输电线路铁塔三维数字化建模方法研究

三维输电线路构建方法的研究与应用前言随着电力系统的发展，越来越多的高压输电线路被建设起来，为了确保输电线路的稳定、安全运行，三维输电线路构建方法逐渐成为了研究的热点。

本文将探讨三维输电线路构建的相关研究及其应用。

结构与特性三维输电线路在结构和性质上与二维输电线路略有不同。

三维输电线路由于受到空间约束，所以其结构较为复杂。

同时，三维输电线路的参数模型也较为复杂，需要考虑多种因素，如导线几何特性、导线负荷、环境因素等。

因此，三维输电线路的建模需要使用多种建模方法。

建模方法传统的二维方法在传统的二维输电线路建模中，往往只考虑水平方向的布置，而在垂直方向上，通常只分为一层。

因此，该方法无法完全反映线路在三维空间中的真实布置情况。

此外，该方法也无法考虑多种因素对被建模对象的影响。

三维有限元法三维有限元法是一种常用的建模方法。

在该方法中，建模对象被分解为若干个有限元。

将所有有限元组合在一起，就可以得到整个对象的计算模型。

由于三维有限元法可以考虑多种因素的影响，因此其被广泛应用于三维输电线路的建模中。

数值方法数值方法是又一常用的建模方法。

在该方法中，建模对象被表示为一系列方程式的解。

通过解这些方程式，就能得到建模对象的模型。

该方法可以很好地处理较为复杂的建模对象，因此在三维输电线路的建模中也被广泛使用。

应用三维输电线路构建方法的研究是无处不在的。

从机场支架安装到电力系统的运行，从路灯建设到建筑设计，每个行业都可以找到三维输电线路构建方法的应用。

以下是一些常见的应用：机场支架安装机场支架安装一般要求支架的高度、位置、角度等参数要符合一定的要求。

通过三维输电线路构建方法，可以很好地完成这一任务。

电力系统运行在电力系统运行中，三维输电线路构建方法被广泛应用。

通过三维输电线路的建模，可以预测输电线路的损耗、温度、电流负荷等参数，从而调整系统结构，提高系统的运行效率。

路灯建设在路灯建设中，三维输电线路构建方法可以很好地帮助人们预测灯光散射、照度、光污染等问题，从而为合理的路灯建设提供支持。

三维数字化设计在输电线路工程中的应用研究作者：黄正刚来源：《好日子（下旬）》2020年第06期摘要：我国的电网是世界上规模最大，最复杂的电网，在电网的设计与建设中离不开科学合理的输电线路工程。

经过多年的发展与应用，三维数字化设计技术已经成功在输电线路工程中广泛应用。

其主要是通过收集各项技术数据，以地理信息系统、遥感技术已经虚拟技术等，模拟构建三维地理模型，为输电线路工程的设计提供可视化的仿真模型。

仿真模型的建设可以有效的为输电线路的设计与优化提供指导，比如路径选择、塔杆排位等。

本文对三维数字化设计在输电线路工程中的应用展开研究，对其主要功能与技术要点进行介绍，然后对其应用进行分析，以促进三维数字化设计的发展，促进输电线路工程的建设。

关键词：三维;数字化设计;输电线路工程;应用研究引言近年来，以信息技术为代表的数字化技术发展迅速，与各行各业都在逐渐融合之中。

在输电线路工程中，三维数字化设计的应用可以有效提高设计效率与设计的科学合理性，三维数字化设计是以地理信息系统为基础平台，通过地理信息数据与输电工程数据的收集、整合、处理、分析等，构建三维可视化的仿真模型，为输电线路工程的设计提供指导。

随着三维数字化设计的逐渐成熟与发展，在电网工程设计的应用也越来越广泛，其可以有效提升输电线路工程的设计效率和设计质量，并极大简化了设计程序，成本也更低。

一、三维数字化设计概述三维数字化设计平台是一个综合性的集成系统，通过多种技术系统的整合，比如信息技术、地理信息系统、遥感技术等，可以实现协同设计与资源共享。

三维数字化设计平台现阶段在大型建筑工程的设计施工中应用非常广泛和成熟，出现了多种专业的设计平台，比如OpenPlant、Pdms、博超等。

但是在输电线路工程的设计中，还没有出现专业的三维数字化设计平台。

这一定程度上导致了输电线路工程应用三维数字化设计时数据不足、工具软件的整合性不足，沟通不畅等问题。

输电线路工程中三维数字化设计是以地理信息系统为基础平台，以计算机技术、大数据技术实现数据库的搭建与应用，然后以虚拟技术构建仿真模型，为输电线路工程的设计提供指导，为了适应客观发展的要求，输电线路工程的三维数字化平台也应该具有可拓展性。

