中铁西安勘察设计研究院有限责任公司 通号电化设计处 西安 710054
摘要：阐述铁路10kV电力自闭贯通线路、10kV配电所电源线路施工设计阶段设计制图过程，将整个设计制图过程归纳总结、划分步骤，结合Visuallisp语言逐步编程处理，提高设计人员设计效率，降低工作劳动强度。
关键词：铁路；电力线路；设计制图；Visuallisp；编程
1 引言
LISP（lisp processing language）是一种计算机的表处理语言，是在人工智能领域广泛应用的一种程序设计语言。 Autolisp语言是嵌套于autocad内部，将lisp语言和autocad有机结合的产物。使用Autolisp可以直接调用几乎全部autocad命令。Visual lisp是为加速autolisp程序开发而设计的软件工具。
在铁路电力线路设计中，10kV自闭、贯通线路以及铁路10kV配电所电源线路设计动辄数十上百公里，利用传统的Autocad绘图工具、输入命令设计制图费时耗力，且速度、效率已经逐渐不能满足现今越来越紧的设计工期要求，因此，借助于Autocad辅助开发工具Visual lisp提高电力专业设计效率、文件质量很有必要。
2 铁路电力线路设计的特点
35kV及以上高压送电线路施工图设计一般包括：施工图说明、线路平断面图、机电施工图、杆塔施工图、基础施工图、大跨越设计施工图及预算书等主要部分。对于铁路10kV电力线路，由于建设周期短，电压等级低，杆塔档距小，线路受力分析较为简单，因此在设计过程中多参考国家或行业标准图集，以比例为1/2000或1/1000的地形图作为基础开展选线、定位等施工图设计，对于特殊路径或复杂地质区段进行实地勘察，按实际地形情况进一步修正图上线路走径。其施工图文件构成主要包括：施工图说明、线路平（断）面图、安装曲线图、线路换位图及预算书等部分。
3 结合案例剖析：
3.1工程名称：西安铁路局新建北环线10kV自闭线路改造工程
3.2工程概况
图2 文件组成及耗时分析
铁路10kV电力线路施工设计文件主要由施工设计说明、导线安装曲线图、线路换位图以及电力线路平面设计图等组成。其中电力线路平面设计部分技术人员工作量最大，耗时也最多，占比约80%，因此，电力线路平面设计图的绘制效率直接影响整个工程施工文件的完成。
3.4施工设计步骤分析、编程处理
根据以往同类工程设计经验，对电力线路平面图绘制过程进行步骤分解，依次分别为：定线、排杆、杆号编排、标注档距、标注线路转角角度、绘制拉线及接地。如下图所示：
图3 施工设计步骤
1、定线即通过调查电力线路通道地形地貌划分、确定合适的线路直线段，依据为1：2000的测量地形图或航测等高线地形图。该步骤较为简单，编程处理意义不大。
2、排杆即通过研究各单元直线段电力线路所处地形，与电力线路相交叉的跨越物属性、高度等来确定杆塔位置。大致分为两种情形：其一为地势平坦，障碍物稀少的情况，杆塔的选址定位一般以基本档距等间距排列，在设计绘制过程中多以复制拷贝前一基杆塔符号以固定间距顺线路依次放置。其二为沟壑等复杂地形，杆塔的选址定位为非等间距排列，在设计绘制过程中多以复制拷贝前一基杆塔符号以非固定距离顺线路依次放置。本步骤在设计绘图过程中操作多有重复，且绘制较慢。
利用lisp语言编写程序进行排杆，程序如下：
(defun c:pg()
(setq point1(getpoint "\n请选择直线段起点：")
point2(getpoint "\n请选择直线段上除起点外任意一点：")
zxj(angle point1 point2 )
)
(command "lweight" 0.6)
(command "circle" point1 "2")
(setq dj (getreal "请输入档距：")
nt (polar point1 zxj dj)
)
(command "circle" nt "2")
(initget 1 "Y N")
(setq x (getkword "是否逐个输入档距[是(Y)/否(N)]： "))
(cond
((= x "Y")
(while (/= dj 0)
( setq dj (getreal "请输入档距：")
point1 nt
nt (polar point1 zxj dj)
)
(command "circle" nt "2")
))
((/= x "Y")
(setq n 0
gs (getreal "请输入杆数：")
)
(while (/= n gs)
(setq
point1 nt
nt (polar point1 zxj dj)
n (+ n 1)
)
(command "circle" nt "2")
))
)
通过Autocad软件加载该程序并在命令行运行pg（排杆）命令，即可实现沿电力线路等距批量排杆或不等距逐基排杆，彻底解决了逐基复制排杆繁琐重复的问题。
3、杆号编排
由于10kV电力贯通线路、自闭线路设计动辄数十上百公里，立杆榙数量多以百、千计。传统以单行文字逐基写入杆号或逐基复制前一基杆号数字加以修改来标注杆号的方法效率较低且易出错，一旦整条线路杆号标注完成后，若其中一基杆塔号码有误将导致其后所有杆塔号码的重新编排、修改。
利用lisp语言编写程序进行杆号编排，程序如下：
(defun c:gh ()
(setq qd (getpoint "\n请选择杆位: ")
n (getint "\n 请输入起点杆号::")
n1 (strcat (itoa n) "号杆")
)
(command "text" "S" "新罗马" qd 0 n1)
(while (= 1 1)
(setq n (+ n 1)
)
(if(setq pt (getpoint "\n请选择杆位<退出>: "))
(setq m (strcat "0" (itoa n))
)
)
(command "text" "S" "新罗马" pt 0 m )
