基于數字化三維模型的架空輸電線路設計探究

廖文成

摘要：本文首先詳細介紹了數字化三維模型條件下，架空輸電線路設計實際需求以及發展現狀，并且出充分結合現階段我國三維模型架空輸電線路設計影響因素，進一步結合國家電網公司實際情況，從地質信息收集、三維模型建立、三維平臺設計以及設計成果應用等方面進一步針對三維數字化提出了全面分析和了解，并且針對線路三維數字設計作出了詳細預測。

關鍵詞：數字化三維模型;架空輸電線路設計;方案設計;電力平臺

在數字化三維模型建設過程中，數字化方案設計是圖樣板材方案設計、CAD輔助方案設計，其中數字化方案設計自身屬于多專業、多環節等相關流程，進而與傳統方案設計產生主要區別，進而有效完成建筑工程數據模型以及信息的有效統一。

一、架空輸電線路設計現狀

近幾年，隨著城市化建設不斷加深，我國國家電網公司開展了信息數字化建設結構的基礎設想，并且以此作為基礎原則，相繼構建出一系列數字化結構體系，為了保證我國電網運轉質量和速度，在數字化架空電路傳輸施工過程中，將建設重點放在工程前期環節、方案設計環節、管理關節以及后續數字化環節。所以我國電網企業詳細開展了多項詳細的數字方案設計管理，并且在國家電網交流公司以及直流公司進行數字化方案設計管理，最終取得了較大的建設成績。

但是根據現階段我國電網數據化處理實際情況進行詳細分析，雖然我國數字化建設時間相對較早，但是大部分電網在方案設計環節上，數字化發展進度仍然十分緩慢。

第一，在數字化架空電路線路傳輸以及方案設計過程中，大多數電力網絡并沒有對數字化電路傳輸方案設計進行詳細理解和認識，加上現階段無論是方案設計技術還是三維數字化模型的展示功能，其思想意識和掛念仍然通留在傳統的二維平面設計環節[1]。第二，模式構建過程中，技術人員無法針對三維空間方案以及設計流程進行詳細且深入的探究和理解，進而沒有完成全專業、全流程的方案設計協同模式，進而導致電力資源無法有效被利用，導致電力傳輸效率相對較低。第三，由于數字架空線路傳輸實施過程中，整體經濟投入不足，導致無法滿足數字信息化的實際需求。第四，在數字化架空線路模型建立過程中，其數字化則需要完全依靠軟件公司的專業技能進行電力平臺的全面建設和技術研發，無法有效適應平臺自身發展需求。

二、三維模型架空輸電線路設計影響因素

（一）設計對象影響因素

在架空輸電線路設計實施過程中，全新三維方案設計相比傳統二維方案設計上，從設計意識和思維上產生了根本上的轉變，其中傳統二維方案設計目標主要針對二維圖紙和信息模式，而三維模式主要對象則是模型數據和數據信息，并且三維模式在運轉過程中，需要根據信息以及數據構建出工程基礎邏輯思維以及模型布置，其方案設計成果一般包括了結構化數據信息，并且利用架空輸電線路建設工程構建出必要的二維圖像以及材料統計等相關方面，從本質上來說，三維在方案設計需要以數據以及信息模式作為核心條件，所以全新三維模式在模型數據構建過程中，有效替代了以圖紙方案設計作為核心的工作方式，進而有效完成了二維平面模式向三維模式轉變的發展趨勢。

（二）設計流程影響因素

架空輸電線路設計實施過程中，二維方案設計需要在地質形態設計進行初步選線后，由電氣設備、設計結構、數據測量、地質環境以及水文環境等方面，在現場進行特殊環境測量，并且詳細收集相關的結構障礙物以及補充協議。而在施工現場進行勘探后，需要及時針對設計流程以及相關路徑進行方案修正，而當進一步明確路徑方案后，需要根據電網線路建設區域的自然環境、氣象條件、引導線路型號選擇、絕緣配合以及基礎方案設計[2]。除此之外，三維方案設計實施過程中，主要由電氣設備提出方案設計實際范圍后，需要針對地質結構開展專業地理信息收集，進而為電氣設備以及專業方案設計，進而由電氣設備專業、地質結構設計、數據測量以及水文的技術人員進行特殊施工現場實施，并且詳細收集有關結構障礙物以及文件協議資料，進一步確定電氣專業線路施工方案，以此作為基礎，設計出引導線路型號、絕緣區域以及結構專業等相關基礎荷載進行基礎方案設計，而相比傳統二維方案設計來說，三維設計專業能夠進一步減少外出工作時間和范圍。

三、三維模型架空輸電線路設計研究

現階段針對不同類型地質形態進行信息獲取，比如：使用人工技術數據測量、衛星設備數據收集、航空圖像攝影數據測量、激光雷達設備等相關剛面，進而從相關工作模式、設備使用方案、經濟成本支出等方面進行詳細對比，進而尋找出適合的模型獲取方式，進而有效實現三維模型架空輸電線路設計質量水平。其中由于航空攝影數據測量、傾斜數據攝影、激光雷達設備在實際工作過程中需要針對線路申請空域區域，并且以此作為基礎，實施相對比較繁瑣的模型建設。

在數字化三維模型的架空輸電線路設計方案中使用傳統人工數據測量過程中，則無法精準的獲得詳細的地形信息資料，所以需要使用衛星設備收集數據以及人工測量綜合開展線路建設，但是此種模式在實際建設過程中會受到自然環境的影響相對較大，所以外部作業時間相對較長，因此應該將建設方案更改為平原地形下的線路施工，進而選擇衛星數據信息收集模式以及傳統人工數據測量模式[3]。

為了實驗架空輸電線路設計方案，我國電網選擇某市電力線路開展全面研究和探索，其中主要以數據測量平原地區的電路線路作為實際案例，進而使用地面激光掃描儀和全站儀兩種技術手段，其中由于全站儀設備在使用過程中個相對比較便捷、快速，其數據測量精準程度同樣可以有效滿足建筑施工圖紙基礎要求，進而成為現階段數據測量的主要技術手段。

結束語：

由此可見，隨著國網公司輸電線路三維數字化設計的大力推進，三維數字化設計以其精準、直觀、高效的優點，能夠進一步提高工程建設質量、合理縮減建設周期、節省工程造價，已經得到廣大業內人員肯定

參考文獻：

[1]呂征宇、陳培智、史健勇.基于BIM的輸電工程架空線路參數化設計及其應用研究[J].四川建筑科學研究，2020，v.46;No.212（06）：53-59.

[2]李會超，馮勇，李力，等.架空輸電線路金具三維模型簡化算法研究[J].電力勘測設計，2020，000（002）：16-20，26.

[3]陳曦鳴，王炎煒.屏蔽線（網）不同的架設方式改善架空輸電線路工頻電場分布研究[J].通信電源技術，2019，036（011）：43-46.