三维设计在输电线路设计中应用探究发布时间：2022-08-10T05:25:22.231Z 来源：《工程管理前沿》2022年第7期作者：王鑫[导读] 输电线路施工设计对通道内地物高程精度要求较高，电网三维设计系统为变电站选址、输电线王鑫国网山东省电力公司威海供电公司山东威海 264200摘要:输电线路施工设计对通道内地物高程精度要求较高，电网三维设计系统为变电站选址、输电线路优化选线、断面图快速生成、杆塔排杆二维和三维联动展示、金具串三维设计建模、铁塔三维设计建模、基础三维设计建模、三维输电线路设计成果输出、输电线路全过程机械化施工方案编制、施工管理、辅助运维检修等工作提供有效的数据支撑和技术手段。

关键词：三维设计；勘测设计；施工应用电网三维设计系统是将处理后卫片，航片叠加数字高程模型及电网信息、道路、居民地，水系等地理要素的综合三维可视化系统平台，它能给人带来“身临其境”的感觉。

电网三维设计系统在电网规划，输电线路设计、施工及运行维护等有着广泛的应用。

输电线路是位于地理空间中的人工构建物，其线路距离长，通过地区的地理条件比较复杂，与众多电力线路和通讯线路交叉跨越，并且通常会通过居民区、公园和其它特殊区域。

输电线路及其杆塔位置与地理空间位置密切相关，特别是在垂直方向上的层次信息尤为重要，这使得二维地理信息系统无法达到其管理的需求。

近年来，计算机图形学的发展和计算机硬件性能的成倍提高使得三维表现技术日益完善，通过这些技术，能够构造更接近于现实的三维地表模型和各类设备模型，使得输电线路设计从二维向三维发展。

本文将根据推进输电线路三维设计以及全过程机械化施工要求和工程实际情况，分析三维设计系统在输电线路全过程设计中的应用，提高输电线路工程的经济、环境、社会效益。

1电网三维设计系统电网三维系统设计平台完整梳理例了输电线路设计信息管理流程，总体包括项目管理、基础地理数据管理、线路路径选线分析、线路设计成果管理、模型库管理、空间分析、工程成果查询统计以及系统管理等多个功能模块；同时提供线路设计、分析统计、方案优化等业务相关功能。

输电线路铁塔三维数字化建模方法研究摘要：近年来，建筑信息模型化技术在建筑、水力、化工、石油等行业进入应用阶段，但在输电线路行业尚处于探索阶段。

即使将BIM技术应用于实际工程，也仅作为辅助施工和加工的一种手段。

输电线路工程正在大力推进三维数字化和智能电网的建设，实现对设备设施全寿命周期的管理。

但目前针对铁塔的三维数字化建模方法暂无系统性研究。

对铁塔三维数字化模型进行定义，分析模型细节层次，总结和分析目前主要的建模方法及优缺点，提出了一种从铁塔计算模型直接生成三维实体模型的建模方法，从而构建满足全寿命周期管理的铁塔模型。

梳理现有铁塔三维数字化建模通用软件的优缺点，采用TeklaStructures软件，建立一种特高压工程铁塔三维模型。

关键词：铁塔；三维数字化模型；建模方法引言为建设智能电网，输电线路行业正大力推进三维数字化设计，力求建立全线路完整的三维数字化模型，满足工程全寿命周期管理的需要。

输电线路模型主要包括铁塔、基础、金具、绝缘子串、导地线等设备设施等，其三维数字化模型中包含了丰富的数据信息，既可表达外形等几何信息，又包含设备的属性信息以及与关联设备间的逻辑关联信息。

基础、金具、绝缘子串和导地线因其部件少，形状特征可归纳提取，早已实现参数化建模。

而输电铁塔因其具有塔型多样、结构布置形式种类多、零件数量巨大，多接身多接腿组合、挂点和塔脚局部构造复杂等特点，已成为输电线路三维数字化模型的关键。

1架空输电线路三维数字化协同开发平台总体设计首先是结构框架。

高压架空输电线路三维数字协同开发平台提供以下几方面功能：全生命周期线路项目规划、平台协同设计、统计、分析、方案改良；覆盖工程的招投标、初步设计、可行性研究、选线规划、设计施工图阶段；完成估算经济指标、查询统计成果、优化路径选择、数字化成果移交、地理资料数字化采集，较大提高咨询和设计服务水平。

