（广西送变电建设有限责任公司 广西南宁 530031）
摘要：近几年，随着我国各行各业的快速发展，社会经济已经进入了发展的高峰期，电力行业也在不断向前推进。在电力行业中，架空输电线路在电力系统中起着重要的作用。如何快速获取输电线路走廊的地形、输电线路走向、塔架、植被等的三维数据，是输电线路能够快速高效运维的关键，同时也可作为线路竣工验收、设计和测量的重要辅助手段，值得推广应用。
关键词:架空输电线路；三维建模；现状；展望
引言
近几年，随着我国社会的不断进步，各地电网的建设也发展得越来越迅猛。由于电压的等级越来越高，网架的结构越来越复杂，这也就要求高压架空线路在设计时质量要达到一定的标准，尽可能的做到合理施工、减小工程成本，保证工程质量。同时三维建模方法的应用，也作为一种高科技手段管控电网设备，保障电网设备安全，因此以三维视觉效果为核心的技术将大力应用于电力领域，架空输电线路三维模型的建立势在必行。
1架空输电线路状态运行与维护的技术原理
电力运行系统的正常运转离不开对输电线路的日常维修与检查，因此供电公司为保证居民的用电安全应定期组织对架空输电线路的检修，及时排除安全隐患，将事故发生的可能性减到最低。线路的检修是以状态巡视与相关的技术处理为主要的依据，实现对供电线路的及时管理监督。架空输电线路状态运行管理是通过定期的状态巡视对系统的健康状态进行风险控制的一种管理方法，对电路的运行情况进行有效的风险评价并根据其评价结果对输电线路进行检修的一种运维模式。相较于传统的电路检查，状态巡视对电路运行情况的评估更加精确、合理，同时，对于系统中的安全隐患的排查力度具有较强的优势。状态运维的主要检修方式包括运用扫面、检查、观察等，对系统运行的状态进行常规数据收集，然后对数据进行相应的技术处理，提高系统维护的效率，实现了现代化技术的高效利用，实现了对输电线路整体运行状态的风险控制。在巡视的过程中一旦发现线路异常的情况要进行及时的反馈，保证线路的运行健康。
2架空输电线路三维建模方法研究现状
2.1基于二维图纸的架空输电线路三维建模方法
利用现有输电线路设计、施工、竣工阶段二维、符号化的成品图快速转换为架空输电线路三维模型是目前电网三维信息化较为常见的技术手段。其特征是在二维CAD等平台中设计完成后，利用三维建模软件或者参数驱动程序构建三维电网设备及其场景。由于输电线路存在大量可复用的单元。例如金具、金具串、塔型、基础、电力线等。因此，一般采用“先搭建静态元件库，再构建动态输电线路”的基本思路。作业流程如下:1)收集资料:包含线路金具图(含参数表)、线路路径图、线路塔位坐标、金具拼接图、铁塔塔形装配图纸、铁塔加工图(含参数表)、电力线参数、线路其他相关材料等。2)搭建元件库:根据收资情况，对输电线路金具、金具串、塔形、杆塔基础及电力线元件库进行三维参数化建模和属性信息的配置，搭建相应的元件库。3)铁塔拼接:利用线路计算说明书，调用铁塔拼接程序，自动完成铁塔各模块的拼接。由于较早的工程一般没有线路计算说明书，需利用AutoCad、3dmax等专业绘图软件，按照一定比例采用圆柱体、圆锥体、圆环、立方体等人工构建架空输电线路的三维模型。
2.2基于激光雷达的架空输电线路三维建模方法
