三维设计在架空输电线路建设中的应用

1、三维设计在架空输电线路建设中的应用摘要：随着科学技术的发展，我国的三维技术有了很大进展，并在架空输电线 路建设中得到了广泛的应用。本文介绍了应用铁路电力架空线路路径规范要求后， 分析了三维设计在架空输电线路建设中的应用。应用三维设计，还可以对施工过 程进行三维仿真，提高施工效率。关键词：输电线路；建设；三维设计；应用引言数字化设计是图板设计、CAD辅助设计后的第三次设计技术革命。数字化设 计是一个多专业、多阶段、多参与方的过程，与传统设计的主要区别是以数据为 基础实现了工程模型及信息模型的融合统一，以协同设计为手段实现了信息资源 的共享。1铁路电力架空线路路径规范要求铁路工程设计技术手册电力对

2、铁路电力架空线路路径设计提出了明确要 求，这类要求的贯彻必须得到重视，具体要求如下：需结合铁路总体规划，城镇 环境、站场规划也需要在设计中得到体现，有关部门的同意取得同意不容忽视。 为提高维护和维修的便利性，铁路电力架空线路需在不违反铁路建筑接近限界受 的前提下尽量靠近铁路，并同时关注铁路通信线路允许接近距离。一般情况下需 保证)架空通信线与电力线设于铁路的不同侧，如架空通信线同时存在于铁路两侧， 需将架空电力线路设置在通信线的一侧。对于新线区段，相关单位需提前与通信 方面做好商定，避免交叉跨越等问题的出现，如存在必须跨越情况，跨越距离的 控制、单独成立孤立档或标准杆塔的采用必须得到重视。应尽

3、可能保证铁路电力 架空线路路径最短，并避免曲折迂回情况出现，尽量保证线路平直，工程造价、 施工维护量、电能损耗均可由此得到较好控制。长距离架空线路应设置耐张段以 满足直线部分需要，35kV应设置23km长的耐张段，10(6)kV则应设置12km长。 应靠近道路、交通运输方便处设计线路路径，并尽量不占或少占农田，避免人行、 交通、机耕受到影响。需避免同河流交叉跨越，躲开铁路两侧的绿化林带，避开 易燃易爆仓库和建筑物，避开易受腐蚀污染的地段。2三维设计在架空输电线路建设中的应用2.1数字化选线在三维场景中，依托电网各种数据及相关交叉跨越信息，借助数字高程模型 和文档对象模型数据来模拟真实的地形地貌

4、情况，通过测量完成三维数据建模后， 在数字三维影像地形图中进行路径选线作业。这样做，相比传统方式选线有较大 优势，沿线地形地貌、地表附着物等信息一目了然，尤其是现场的重要交叉跨越 位置，如高速铁路、高速公路、重要输电通道等，为设计人员提供了必要的数据 支撑，进而得到最优的选线路径。2.2功能完善的三维设计软件支撑现行电力设计院三维软件开发尚未完善，目前主要依靠市场三维设计软件， 经调研，国内商业三维设计软件存在软件运行不流畅、智能化不足、软件兼容程 度低、测量数据输入复杂等问题。为充分发挥三维数字化设计优势，应从以下方 面实施完善。a.设计平台一体化。数字化设计平台可以将不同专业的设计软件及

5、应用系统进行集成，通过集成实现信息共享，通过集成实现计算、绘图一体化， 通过集成实现所见即所得”，保证设计质量。在商业平台的基础上，必须通过自 身的二次开发，不断完善软件功能，全面解决软件运行不流畅、兼容程度低等问 题，不断改进管理机制才能满足未来工程数字设计需求及全寿命周期管理的需求。 b.全专业设计协同。深化全属性的三维模型（模型形体、设计属性、后台数据库） 的协同设计，并实现全过程的在线式三维校审。c.大数据与智能化。具备海量数 据处理和数据挖掘能力。将人工智能引入数字化设计平台，使其具有专家的经验 和知识，具有学习、推理、联想和判断的能力，从而达到设计智能化的目的。2.3加强线路运行与

