三维设计在输变电工程中的应用

韩宏业

摘    要：随着科学技术的发展，设计业务与信息化技术日益交融，在电力行业普及三维设计技术成为必然。因此，概述输变电工程三维设计技术的内涵、核心优势以及将其应用于输变电工程的重要性，着重探讨了在输变电工程中三维设计技术的具体应用和三维软件的配备问题，并展望三维设计技术在输变电工程中的应用前景，以期为运用三维设计技术的电力工程项目开展提供参考。

关键词：输变电工程;三维设计;信息化技术;

1三维数字化设计技术

1.1三维数字化设计的内涵

三维数字化设计技术是基于科学技术高速发展产生的一种新兴高科技技术。所谓三维数字化设计，是指凭借整合不同时间勘测到的信息数据，在挖掘有关数据后，最终完成对综合性数据的解析。借助该技术，可以快速传递对应数据。在此基础上，对输变电工程三维设计的内涵进行阐述：在搜集到工程信息、地理信息数据的基础上，通过综合应用三维建模技术和数字化协同设计技术，最终在输变电工程中不仅实现全过程三维可视化设计，还完成信息一体化。由此对三维设计的特征进行进一步概括：

（1）具有设计标准规则。一般来说，三维设计标准分为企业级标准和项目级标准。2017年底，国家电网公司已制定印发了八项就输变电工程三维设计展开的标准。

（2）具有设计的模型。作为三维设计技术实施的具体对象，模型标准是约束各方工作、实现数据有效传递的根本，应遵循“标准统一、兼容交互、模型通用”三项原则。

（3）具有大数据的支撑。作为三维设计成果的根基，数据经由建立数据中心达成全业务的统一意义重大。现今的数据中心一般是指数据处理域、数据分析域以及数据管理域三个方面。

（4）具有不同阶段的协同。三维设计的多专业协同要求满足“一对多”数据权限访问模式。协同的实现主要依靠应用人员的三维设计技术水平。

1.2三维数字化设计的优势

二维设计技术和相应计算机软件的结合，足以解决输变电工程中出现的较多问题。但是，在使用二维设计技术时，由于牵涉到空间相对位置，必须通过立体几何原理，将空间位置以在若干平面上的投影图的形式呈现。这存在转换与校验复杂等问题，会耗费设计人员大量精力。三维设计技术则不会存在此类问题。通过三维建模可以令设计方案以最贴合实际的形象展现出来，大大提高了可视化程度。设计人员可以随意浏览、优化设计，施工人员也可以更迅速清楚地掌握设计方案。采用三维设计技术，多样化专业的综合应用有助于提高紧密配合度，便于优化改进设计方案，还可从不同方面实现对输变电工程的精准解析，极大地提高工程的设计质量与效率。

2具体应用

2.1勘测信息挖掘技术

2.1.1勘测信息挖掘技术

在输变电工程中，运用激光点云技术、海拉瓦技术等手段，逐步完成输变电工程产前和跨越统计的精细化，最终实现输变电工程勘测信息和挖掘技术更为精密的计算。

2.1.2软、硬碰撞检测

软、硬碰撞检测主要用于模拟实体模型之间及其与其他模型之间的衔接情况。例如，辨别电气距离是否满足要求，线路交叉跨越是否有效避开。对于存在较多复杂空间的输变电工程三维设计，软、硬碰撞检测可以显著提高设计质量。

2.1.3整合各类模型、平台

在输变电工程中，运用三维设计技术对导线、金具以及钢架构等材料进行实体模型统计，可以改变传统二维设计技术依靠人员自行统计的方法，在不同层面优化改善设计质量。同时，三维设计技术将整合各种软件的信息接口，保证三维设计信息在一次录用后可以反复选用。依靠射频识别技术与数据管理系统，还可以提高工作人员的数据统计效率。

2.1.4优化设计和施工方案

可视化三维信息模型可以实现施工风险点的精准分析，帮助制定更有效可靠的防控措施。支持施工进度情况的模拟，进而实现人员、材料以及机具等的合理安排，提高工程进度和造价成本的可控性。

3三维软件平台的配备

3.1基于AutoCAD的三维建模

作为电力行业目前最普遍的平面绘图软件，AutoCAD具备三维绘图功能。利用AutoCAD可以实现三维绘图和动态观察，还可以检查较简单的空间位置关系，特别适用于在工程实际测量结果的基础上建模，如校验导线间距与杆塔电气间隙等。除功能完整外，利用AutoCAD进行三维建模无需再对设计人员进行培训，且大部分设计单位已经耗资获得了该软件的正版，降低了软件的投入成本，对三维建模的工程化具有一定的现实意义

3.2引入其他三维设计软件

能源安全关乎国家命脉。在能源行业应用区块链技术，必定会对传统业务模式造成冲击，故国内外对区块链在能源行业的应用十分谨慎。要将相关项目落到实处，必须有相关政策和法律的支持。目前，这项新技术在法律使用方面具有不确定性。随着区块链技术的不断发展，它极可能与法律规则存在一定程度的不兼容，会限制区块链的应用。此外，区块链技术的信任机制全然不同于传统交易，与之对应的法律尚未制定，一旦产生纠纷，立法、执法机构与企业管理者要如何利用法律手段加以处理有待商榷。输变电设计可以选择的配套三维软件种类繁多，且随着软件不断的更新换代，越来越多满足工程需要的新颖技术不断涌现。从实际应用角度看，结合输变电工程的具体状态决定最恰当匹配的软件是最好的选择。例如，在实现绘图和渲染时，选择3DMAX展现输变电工程的实际效果。最终绘制的图形包括漫游展示和清晰的效果图。

4应用前景

4.1推进三维模型的普及，强调技术整合

许多厂家仍然主要提供二维模型，三维模型只出现在部分500kV交流工程和直流阀厅中，对三维模型的推广尚有许多工作没有完成。此外，现有的一些三维模型由于建模工程量巨大，难以满足实际工程的实际进度，实用价值有待提高。作为设计软件与辅助计算机软件的信息入口，三维模型的数据接口实行统一化为日后软件的推广奠定了良好基础。

4.2秉承同统一规划原则，不断深化三维技术的应用

三位数字化设计技术需要各专业软件的综合应用，但不同的专业软件系统分属不同单位。在这种情况下，需要相关部门带头对其进行统一指导规划。例如：确定三维技术发展目标和具体的实施步骤，分析明确的专业知识交叉点，确保软件接口统一可行，加快多领域技术融合。

4.3建立数字化移交标准

为加强三维设计技术的应用水平，提高其研究成果的工程意义，要从统一编码系统着手，实现三维图纸标准化管理。要争取通过将三维设计技术与物联网技术相结合，最终达成输变电工程从建设、运行到管理全过程的数字化建设。

5结论

在科学技术不断更新发展的大环境下，三维设计技术得以兴起，并逐渐应用于社会多個领域。因此，在输变电工程中引入三维设计技术，是促进电力系统发展的必然趋势。本文从输变电工程三维设计技术的内涵入手，得出该技术可以极大程度地提高设计过程的效率与设计产品的质量，因此将其应用于输变电工程极具必要性。此外，本文着重探讨了在输变电工程中三维设计技术的四项具体应用和三维软件的配备问题。其中，具体应用分别为勘测信息挖掘技术、碰撞检测、优化设计和施工方案、将各类模型与平台进行整合。

参考文献

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