电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统及施工方法与流程

本发明涉及大直径电缆的敷设施工系统，具体为电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统及施工方法。

背景技术：

1、电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统通常包括牵引装置、导向装置和辅助设备。牵引装置主要用于提供持续的拉力，将大直径电缆沿着电缆沟敷设到指定位置。导向装置用于保持电缆在敷设过程中不发生扭曲或损坏，确保电缆顺利进入电缆沟或穿过狭窄弯道。辅助设备，如张力调节装置和电缆支撑系统，则用于在不同敷设阶段对电缆进行保护和稳定，以防止电缆因过度弯曲或外部力量导致的损坏。该系统的工作原理是通过自动化牵引和精确导向，使大直径电缆能够在长距离内顺利且安全地敷设。

2、尽管该施工系统在长距离敷设大直径电缆时具有一定优势，但它也存在一些缺陷。牵引力不均会导致电缆表面损坏或内部损伤，影响电缆的使用寿命，系统在复杂地形下敷设时，尤其是在狭窄、弯曲或有坡度的电缆沟内，容易出现电缆受力不均导致施工难度增加。长距离敷设过程中，如果没有有效的张力控制机制，电缆可能因张力失控而发生过度拉伸或变形，影响最终施工质量。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统及施工方法，解决了牵引力不均会导致电缆表面损坏或内部损伤的问题；没有有效的张力控制机制，电缆可能因张力失控而发生过度拉伸或变形的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统，包括：

3、牵引装置，用于在电缆敷设过程中提供稳定且可调节的拉力，保证电缆沿预定路径平稳移动；

4、导向装置，设置在电缆敷设路径中的关键位置，防止电缆在移动过程中发生扭曲、变形或损坏，导向轮表面采用聚氨酯橡胶材质，具有高摩擦耐磨的特性；

5、张力控制系统，通过多个张力传感器实时监测电缆在各个敷设阶段的张力变化，并采用闭环控制算法对牵引力进行动态调整；

6、张力计算模型，用于计算电缆敷设过程中的牵引力，公式如下：

7、

8、其中，t为牵引力，w为电缆重量，l为电缆长度，μ为摩擦系数，g为重力加速度，θ为路径坡度角，δh为高度差，δx为水平距离；

9、电缆支撑装置，沿电缆敷设路径设置多个支撑点，支撑点的材料选用碳纤维复合材料，减轻装置重量并增强强度，使电缆在不同位置的受力均匀；

10、控制软件系统，通过与传感器和牵引装置的数据交互，内置的控制算法根据实时监测数据优化牵引力分配，防止电缆受力不均或过度拉伸；

11、敷设路径模拟模型，基于敷设路径的地形数据和电缆属性，利用三维仿真软件对电缆敷设进行全局模拟与优化，提前计算并优化牵引力及导向策略。

12、优选的，所述牵引装置包括多个分段牵引单元，可独立调节各单元的牵引力，以适应敷设路径的不同条件，所述牵引单元通过无线通信连接到中央控制系统，实时反馈各段的牵引力数据。

13、优选的，所述导向装置包括导向轮，能够适应电缆在不同敷设角度下的调整，避免扭曲或受压，所述导向轮表面采用聚氨酯橡胶，保证电缆在敷设过程中稳定移动，防止磨损。

14、优选的，所述张力控制系统中的张力传感器基于光纤传感器技术，能够精确测量电缆各点的受力状态，所述张力传感器能够通过控制软件自动识别异常张力并调整牵引力分布。

15、优选的，所述控制软件系统包括人工智能算法，能够基于历史数据自我学习，优化牵引力和导向策略，所述模拟模型能够实时更新，根据现场反馈调整敷设策略和牵引力分配。

16、优选的，所述敷设路径模拟模型利用机器学习对电缆敷设路径进行优化，并预测可能的高张力点，提供预防措施，所述张力计算公式中，摩擦系数μ可根据敷设环境动态调整，以适应不同材质电缆和路径条件。

17、优选的，所述张力计算公式还包括补偿因子，用于计算路径中存在坡度或曲线段时的额外拉力需求，所述控制软件系统能够远程监控敷设过程，并提供异常警报和实时调整建议。

18、电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工方法，包括以下步骤：

19、a.采集电缆敷设路径的地形、坡度和弯曲等数据，并将这些信息输入三维仿真软件进行路径建模，通过仿真计算出最佳的牵引力分配和导向策略，确保整个敷设过程的安全和高效，与此同时，利用张力计算模型，评估路径中的关键点，确定在实际施工中各部分的力学要求；

20、b.点布置牵引装置、导向装置和张力传感器，同时，在路径的适当位置安装支撑装置，采用碳纤维复合材料，以减轻设备自重并增加支撑强度，导向装置的布置应确保电缆在敷设过程中不会因转角过大而损坏；

