摘要：电缆敷设作为电气设计的重要组成部分，在设计过程中占用非常大的人力和时间，设计的优化和成本控制方面有很大的提升空间。本文研究的三维电缆敷设软件可以极大程度地提高电缆敷设设计的精度和深度，提高效率，进而提升电气设计的质量。
关键词：电缆敷设；三维设计技术；软件
电缆敷设设计主要依靠二维或假三维设计手段，应用博超等设计软件，根据电缆桥架、竖井、电缆沟、用电设备、电气盘柜的位置进行埋管出图、电缆敷设以及材料统计。应用博超软件进行二维电缆敷设时，由于图纸空间有限，设备位置不精确，在计算电缆和埋管长度上存在误差，同时该软件虽可理论上实现电缆分层敷设，以及通道填充率检查等功能，但不能实现电缆在通道中的单层敷设，也查询不到任意通道内电缆的分布情况，更不能保证电缆敷设过程电缆之间的间隔问题。
1、三维数字化技术介绍
1.1、三维数字化技术
随着计算机技术的不断发展，利用图形影像、计算机网络、数据库、大数据分析、深度学习等信息化和数字化的技术。.
1.2、工程数字化建设
在工程实施的各阶段，以信息模型为载体，以数据为核心，在统一架构下，围绕工作流、物资流、资金流搭建平台，达到项目资源信息共享，实现设计、采购、施工、资产管理等上下游之间的纵向集成，以及工程设计各专业、采购各项、施工各工序的横向集成。实现一体化和量化管理。
1.3、三维数字化设计
三维数字化设计是工程数字化建设的组成部分。三维数字化设计是一种基于网络技术、数据库技术、信息图形影像技术等计算机手段，实现设计人员高效协同，精确设计的目标，完成变电站三维可视化设计和信息一体化。三维设计不同于传统设计的一个重要之处在于，传统设计中的大量信息固化在图纸和说明之上，形成大量的离散数据，在不同设计阶段、不同建设阶段中信息只能由人为进行辨识和再分析，基础数据量大，冗余度高，缺乏数据信息完整性和延续性。三维设计可以通过信息模型来处理结构化数据，将工程中的大量数据统一管理起来，理论上可以实现设计全过程（初步、施工图、竣工图阶段）以及项目建设各阶段（制造、设计、施工、运维）中的数据共享和利用。数字化三维设计手段相比传统二维CAD设计有一些明显的特点。
（1）可视化程度高，更加精确和直观。业主能更清晰地明白设计意图，减少项目前期沟通中的分歧和误解。
（2）精细化设计，质量提高。各专业在同一模型空间中开展设计，专业间协同的紧密度大幅提高，有效避免传统设计中多专业交叉碰撞问题，另外三维设计不同于二维图纸的视图表达，建立符合实际的三维模型，设计范围和深度都大幅增加。
（3）提升设计产品的附加值。由过去只为指导施工转变为项目全生命周期应用，包括综合展示、分析计算、采购、合同分包、进度管理、施工仿真、数字化移交等。
（4）由图纸为核心转变为以数据为核心；将以往图纸文字里信息由人为辨识转变为信息模型里结构化数据由计算机识别；将离散的电子化信息转变为了可以统计分析的数据信息；将个人经验教训转化为企业知识积累。为大数据分析、人工智能、设计施工一体化等众多领域创造基础数据。
2、电缆敷设应用的意义
电缆敷设作为一种崭新的设计手段，它的推广和应用对整个设计带来了新的思想和启示，同时也是我们数字化电厂设计不可缺少的重要组成部分。
2.1、设计理念的转变
与过去各专业间相对独立的设计流程不同。在PDMS三维环境下，各专业设计均处于同一个设计平台。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆各专业设计人员每将本专业设计成果向前堆进一步，都将在三维环境中与其他专业产生校验。电缆敷设后，如果工艺专业的设备布置发生变动，软件也会事先发出提醒并帮助设计人员及时的对设计成品进行修改。即使在蓝图已出版的情况下，也能让设计人员先于现场的施工进度发现问题，并通过现场服务人员发出修改通知，最大限度地减少现场的损失，达到很好的经济效益。
