架空输电线路三维设计的应用

架空输电线路三维设计的应用摘要：随着经济社会的发展，人们的生产生活对电力生产的需求日益增多，对电力供应质量的要求越来越高。建设中传统的设计方法已经不能满足社会发展需求，要积极探索应用新的设计方法，来优化线路设计，为电力线路的高质量建设提供保障。本文主要对架空输电线路三维设计的应用进行分析，以供参考。关键词：架空输电线路；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。1三维数字设计技术介绍三维数字化设计是以信息图形影像技术、网络技术、数据库技术等多种现代化计算机技术作为基础手段，通过与操作人员和设计人员之间的协调合作，实现项目工程精准设计的目标，实现线路设计的三维可视化以及信息一体化。数字化三维设计与传统设计之间的区别主要是在于传统的设计需要将诸多信息数据详细的罗列在设计图纸上，并且对信息数据予以说明，这种设计操作的习惯将会在很大程度上造成信息数据离散。工程项目设计的不同阶段，工程项目的建设的不同阶段中产生的新的信息数据只能通过技术人员进行收集分析，辨别信息数据的有效性。面对庞大的信息数据，不仅会增加人员的工作负荷，还会在造成信息数据缺失，丧失完整性。利用数字化三维设计技术，可以规避传统设计技术的缺陷，处理数据信息的时候利用信息模型，统一管理设计建设产生的数据信息，共享和利用在设计全过程以及项目工程建设阶段产生的信息数据。2架空输电线路三维设计的应用2.1数字化三维设计线路选线在传统的电网设计过程中，优选线路路径主要是依靠设计人员的个人主观经验，利用数字化三维设计技术在采用动态性的规划思路将较为复杂的问题进行分段化解决，优化过程采用递推的方式进行分段，进而达到整个过程最优化，为设计人员选择最优路径提供必要的数据支撑。南方的电力线路选线不同于北方，线路路径较为曲折，沿线地形也比较复杂，选线阶段需要极高的精准度。输电线路工程能够实现快速、精确的自动优化排位。在完成起始点与终止点的选择之后，在数字化三维系统中建立起矢量地理信息，同时与应该设置好障碍物的缓冲半径，数字化三维系统可以自动化的选择出适合该工程的诸多路径方案，对输电线路影响村镇、耕地和厂矿的能力作出分析，并且在设计交互的过程中可以避免风景名胜区、自然保护区等多种重点设施，若是存在问题将会在最短的时间内发出警告。智能选择好多条路径之后，再通过手动选线将智能选项的路径进行优化。设计人员在进行设计的时候利用数字三维设计，能可以将传统的设计方式进行转变，降低大量的统计工作时间，提高工作的准确率。在选择站点的时候，能够自动的计算出所选定的范围最近的缓冲区距离。2.2杆塔定位杆塔定位是架空输电线路设计中的关键部分，直接影响后期施工阶段时的占地协调、树木砍伐及相关交叉跨越的安全距离。传统设计时，杆塔定位图包括断面图和平面图两部分，虽然可以在断面图中看到相关数据信息，但是不够直观。相比传统杆塔定位断面图和平面图，在三维设计平台中，结合三维地形地貌数据，可以实现三维立塔、移动塔、删除塔、替换塔、升降塔等操作，并可以在调整杆塔的过程中实时进行安全距离校验，依据三维影像进行输电线路路径选择及优化。在三维设计软件中，可以实时显示杆塔定位设计图。基于杆塔定位校验的结果，三维设计平台可以自动完成金具串匹配，并快速进行相关材料量的统计工作，节约人力，缩短设计时间。应用三维设计，不仅可以直观地显示相关地表信息，而且能够使设计人员、评审人员及后期施工人员清晰了解每一基杆塔的周边地形地貌，并模拟输电线路竣工后的场景，为杆塔定位提供了决策性的数据支持。2.3三维设计平台内的路径优化路径优化是线路设计阶段一项重要的基础工作，传统的路径选线、优化采用五万分之一的地形图或卫星照片进行，由于地形图多为上世纪八九十年代的老图，卫星影像数据不够新更新缓慢，地物、地貌与现场实际情况有较大的差别，通常仍然需要大量的现场测量工作，对于山区起伏较大的地区难以直观判断出地形情况，局部排位优化较困难，空间表现和分析能力都有很大的局限性。近年来随着无人机、倾斜摄影技术的发展，在输电线路设计、运维方面已具有了成熟的应用条件。无人机携带起飞方便，可快速的进行线路走廊的航测，而倾斜摄影测量它是同一台无人机上搭载着五镜头相机从垂直、倾斜等多角度采集影像数据、还可以获取精确的定位信息。从而获取完整准确的纹理数据和定位信息。将这些数据导入三维数字化选线系统，结合沿线收资的障碍物信息和现场调查取得的生态保护区等情况，可方便的进行精细化的路径优化工作。2.4批量智能化建模技术架空输电线路中的材料、设备模型主要包括杆塔、绝缘子串、导地线等，这些设备模型类型多，而且整体工程中的用量非常大。由于线路所经区域地形地貌等因素的影响，同种设备在不同位置的外观、姿态等均有差异。架空输电线路中的设施建模主要包括线路通道范围内的铁路、等级公路、房屋、林木、河流、架空管道（包括燃气、石油）、地下电缆、地下通信线、地下管道（包括燃气、石油）、电缆隧道、综合管廊、架空线路。现行的地理信息获取手段尚无法实现直接获取通道范围内主要设施模型，需要线路设计人员通过手动模式进行建模添加，增加了设计人员工作内容降低工程设计效率。针对导地线、绝缘子串、金具等模型，通过建立三维模型库积累三维模型，以期减少后期工程建模时间。针对线路通道范围内的设施模型，在不同线路中形状各异，且变化较大，只能采取智能参数化建模形式实现，由勘测专业提供详细参数信息利用相应规则完成建模。2.5三维空间量交叉跨越物统计利用三维空间量测算功能，智能判别房屋、林木是否需要拆迁以及砍伐，工程量精度大大提高，特别是对拥挤地段的房屋面积、层数、结构以及材质进行准确统计，能够从不同角度对地面系统的物体进行全方位展示，可以准确的度量地面系统中各建构筑物之间的距离，通过设定输电线路走廊范围宽度即可确定拆迁范围。结语在架空输电线路三维设计应用时，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。参考文献范亮，汤坚.架空输电线路三维建模方法现状及展望[J].南方能源建设，2019(02):21-24.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，2019(14):223-226.李炜，王红训，李德强.地面三维激光扫描技术在变电站三维数字化设计中的应用[J].资源信息与工程，2019(1)：125-126.齐兴斌，邹相国，何川.三维技术在输电线路全过程