Teknologi Pembinaan Pelapisan Kabel dan Pengurusan Kawat yang Dioptimumkan untuk Stesen Kuasa Fotovoltaik: Pendekatan Berdasarkan BIM

1 Penyelidikan Teknologi Pemasangan dan Pengkabelan Stesen Kuasa Fotovoltaik
1.1 Pengumpulan Data

Sebelum membina model BIM untuk pemasangan kabel, perlu untuk menguasai dengan mendalam parameter-parameter terperinci spesifikasi peralatan yang terlibat, bahan-bahan yang digunakan dalam pembinaan, dan keadaan tapak, bertujuan untuk meningkatkan ketepatan pembinaan model. Untuk memastikan model BIM dapat mencerminkan dengan tepat keadaan sebenar di tapak pembinaan, inti pentingnya terletak pada pengumpulan dan pemasukan yang tepat parameter-parameter teknikal spesifik peralatan utama. Ini termasuk dimensi tepat parit kabel, spesifikasi terperinci kotak pengedaran, dimensi luar diameter kabel, dan parameter spesifik jalur wayar. Hubungan antara parameter ini dengan model kabel harus mengikuti peraturan berikut:

Dalam formula, P adalah set parameter utama; I adalah ketepatan model pemasangan kabel; f memetakan P kepada I; dan g adalah fungsi penyesuaian. Pengambilan parameter yang tepat secara langsung mempengaruhi pembinaan model selanjutnya dan kesesuaiannya. Semasa pengumpulan data, parameter peralatan saling berkait rapat. Perubahan data pada mana-mana peralatan tunggal mungkin memicu reaksi berantai, memerlukan penyesuaian parameter terkait dengan segera. Oleh itu, pada peringkat pengumpulan data, sesuaikan strategi dengan fleksibel berdasarkan keadaan di tapak untuk memastikan konsistensi dan ketepatan data.

1.2 Pembinaan Model Kabel

Dalam pembinaan, konduktor membentuk kabel selepas pelapisan. Untuk menghubungkan kabel ke terminal peralatan, pasang konektor pada hujung kabel. Model geometri kabel adalah amplop dari pemindaian keratan rentasnya sepanjang garis tengah. Ringkaskan keratan rentas kepada bulatan (jejari r), dan gunakan R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)) untuk menentukan rangka koordinat tempatan pada garis tengah S. Geometri kabel dinyatakan dengan tepat melalui persamaan parameter, menggambarkan pembinaan permukaan amplop.

Dalam formula, W mewakili matriks sempadan tempatan; C(s) mewakili titik penempatan koordinat global; M(s) mewakili matriks transformasi putaran. Model geometri kabel yang dibina berdasarkan formula ini ditunjukkan dalam Gambar 1.

Dalam Gambar 1, garis putus-putus S jelas menandakan paksi tengah kabel. Titik ciri pada S diambil sebagai nod q, di mana sistem koordinat tempatan R dibina untuk menerangkan sifat arah keratan rentas. Secara khusus, d₁ (vektor unit dalam arah normal utama) menentukan orientasi normal utama keratan rentas; d₂ (vektor unit dalam arah binormal, tegak lurus dengan d₁ memperhalusi penerangan arah; d₃ (vektor unit dalam arah tangen sepanjang S) menunjukkan trend penjalaran kabel pada q. Keratan rentas pada q diandaikan bulat dengan jejari r₀, membentuk model geometri lengkap dengan vektor arah untuk analisis contoh kabel berikutnya.

Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2, contoh kabel ditentukan oleh empat verteks v₁–v₄, membaginya menjadi tiga segmen l₁: v₁–v₂; l₂: v₂–v₃; l₃: v₃–v₄, dengan v₁ dan v₄ sebagai hujung. Untuk setiap segmen, sifat arah dan bentuk keratan rentasnya ditentukan oleh posisi/panjangnya pada S dan model geometri. Oleh itu, segmen l1–l3 bersesuaian dengan keratan rentas C₁–C₃, bersama-sama membentuk representasi geometri kabel.

1.3 Pemasangan Kabel

Mengintegrasikan detail dari Gambar 1 dan 2 membolehkan pemahaman yang tepat tentang pemodelan geometri dan ciri-ciri segmentasi kabel. Model ini menggambarkan elemen-elemen geometri utama (paksi tengah, bentuk keratan rentas, sifat arah) dan membolehkan analisis kabel yang mendalam melalui segmentasi yang lebih halus, menyediakan asas teori untuk pemasangan yang efisien.

Dalam persediaan pra-pemasangan, turunkan panjang total kabel pelbagai spesifikasi berdasarkan model. Susun data ke dalam jadual piawai mengikut jenis kabel, menyediakan maklumat dan panduan yang tepat untuk pembinaan. Untuk kaedah pemasangan, projek ini mengamalkan penguburan langsung untuk memastikan profesionalisme dan kecekapan.

Apabila meletakkan dalam parit kabel, letakkan bantal pasir/tanah halus yang seragam untuk mengekalkan jejari lenturan kabel dalam had. Gunakan winch elektrik untuk tarikan. Apabila meletakkan kabel multi-inti, ikuti dengan ketat batasan jejari kelengkungan:

Dalam formula, r_min mewakili had lenturan selamat kabel; cr mewakili jejari belokan minimum selamat kabel. Selepas menyelesaikan pekerjaan pemasangan kabel, perlu untuk mengemukakan permohonan rasmi untuk penerimaan projek tersembunyi kepada jabatan yang bertanggungjawab atas inspeksi kualiti projek. Setelah prosedur penerimaan berjaya diluluskan, letakkan tanah halus dengan merata di kedua-dua sisi atas dan bawah kabel sebagai lapisan perlindungan, dan kemudian tutup kabel dengan penutup kabel. Selain itu, apabila merancang laluan kabel, prioritas harus diberikan untuk laluan yang dekat dengan permukaan rintangan yang boleh dipasangi wayar:

Dalam formula, q_i adalah nod tertentu pada garis tengah laluan kabel; OS adalah nod permukaan rintangan; R_r adalah jejari kabel; Inter dis adalah jarak terpendek antara titik-titik. Sebelum isip balik, semak untuk mengesahkan semua projek tersembunyi memenuhi standard. Kemudian padatkan isip balik untuk memastikan ketumpatannya dan kestabilannya, mematuhi spesifikasi.