2.2、制图习惯的转变
与当初从画图板过渡到CAD平面设计一样，PDMS电缆敷设软件的应用，同样需要设计人员从平面设计理念中走出来，去适应三维的设计思路。对于电缆敷设而言，具体化了的“z轴”，使电缆在其敷设路径上的每一个环节都能在三维环境中由软件捕捉并精确测量，消除了原本需要依靠设计人员的经验进行估算的部分，使电缆长度的测量更准确，说更接近实际值。
2.3、效益方式的转变
三维电缆敷设大幅度的减少了在二维图样设计中，需要设计人员做的简单重复劳动。区域设置、节点编号、敷设路径、数据填写等工作均由软件自动完成，原来需要设计人员用一到两个工作日完成的工作，现在只需鼠标轻轻一点，节约60%以上人力。除工作效率的提高外，也将设计人员从烦琐的事务中解放出来，使其将更多的精力投入到科学合理的设计中来，使成品的深度和精度得到了进一步的提升。以主厂房区域为例，用三维软件敷设所得结果与用传统敷设方式计算的结果相比，电缆的总量减少了约8%。由于在三维模型中已完成了与各专业的配合，在一定程度上，避免了现场增补电缆，同时也提高了施工图对现场施工的指导作用。这种从原有的粗放型效益模式到精细化效益模式的转变，无论业主还是设计院都从其中获得了较好的经济效益。
3、变电站三维数字化技术的展望
CAD在作为传统的绘图工具，在设计行业上有着广泛的应用。但是正因为其通用性决定了CAD只能作为单纯的绘图工具，而不是专业性很强的设计工具。对于电气行业的电缆敷设设计，CAD只能表达桥架的路径和走向，电缆敷设通过电缆清册以excel表格的方式来表达，材料统计靠人工计算，敷设路径也无法得到优化。以人工按照经验来规划的电缆路径，在电缆数量特别多，桥架走向错综复杂的时候，难以做到容积填充率的良好控制，电缆之间相互干扰控制不容易管理。
数字中心根据电气设计人员的需求在REVIT平台上自主开发的三维电缆敷设软件。设计人员在REIVT平台上进行带三维属性的电缆桥架及电缆沟的设计，导入其他专业带电设备的模型，通过三维电缆敷设软件给这些设备赋予与电缆埋管以及电缆桥架的逻辑连接性以形成完整的电气通道。
随着数字化技术在建设各个阶段的普及应用，数字化的设计成果将被物资、施工、运检部门所充分利用，减少建设过程中的信息孤岛，提升资源整合能力，提升项目整体建设效益。随着工程不断增加，工程数据将最终积累成一个庞大的数据池，随着神经网络、大数据分析、深度学习和人工智能等技术的应用，知识库、分析系统、决策系统等大数据时代的新星将逐渐发力，帮助企业领导者决策战略；帮助中层干部更快地了解资源配置、项目实时进度、方案策划部署；帮助基层人员更快更准确地学习知识、辅助设计、费用控制等。
4、结论
三维电缆敷设中电缆间隔的控制，不仅实现了以往二维电缆敷设设计中电缆间隔无法控制的问题，同时也实现了电力电缆在通道中的单层敷设，并能提供整个敷设区域的缆流分布情况和各个制定断面的电缆信息，令电厂的电缆布置更加合理，提高了设计水平和效率。电缆间隔敷设是提高电缆载流量最经济有效的措施，虽占用空间相对较多，但电缆载流量的提高可节约电缆用量，节省工程投资，降低火灾隐患。通过该国外工程的电缆间隔敷设的实际应用，证实了三维电缆敷设电缆间隔控制的可行性，实现了精细化设计，使电缆布置更科学规范。
参考文献：
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论文作者:王永潭,王振羽,宋明钰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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