三维设计技术在输电线路设计中的应用研究

谢占磊

中国电建集团青海省电力设计院有限公司

青海省 西宁市 810008

摘要：对于电力系统来说，架空输电线路是比较重要的，在设计输电线路的时候，需要合理地进行三维设计，通过和传统的输电线路进行比较能够看出，借助这种形式可以显著提升整体的生产效率，而且可以更好地满足节能环保需求。三维设计主要的特点就是可视化和数字化，实现了对于设计技术的创新，促进了数字电网的建设，通过在施工时期开展三维仿真，可以更好地提升整体的施工效率。

关键词：三维设计技术；输电线路；设计；应用；

前言：三维设计系统平台全面计算输电线路设计信息管理流程,一般包括项目管理、基本地理数据管理、路线分析、线路设计成果管理、模型库管理空间分析、工程成果查询统计和系统管理等多种功能模块。同时它提供线路设计,分析统计,程序优化和其他业务相关的功能。三维设计系统的组成主要由数据组成,包括三维数据网络数据等相关数据、处理数据分析系统、计算机设备等。其中最重要的是三维数据,例如高精度数据和高分辨率图像这是三维可视化的基础。

一、输电线路施工中遇见的问题

在电力传输过程中，输电线路设计会产生热能，严重影响电力的传输速率。为了降低运输过程中的消耗，国家电网在工程设计中会选择高压架空线路。高压电流对人体有很大的危害，所以施工单位选择将高压线路架在远离地面的荒无人烟的高度，很有可能遇到雷击。而且高空工作非常困难，高空工作人员也提出了更高的要求，如果稍有注意，就会导致电线连接失败，从而增加了被雷击的概率。

利用高压线路运输电力架空可以提高电力传输效率，但高压线路不能实现长距离直接传输，必须依靠塔架的支撑。塔式底座一般采用混凝土结构，需要增加底座的重量，使其不易被吊起。然而，由于我国地形较为复杂，土壤孔隙度也有所不同，很可能导致地基被连根拔起，严重影响周边地区的安全。为了加强塔的稳定性，工作人员会将塔线固定在四角处，但塔线长度过高，在大风等恶劣天气中，很有可能发生断裂，导致塔倒的现象。

中国的经纬度交叉比较大，天气和气候复杂多样，干燥湿度差异很大，所以不同的地区会要求不同的建筑材料。例如，在中国西北地区，昼夜温差比较大，地线会随着天气的变化而伸缩。如果不能适应极端天气的变化，就会发生弯曲，严重影响高压线路的输送功能。电力工程作为一项基础工程，影响着老百姓的日常生活。为了给成千上万的家庭供电，国家电网还在冬季进行大规模的基础设施项目。冬季天气寒冷，影响电线的连接和金属工具的使用，增加了故障的可能性。

二、输电线路三维设计问题

三维数字化设计通过精确建模，最大限度模拟实景三维场景，可在全信息模型的基础上，直观表达输电线路所有构件的尺寸、通道内障碍物等信息，基本可明确线路工程量，满足造价管理精细化的要求，有助于实现精准投资的目标。在实现三维线路设计时,将选择相应的基础信息和地理数据信息作为基础三维建模技术和数字协同设计技术进行通信,借助这种形式可以帮助施工人员更直接地观察施工的整体过程,有助于大大提高整体施工效率是一项重要的技术创新。对于输电线路的三维设计,相关部门更加注重工程信息输入地理信息输入等方面。在三维设计中可以更好地实现高效的数据处理和故障检测。然而,一些问题仍然存在,常见的问题包括三维设计的软件智能不足,程序之间的兼容性问题无法实现完整的材料统计等。

三、维设计技术在输电线路设计中的应用

输电线路是重要的电力传输手段,在电力系统中发挥着重要作用保证了人们日常生活和生产的电力需求得到更有效的满足,直接影响后续工作的顺利进行,因此设计人员在进行施工工作时必须高度重视初步测量。您可以使用无人机选择航拍然后使用航拍来存储记录高度模型和文档对象模型。生成完整的数据信息该信息也应存储在三维数据平台中。重要的是要创建一个完全数字化的三维地图,必须结合所有类型的交叉信息。在获取传输线的三维地理信息时,正面摄影起着重要作用主要是在无人机的帮助下。通过将激光雷达点云数据与倾斜照片进行比较直接照片更便宜,更符合三维设计的要求。在设计施工图时,有必要分析各种障碍物对线路设计的影响并等待测量完成后再进行三维建模。

在路径选择过程中可以根据三维建模场景选择各种数据和信息,使用高程模型和文档对象模型数据完成施工现场建模,然后进行三维建模选择最合理的路线。在施工过程中,由于影响因素较多,可能会发生线路变化,需要注意柱的定位柱的定位和后续施工紧密相连,以确定树木的砍伐范围,控制交叉路口的安全距离。与二维设计相比三维电气设计线可以获得更直观的数据洞察力,三维建模可以帮助员工移动删除,替换等根据他们的需要,并选择一个合理的方式。输电线路的三维设计有助于设计人员更直接地分析地面信息并为确定塔的位置提供技术指导。三维设计还可以独立完成设备配置,统计设计工作,存在于各种数据和信息中,以实现缩短物料核算时间节省人力资源。

在输电线路的三维设计检查可以通过三维系统平台来完成。最开始可以选择借助无人机进行航拍，之后参考航拍效果来存储记录高度模型和文档对象模型。还可以在后续工程图施工阶段参考图纸。根据硬件与图纸的连接,系统自动检查并指出问题,以避免在实际施工过程中出现类似问题。在此期间还可以正确计算住输电线路之间的安全距离,分析平台提供的数据,并根据相关法规执行施工期间的工作。通过研究和分析传输线路信息可以正确计算每条通信线路的具体距离。对于环境使用三维设计平台确定具体选项。设计人员可以访问三维模型和无人机技术在三维模拟平台上收集后将各种障碍物传递到平台,确定地理空间以便在施工期间可以深入分析输电线路环境,并获得输电线路附近障碍物的准确信息。在此期间设计人员可以选择使用三维设计模型绘制树的高度,然后与界面联系以正确计算实际面积。

在三维设计系统中,对真实传输设备(例如绝缘体,电力线)的建模是虚拟现实的主要要求,这使得模型本身更加复杂甚至是组合。以杆塔为例,不仅每座杆塔的高度塔头不同,而且其所包含的绝缘体也会根据杆塔的类型、方向旋转角度,甚至与其他杆塔的相关性而有不同的表现形式,因此选择合理的设计模式和组织方法来处理电力设备的对象也是实现电力传输三维设计系统的关键。三维输电线路设计平台包含每个电压等级的金工具通用模型,其尺寸和尺寸根据国家电网总设计尺寸生成每个金工具都有参数化设计,可根据总设计中的金工具装配方案进行组装,形成金工具链的三维模型,同时系统自动检查金工具之间的连接点是否匹配,自动调节金工具的手动控制。准确确定跳线与塔杆、重锤之间的距离,自动选择最佳跳线长度为每个部件提供安全距离。根据三维设计系统采用线路路径和三维建模成果，可实现室内模拟交桩每基杆塔都可以浏览到。

结论:输电线路三维设计依托三维设计平台，充分整合上下游相关专业资源数据，强化各专业间的协同、共享、实时特性，实现专业间的横向协同和各设计阶段的纵向贯通，减少了专业间沟通的时间成本，保障了数据流、信息流在各层级间的流畅运转，可显著提高工作效率及可靠性。资源业务共进的局面同时可支撑政府部门全局规划决策，提高全社会管理建设效率及水平。

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