基于三维设计的输变电工程数字化交底应用研究

潘胜军，邱 凌，徐庆锋，陈佳慧

（杭州市电力设计院有限公司，浙江 杭州 310014）

随着科学技术的不断发展，三维数字化技术广泛应用于各个领域，同时也在产业发展中发挥着自身的优势与作用。我国在国家电网的输变电工程设计中也开始积极应用三维数字化技术，并取得了良好的效果。

三维数字化设计，可以在一定程度上对有用的测量数据以及相关信息进行重组，在很大程度上提升了数据和信息传递的速度，最终使输变电信息的传输更加顺畅，传输信息的及时性、实时性显著提升[1]。在输变电工程中应用三维数字设计技术，可以使模型构建的准确性和精准性更高，使输变电原始调查数据信息的准确性更高。由此不难看出，三维数字化设计技术的研发从多个相关专业出发，注重工程空间的分配，并且以三维技术为基础，数字化技术为纽带，将各专业的设计信息融为一体，有效地提升了输变电工程设计的质量和效率，如图1所示。三维数字化设计将集成化、智能化、可视化、网络化及并行化有机结合，这也是三维设计发展的目标方向。

图1 全站主设备模型

从目前各行业领域的发展来看，大部分都开始应用三维数字化设计技术。三维数字化设计技术的科技感更强，应用高科技技术，在其发展过程中主要将数据库作为应用的基础平台，将三维设计环境作为最初的工作环境，这样才能用三维理念对勘测的数据进行整体、全方位的处理。从目前的应用情况来说，三维数字化设计技术应用主要涉及的领域还是与输变电工程相关的行业，如电气工作、水暖工作和土建工作等，并且被广泛推广和应用。在对建筑物进行建模的过程中，通常是在构架或者设备支架等工作环境下应用三维设计技术。在对变电站进行建模的过程中，一般是在高压开关柜、金具材料等环节应用三维设计技术。在进行辅助性设施建模的过程中，通常是在围墙、道路以及地下管道等方面应用三维设计技术。在计过程中，要根据不同的行业、领域，对不同的项目进行分层次划分，并且根据实际勘测数据，考虑是否应用三维数字化设计技术[2]。

随着我国经济社会的不断发展，城市化已经成为社会发展的必然趋势，土地资源日渐紧缺，地下或半地下的变电站数量逐渐增加，线路管道也更加复杂、紧张，对于线路路径的设计也提出了更高的要求，而且随着电力工程的逐渐进步，特高压交直流输电技术被广泛推广、应用，工程设计面临更高的挑战，因此，设计技术需要进行全新的改革。

三维设计技术在机械、电子、航空航天、核电以及建筑等领域被广泛应用，而且三维设计技术的应用可以有效解决同一区域内多专业同时设计，发生碰撞的问题，因此，三维设计技术也成为了工程设计发展的必然趋势。各专业应用的软件之间也存在一定的差异性，因此，对于数据没有统一、规范的标准，通常会出现设计信息重复输入、信息利用率较低的情况。输变电工程设计周期比较短，对精细化程度的要求比较高，需要对设计所涉及到的数据进行信息数字化重组，促进信息传递，而三维设计的应用可以从根本上实现这一目标，同时也提升了设计质量和效率以及数字化程度。

3.1 输变电工程中应用三维数字化设计的过程

在输变电工程进行施工的过程中，从输变电工程信息录入的角度出发，输变电工程的施工现场会受到多种因素的影响，如水文、环境和地质等，都会对工程信息录入造成一定的困难和问题。从实际的输变电工程施工的情况来看，相关工作人员对施工现场的各项信息进行全面挖掘，使输变电工程地质的数据信息更加多元化，同时也实现了对信息的数字化处理。为选择输变电线路奠定了坚实的基础，使选择更加科学、合理，同时还解决了拆迁赔偿的费用问题。

输变电工程施工流程与普通的线路工程相比，输变电工程具有多专业交叉使用的特点，特别是在线路布局以及建筑物布局方面，这一特点尤为明显。在单向空间内，各专业项目之间交叉的情况较为突出。从输变电工程信息传递方面来讲，三维数字化设计的工作重点为图形信息以及数据信息，三维数字化设计在应用的过程中与数字设计密不可分、紧密联系，而且数字设计也为三维数字化设计奠定了坚实的基础，并提供了科学依据。因此，在三维设计背景下，在输变电工程数字化交底中应用该项技术，要明确应用时的注意事项和问题[3]。

3.2 三维软件平台在输变电工程中的应用

从目前三维软件平台的发展情况来看，当前出现了多种多样的软件平台，并且快速更新，新型技术不断涌现。因此，在输变电工程中的应用中，只有选择最科学、最合适的三维软件平台，才能提升工程的质量和效率。在输变电工程数字化施工的过程中，三维软件平台的应用主要体现在以下几个方面。

1）三维渲染绘图设计。在输变电工程设计过程中，三维设计技术的应用主要体现在图纸展示方面。从输变电工程设计的主流角度出发，一般会展示输变电制作效果图以及漫游图等，而在实际工程设计中相对较少。因此，相关工作人员一定要认识到三维渲染绘图设计应用的重要性。如某输电工程企业在进行三维渲染绘图设计的过程中，应用3DMAX展示输变电的实效，而且设计人员设计的图形也更加清晰明了，决策人员对整体工程情况可以一目了然。

2）三维建模功能。在目前众多的三维软件平台之中，在三维建模方面应用最为广泛的为AutoCAD三维建模。随着科技水平的不断进步，AutoCAD三维建模平台的应用也更加成熟，但是，为了满足输变电工程的要求，需要以软件平台为基础，进一步对三维建模进行分析与研究，不断进行完善、创新。

3）大型集成化系统。在输变电工程运行发展的过程中，需要加深对大型集成化系统的了解，并在此基础上融合应用三维设计技术，提升输变电工程的水平，同时实现数字化稳定发展。应用大型集成化系统，可以使三维设计更加精准，也完善和优化了设计方案和设计图纸。

3.3 三维数字化设计各种技术在输变电工程中的应用

在输变电工程的发展中，应用三维数字化设计技术，推动了输变电工程的整体发展。一般来说，在地下变电所工程中，红色、软、硬碰撞检测对三维数字化设计质量的提高有着重要的影响，需要加强输变电工程中三维数字化设计技术的检测功能。如某输变电工程在施工过程中，针对多个专业相遇的复杂空间，工作人员利用三维数字化设计技术手段进行碰撞检测，可以检测出实体空间发生碰撞的可能情况。该工程所涉及的室内、室外变电所，都可以对区域的专业设计进行检测。而且三维数字化设计的应用可以让施工人员针对地下变电站进行更深入的监测，监测结果汇集了该工程区域内的电缆沟道、风管以及线缆桥架，使设计人员、施工人员以及决策人员全面了解此次输变电工程的情况，并根据设计制定更有效的方案，解决了该区域内出现的问题，保证了施工质量。

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