基于三維設計的變電站綜合管線深化設計研究

陸鳳怡+陳明蘭+張楠

摘 要：城市戶內變電站的綜合管線比較復雜，傳統的二維設計無法滿足檢測管線碰撞的需求，所以，特引入了三維軟件。將該軟件應用于工程中，快速解決了變電站中綜合管線沖突的技術難題，明確了綜合管線的走向，為戶內變電站的施工提供了借鑒。

關鍵詞：戶內變電站；綜合管線；三維設計；設計原則

中圖分類號：TM632+.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.125

1 概述

對于現代城市的中心地區，變電站多以戶內站甚至是地下站的形式建設。戶內變電站與戶外變電站相比，不僅占用的場地小，還需要增加風管、消防等眾多輔助設備，因此，戶內變電站的管線就越來越密集，空間交叉頻繁。而在安裝設備和相關管線時，由于空間有限，經常出現管線相互交叉、擠占空間的情況，需要拆改，所以，在有限的空間里，在滿足各技術要求的前提下，如何布置眾多管線就成了變電站施工過程中的一大難點。綜合管線設計就是在施工前合理布置各種管線的位置，并查看管線之間是否相互碰撞，從而有效解決管線的空間分配問題。如今，人們常常使用傳統的二維CAD平面作圖，但是，這種作圖方式很難立體地展現出管線的復雜部位，而且設計人員根據經驗分析管線間的碰撞情況時，不僅費時費力，還會有疏忽。鑒于此，根據目前三維軟件的特點和發展情況引入了三維設計。引入這種設計方式后，可以有效避免不同專業間管線的碰撞。

2 變電站綜合管線的設計原則

變電站綜合管線主要包括電氣專業設備及線路、給排水（包括消防）管道及線路、通風空調設備及管道和通信線路。

針對錯綜復雜的管線，在設計過程中，應遵循以下原則：①以電氣設備和管線為主，其他管道和線路均應避讓，并且滿足相關規范、操作和檢修的要求；②壓力管道避讓無壓管道；③可彎管道避讓不可彎管道；④小管道避讓大管道；⑤附件少的管道避讓附件多的管道；⑥風管盡可能貼梁底安裝；⑦在綜合設計時，應充分考慮電氣設備的運輸通道?？傊鲗I管線的布置總則是，盡可能錯開、并排、向上、緊湊安裝，而且必須留有足夠的檢修空間和運輸設備的空間。

在戶內變電站中，綜合管線設計中常出現的問題有：①母線橋與風管碰撞；②電纜支架與風管或消防管碰撞；③警傳室內消防箱與配電箱碰撞；④配電箱與吊車梁碰撞。

3 綜合管線三維技術概述

綜合管線三維設計技術是運用三維手段建立建筑、管線和設備的模型。在建立模型的過程中，要不斷調整、細化，優化各專業管線的走向和設備排布，從而達到將各專業管線模擬可視化的目的，消除施工中發生的碰撞等不確定因素。這種設計的具體做法是：①將CAD 圖紙導入三維軟件中，也可直接在三維軟件上建模；②建立各專業模型，并疊加，之后軟件就會自動顯示出碰撞點的位置、坐標；③通過三維漫游檢測進行動態分析，調整綜合管線的布置情況，在模擬中達到合理安排施工布局的目的。

4 工程實例

4.1 工程概況

以廣州市110 kV斗園變電站工程項目為例，該站為地上3層、地下1層，建筑基底面積1 024 m2，總建筑面積2 945 m2，建筑高度16.5 m。該站的總規模為3×63 MVA，110 kV出線3回，10 kV出線48回。該站的地下室部分是所有管線的中樞場所，所有的電纜、風管、水管都是從地下室分散至各層，因此，地下室的管線也是最密集、施工難度最大的部分。

4.2 三維設計在綜合管線中的應用

在相關應用中，具體的實施步驟是：①先深化設計各專業的平面布置圖，主要包括電氣設備布置，建筑、結構繪制，電氣、暖通、消防、給排水、電纜專業管道路徑布置，設備等參數的計算和復核。②初步疊加各專業的管線，分析重點復雜區域的管線情況。在深化設計前，組織一次深化設計的協調會，明確復雜關鍵處各專業管線的走向、位置，并加強配合。③應用三維軟件對各專業建模，并疊加各專業的模塊。④利用軟件分析全站的管線、檢查碰撞。⑤調整碰撞部位。⑥在復雜的關鍵位置，利用三維軟件繪制剖面圖，確定并標注各專業管線的標高和定位。⑦如果在施工過程中發現管線定位存在問題，應及時返回到三維軟件中調整。這樣，既可以直觀展現各管線之間的相對定位，又能統籌考慮整個管線系統。

4.3 綜合管線深化設計體會和建議

變電站綜合管線主要涉及電氣、建筑、結構、暖通、給排水、消防和電纜等專業。由于涉及的專業比較多，所以，需要各專業積極響應配合。變電站的電氣設計人員應全盤考慮，提前預判可能出現的問題。對于管線相對交錯復雜的位置，應該統籌規劃。在遵循設計規范原則、滿足各施工工藝要求的前提下，只有各專業努力配合，才能使綜合管線設計達到最理想的狀態。

5 結束語

戶內變電站空間有限，綜合管線交叉頻繁，工作人員過去一直忽視變電站內各路管線的布置，所以，到了施工時，經常遇到碰撞問題，給隨后的改造或擴建工程帶來了很多問題。由此可見，一個變電站綜合管線的優化程度會直接影響整個變電站。因此，必須統籌規劃變電站內的綜合管線。而傳統的二維制圖方法需要人為判斷管線之間的碰撞，單憑設計人員的經驗，不僅準確率低，而且主觀性強?；谌S設計的綜合管線設計具有良好的應用價值和發展前景。使用三維設計的優勢在于能夠更加全面、直觀地展示各專業復雜管線的走向、布置情況，同時，強大的空間分析功能突破了二維平面中的空間束縛，可以更加準確地判斷各專業管線的相對位置和碰撞情況，為變電站綜合布線創造良好的條件。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