其次是设计方法输电线路三维数字化协同开发平台以高精度影像和地理数据为基准，大型数据库为中心，依托精细化三维建模平台，采用数据可视化建模技术，结合工程信息，进而以三维数字化形式并结合协同开发系统平台理念，将架空输电线路的地形地貌及施工数据信息整合；构建逼真三维环境现场。

智能化三维建模在输电线路日常巡维中的应用效果探究
随着电力行业的快速发展，输电线路的安全运行显得尤为重要。

为保障输电线路的正常运行，传统的人工巡检方式已经无法满足需求。

而智能化三维建模技术的应用，有效地提升了输电线路日常巡维的效果。

智能化三维建模可以实现对输电线路全景的实时监控。

通过无人机等设备获取线路的全景影像，并进行三维建模，可以实时地监控输电线路的状态。

当出现异常时，比如树木倒塌、设备损坏等，系统可以及时发出警报，提醒工作人员进行维修，避免了事故的发生。

智能化三维建模可以实现对输电线路设备的全面检测。

通过对线路设备的三维模型进行分析，可以准确地判断设备的状态是否正常。

对于变压器、绝缘子等设备，可以通过三维模型进行故障预警，提前采取维修措施，避免设备损坏导致的停电事故。

智能化三维建模还可以实现对输电线路的智能巡检。

传统的人工巡检存在着效率低、漏检等问题，而智能化三维建模则可以对输电线路进行自动化巡检。

通过对线路数据的比对分析，可以快速发现问题，提升巡检效率。

智能化巡检可以实现对线路的远程巡检，不受时间和地域限制，提高工作效率。

智能化三维建模在输电线路日常巡维中的应用效果显著。

它不仅可以实现对输电线路的全面监控和设备状态的精确判断，还可以提升巡检效率和减少人为差错。

对于提高电力线路的安全运行和保障供电的稳定性具有重要的意义。

在输电线路日常巡维中推广智能化三维建模技术，对改善电力行业的运行质量和效率具有积极的作用。

Power Technology︱220︱2019年12期基于输电线路铁塔三维数字化建模方法研究熊 娜中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司，浙江 杭州 310012摘要：本文提出了一种建模方法，可从铁塔计算模型的基础上直接生成三维实体模型，这样可以构建出一种铁塔模型，满足全寿命周期管理。

对现有的铁塔三维数字化建模所能使用的通用软件做一个优缺点梳理后，采用 Tekla Structures 软件，建立一种特高压工程铁塔三维模型。

关键词：铁塔；三维数字化模型；建模方法1 输电铁塔三维数字化模型 根据模型所能附带的容量大小以及它的信息层次，可以将该模型区分成以下三个细节层次：单线简化模型、实体产品模型和实体制造模型。

1.1 单线简化模型 使用单线方式搭建而成的一种杆塔模型，其主体结构是由两个部分组合而成：杆件及杆件节点，另外囊括了一些设计信息，如杆件参数等。

1.2 实体模型 铁塔实体模型在单线模型的基础上做了改进，根据杆件截面信息，对模型中的每根单线设置了型材截面的属性，并将其进一步地转换成为各个单元的实体，之后再根据图纸所呈现的信息，从而确定了螺栓、火曲、芯线等装置的装配关系，这样就搭建除了一个具有截面特征的三维模型。

改进过后的三维模型，其信息量较之单线模型更大，同时在视觉上也更加地接近真实的铁塔，三维模型的各部件无论是从空间位置的角度看还是从结构特征而言都更加符合实际情况。

实体模型如图1所示。

图1 实体模型2 铁塔建模方法分析通过对各位专家学者的研究成果分析，我们可以总结得出，目前广泛采用的建模方法主要有以下两种：从零件到整体组装、从整体到零件组装。

2.1 由零件到整体组装的方式顾名思义，这种方式是先根据结构图生成一些零件，如角钢、节点板和螺栓等的参数化模型，可以根据图纸对这些构件的长度、截面特性等进行一定的调整和修改，之后，再根据结构图的布置规则组装构件。

2.2 由整体到零件组装的方式目前国内铁塔加工所采用的建模方法一般都是这种方式，即先根据铁塔架构图来搭建几何模型，然后在该模型中依次录入构件，从而使单线具备相应的构件属性，之后配置螺栓以及绘制节点板，再利用计算机图形技术，用三维图元将构件的几何信息表达出来，从而形成一个完整的三维模型。

