Оптимизирана технологија за поставување кабели и мрежна инсталација во фотоovoltaчките електростанции: пристап базиран на BIM
1 Истражување на технологијата за поставување и мрежање каблите во фотоволтачка електростанција
1.1 Собирање на податоци
Пред да се конструира BIM моделот за поставување на кабли, потребно е да се владее во детали со параметрите на вклучените опреми, материјалите користени при конструкцијата и условите на локацијата, со цел да се подобри точноста на изградбата на моделот. За да се осигура дека BIM моделот точно ја одразува реалната ситуација на строителната локација, кључниот дел е точно собирање и внесување на специфичните технички параметри на клучната опрема. Овие вклучуваат прецизни димензии на канавите за кабли, детални спецификации на распределбените кутии, надворешни дијаметри на каблите и специфични параметри на каналите за жице. Односот помеѓу овие параметри и моделот на кабела треба да следи следните правила:
Во формулата, P е множество на клучни параметри; I е прецизноста на моделот за поставување на кабли; f мапира P на I; а g е функција за прилагодување. Точното собирање на параметрите директно влијае на последовната изградба на модел и практичноста. Токму во процесот на собирање на податоци, параметрите на опремата се тесно поврзани. Промена во податоците за било која една опрема може да предизвика лански реакции, што бара своевремено прилагодување на поврзаните параметри. Затоа, во стадиумот на собирање на податоци, приспособете стратегиите според условите на локацијата за да се осигура согласноста и точноста на податоците.
1.2 Изградба на моделот на кабла
Во конструкцијата, проводниците формираат кабли после обложување. За да се поврзе кабел со терминалите на опремата, инсталирајте конектори на краевите на кабела. Геометрискиот модел на кабел е обвивка добиена од скенирање на неговиот пресек по централната линија. Поедноставете го пресекот до круг (полупречник r) и користете R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)) за дефинирање на локалната координатна рамка на централната линија S. Геометријата на кабела се прецизно изразува преку параметризирана равенка, која опишува конструкцијата на обвивката.
Во формулата, W претставува локална матрица на границите; C(s) претставува глобална координатна позиционска точка; M(s) претставува матрица за ротација. Геометрискиот модел на кабела изграден на основа на оваа формула е прикажан на Слика 1.
На Слика 1, пунктирната линија S јасно означува централната оска на кабела. Една карактеристична точка на S се зема како чвор q, каде се изгражува локален координатен систем R за да се опише правецот на пресекот. Конкретно, d1 (единичен вектор во главната нормална насока) дефинира главната нормална ориентација на пресекот; d2 (единичен вектор во бинормална насока, нормален на d1 уштепнува опишувањето на правецот; d3 (единичен вектор во тангентна насока по S) покажува проширувачки тренд на кабела во q. Пресекот во q се претпоставува да е кружна со полупречник r0, формирајќи комплетен геометриски модел со вектори за правец за последовна анализа на инстанците на кабела.
Како што е прикажано на Слика 2, инстанцата на кабела се дефинира со четири темиња v1–v4, кои го делеат на три сегменти l1: v1–v2; l2: v2–v3; l3: v3–v4, со v1 и v4 како крајни точки. За секој сегмент, неговите свойства на правец и форма на пресекот се одредуваат од неговата позиција/должина на S и геометрискиот модел. Така, сегментите l1–l3 одговараат на пресеци C1–C3, заедно формирајќи геометриско претставување на кабела.
1.3 Поставување на кабли
Интеграција на детали од Слика 1 и Слика 2 овозможува точно схватување на геометриското моделирање и карактеристиките на сегментацијата на каблите. Моделот прецизно ги прикажува клучните геометриски елементи (централна оска, форма на пресек, карактеристики на правец) и овозможува дубоко анализирање на каблите преку рафинирана сегментација, давајќи теоретска основа за ефикасно поставување.
Во приподготбата за поставување, изведете ги тоталните должини на каблите од различни спецификации на основа на моделот. Организирајте ја податочната база во стандардизирани табели според типот на кабел, доставувајќи точни информации и насоки за конструкцијата. За методот на поставување, овој проект го прифаќа директното заривање за да се осигура професионализам и ефикасност.
При поставување во канавите за кабли, поставете ја униформната подлога од песок/фин земјиште за да се задржи радиусот на извивување на кабела во ограничувања. Користете електрични винчи за трагање. При поставување на многожилни кабли, стриктно следете ограничувањата на радиусот на извивување:
Во формулата, rmin претставува сигурен лимит на извивување на кабела; cr претставува минимален сигурен радиус на повраток на кабела. Послед завршување на работата по поставување на каблите, неопходно е формално да се поднесе барање за прифатување на скриени работи до одделот одговорен за контрола на квалитетот на проектот. Кога ќе се успешно заврши процедурата на прифатување, равномерно поставете ја фината земја на горната и долната страна на кабела како заштитен слој, а потоа го покријте го кабела со капак за кабли. Поради тоа, при планирање на патеката на каблите, приоритет треба да се даде на имање на патека која се придава на површината на препреките кои дозволуваат мрежање:
Во формулата, qi е конкретен чвор на централната линија на патеката на кабела; OS е чвор на површината на препреката; Rr е радиусот на кабела; Inter dis е најкраткото растојание помеѓу точките. Пре наполнување, прегледајте ги за да се потврди дека сите скриени работи одговараат на стандардите. Потоа компактирајте ја наполнувачката материја за да се осигура неговата густина и стабилност, во согласност со спецификациите.
