Geoptimaliseerde Kabellegging en Bedradingstechnologie voor Fotovoltaïsche Elektriciteitscentrales: Een BIM-gebaseerde Benadering

1 Onderzoek naar de technologie van kabellegging en bedrading in fotovoltaïsche energiecentrales
1.1 Gegevensverzameling

Voordat het BIM-model voor kabellegging wordt gemaakt, is het nodig om de gedetailleerde parameters van de betrokken apparatuurspecificaties, de gebruikte bouwmaterialen en de plaatselijke omstandigheden grondig te beheersen, met als doel de nauwkeurigheid van het modelbouwproces te verbeteren. Om ervoor te zorgen dat het BIM-model de werkelijke situatie op de bouwplaats nauwkeurig weergeeft, ligt de kern bij het nauwkeurig verzamelen en invoeren van de specifieke technische parameters van belangrijke apparaten. Hieronder vallen de precieze afmetingen van kabeltroggen, de gedetailleerde specificaties van verdelingskasten, de buitendiameterafmetingen van kabels en de specifieke parameters van leidinggooten. De relatie tussen deze parameters en het kabelmodel moet de volgende regels volgen:

In de formule is P de set van belangrijke parameters; I is de precisie van het kabellegmodel; f maapt P naar I; en g is de aanpassingsfunctie. Nauwkeurige parameterverzameling heeft directe gevolgen voor latere modelbouw en bruikbaarheid. Tijdens de gegevensverzameling zijn de apparaatparameters nauw met elkaar verbonden. Veranderingen in de gegevens van een enkel apparaat kunnen kettingreacties veroorzaken, waardoor gerelateerde parameters tijdig moeten worden aangepast. Dus, in de fase van gegevensverzameling, pas strategieën flexibel aan op basis van de ter plaatse aanwezige omstandigheden om de consistentie en nauwkeurigheid van de gegevens te waarborgen.

1.2 Opbouw van het kabelmodel

Tijdens de constructie vormen geleiders kabels na het omhullen. Om kabels aan apparaatcontacten te verbinden, worden connectoren aan de einden van de kabels geïnstalleerd. Een geometrisch model van een kabel is een omhulsel dat wordt verkregen door de doorsnede langs de centrale as te scannen. Vereenvoudig de doorsnede tot een cirkel (straal r) en gebruik R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)) om het lokale coördinatenstelsel op de centrale as S te definiëren. De geometrie van de kabel wordt precies uitgedrukt via een geparametriseerde vergelijking, die de constructie van het omhullende oppervlak beschrijft.

In de formule stelt W de lokale grensmatrix voor; C(s) stelt het globale coördinaatpositiepunt voor; M(s) stelt de rotatie-transformatiematrix voor. Het gebaseerde op deze formule opgebouwde geometrische kabelmodel wordt getoond in Figuur 1.

In Figuur 1 markeert de gestippelde lijn S duidelijk de centrale as van de kabel. Een kenmerkpunt op S wordt genomen als knoop q, waar een lokaal coördinatenstelsel R wordt opgezet om de richtingseigenschappen van de doorsnede te beschrijven. Specifiek definieert d₁ (eenheidsvector in de hoofdnormaalrichting) de hoofdnormaaloriëntatie van de doorsnede; d₂ (eenheidsvector in de binormaalrichting, loodrecht op d₁) verfijnt de richtingsbeschrijving; d₃ (eenheidsvector in de raaklijnrichting langs S) toont de uitbreidings trend van de kabel op q. De doorsnede op q wordt verondersteld cirkelvormig te zijn met straal r₀, wat samen met richtingsvectoren een compleet geometrisch model vormt voor latere kabelinstantieanalyse.

Zoals in Figuur 2 wordt getoond, wordt de kabelinstantie gedefinieerd door vier hoekpunten v₁–v₄, die het in drie segmenten delen l₁: v₁–v₂; l₂: v₂–v₃; l₃: v₃–v₄, met v₁ en v₄ als eindpunten. Voor elk segment worden de richtingseigenschappen en vorm van de doorsnede bepaald door zijn positie/lengte op S en het geometrische model. Dus corresponderen segmenten l1–l3 met doorsneden C₁–C₃, die samen de geometrische weergave van de kabel vormen.

1.3 Kabellegging

Het integreren van details uit figuren 1 en 2 stelt in staat om de kabelgeometriemodellering en segmentatie-eigenschappen nauwkeurig te begrijpen. Het model geeft de kern-geometrische elementen (centrale as, doorsnede-vorm, richtingattributen) nauwkeurig weer en stelt een diepgaande kabelanalyse mogelijk via verfijnde segmentatie, wat een theoretische basis biedt voor efficiënte legging.

Bij de voorbereiding voor de legging worden op basis van het model de totale lengtes van kabels van verschillende soorten afgeleid. Organiseer de gegevens in gestandaardiseerde tabellen per kabeltype, wat nauwkeurige informatie en richtlijnen levert voor de constructie. Voor de legmethode gebruikt dit project rechtstreekse begraving om professionaliteit en efficiëntie te waarborgen.

