三維設(shè)計(jì)在架空輸電線路建設(shè)中的應(yīng)用

1、三維設(shè)計(jì)在架空輸電線路建設(shè)中的應(yīng)用摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的三維技術(shù)有了很大進(jìn)展，并在架空輸電線 路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了應(yīng)用鐵路電力架空線路路徑規(guī)范要求后， 分析了三維設(shè)計(jì)在架空輸電線路建設(shè)中的應(yīng)用。應(yīng)用三維設(shè)計(jì)，還可以對施工過 程進(jìn)行三維仿真，提高施工效率。關(guān)鍵詞：輸電線路；建設(shè)；三維設(shè)計(jì)；應(yīng)用引言數(shù)字化設(shè)計(jì)是圖板設(shè)計(jì)、CAD輔助設(shè)計(jì)后的第三次設(shè)計(jì)技術(shù)革命。數(shù)字化設(shè) 計(jì)是一個(gè)多專業(yè)、多階段、多參與方的過程，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要區(qū)別是以數(shù)據(jù)為 基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了工程模型及信息模型的融合統(tǒng)一，以協(xié)同設(shè)計(jì)為手段實(shí)現(xiàn)了信息資源 的共享。1鐵路電力架空線路路徑規(guī)范要求鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊電力對

2、鐵路電力架空線路路徑設(shè)計(jì)提出了明確要 求，這類要求的貫徹必須得到重視，具體要求如下：需結(jié)合鐵路總體規(guī)劃，城鎮(zhèn) 環(huán)境、站場規(guī)劃也需要在設(shè)計(jì)中得到體現(xiàn)，有關(guān)部門的同意取得同意不容忽視。 為提高維護(hù)和維修的便利性，鐵路電力架空線路需在不違反鐵路建筑接近限界受 的前提下盡量靠近鐵路，并同時(shí)關(guān)注鐵路通信線路允許接近距離。一般情況下需 保證)架空通信線與電力線設(shè)于鐵路的不同側(cè)，如架空通信線同時(shí)存在于鐵路兩側(cè)， 需將架空電力線路設(shè)置在通信線的一側(cè)。對于新線區(qū)段，相關(guān)單位需提前與通信 方面做好商定，避免交叉跨越等問題的出現(xiàn)，如存在必須跨越情況，跨越距離的 控制、單獨(dú)成立孤立檔或標(biāo)準(zhǔn)桿塔的采用必須得到重視。應(yīng)盡

3、可能保證鐵路電力 架空線路路徑最短，并避免曲折迂回情況出現(xiàn)，盡量保證線路平直，工程造價(jià)、 施工維護(hù)量、電能損耗均可由此得到較好控制。長距離架空線路應(yīng)設(shè)置耐張段以 滿足直線部分需要，35kV應(yīng)設(shè)置23km長的耐張段，10(6)kV則應(yīng)設(shè)置12km長。 應(yīng)靠近道路、交通運(yùn)輸方便處設(shè)計(jì)線路路徑，并盡量不占或少占農(nóng)田，避免人行、 交通、機(jī)耕受到影響。需避免同河流交叉跨越，躲開鐵路兩側(cè)的綠化林帶，避開 易燃易爆倉庫和建筑物，避開易受腐蝕污染的地段。2三維設(shè)計(jì)在架空輸電線路建設(shè)中的應(yīng)用2.1數(shù)字化選線在三維場景中，依托電網(wǎng)各種數(shù)據(jù)及相關(guān)交叉跨越信息，借助數(shù)字高程模型 和文檔對象模型數(shù)據(jù)來模擬真實(shí)的地形地貌

4、情況，通過測量完成三維數(shù)據(jù)建模后， 在數(shù)字三維影像地形圖中進(jìn)行路徑選線作業(yè)。這樣做，相比傳統(tǒng)方式選線有較大 優(yōu)勢，沿線地形地貌、地表附著物等信息一目了然，尤其是現(xiàn)場的重要交叉跨越 位置，如高速鐵路、高速公路、重要輸電通道等，為設(shè)計(jì)人員提供了必要的數(shù)據(jù) 支撐，進(jìn)而得到最優(yōu)的選線路徑。2.2功能完善的三維設(shè)計(jì)軟件支撐現(xiàn)行電力設(shè)計(jì)院三維軟件開發(fā)尚未完善，目前主要依靠市場三維設(shè)計(jì)軟件， 經(jīng)調(diào)研，國內(nèi)商業(yè)三維設(shè)計(jì)軟件存在軟件運(yùn)行不流暢、智能化不足、軟件兼容程 度低、測量數(shù)據(jù)輸入復(fù)雜等問題。為充分發(fā)揮三維數(shù)字化設(shè)計(jì)優(yōu)勢，應(yīng)從以下方 面實(shí)施完善。a.設(shè)計(jì)平臺一體化。數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺可以將不同專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件及

5、應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成，通過集成實(shí)現(xiàn)信息共享，通過集成實(shí)現(xiàn)計(jì)算、繪圖一體化， 通過集成實(shí)現(xiàn)所見即所得”，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。在商業(yè)平臺的基礎(chǔ)上，必須通過自 身的二次開發(fā)，不斷完善軟件功能，全面解決軟件運(yùn)行不流暢、兼容程度低等問 題，不斷改進(jìn)管理機(jī)制才能滿足未來工程數(shù)字設(shè)計(jì)需求及全壽命周期管理的需求。 b.全專業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)同。深化全屬性的三維模型（模型形體、設(shè)計(jì)屬性、后臺數(shù)據(jù)庫） 的協(xié)同設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)全過程的在線式三維校審。c.大數(shù)據(jù)與智能化。具備海量數(shù) 據(jù)處理和數(shù)據(jù)挖掘能力。將人工智能引入數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺，使其具有專家的經(jīng)驗(yàn) 和知識，具有學(xué)習(xí)、推理、聯(lián)想和判斷的能力，從而達(dá)到設(shè)計(jì)智能化的目的。2.3加強(qiáng)線路運(yùn)行與