21、c.启动牵引装置后，按照路径模拟结果对不同路径段的牵引力进行精确控制，分段牵引单元能够根据各自路段的具体情况进行独立调整，导向装置应配合牵引装置对电缆的移动进行精确控制，导向轮根据路径的不同弯角进行角度调整，确保电缆沿既定路径平稳前进；

22、d.在电缆敷设过程中，启动张力控制系统，通过光纤传感器实时监控电缆的张力情况，传感器的反馈数据将自动传输至控制软件，软件根据内置的张力计算公式对牵引力进行动态调整，确保电缆不会因张力过大或过小而受到损坏；

23、e.通过控制系统内置的人工智能算法，施工过程中会持续进行牵引力和导向控制的优化，人工智能根据历史数据和实时传感器反馈，自动调整施工策略，以确保电缆在整个敷设过程中受到的张力均匀分布，进一步提升施工的安全性与效率；

24、f.施工过程全程由控制软件系统进行远程监控，任何出现异常张力或导向误差的情况都会触发系统警报，操作人员可以通过远程操作系统实时进行调整，确保牵引力和导向装置的参数在安全范围内，迅速解决问题并防止施工中断或事故发生；

25、g.施工完成后，系统自动生成电缆敷设过程中的张力变化、牵引力分布等数据报告，该报告不仅可以作为后续检修的参考，还能够用于分析施工过程中的潜在优化空间，为未来的敷设工程提供数据支持和优化建议。

26、本发明提供了电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统及施工方法。具备以下有益效果：

27、该电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统及施工方法，通过引入多分段牵引装置与张力控制系统，成功解决了此问题，牵引装置中的分段牵引单元能够根据不同路径段的实际情况独立调节牵引力，并通过实时反馈系统确保各段的牵引力均匀分布，避免电缆在移动过程中承受不均匀的拉力，导向装置采用高摩擦耐磨的聚氨酯橡胶材料，进一步防止电缆在弯曲或转角位置出现扭曲或磨损现象，确保电缆敷设过程中的平稳性与安全性。

28、通过光纤传感器实时监测电缆的张力变化，结合内置的张力计算模型与人工智能算法，实现了张力的动态控制，在施工过程中持续进行张力监控与优化，能够根据不同敷设条件和电缆材质调整摩擦系数，避免张力失控导致的电缆过度拉伸或变形。

技术特征：

1.电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统，其特征在于：所述牵引装置包括多个分段牵引单元，可独立调节各单元的牵引力，以适应敷设路径的不同条件，所述牵引单元通过无线通信连接到中央控制系统，实时反馈各段的牵引力数据。

3.根据权利要求1所述的电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统，其特征在于：所述导向装置包括导向轮，能够适应电缆在不同敷设角度下的调整，避免扭曲或受压，所述导向轮表面采用聚氨酯橡胶，保证电缆在敷设过程中稳定移动，防止磨损。

4.根据权利要求1所述的电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统，其特征在于：所述张力控制系统中的张力传感器基于光纤传感器技术，能够精确测量电缆各点的受力状态，所述张力传感器能够通过控制软件自动识别异常张力并调整牵引力分布。

5.根据权利要求1所述的电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统，其特征在于：所述控制软件系统包括人工智能算法，能够基于历史数据自我学习，所述模拟模型能够实时更新。

6.根据权利要求1所述的电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统，其特征在于：所述敷设路径模拟模型利用机器学习对电缆敷设路径进行优化，所述张力计算公式中，摩擦系数μ可根据敷设环境动态调整。

7.根据权利要求1所述的电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统，其特征在于：所述张力计算公式还包括补偿因子，用于计算路径中存在坡度或曲线段时的额外拉力需求，所述控制软件系统能够远程监控敷设过程，并提供异常警报和实时调整建议。

8.电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统及施工方法。该电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统，包括，牵引装置，用于在电缆敷设过程中提供稳定且可调节的拉力，保证电缆沿预定路径平稳移动，导向装置，设置在电缆敷设路径中的关键位置，防止电缆在移动过程中发生扭曲、变形或损坏。该电缆沟内长距离大直径电缆的敷设施工系统及施工方法，通过引入多分段牵引装置与张力控制系统，成功解决了此问题，牵引装置中的分段牵引单元能够根据不同路径段的实际情况独立调节牵引力，并通过实时反馈系统确保各段的牵引力均匀分布，避免电缆在移动过程中承受不均匀的拉力。

技术研发人员：刘洁红,冯绍汉,徐健文
受保护的技术使用者：广东省云浮合盛能源发展有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23