6、管理为了使架空线路能够安全可靠的运行，在实际上的运行维护中，必须要及时 记录及分析所有的设备缺陷，然后依据设备的缺陷程度，进行分类与管理，以此; 来得到所需的处理办法；一些不紧急的设备缺陷，在短期不会造成线路运行的不 稳定或是不安全，可以将这些缺陷记录到季度或是年度的检修计划里，在后期对 其进行处理。除此之外，对日常的巡视力度要进行加强，存在重大缺陷时，要及 时对其进行处理，否则会令电力线路的运行不安全。对于那些时刻存在事故隐患 的紧急缺陷，要第一时间进行解决。2.4金具组装及校验在金具三维组装系统中，可以实现金具的模块化组装、三维可视化组装，为 后期施工图阶段金具出图奠定基础。根据组装图册或

7、部件连接关系，完成输电线 路金具串的组装设计工作，输出组装图、材料表、三维实体串模型等文件。系统 会校核各部件的连接配合情况，尤其是金具第一连接挂点与铁塔预留挂线孔的匹 配，避免实际施工安装过程中出现问题。2.5通道清理利用航拍数据进行房屋、林木实景建模，绘制空间控制面，实现对房屋拆迁、 林木砍伐的精确设计。多角度观察三维走廊环境，准确获取房屋、公路、铁路、 河流等的位置与高程信息，为实现精细化设计创造条件。基于三维场景，可以在 地表基础上绘制树木自然生长高度面，与砍伐控制面交汇并投影，从而形成精确 的树木砍伐范围。这样做避免了传统二维平台下无法计算丘陵、山区树木砍伐信 息的缺点。3设计成果的

8、应用三维数字化设计在提高设计效率与设计质量前提下，其所产生的数字化成果 亦是重要资产。杆塔供应商以三维设计成果为基础，通过厂家精细化放样、可视 化组装，校验金具串与铁塔碰撞、地线与铁塔碰撞、杆材与杆材碰撞、螺栓与螺 栓碰撞、塔脚板连接碰撞等问题，减少产品错误率，提高供货质量，缩短工程建 设周期。施工单位可通过三维数字化设计产品，推演施工方案，利用三维技术辅 助模拟全过程各工序，同时三维设计成果与现场施工有效融合，实时交互模拟， 指导施工方从宏观上控制施工机械和资源调配方式，从微观上细化运输方案、场 地布置、工艺模拟，全面高效助推全过程机械化施工。智能化运检是建立在海量 真实数据的基础上进行自动

9、判别和运行的，因此三维数字化移交成果是智能化运 检平台的可靠数据来源。三维数字化成果中包含了线路中的杆塔、金具、基础、 附件等产品级三维模型及图纸，能够支持运检平台进行设备信息可视化、飞行浏 览、实时监控、各种故障分析、危险点管理等计算、分析操作，实现数字化移交 成果对智能化运检的助推作用。结语综上所述，本文对三维设计在架空输电线路建设中的应用进行了研究。在三 维设计应用时，采用全流程设计和多窗口联动的杆塔定位技术，有效减少人力、 物力的投入，减小设计返工量。应用三维设计，实现了各种施工图设计模块的有 机集成，通过三维精细化设计和校验，有效提高了工程设计的准确性。在三维场 景中，可以快捷进行交叉跨越分析等工作，进而减小工程建设对环境的影响，达 到预期的社会及经济效益。参考文献郄鑫，齐立忠，胡君慧.三维数字化设计技术在输变电工程中的应用J.电网与清洁能源，2012，28 (11)： 23-26.王伟，杜道生，熊汉江，等.输电线路三维模型的构建与数据组织J .武 汉大学学报：信息科学版，2005，30 (11)： 49-53.李雪梅.输电线路