2020年第07期67数字化三维模型的架空输电线路设计伍　翔娄底星源电力勘测设计有限责任公司，湖南 娄底 417000摘要：伴随科技水平的日益提升，三维技术有了重大突破，在架空输电线路中的运用范围也逐渐扩大。

由于输电线路日益复杂密集，通道资源日趋紧张，因此对输电线路进行高效合理的设计是输电线路设计中遇到的难题。

架空输电线路的数字化三维模型的构建，应用仿真方式完成输电线路有关施工活动。

文章通过对数字化三维模型的架空输电线路设计进行分析，对输电线路路径的开展进行优化，不断提高线路工程测量的准确性。

关键词：数字化；三维模型；架空输电线路中图分类号：TM75作者简介：伍翔（1991—），男，汉族，湖南新化人，硕士，助理工程师，主要从事输电线路设计工作。

0 引言国家电网当前阶段的发展目标是打造泛在电力物联网与具有较高现代化水平的智能电网。

输电线路的设计方案是电网建设的关键环节，而由于输电线路比较复杂密集，对输电线路进行三维数字化设计具有很重要的实际意义。

在三维数字设计中，架空输电线路设计过程中要使用的机械设备与施工建材的三维模型是三维数字设计的重要依据。

架空输电线路的跨度较大、单个模型数量多、种类较少，在进行三维模型设计时应结合这些特点，对相同几何特性的模型复用问题进行充分考虑。

同时，还应保障模型的精细度以及参数设计的合理性。

1 数字化三维设计数字化三维设计是现代化设计系统的重要功能与模块，当前已运用到诸多领域。

近年来，电网公司也在极力推动数字化三维设计技术在电力工程中的运用，以三维设计为核心，将数字化设计贯穿于电力工程的整个过程［1］。

1.1 数字化三维设计标准体系的建设数字化三维系统中对数据库建立、模型参数的输入、模型的深度管理、数据的一致性检查以及碰撞检查、成品制作等环节进行分析，制定可行的检查、审查及校审方式，制定设计标准及质量监督体系，对设计流程进行严格把控，促进三维数字化系统的建设及应用。

1.2 协同工作数字化三维设计系统与以往的二维设计系统的模式完全不同。

铁塔生产中的计算机辅助设计三维放样技术分析的研究报告研究报告：铁塔生产中的计算机辅助设计三维放样技术分析随着科学技术的不断发展，计算机技术在各个领域中都发挥着重要的作用。

在铁塔的生产过程中，三维放样技术已经被广泛应用，为生产过程的精确性和效率提供了保障。

本文将从三维放样技术的优缺点、应用情况及未来展望等方面进行分析。

一、三维放样技术的优缺点1. 优点三维放样技术可以实现高精度的产品设计和制造。

相比于传统的手工制造和二维设计方式，三维放样技术能够方便地对产品进行动态的设计、修改和优化。

其准确性和高效性得到了广泛的认可。

同时，三维放样技术可以在数字模型上进行工艺模拟，从而评估产品的可行性和各种制造方案的合理性。

这些优势使得三维放样技术被广泛应用于铁塔的制造中。

2. 缺点三维放样技术也有一些缺点。

首先，该技术需要大量的专业知识，受限于技术人员的素质和水平。

其次，三维放样技术需要昂贵的软硬件支持，投入成本较大。

另外，因为该技术需要进行复杂的设计和分析过程，因此需要采用一些特殊的方法和策略，对技术人员和机器设备的要求较高。

这些因素都限制了三维放样技术在实际应用中的普及程度。

二、三维放样技术在铁塔制造中的应用情况近年来，随着国内铁塔生产企业的发展和理念的更新，三维放样技术已经成为铁塔制造中不可或缺的组成部分。

三维放样技术使得产品设计更加合理、更加精确，从而降低了加工过程中的错误率和成本。

同时，三维放样技术也可以为产品的售后维修提供大量的数据和信息支持，提高了产品的使用寿命和稳定性。

此外，三维放样技术不仅可以应用于铁塔的单纯设计和制造，还能够在多方面进行拓展。

例如，该技术可以帮助铁塔企业进行产品性能预测和导向，控制产品的生产过程和质量，提高产品的服务效能和安全性，实现企业的产业升级和可持续发展。

因此，三维放样技术在铁塔行业中的应用前景广阔，值得企业们加强研究和开发。

三、三维放样技术的未来展望作为一项先进的数字制造技术，三维放样技术具有重大的发展潜力。

输电线路铁塔挂点数字化模型研究赵维策：浙江盛达铁塔有限公司，浙江省杭州市310000摘要：随着我国输电线行业的快速发展，输电铁塔在运行时除了受塔架自身重力与导地线重力、张力等静载外,主要承受动态荷载,且倒塔事故的主要诱发原因大都与动荷载相关,如风荷载、导线舞动、塔身振动以及断线产生的突发性不平衡张力等。

