang aman untuk kabel. Setelah pekerjaan pemasangan kabel selesai, perlu untuk mengajukan permohonan resmi untuk penerimaan proyek tersembunyi kepada departemen yang bertanggung jawab atas inspeksi kualitas proyek. Setelah prosedur penerimaan berhasil dilalui, letakkan tanah halus secara merata di kedua sisi atas dan bawah kabel sebagai lapisan pelindung, dan kemudian tutup kabel dengan penutup kabel. Selain itu, saat merencanakan rute kabel, prioritas harus diberikan agar rute tersebut menempel erat pada permukaan rintangan yang diperbolehkan untuk kabel:

Dalam rumus, q_i adalah node tertentu pada garis tengah jalur kabel; OS adalah node permukaan rintangan; R_r adalah jari-jari kabel; Inter dis adalah jarak terpendek antara titik-titik. Sebelum backfill, tinjau untuk memastikan semua proyek tersembunyi memenuhi standar. Kemudian padatkan backfill untuk memastikan kepadatan dan stabilitasnya, sesuai dengan spesifikasi.

Setelah dikompaksi, sematkan patok penanda arah di posisi kunci (persimpangan kabel, sambungan, belokan). Bungkus kabel dengan rami untuk perlindungan. Ketika kabel langsung ditanam melewati bangunan, periksa perbedaan ketinggian pipa outdoor-indoor; terapkan waterproofing jika pipa outdoor lebih tinggi untuk memastikan keselamatan pemasangan.

1.4 Penyambungan Kabel

Sebagai tautan kunci dalam konstruksi stasiun tenaga surya, penyambungan kabel harus mengikuti spesifikasi/prosedur yang ketat untuk memastikan koneksi listrik yang stabil, andal, dan aman.

Pertama, siapkan alat (stripper kabel, tang crimp, sleve isolasi, terminal, pita isolasi) dan material yang lengkap/dilengkapi. Pastikan kabel memenuhi spesifikasi desain, lulus pemeriksaan kualitas (tidak rusak, isolasi utuh).

Sebelum penyambungan, lepaskan kabel dengan presisi: gunakan stripper kabel untuk menghilangkan pelindung luar/isolasi dalam sesuai dengan persyaratan terminal, paparkan konduktor (hilangkan sisik/oksida). Pilih terminal yang sesuai berdasarkan penampang konduktor dan kebutuhan penyambungan. Rumusnya adalah sebagai berikut:

Dalam rumus, T adalah jenis terminal; A adalah luas penampang konduktor kabel; R menyatakan parameter penyambungan; S adalah fungsi pemetaan. Gunakan tang crimp untuk merapatkan konduktor dan terminal, memastikan tidak longgar atau kontak buruk. Selama penyambungan, ikuti gambar desain dan spesifikasi dengan ketat untuk menghubungkan terminal yang telah dicrimp dengan terminal perangkat, memastikan ketatnya sambungan.

Untuk kabel multi-inti, cocokkan warna/angka untuk menghindari sambungan yang salah. Setelah penyambungan, bungkus sambungan dengan sleve isolasi/pita untuk meningkatkan isolasi dan mencegah intrusi kelembaban atau debu. Ringkasnya, penyambungan kabel sangat penting dalam konstruksi stasiun tenaga surya, memerlukan pengikutan spesifikasi yang ketat untuk memastikan kualitas dan keselamatan, menyiapkan fondasi yang kuat untuk operasi yang stabil.

2 Analisis Eksperimental

Untuk memverifikasi efektivitas dan kelayakan teknologi pemasangan dan penyambungan kabel yang diusulkan untuk stasiun tenaga surya, dibandingkan dengan metode tradisional.

2.1 Objek Eksperimental

Eksperimen dilakukan dalam kondisi laboratorium menggunakan MATLAB untuk simulasi perencanaan jalur. Dua puluh tugas pemasangan dan penyambungan kabel standar dipilih dan dibagi menjadi 4 kelompok (5 tugas setiap kelompok) untuk mengurangi kesalahan acak melalui dispersi statistik, meningkatkan stabilitas hasil.

2.2 Persiapan Eksperimental

Perangkat keras termasuk komputer dengan penyimpanan 500GB, memori 32GB, dan Windows 10. Perangkat ini didebug dan dioptimalkan untuk memastikan operasi yang stabil, mensimulasikan kondisi dunia nyata dengan akurat untuk hasil yang dapat diandalkan.

2.3 Hasil dan Analisis Eksperimental

Tiga metode dibandingkan dengan metode yang diusulkan; hasilnya ditunjukkan dalam Tabel 1.

3 Kesimpulan

Analisis data Tabel 1 menunjukkan solusi pemasangan dan penyambungan kabel yang diusulkan memiliki keunggulan luar biasa. Desain jalurnya (≈50m) 40m, 45m, dan 50m lebih pendek dibandingkan metode 1, 2, 3. Ini tidak hanya membuktikan perencanaan jalur yang efisien tetapi juga menyoroti potensi aplikasi besar dalam proyek stasiun tenaga surya, memberikan referensi berharga bagi industri listrik.

Artikel ini menjelajahi pemasangan dan penyambungan kabel untuk stasiun tenaga surya, menggunakan pemodelan BIM untuk meningkatkan efisiensi dan keamanan. Eksperimen menunjukkan metode ini unggul dibandingkan metode tradisional dalam perencanaan jalur—memendekkan panjang dan meningkatkan kualitas. Hal ini mendukung konstruksi tenaga surya dan mendorong perkembangan industri yang berkelanjutan.

Di masa depan, integrasi konstruksi cerdas dan big data akan membuat teknologi-teknologi ini lebih pintar dan efisien, mendorong industri listrik yang lebih hijau dan rendah karbon. Kami berharap adanya lebih banyak inovasi untuk mengoptimalkan proses, mengurangi biaya, dan meningkatkan struktur energi global.