После компактирање, заривете ја маркерната колчета на клучни позиции (пресечни точки на кабли, поврзивања, повратоци). Обмотајте ги каблите со коноп за заштита. Кога директно заривени кабли минуваат низ згради, проверете разликите во висините на цевките од надвор-внатре; применете водонепроницливост ако цевките надвор се поголеми за да се осигура безбедноста на поставувањето.
1.4 Мрежање на кабли
Како клучен елемент во конструкцијата на фотоволтачка електростанција, мрежањето на кабли мора да следи стриктни спецификации/процедури за да се осигура стабилна, надежна и безбедна електрична врска.
Прво, подгответе комплетни/квалификувани алатки (триерки за жици, алатки за кримпање, изолаторски рукави, терминали, изолаторска тапа) и материјали. Осигурете дека каблите одговараат на дизајнерските спецификации, преминуваат кроз контрола на квалитет (без повреди, целосна изолација).
Пред мрежање, прецизно искалупирајте ја жицата: користете триерки за жици за махање на надворешните облози/унутрешната изолација според барањата на терминалите, откријте проводници (махнете џепчиња/оксиди). Изберете соодветни терминали според пресечните површини на проводниците и потребите за мрежање. Формулата е следна:
Во формулата, T е видот на терминалот; A е пресечната површина на проводниците на кабела; R означува параметри за мрежање; S е функција за пресликување. Користете алатки за кримпање за да ги кримпирате јаците и терминалите, осигурувајќи дека нема да се ослабат или да има лоша контакт. Во време на мрежање, стриктно следете дизајнерските чертежи и спецификации за да ги врзите точно кримпираните терминали со терминалите на опремата, осигурувајќи тесност.
За многожилни кабли, совпаѓајте бои/броеви за да се избегне погрешно поврзување. После мрежање, обмотајте ги врските со изолаторски рукави/тапа за да се подобри изолацијата и да се спречи проникнувањето на влага или прашање. Во заклучок, мрежањето на кабли е критично за конструкцијата на фотоволтачка електростанција, што бара стриктно следење на спецификациите за да се осигура качеството и безбедноста, поставувајќи јасен фундамент за стабилна работа.
2 Експериментална анализа
За да се верификува ефективноста и фезибилитетот на предложената технологија за поставување и мрежање кабли во фотоволтачка електростанција, се споредува со традиционални методи.
2.1 Експериментални објекти
Експериментот се извршува во лабораториски услови користејќи MATLAB за симулација на планирање на патеката. Избрани се двадесет стандардизирани задачи за поставување и мрежање кабли, поделени на 4 групи (по 5 задачи) за намалување на случајни грешки преку статистичка дисперзија, подобрувајќи стабилноста на резултатите.
2.2 Подготовка на експериментот
Хардверот вклучува компјутери со 500GB складиште, 32GB меморија и Windows 10. Овие се дебагираат и оптимизираат за да се осигура стабилна работа, точно симулирајќи реални услови за надежни резултати.
2.3 Резултати и анализа на експериментот
Споредуваат се три методи со предложената; резултатите се прикажани во Табела 1.
3 Заклучок
Анализа на податоците од Табела 1 покажува дека предложеното решение за поставување и мрежање кабли има значајни предности. Неговата дизајнерска патека (≈50m) е 40m, 45m и 50m крајната од методите 1, 2, 3. Ова не само докажува ефикасно планирање на патеката, туку и истакнува голем потенцијал за применување во проекти за фотоволтачка електростанција, давајќи вредни референци за енергетската индустрија.
Овој труд истражува поставувањето и мрежањето на кабли во фотоволтачка електростанција, користејќи BIM моделирање за подобрување на ефикасноста и безбедноста. Експериментите покажуваат дека методот надминува традиционалните во планирањето на патеката - скратувајќи должините и подобрувајќи квалитетот. Тој поддржува конструктивните активности во фотоволтачката електростанција и ја побудува устойчивата индустријска развој.
Во иднина, интеграцијата на интелигентна конструкција и големи податоци ќе направи овие технологии посмартни и поефикасни, побудувајќи по зелена, нискокарбонска енергетска индустрија. Очекуваме повеќе иновации за оптимизирање на процесите, намалување на цените и надградување на глобалната енергетска структура.