Bij het leggen in kabeltroggen wordt een uniforme zand/fijn aarde kussen geplaatst om de boogstraal van de kabel binnen de limieten te houden. Gebruik elektrische trekwielen voor tractie. Bij het leggen van meerkernkabels, volg strikt de boogstraalbeperkingen:

In de formule stelt r_min de veilige buiglimiet van de kabel voor; cr stelt de minimale veilige boogstraal van de kabel voor. Na het voltooien van het kabellegwerk, is het nodig om officieel een aanvraag in te dienen voor de acceptatie van verborgen projecten bij de afdeling die verantwoordelijk is voor de kwaliteitsinspectie van het project. Zodra het acceptatieproces succesvol is afgerond, wordt fijn aarde gelijkmatig op beide boven- en onderzijden van de kabel gelegd als een beschermingslaag, en wordt de kabel vervolgens bedekt met een kabeldek. Bovendien, bij het plannen van de kabelroute, moet voorrang worden gegeven aan het hebben van de route dicht tegen het oppervlak van bedrading-toelaatbare obstakels:

In de formule is q_i een specifiek knooppunt op de centrale as van de kabelroute; OS is het obstakeloppervlak knooppunt; R_r is de kabelstraal; Inter dis is de kortste afstand tussen punten. Voordat er wordt teruggevuld, wordt nagegaan of alle verborgen projecten aan de normen voldoen. Vervolgens wordt de terugvulling aangebracht en aangestampt om de dichtheid en stabiliteit ervan te waarborgen, in overeenstemming met de specificaties.

Na het aanslaggen, worden richtingsmarkeringen op belangrijke posities (kabelkruisingen, aansluitingen, bochten) begraven. Wikkelt u de kabels in jute voor bescherming. Wanneer rechtstreeks begraven kabels door gebouwen gaan, controleert u de hoogtedifferentiële tussen buizen buiten en binnen; pas waterdichting toe als de buizen buiten hoger liggen om de veiligheid van de legging te waarborgen.

1.4 Kabelbedrading

Als een cruciaal onderdeel van de constructie van fotovoltaïsche energiecentrales, moet kabelbedrading strikte specificaties en procedures volgen om stabiele, betrouwbare en veilige elektrische verbindingen te waarborgen.

Eerst gereedmaken complete/gekeurde gereedschappen (isolatiestroppers, klemmen, isolerende mouwen, terminals, isolerende tape) en materialen. Zorg ervoor dat de kabels voldoen aan de ontwerpspecificaties, passeren kwaliteitscontroles (geen schade, intacte isolatie).

Vóór het bedraden, kabels precies isoleren: gebruik isolatiestroppers om de buitenmantel/binnenisolatie te verwijderen volgens de eisen van de terminal, geleiders blootstellen (scherpe randen/oxiden verwijderen). Selecteer geschikte terminals op basis van de sectie van de geleider en de behoefte aan bedrading. De formule is als volgt:

In de formule is T het type terminal; A is de doorsnede van de kabelgeleider; R geeft bedradingsparameters aan; S is de afbeeldingsfunctie. Gebruik klemmen om de geleiders en terminals stevig te bevestigen, zodat er geen losse of slechte contacten zijn. Tijdens het bedraden, volg strikt de ontwerptekeningen en specificaties om de geklemde terminals nauwkeurig met de apparaat-terminals te verbinden, zodat er een strakke verbinding ontstaat.

Voor meerkernkabels, kleuren/getallen matchen om misverbindingen te voorkomen. Na het bedraden, wikkelt u de verbindingen in isolerende mouwen/tape om de isolatie te versterken en het binnendringen van vocht of stof te voorkomen. Samengevat, kabelbedrading is cruciaal voor de constructie van fotovoltaïsche energiecentrales, vereist strikte naleving van specificaties om kwaliteit en veiligheid te waarborgen, en legt een solide basis voor stabiele operatie.

2 Experimentele analyse

Om de effectiviteit en haalbaarheid van de voorgestelde kabelleg- en bedradingsmethode voor fotovoltaïsche energiecentrales te verifiëren, wordt deze vergeleken met traditionele methoden.

2.1 Experimentele objecten

Het experiment wordt uitgevoerd in laboratoriumomstandigheden met MATLAB voor simulatie van trajectplanning. Twintig gestandaardiseerde taken voor kabellegging en bedrading worden geselecteerd en verdeeld in 4 groepen (5 taken per groep) om statistische spreiding te reduceren en de resultaathelderheid te verhogen.

2.2 Experimentele voorbereiding

Hardware omvat computers met 500GB opslag, 32GB geheugen en Windows 10. Deze worden getest en geoptimaliseerd om stabiel te functioneren, waardoor echte omstandigheden nauwkeurig worden gesimuleerd voor betrouwbare resultaten.

2.3 Experimentele resultaten en analyse

Drie methoden worden vergeleken met de voorgestelde methode; de resultaten staan in Tabel 1.

3 Conclusie

De analyse van de gegevens in Tabel 1 toont aan dat de voorgestelde oplossing voor kabellegging en bedrading aanzienlijke voordelen heeft. Het trajectontwerp (≈50m) is 40m, 45m en 50m korter dan de methoden 1, 2 en 3. Dit bewijst niet alleen efficiënte trajectplanning, maar benadrukt ook het enorme toepassingspotentieel in fotovoltaïsche energiecentraleprojecten, wat waardevolle referenties biedt voor de energie-industrie.

Dit artikel verkent kabellegging en bedrading voor fotovoltaïsche energiecentrales, gebruikmakend van BIM-modellering om efficiëntie en veiligheid te verhogen. Experimenten tonen aan dat de methode beter presteert dan traditionele methoden in trajectplanning - trajectlengtes worden bekort en de kwaliteit wordt verbeterd. Het ondersteunt de constructie van fotovoltaïsche installaties en stimuleert duurzame industrieële ontwikkeling.

In de toekomst zal de integratie van slimme constructie en big data deze technologieën slimmer en efficiënter maken, waardoor een groener, laag-koolstof energiebedrijf ontstaat. We verwachten meer innovaties om processen te optimaliseren, kosten te verlagen en de mondiale energiestructuur te upgraden.