6、管理為了使架空線路能夠安全可靠的運(yùn)行，在實(shí)際上的運(yùn)行維護(hù)中，必須要及時(shí) 記錄及分析所有的設(shè)備缺陷，然后依據(jù)設(shè)備的缺陷程度，進(jìn)行分類與管理，以此; 來得到所需的處理辦法；一些不緊急的設(shè)備缺陷，在短期不會造成線路運(yùn)行的不 穩(wěn)定或是不安全，可以將這些缺陷記錄到季度或是年度的檢修計(jì)劃里，在后期對 其進(jìn)行處理。除此之外，對日常的巡視力度要進(jìn)行加強(qiáng)，存在重大缺陷時(shí)，要及 時(shí)對其進(jìn)行處理，否則會令電力線路的運(yùn)行不安全。對于那些時(shí)刻存在事故隱患 的緊急缺陷，要第一時(shí)間進(jìn)行解決。2.4金具組裝及校驗(yàn)在金具三維組裝系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)金具的模塊化組裝、三維可視化組裝，為 后期施工圖階段金具出圖奠定基礎(chǔ)。根據(jù)組裝圖冊或

7、部件連接關(guān)系，完成輸電線 路金具串的組裝設(shè)計(jì)工作，輸出組裝圖、材料表、三維實(shí)體串模型等文件。系統(tǒng) 會校核各部件的連接配合情況，尤其是金具第一連接掛點(diǎn)與鐵塔預(yù)留掛線孔的匹 配，避免實(shí)際施工安裝過程中出現(xiàn)問題。2.5通道清理利用航拍數(shù)據(jù)進(jìn)行房屋、林木實(shí)景建模，繪制空間控制面，實(shí)現(xiàn)對房屋拆遷、 林木砍伐的精確設(shè)計(jì)。多角度觀察三維走廊環(huán)境，準(zhǔn)確獲取房屋、公路、鐵路、 河流等的位置與高程信息，為實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件?；谌S場景，可以在 地表基礎(chǔ)上繪制樹木自然生長高度面，與砍伐控制面交匯并投影，從而形成精確 的樹木砍伐范圍。這樣做避免了傳統(tǒng)二維平臺下無法計(jì)算丘陵、山區(qū)樹木砍伐信 息的缺點(diǎn)。3設(shè)計(jì)成果的

8、應(yīng)用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)在提高設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量前提下，其所產(chǎn)生的數(shù)字化成果 亦是重要資產(chǎn)。桿塔供應(yīng)商以三維設(shè)計(jì)成果為基礎(chǔ)，通過廠家精細(xì)化放樣、可視 化組裝，校驗(yàn)金具串與鐵塔碰撞、地線與鐵塔碰撞、桿材與桿材碰撞、螺栓與螺 栓碰撞、塔腳板連接碰撞等問題，減少產(chǎn)品錯(cuò)誤率，提高供貨質(zhì)量，縮短工程建 設(shè)周期。施工單位可通過三維數(shù)字化設(shè)計(jì)產(chǎn)品，推演施工方案，利用三維技術(shù)輔 助模擬全過程各工序，同時(shí)三維設(shè)計(jì)成果與現(xiàn)場施工有效融合，實(shí)時(shí)交互模擬， 指導(dǎo)施工方從宏觀上控制施工機(jī)械和資源調(diào)配方式，從微觀上細(xì)化運(yùn)輸方案、場 地布置、工藝模擬，全面高效助推全過程機(jī)械化施工。智能化運(yùn)檢是建立在海量 真實(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行自動

9、判別和運(yùn)行的，因此三維數(shù)字化移交成果是智能化運(yùn) 檢平臺的可靠數(shù)據(jù)來源。三維數(shù)字化成果中包含了線路中的桿塔、金具、基礎(chǔ)、 附件等產(chǎn)品級三維模型及圖紙，能夠支持運(yùn)檢平臺進(jìn)行設(shè)備信息可視化、飛行瀏 覽、實(shí)時(shí)監(jiān)控、各種故障分析、危險(xiǎn)點(diǎn)管理等計(jì)算、分析操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化移交 成果對智能化運(yùn)檢的助推作用。結(jié)語綜上所述，本文對三維設(shè)計(jì)在架空輸電線路建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。在三 維設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，采用全流程設(shè)計(jì)和多窗口聯(lián)動的桿塔定位技術(shù)，有效減少人力、 物力的投入，減小設(shè)計(jì)返工量。應(yīng)用三維設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了各種施工圖設(shè)計(jì)模塊的有 機(jī)集成，通過三維精細(xì)化設(shè)計(jì)和校驗(yàn)，有效提高了工程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。在三維場 景中，可以快捷進(jìn)行交叉跨越分析等工作，進(jìn)而減小工程建設(shè)對環(huán)境的影響，達(dá) 到預(yù)期的社會及經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)郄鑫，齊立忠，胡君慧.三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在輸變電工程中的應(yīng)用J.電網(wǎng)與清潔能源，2012，28 (11)： 23-26.王偉，杜道生，熊漢江，等.輸電線路三維模型的構(gòu)建與數(shù)據(jù)組織J .武 漢大學(xué)學(xué)報(bào)：信息科學(xué)版，2005，30 (11)： 49-53.李雪梅.輸電線路