输电线路行业正在大力研究和推进三维数字化设计技术的应用。

输电线路三维设计是以模型和数据为核心要素，通过驱动模型来提取、编辑和存储设计信息，从而完成相关的设计业务工作。

在输电线路三维模型中，铁塔是最关键的部分。

其中铁塔挂点既是连接绝缘子串和铁塔结构的装置，也是反映挂点装配要求的重要区域，对于指导铁塔和金具正确组装具有重要的指导作用。

目前行业内通用的输电线路铁塔模型包括以*.tta格式文件数据结构为基础的铁塔计算模型和以*.mod格式文件数据结构为基础的铁塔三维模型。

但计算模型和三维模型均未对挂点进行详细的定义。

关键词：铁塔挂点；三维数字化模型；建模方法；研究引言为提升电力输送能力，电力建设不断升级，国家对电网投资的日益增加，建设了大量高电压等级、高输送容量、超远距离、高技术水平的输电工程。

作为电力网重要的组成部分，输电铁塔的安全关系到整个电力网的安全。

输电线路铁塔是一种重要的高耸结构，是大型生命线工程和电力输送的支柱，约占线路建设总投资的40%左右。

输电铁塔在加工、运输、组立安装、运行维护各个阶段都有可能造成结构损坏，受覆冰、台风等极端气象环境，杆件变形，施工质量等因素影响，输电铁塔结构构件承载力不足的情况屡有发生。

输电铁塔结构的失效破坏将导致供电系统的瘫痪，同时可能会诱发一系列例如交通停滞、人员伤亡等严重后果，不仅会造成巨大的经济损失，而且其安全问题还将直接影响到国家的生产建设以及人民的生活秩序，因此输电铁塔的安全可靠性一直受到工程设计及科研人员的广泛关注。

迄今为止，学者对铁塔构件加固补强的研究日益增多，例如对十字型螺栓连接件加固角钢的受力性能研究、T形组合角钢加固构件承载性能试验研究、焊接加固角钢构件的受力性能研究等。

输电线路虚拟三维场景建模方法研究与实现摘要：随着二维GIS系统在电力行业应用的不断深入，其在对空间位置及周边地形的描述上遇到了一定的局限性。

电力系统对输电线路三维展示的需求变得急迫，而为了在三维场景中快速生成符合实际线路台账的输电线路，形成三维电网结构，在此提出一种半自动的三维输电线路构建算法。

该算法包括了三维建模规则、坐标转换、线路生成等步骤，可以为当前三维场景中输电线路的架设提供技术参考，此算法模型可复用、开放性、自由度高，具有广泛的应用前景。

关键词：杆塔横杆；三维建模；坐标转换；线路弧垂；悬链线当前，地理信息系统（GIS）已经广泛应用于电力行业，在电网运行监测、电网建设规划等方面起到了积极作用，提高了电力公司的管理水平和工作效率。

但是当前应用主要以二维平面GIS为主，在空间表达能力和分析能力上具有一定的局限性。

输电线路距离长，通过地区的地理条件比较复杂，与众多电力线路和通信线路交叉跨越，并且通常会通过居民区、公园和其他特殊区域。

输电线路及其杆塔位置与地理空间位置密切相关，特别是在垂直方向上的层次信息尤为重要[1]，而二维GIS系统无法达到精细化管理的要求。

近年来，随着计算机软硬件技术的不断发展成熟，三维地理信息系统的研究已经成为当前一大热点。

而三维系统要应用于电力行业，首要解决的就是错综复杂的三维输电线路构建问题，而现有的技术无法满足对输电线路的三维展示需求。

本文提出了一种通用的三维输电线路构建算法，能对输电线路进行结构化设置和调整，且对输电线路的杆塔、导线、金具进行批量修改，目前此算法已在实际的工程中得到了实现。

1 约定为了能够更好地阐述输电线路构建算法，需要做出如下约定：约定1 为了确定杆塔模型和三维场景中世界坐标系之间的关系，对建立的杆塔模型的坐标系约定如下：建立的杆塔模型初始状态为南北走向（与纬度线夹角为90°），杆塔底部中心点为坐标原点。

x轴正方向为大号侧，x轴负方向为小号侧，杆塔的横杆为y轴，z轴在杆塔底部中心垂直向上[2]。