架空输电线路三维建模方法现状及展望 鹿可可 .pdfVIP

架空输电线路三维建模方法现状及展望鹿可可

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。

架空输电线路状1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。

架空输电线路三维建模方法2研究现状

基2.1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。

基2.2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。

架空3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