摘要：三維技術(shù)是一種先進(jìn)的數(shù)碼合成技術(shù)，它注重空間性和可視性，是如今一些行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)工作中必不可少的數(shù)碼應(yīng)用技術(shù)。將三維技術(shù)利用于電力行業(yè)中輸電線路的設(shè)計，可以簡化設(shè)計中的繪制環(huán)節(jié)，使設(shè)計效果更為直觀和清晰明了，同時也能夠大大的提高設(shè)計效率。本文將簡要分析三維技術(shù)對于輸電線路設(shè)計的應(yīng)用與優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：三維技術(shù)；輸電線路設(shè)計；二維CAD技術(shù)；三維GIS系統(tǒng)；優(yōu)勢

三維技術(shù)可以實現(xiàn)全方位的空間感和立體化互動式觀察，也可以模擬和解析某項事物的整個過程，是一種能夠提供多樣性高級輔助分析功能的數(shù)碼合成技術(shù)。目前一些科研工作與教育教學(xué)中都會利用到三維技術(shù)。三維技術(shù)所創(chuàng)造的虛擬立體空間避免了人們?yōu)榱苏{(diào)研與實驗而臨時搭建實物建模的時間與成本，而三維技術(shù)虛擬空間的可隨意修改屬性也有利于人們的思路拓展和設(shè)計創(chuàng)新，它是高科技智能化的完美體現(xiàn)。

一、三維技術(shù)

三維是由一個二維和一個一維疊合在一起形成的，它不同于二維只存在兩個方向的交錯，三維存在多方向的交錯。近些年來我國電力行業(yè)能夠發(fā)展如此迅速，應(yīng)該歸功于智能化與數(shù)字化的應(yīng)用。三維技術(shù)就是數(shù)字智能化中的一部分。它可以為我們設(shè)計虛擬的配電線路方案，幫助設(shè)計人員快速的實現(xiàn)設(shè)計構(gòu)思和理念。目前，許多地區(qū)的電力公司都開始逐漸采用這種叫做“智能集成化輸電線路的三維協(xié)同設(shè)計技術(shù)”。也就是本文主題希望闡述的輸電線路設(shè)計中應(yīng)用到的三維技術(shù)。

（一）三維技術(shù)在輸電線路設(shè)計中的優(yōu)勢和特點

在三維技術(shù)出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)的輸電線路設(shè)計大部分采用的是二維CAD技術(shù)。由于所設(shè)計的影像不存在三維立體效果，技術(shù)人員一般會用多個相互關(guān)聯(lián)的二維素材來投射影像制圖，最終通過圖像表達(dá)輸電線路的設(shè)計構(gòu)思與具體要求。由于制圖相對復(fù)雜，所以如果出現(xiàn)新型的輸電線路設(shè)計理念和線路配置技術(shù)時，為了節(jié)省時間和成本往往會在原來的設(shè)計圖上進(jìn)行一些人工修改從而形成新的設(shè)計圖。這樣做的弊端就是由于修改涂抹而造成的設(shè)計效果不直觀，并且這種設(shè)計表達(dá)思維抽象，難于理解，在全手工修改制作的同時，也容易出現(xiàn)錯誤，影響輸電線路工程的效率。

為了避免和減少設(shè)計上的瑕疵與成本的消耗，優(yōu)化輸電線路的設(shè)計，利用三維技術(shù)設(shè)計輸電線路成為了一個不錯的選擇。在我國，三維技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了30余年，在機(jī)械、工業(yè)、電子、建筑和農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域都有所應(yīng)用，并且三維技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計與生產(chǎn)也達(dá)到了一定的水平。所以，以解決傳統(tǒng)設(shè)計中普遍存在的“錯、漏、碰、缺”等問題，三維技術(shù)開始正式應(yīng)用于我國輸電線路的設(shè)計中。

相比于傳統(tǒng)的二維CAD技術(shù)，三維技術(shù)對于輸電線路的設(shè)計具有絕對優(yōu)勢。它滿足了設(shè)計者一直以來的愿望——對施工現(xiàn)場的模擬。這讓設(shè)計者不用到達(dá)實際現(xiàn)場就能夠解決許多現(xiàn)實的設(shè)計問題。設(shè)計者利用虛擬道具在三維技術(shù)所創(chuàng)造的虛擬施工場景中進(jìn)行隨意的設(shè)置。例如對裝置的拆卸、對線路的布設(shè)、對施工工藝的選擇以及對施工團(tuán)隊人員的宏觀配置。目前利用三維設(shè)計軟件能夠?qū)崿F(xiàn)零件的設(shè)計、工程設(shè)計圖的設(shè)計、線路布置和元件裝配的設(shè)計以及工藝演示的設(shè)計等各個設(shè)計階段。最重要的是設(shè)計者利用三維技術(shù)所模擬出來的設(shè)計模型和設(shè)計場景最終也能自動生成二維的工程圖躍然紙上，可以按照設(shè)計者的現(xiàn)實需求實現(xiàn)三維和二維之間的隨意轉(zhuǎn)換。另外，三維技術(shù)具有很強(qiáng)的后期處理功能，它能夠?qū)υO(shè)計工程圖進(jìn)行質(zhì)量屬性的分析、空間運(yùn)動的模擬、裝配干涉的檢查、應(yīng)力應(yīng)變的解讀和造型外觀的渲染?？偨Y(jié)來說，三維技術(shù)在輸電線路設(shè)計中具有成像效果直觀、簡化實驗過程、便于設(shè)計成果交流、提高設(shè)計數(shù)據(jù)分析和總體設(shè)計效率高的特點。相比其他應(yīng)用來說，更注重輸電線路設(shè)計思路和實際效果的優(yōu)化，而且在很大程度上節(jié)省了人力、物力和時間成本。

