输电专业毕业设计能力提升研究与实践

郑维权 李曰兵 白俊峰 王润心 宋威

摘要：输电线路专业的毕业设计是本专业的重点环节，本文分析了本专业毕业设计存在的问题，并提出了切实可行的培训方案，最后通过实践验证培训的效果及可行性。

关键词：输电;毕业设计;培训

土木工程专业（输电工程方向）是我校的特色专业之一，输电线路专业的毕业设计是本专业的重点环节，是集架空输电线路设计、输电线路杆塔和基础、输电线路施工等主干课程于一身的总结和提炼，是同学们大学四年所学专业课的回顾和提升，对输电线路专业相当重要。

1 毕业设计存在的问题

目前输电线路专业毕业设计指导方面存在诸多问题，对毕业设计的质量等方面具有一定的影响，具体有以下几个方面：

1）输电专业毕业生人数较多，具备指导毕业设计能力的本校教师人数不足;

2）毕业设计指导教师尤其是年轻教师，缺乏输电线路设计的理论和实践基础，短时间内很难胜任毕业设计指导工作;

3）土木工程专业工程教育专业认证对毕业设计提出了新的要求，要体现工程问题的复杂性，强化对学生分析问题、解决问题的能力，重视可替代解决方案的寻求和各种方案的对比分析，这些要求在现有的毕业设计体系中并未体现，要更新毕业设计内容，增加毕业设计难度，对指导教师带来新的挑战。

2 培训方案及效果

培训的主要目标是提升输电专业指导教师指导毕业设计的能力，使之能够在短时间内了解输电线路设计的基本理论和知识，初步具备指导毕业设计的水平。

1）输电线路设计基本理论培训及能力提升

（1）输电线路架空线力学计算及应力弧垂曲线绘制

该部分内容涉及到《架空输电线路设计》这门课程，是该门课程的重点内容，在授课过程中有专门的习题课强化，在该门课程的课程设计中也占有一定的比重，在毕业设计中，该部分内容也是专门的一节，是毕业设计的开头，对毕设成果质量影响很大，而且该部分内容计算比较复杂。因此有必要对该部分内容进行单独培训，按照工程认证的要求持续改进，以快速提高指导教师及学生的输电线路设计基本理论，提高毕业设计成果质量。

该部分在毕业设计中的改进主要有以下方面：完善了应力弧垂曲线计算过程，避免以前的步骤缺失，计算过程不完整;要求自编程序计算及绘制应力弧垂曲线，避免了原有程序的一些错误，也锻炼了学生的编程能力。

（2）输电线路排塔定位

我们培训的主要内容在室内定位部分，通常的方法有两种，一是自己制作弧垂曲线模板，利用cad软件在平断面图上进行杆塔定位;二是利用排塔定位软件。在本门课程的课程设计中，建议使用自己制作弧垂曲线模板的方法，在毕业设计中，建议使用排塔定位软件。

该部分在毕业设计中的改进主要有以下方面：不同组别的同学分配不同的平断面图，同一组别的同学分配不同模块的塔型，保证每位同学的排塔定位成果均不相同;该部分成果必须在排塔定位软件中完成，并按照1比1比例出图，与实际工程相符.

（3）输电杆塔荷载计算

该部分内容涉及到《输电杆塔及基础》这门课程，是该门课程的重点内容。杆塔荷载的计算比较复杂，工况繁多，手算工作量巨大，实际工程一般采用以下两种方法。一是采用自编程序计算输电杆塔荷载，多数的甲级设计单位采用该种方法。二是采用市面上销售的杆塔荷载计算软件。

本次培训，将重点讲解自编程序计算输电杆塔荷载，以快速提高指导教师及同学的设计计算能力。该部分在毕业设计中的改进主要有以下方面：规定了不同塔型的荷载工况计算总数，以满足实际工程的要求。

（4）输电杆塔绘图及杆塔制图规范使用

该部分内容涉及到《工程制图与cad》课程，但由于输电杆塔结构的特殊性，制图方法与常规结构有所区别，电力行业标准《输电线路铁塔制图及构造规定》对输电铁塔制图进行详细的规定与说明，本次培训将重点讲解该规范内容，以达到指导教师和同学快速了解制图规范规定，快速提高制图水平，尽量适应及满足实际工程需要的要求。

该部分在毕业设计中的改进主要有以下方面：绘图范围要求全面，必须包括塔头、塔身、塔腿;绘图质量要求逐年提高，尽量与实际工程图纸相近。

2）输电线路设计软件使用培训及能力提升

（1）应力弧垂曲线绘制软件使用;

应力弧垂曲线绘制软件市面上很多，有往届学生自己编的，有比较成熟的商业软件等，他们各有优缺点，不太适合于学生们进行毕业设计。以往的自编程序，或多或少存在些问题和错误，又由于没有源程序，不好进行更改;商业软件使用复杂，输入条件太多，学生们一时对软件难于上手，再加上商业软件的价格比较高，学生们难以承受;两种软件在使用中都是比较机械，人工参与的不多，难以锻炼学生们的学以致用、融会贯通等能力。

基于以上问题，本次培训将介绍一种利用excel办公软件制作应力弧垂曲线和安装曲线的过程，计算过程与教材吻合，每个公式都要进行输入，上手比较容易，计算结果也能够满足要求。

该部分在毕业设计中的改进主要有以下方面：应力弧垂曲线绘制更加准确;应力弧垂曲线的整体设计风格逐年统一、规范。

（2）排塔定位软件使用;

排塔定位软件使用的是SLCAD软件，它是实际工程中使用较多的一种软件，相比手绘排塔定位过程，方便快捷及准确很多，当然啦，毕竟是一款软件，使用及应用上有些复杂，为了更好的让同学们掌握该软件的使用，我们近年来采取了几种措施，一是在软件实训课程中，强化该软件的使用、提高该软件所占比重;二是在本次培训中，重点讲解该软件的使用过程及注意事项，逐年提高学生们在排塔定位方面的能力。

该部分在毕业设计中的改进主要有以下方面：排塔定位在实际工程的平断面图上排定，定位成果与实际工程相近;排塔定位成果的整体风格逐年统一、规范。

（3）满应力软件使用;

满应力软件是输电线路鐵塔计算普遍使用的软件，在国内外铁塔计算中，几乎全部采用该系列软件进行，目前来说生产的公司有几家，但该软件的使用是我校的一个软肋，主要原因是还不具备指导教师和同学们同时使用的能力，软件数量欠缺，再有就是该软件的价格不菲，很难做到满足广大同学们进行毕业设计使用的要求。

本次培训针对该部分内容，要求同学们利用有限元软件进行，对计算塔型及计算工况进行要求，最终提交计算成果并与手算结果进行对比。

3）输电线路设计实践经验介绍培训

输电线路设计实践经验介绍及讲解一直是我们毕业设计的重点内容，也是本次培训的靓点及精华，邀请的都是省内知名的输电线路设计行业专家、高级工程师等，介绍设计环节中的重点及难点，使指导教师和同学们能够更加直接的接触和了解工程实际的设计过程。本次培训主要涉及到以下几方面的专题介绍。

（1）输电线路的可研、初设及施工图设计;

（2）输电线路的三维设计;

（3）输电铁塔制图。

依托项目：东北电力大学教学研究课题，输电专业毕业设计指导教师能力提升研究与实践，项目编号：J202050。