Оптимизированная технология прокладки кабелей и электропроводки для солнечных электростанций: подход на основе BIM

1 Исследование технологии прокладки кабелей и проводки на солнечных электростанциях
1.1 Сбор данных

Прежде чем создавать BIM-модель для прокладки кабелей, необходимо глубоко изучить детальные параметры используемого оборудования, материалов, а также условий на месте строительства, чтобы повысить точность построения модели. Для того чтобы BIM-модель точно отражала фактическую ситуацию на строительной площадке, ключевым является точный сбор и ввод конкретных технических параметров основного оборудования. К этим параметрам относятся точные размеры кабельных траншей, подробные спецификации распределительных коробок, внешние диаметры кабелей и конкретные параметры кабельных каналов. Отношение между этими параметрами и моделью кабеля должно следовать следующим правилам:

В формуле, P — это набор ключевых параметров; I — это точность модели прокладки кабелей; f отображает P на I; и g — это функция корректировки. Точное получение параметров напрямую влияет на последующее построение модели и ее практическое применение. В процессе сбора данных параметры устройств тесно взаимосвязаны. Изменение данных любого одного устройства может вызвать цепную реакцию, требующую своевременной корректировки связанных параметров. Таким образом, на этапе сбора данных гибко корректируйте стратегии в зависимости от условий на месте, чтобы обеспечить согласованность и точность данных.

1.2 Построение модели кабеля

В ходе строительства проводники образуют кабели после оболочки. Для подключения кабелей к терминалам устройств на концах кабелей устанавливаются соединители. Геометрическая модель кабеля представляет собой огибающую, полученную путем сканирования его поперечного сечения вдоль осевой линии. Упрощенное поперечное сечение представляется как круг (радиус r), и используется R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)) для определения локальной координатной системы на осевой линии S. Геометрия кабеля точно выражается через параметризированное уравнение, описывающее построение огибающей поверхности.

В формуле, W представляет локальную граничную матрицу; C(s) представляет точку глобального координатного позиционирования; M(s) представляет матрицу поворотного преобразования. Геометрическая модель кабеля, построенная на основе этой формулы, показана на рисунке 1.

На рисунке 1 пунктирная линия S четко обозначает центральную ось кабеля. На S выбирается характерная точка как узел q, где строится локальная координатная система R для описания направлений поперечного сечения. Конкретно, d₁ (единичный вектор в главном нормальном направлении) определяет главное нормальное направление поперечного сечения; d₂ (единичный вектор в бинормальном направлении, перпендикулярном d₁) уточняет описание направления; d₃ (единичный вектор в касательном направлении вдоль S) показывает тенденцию расширения кабеля в точке q. Поперечное сечение в точке q предполагается круговым с радиусом r₀, формируя полную геометрическую модель с векторами направления для последующего анализа экземпляра кабеля.

Как показано на рисунке 2, экземпляр кабеля определяется четырьмя вершинами v₁–v₄, разделяющими его на три сегмента l₁: v₁–v₂; l₂: v₂–v₃; l₃: v₃–v₄, с v₁ и v₄ в качестве конечных точек. Для каждого сегмента его поперечное сечение и его свойства направления определяются его положением/длиной на S и геометрической моделью. Таким образом, сегменты l1–l3 соответствуют поперечным сечениям C₁–C₃, вместе формируя геометрическое представление кабеля.

1.3 Прокладка кабеля

Интеграция деталей с рисунков 1 и 2 позволяет точно понять геометрическое моделирование и особенности сегментации кабеля. Модель точно описывает основные геометрические элементы (центральную ось, форму поперечного сечения, атрибуты направления) и позволяет провести углубленный анализ кабеля через утонченную сегментацию, предоставляя теоретическую основу для эффективной прокладки.

В подготовительной стадии до прокладки, на основе модели рассчитываются общие длины кабелей различных спецификаций. Данные организуются в стандартизированные таблицы по типам кабелей, предоставляя точную информацию и руководства для строительства. Для метода прокладки в данном проекте используется прямая закладка, чтобы обеспечить профессионализм и эффективность.

При прокладке в кабельных траншеях укладывается равномерная подушка из песка или мелкого грунта, чтобы радиус изгиба кабеля оставался в пределах допустимых значений. Используется электрическая лебедка для тяги. При прокладке многожильных кабелей строго соблюдаются ограничения по радиусу изгиба:

В формуле, r_min представляет безопасный предел изгиба кабеля; cr представляет минимальный безопасный радиус поворота кабеля. После завершения работы по прокладке кабеля необходимо официально подать заявку на приемку скрытых работ в отдел, ответственный за проверку качества проекта. После успешного прохождения процедуры приемки равномерно укладывается мелкий грунт сверху и снизу от кабеля в качестве защитного слоя, а затем кабель покрывается крышкой. Кроме того, при планировании маршрута кабеля следует приоритетно выбирать маршрут, который плотно прилегает к поверхности препятствий, допускающих проводку:

В формуле, q_i — это конкретный узел на центральной линии маршрута кабеля; OS — это узел поверхности препятствия; R_r — это радиус кабеля; Inter dis — это наименьшее расстояние между точками. Перед обратной засыпкой проверьте, чтобы все скрытые работы соответствовали стандартам. Затем уплотните обратную засыпку, чтобы обеспечить ее плотность и устойчивость, соответствующие спецификациям.