（二）三維技術(shù)在輸電線路設(shè)計中的應(yīng)用

設(shè)計者在對輸電線路的施工現(xiàn)場進(jìn)行三維建模后，三維軟件系統(tǒng)就可以生成出最直觀的三維工程圖。同時三維技術(shù)軟件可以提供對一些細(xì)節(jié)的自動處理，比如零部件序號的標(biāo)注和材料清單的統(tǒng)計，這可以大幅減少設(shè)計者的工作量，為工程提前實施節(jié)省時間。

三維技術(shù)具有很強(qiáng)的調(diào)整修正功能，它可以對設(shè)計者提前預(yù)設(shè)的建模進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)的分析和編輯。也可以將提前設(shè)計好的零部件建模按照設(shè)計者的想法進(jìn)行任意的自動改變。由于是虛擬過程，所以一些零部件的變動和增減不存在任何實際的物理損耗，設(shè)計者可以隨意刪除和增加零部件的數(shù)量及種類，對于三維設(shè)計視圖中的錯誤和疏漏也能進(jìn)行靈活的修改，操作非常簡單?？傮w來說，在輸電線路工程前期環(huán)節(jié)，三維技術(shù)為其提供了最大程度的優(yōu)化，使設(shè)計者在設(shè)計過程中更加自如和靈活，無論是在思維方面還是操作方面，不但減少了傳統(tǒng)中大部分實地操作的工作量，也避免了許多設(shè)計差錯的發(fā)生。

設(shè)計者在三維模擬施工現(xiàn)場中可以任意進(jìn)行距離的測量。距離測量的主要目的是保證輸電線路中電氣與線路裝置之間的安全距離和各種零部件之間的裝配關(guān)系。例如，輸電線路裝置的跌落裝置與電氣之間的空間距離如果設(shè)置為300mm。當(dāng)輸電線路從10kv升壓至20kv運(yùn)行時，跌落裝置與電氣的距離會發(fā)生改變，具體應(yīng)該滿足小于340mm的要求。所以為了保證其與電氣具備足夠的安全距離，就可以采用三維技術(shù)對跌落裝置的各種參數(shù)進(jìn)行改造。比如加長跌落樣板、改變跌落橫擔(dān)的放置或者為跌落下樁頭加裝絕緣罩等。通過觀察改造的虛擬模型，三維軟件可以發(fā)現(xiàn)跌落裝置與電氣安裝距離在實際環(huán)境中存在的缺陷，就可以在施工前對設(shè)計進(jìn)行及時修改，從而提高輸電線路供電的安全性和可靠性。

二、輸電線路設(shè)計中常用的三維技術(shù)

（一）可視性GIS地理信息技術(shù)

GIS地理信息技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用并不為人陌生，它是目前一些地區(qū)較為常見的先進(jìn)地理信息技術(shù)。它的一大工作就是為輸電線路的設(shè)計服務(wù)。三維可視化輔助設(shè)計系統(tǒng)就是這樣一款能夠幫助輸電線路設(shè)計開發(fā)的應(yīng)用軟件。輸電線路三維可視化輔助設(shè)計系統(tǒng)采用了4個層次的軟件體系結(jié)構(gòu)，它們分別是負(fù)責(zé)輸電線路三維可視化設(shè)計的專業(yè)應(yīng)用層，負(fù)責(zé)對地形、地質(zhì)環(huán)境、電力器件進(jìn)行模擬的模擬對象層，負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)關(guān)系、空間和屬性的數(shù)據(jù)層以及負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換、傳輸、共享和前后方通信的的轉(zhuǎn)換通信層。

三維可視化輔助設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且開發(fā)使用費用高昂，但是它具有很高的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。相對于一般的三維技術(shù)軟件，可視化輔助設(shè)計系統(tǒng)更加開放且運(yùn)行高效。它能夠通過GIS進(jìn)行地理信息的搜集、監(jiān)測、分析、傳輸和記錄。它利用高清晰的影像遙感和航空影像技術(shù)，取材實地信息資料并回收，輔助設(shè)計者進(jìn)行三維工程設(shè)計圖的設(shè)計與分析。能夠提供大量的影響數(shù)據(jù)也是可視化輔助設(shè)計系統(tǒng)最為強(qiáng)大的地方，它代替了人進(jìn)行野外數(shù)據(jù)的采集、地圖的數(shù)字化、攝影測量和地形、氣象等自然因素的實地考察工作。是目前輸電線路設(shè)計中最為智能化的一種三維技術(shù)應(yīng)用。

總結(jié)：

三維技術(shù)的應(yīng)用不但提高了輸電線路設(shè)計的設(shè)計效率，也優(yōu)化了設(shè)計的思路，是人類現(xiàn)代科技智慧的體現(xiàn)。在目前越來越講究效率和現(xiàn)實利益的社會，電力行業(yè)設(shè)計開發(fā)者應(yīng)該集思廣益，設(shè)計出更多有助于提高生產(chǎn)效益的輔助應(yīng)用，來滿足輸電線路裝置的不斷進(jìn)化。三維技術(shù)的應(yīng)用為輸電線路的設(shè)計提供了更多的可能性，讓設(shè)計者能夠?qū)崿F(xiàn)更多設(shè)計理念的創(chuàng)新。

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