)
通过Autocad软件加载该程序并在命令行运行gh（杆号）命令，在命令行根据提示输入确定起点杆位、起点杆号，之后所有杆塔号码只需在各杆塔周围所需位置单击鼠标即可完成相应杆号的自动编排。借助程序编排杆号既可极大提高电力线路杆号编排效率，又能确保杆号输入的准确性。
4、标注档距
铁路电力线路档距的标注样式为数字加下划线，在10kV电力线路平面图绘制过程中，档距的标注数量略少于杆号数量。传统的档距标注方法大致有两种：其一，先运行命令dist测量出杆A与杆B间的距离“L”，然后运行单行文字命令并输入“%%U‘L’”，完成后将标注档距文字移至杆A、杆B中间适当位置；其二，运行命令dist测量出杆B与杆C间的距离“L”，并在第一种方法的基础上复制既有档距文字至相邻档并修改，传统每一档档距标注平均耗时大约25s以上。
利用lisp语言编写程序进行档距标注，程序如下：
(defun c:dj ()
(princ "\n 欢迎你～程序执行命令 DJ "
)
(command "osnap" "center" )
(command "lweight" 0.25)
(setq qd (getpoint "\n请选择杆位起点: ")
qdx(car qd)
qdy(cadr qd)
)
(while(= 1 1)
(command "osnap" "center" )
(setq nd (getpoint "\n请选择下一点: ")
ndx (car nd)
ndy (cadr nd)
)
(if(= qdx ndx) (command "osnap" "endpoint,nearest,center" "" (exit)))
(setq dx (* (- ndx qdx) (- ndx qdx))
dy (* (- ndy qdy) (- ndy qdy))
d (sqrt (+ dx dy))
)
(setq wzjd1(atan (/ (- ndy qdy) (- ndx qdx)))
wzjd (* 180 (/ wzjd1 pi))
)
(setq wzx1 (/ (- ndx qdx) 2)
wzy1 (/ (- ndy qdy) 2)
zdx (- ndx wzx1)
zdy (- ndy wzy1)
)
(setq wzdx1(sin wzjd1)
wzdy1 (cos wzjd1)
wzdx (* wzdx1 10)
wzdy (* wzdy1 10)
wzxx (+ zdx wzdx)
wzyy (+ zdy wzdy)
wwww (list wzxx wzyy)
)
(command "style" "新罗马" "Times New roman" "4" "0.7" "0" "N" "N" "N")
(command "text" "j" "bc" wwww wzjd (strcat "%%U" (RTOS d 2 1)))
(setq qdx ndx
qdy ndy
)
)
(command "osnap" "endpoint，nearest" )
)
通过Autocad软件加载该程序并在命令行运行dj（档距）命令，autocad软件将自动捕捉电力线路杆位，只需从起点杆位逐基单击选择杆位直至最后一基，各档档距将自动输出至所要求的档距中央，不仅档距标注操作极为简单，而且用时大为减少，图面整齐，平均每档档距标注平均用时仅1s左右，仅档距标注一个环节经编程处理后，平面图绘制效率即可提高数倍。
5、标注线路转角角度、绘制拉线
在传统的绘图过程中，线路转角角度标注与拉线绘制为两个独立步骤，依次而行。即先通过输入dimangular命令，标注出电力线路转角角度，然后根据转角角度大小确定该转角杆杆型、拉线数量，进而绘制拉线。具体原则如下：假定线路转角为α
当 α≤15°，选用ZJ1，绘制分角拉线1条；
15°＜α＜25°，选用ZJ2，绘制分角拉线1条；
25°＜α＜45°选用NJ1，绘制终端拉线2条，分角拉线1条；
45°＜α选用NJ2，绘制终端拉线2条。
传统的绘制拉线方式需确定转角分角角度，并通过旋转拉线符号直至分角及线路反向位置，过程繁琐且费时。
利用lisp语言编写程序可将转角标注及拉线绘制合二为一，简化操作，只需通过Autocad软件加载该程序并在命令行运行lx（拉线）命令，点选转角杆两侧直线段上任意4点即可实现转角角度标注及拉线自动确定数量及绘制。
该程序代码字符繁多鉴于篇幅原因，此处省略。
6、接地
电力线路接地绘制数量较少，且绘图操作较简单，编程处理意义不大。
4 结束语
整个10kV电力线路平面设计过程除定线、接地外均实现visuallisp语言编程处理，设计效率及文件质量可以得到很大提高。借助visuallisp语言在autocad中的应用，将繁琐重复的操作交由计算机完成，电力线路设计者可以将主要时间与精力放在方案优化上，而非长时间伏案绘图中。这些小程序与天正等软件插件相比只是皮毛，然而却能使我们传统相对较慢绘图习惯得到改变，做到量体裁衣，提高设计速度，缩短设计周期。
参考文献
［1］张殿生.电力工程高压送电线路设计手册［M］.北京：中国电力出版社，2003
［2］周乐来,马婧.AutoCAD2008Visual LISP二次开发入门到精通［M］.北京：机械工业出版社，2008
［3］邵天晓.架空送电线路的电线力学计算（第二版）［M］. 北京：中国电力出版社，2003
［4］任元会,卞凯生,姚家祎.工业与民用配电设计手册（第三版）［M］. 北京：中国电力出版社，2003
论文作者:王震鹏
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第7期
论文发表时间:2017/9/6
标签：线路论文; 杆塔论文; 电力线路论文; 转角论文; 施工图论文; 程序论文; 命令论文; 《电力设备管理》2017年第7期论文;