После уплотнения установите маркерные столбы на ключевых позициях (пересечения кабелей, соединения, повороты). Обмотайте кабели паклей для защиты. Когда прямые закладные кабели проходят через здания, проверьте разницу высот труб наружу и внутри; примите меры по водонепроницаемости, если трубы снаружи выше, чтобы обеспечить безопасность прокладки.

1.4 Проводка кабеля

Как ключевой этап строительства солнечной электростанции, проводка кабеля должна следовать строгим спецификациям и процедурам, чтобы гарантировать стабильные, надежные и безопасные электрические соединения.

Во-первых, подготовьте полный и качественный набор инструментов (кусачки, кримперы, изоляционные рукава, наконечники, изоляционная лента) и материалов. Убедитесь, что кабели соответствуют проектным спецификациям, прошли проверку качества (без повреждений, целостная изоляция).

Перед проводкой точно снимите изоляцию с кабелей: используйте кусачки для удаления внешней оболочки и внутренней изоляции в соответствии с требованиями к терминалам, обнажите проводники (удалите заусенцы и окислы). Выберите подходящие наконечники в зависимости от сечения проводника и потребностей в проводке. Формула следующая:

В формуле, T — это тип наконечника; A — это площадь поперечного сечения проводника кабеля; R обозначает параметры проводки; S — это функция отображения. Используйте кримперы, чтобы надежно соединить проводники и наконечники, обеспечивая их неподвижность и хорошее контактное соединение. В процессе проводки строго следуйте проектным чертежам и спецификациям, чтобы точно подключить зажатые наконечники к терминалам оборудования, обеспечивая плотность соединения.

Для многожильных кабелей, совмещайте цвета и номера, чтобы избежать ошибочных соединений. После проводки обмотайте соединения изоляционными рукавами или лентой, чтобы улучшить изоляцию и предотвратить проникновение влаги или пыли. В заключение, проводка кабеля является критически важной для строительства солнечных электростанций, требуя строгого соблюдения спецификаций, чтобы обеспечить качество и безопасность, создавая прочную основу для стабильной эксплуатации.

2 Экспериментальный анализ

Для проверки эффективности и осуществимости предложенной технологии прокладки и проводки кабелей на солнечных электростанциях, она сравнивается с традиционными методами.

2.1 Объекты эксперимента

Эксперимент проводится в лабораторных условиях с использованием MATLAB для моделирования планирования маршрутов. Выбраны двадцать стандартизированных задач по прокладке и проводке кабелей, разделенных на 4 группы (по 5 задач каждая), чтобы снизить случайные ошибки через статистическое распределение, повышая стабильность результатов.

2.2 Подготовка к эксперименту

Аппаратное обеспечение включает компьютеры с объемом памяти 500 ГБ, оперативной памятью 32 ГБ и Windows 10. Эти компьютеры были отлажены и оптимизированы, чтобы обеспечить стабильную работу, точно моделируя реальные условия для получения надежных результатов.

2.3 Результаты и анализ эксперимента

Три метода сравниваются с предложенным; результаты представлены в таблице 1.

3 Заключение

Анализ данных таблицы 1 показывает, что предложенное решение по прокладке и проводке кабелей имеет значительные преимущества. Его дизайн маршрута (≈50 м) на 40 м, 45 м и 50 м короче, чем методы 1, 2 и 3 соответственно. Это не только доказывает эффективность планирования маршрутов, но и подчеркивает огромный потенциал применения в проектах солнечных электростанций, предоставляя ценные参考资料似乎被截断了，我将基于已有信息继续翻译剩余部分。如果有更多内容，请提供完整的信息以便准确翻译。

分析表1的数据表明，所提出的电缆铺设和布线解决方案具有显著优势。其路径设计（约50米）比方法1、2和3分别短40米、45米和50米。这不仅证明了路径规划的高效性，还突显了在光伏电站项目中的巨大应用潜力，为电力行业提供了宝贵参考。

本文探讨了光伏电站的电缆铺设和布线技术，利用BIM建模提高效率和安全性。实验表明，该方法在路径规划方面优于传统方法，缩短了长度并提高了质量。它支持光伏建设并推动可持续行业发展。

未来，通过整合智能建设和大数据，这些技术将变得更加智能和高效，推动更绿色、低碳的电力行业。我们期待更多的创新来优化流程、降低成本并升级全球能源结构。

Анализ данных таблицы 1 показывает, что предложенное решение по прокладке и проводке кабелей имеет значительные преимущества. Его дизайн маршрута (примерно 50 метров) на 40, 45 и 50 метров короче, чем методы 1, 2 и 3 соответственно. Это не только доказывает эффективность планирования маршрутов, но и подчеркивает огромный потенциал применения в проектах солнечных электростанций, предоставляя ценные рекомендации для энергетической отрасли.

В данной статье рассматривается технология прокладки и проводки кабелей на солнечных электростанциях, используя BIM-моделирование для повышения эффективности и безопасности. Эксперименты показывают, что данный метод превосходит традиционные методы в планировании маршрутов, сокращая длину и улучшая качество. Он поддерживает строительство солнечных электростанций и способствует устойчивому развитию отрасли.

В будущем, благодаря интеграции интеллектуальных технологий строительства и больших данных, эти технологии станут более умными и эффективными, способствуя развитию более экологичной и низкоуглеродной энергетики. Мы ожидаем дальнейших инноваций, которые позволят оптимизировать процессы, снизить затраты и модернизировать глобальную энергетическую структуру.