激光雷达扫描技术是一种“实景再现”技术，是激光测距系统向探测目标主动发射高频率的激光脉冲，直接获取地物表面的距离、坡度、粗糙度和反射率等信息，经过处理生成高密度的三维空间坐标，即点云，还可从不同视角对这些点云进行三维显示、量测，计算点云所表达目标的表面积、体积等。按照搭载平台划分，可分为机载激光雷达、地面激光雷达及手持激光雷达。该技术具有不接触被量测目标、扫描速度快、点位和精度分布均匀、获得数据真实全面等特点，为空间三维信息的获取提供了一种全新的技术手段。其中激光雷达技术在三维重建上的建模作业流程如下:1)数据获取:获取被测物体的点云数据及影像信息。2)数据预处理:不同测站点云数据拼接，去噪、重采样等处理。3)三维建模:利用PointCloud、Cyclone等软件采用参数化建模方法调用几何对象的创建命令在点云上拟合成型，快速构建三维线框模型和实体。4)纹理映射:纹理信息映射到模型上，形成模型的真实纹理。
3架空输电线路三维建模方法特点分析与讨论
通过理论分析与大量的工程实践表明，数字电网建设过程中相继提出的3种建模方法，各有特点，如表1所示。综上所述，由于数据来源的不同，基于二维图纸建模法又可以细分为利用设计图纸和利用施竣工图两种建模方法。其中利用设计图纸建模法由于需要利用计算说明书，所以仅适用于新建的线路，同时因为模型精细度非常高，产生的数据量也较大，批量数据在GIS平台中运行较卡;利用施竣工图法建模适用于早期修建的线路，但是由于早期的线路图纸很难获取，而且图纸质量参差不齐，对于比例不对的图纸很难进行建模，同样也存在模型数据量较大，在GIS平台中运行较卡的现象。基于激光雷达的建模法作业强度大、采集成本高，后续数据处理工作量大，仅适用于小面积、精度要求较高的平原地区线路及变电站三维建模。基于航测的建模法虽然模型表现不够精细，但是已经可以满足运维管理的需求，而且可获取时效性高、精度高、可视化程度高的线路走廊通道三维数据，并可以据此模型模拟在不同工况下(如大风、覆冰、高温)的线路运行状态，自动分析线路走廊内导线与植被、建筑物、交叉跨越等净空距离。但是线路本体建模工作受作业人员经验影响较大，需要制定相应的作业标准。
4智能电网对架空输电线路建模的需求与分析
近几年，随着我国社会的不断进步，各地的电网的建设也发展得越来越迅猛。由于电压的等级越来越高，网架的结构越来越复杂，这也就要求高压架空线路设计的质量达到一定的标准。（1）通过三维环境，可以将故障点附近的路况信息，实时地理位置，设备台账信息等直观，立体的展现出来。同时可以进行设备，应急点等的定位，对于分析更为有效的调配策略，更为合理的路径选择起到至关重要的作用。（2）通过在电力系统中运用三维技术真实再现电网设备所处的环境信息等场景，进行直观的观察和分析，从而进行输电走廊，变电站选址等电网规划设计。可见，电网设备三维模型真实地为规划、设计、应急、运维等管理部门提供输电线路的地理位置信息、模型设备信息和其它各种专业属性信息，实现资源的运营、维护与管理的信息化、系统化，不仅降低管理成本、提高工作效率，而且为宏观决策提供依据，对于电网的运营管理和辅助决策有着重要的意义。
结语
为保证架空输电线路的运行状态健康有序与线路的有效维修，相关单位应针对当前供电系统线路运行的主要问题，进行具体的管理。加强对供电线路基础数据的电子化管理，促进电网基础设施的有效建设。
参考文献
[1]孙利聪，李志英.关于架空输电线路智能可视化系统的应用研究[J].2014（9）.
[2]贺海.青海电网架空输电线路运行工况分析及防御能力提升[D].2014.
[3]刘宏，王天正，牛彪，等.山西电网架空输电线路防雷水平分析及防治措施研究[J].电力学报，2016（4）.
[4]路永玲，刘洋，高嵩，等.江苏电网2005至2013年架空输电线路雷击跳闸分析及防护[J].电瓷避雷器，2015（1）.
论文作者:鹿可可
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/23
标签：线路论文; 建模论文; 电网论文; 数据论文; 模型论文; 技术论文; 激光论文; 《电力设备》2017年第26期论文;