Selepas pemadatan, sembunyikan tiang penanda arah pada posisi penting (persimpangan kabel, sambungan, belokan). Balut kabel dengan rami untuk perlindungan. Apabila kabel yang dikubur langsung melalui bangunan, semak perbezaan tinggi paip luar-dalam; terapkan kedap air jika paip luar lebih tinggi untuk memastikan keselamatan pemasangan.

1.4 Pengkabelan

Sebagai tautan kunci dalam pembinaan stesen kuasa fotovoltaik, pengkabelan harus mengikuti spesifikasi/prosedur yang ketat untuk memastikan sambungan elektrik yang stabil, dapat dipercayai, dan selamat.

Pertama, sediakan alat (pengupas wayar, pemotong crimp, sleev isolasi, terminal, pita isolasi) dan bahan yang lengkap/diluluskan. Pastikan kabel memenuhi spesifikasi reka bentuk, lulus ujian kualiti (tidak rosak, isolasi utuh).

Sebelum pengkabelan, kupas kabel dengan tepat: gunakan pengupas wayar untuk menghapuskan selubung luar/isolasi dalaman mengikut keperluan terminal, paparkan konduktor (buang sisik/oksida). Pilih terminal yang sesuai berdasarkan luas keratan konduktor dan keperluan pengkabelan. Formula adalah seperti berikut:

Dalam formula, T adalah jenis terminal; A adalah luas keratan konduktor kabel; R mewakili parameter pengkabelan; S adalah fungsi pemetaan. Gunakan pemotong crimp untuk mengencangkan konduktor dan terminal, memastikan tidak longgar atau hubungan yang buruk. Semasa pengkabelan, ikuti dengan ketat gambaran reka bentuk dan spesifikasi untuk menghubungkan terminal yang telah dicrimp dengan terminal peralatan, memastikan ketatnya.

Untuk kabel multi-inti, padankan warna/nombor untuk mengelakkan sambungan yang salah. Selepas pengkabelan, balut sambungan dengan sleev isolasi/pita untuk meningkatkan isolasi dan mencegah masuknya kelembapan atau debu. Kekalnya, pengkabelan sangat penting dalam pembinaan stesen kuasa fotovoltaik, memerlukan pematuhan yang ketat terhadap spesifikasi untuk memastikan kualiti dan keselamatan, menyediakan asas yang kukuh untuk operasi yang stabil.

2 Analisis Eksperimen

Untuk mengesahkan keberkesanan dan kelayakan teknologi pemasangan dan pengkabelan kabel yang dicadangkan untuk stesen kuasa fotovoltaik, ia dibandingkan dengan kaedah tradisional.

2.1 Objek Eksperimen

Eksperimen dijalankan di bawah keadaan makmal menggunakan MATLAB untuk simulasi perancangan laluan. Dua puluh tugas pemasangan dan pengkabelan kabel yang piawai dipilih dan dibahagikan kepada 4 kumpulan (5 tugas setiap kumpulan) untuk mengurangkan ralat rawak melalui dispersi statistik, meningkatkan kestabilan hasil.

2.2 Persediaan Eksperimen

Perkakasan termasuk komputer dengan storan 500GB, ingatan 32GB, dan Windows 10. Ini didebug dan dioptimumkan untuk memastikan operasi yang stabil, mensimulasikan dengan tepat keadaan sebenar untuk hasil yang boleh dipercayai.

2.3 Hasil Eksperimen dan Analisis

Tiga kaedah dibandingkan dengan yang dicadangkan; hasil ditunjukkan dalam Jadual 1.

3 Kesimpulan

Analisis data Jadual 1 menunjukkan solusi pemasangan/pengkabelan kabel yang dicadangkan memiliki kelebihan yang luar biasa. Reka bentuk laluan (≈50m) adalah 40m, 45m, dan 50m lebih pendek daripada kaedah 1, 2, 3. Ini bukan sahaja membuktikan perancangan laluan yang efisien tetapi juga menyoroti potensi aplikasi yang besar dalam projek stesen kuasa fotovoltaik, menyediakan rujukan berharga bagi industri kuasa.

Kertas ini meneroka pemasangan/pengkabelan kabel untuk stesen kuasa fotovoltaik, menggunakan pemodelan BIM untuk meningkatkan kecekapan dan keselamatan. Eksperimen menunjukkan kaedah ini lebih unggul daripada kaedah tradisional dalam perancangan laluan—memendekkan panjang dan meningkatkan kualiti. Ia menyokong pembinaan fotovoltaik dan memacu perkembangan industri yang mampan.

Di masa depan, integrasi pembinaan pintar dan data besar akan membuat teknologi-teknologi ini lebih cerdas dan efisien, mendorong industri kuasa yang lebih hijau dan rendah karbon. Kami mengharapkan lebih banyak inovasi untuk mengoptimumkan proses, mengurangkan kos, dan meningkatkan struktur tenaga global.