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CN115564899A - 一种双线夹地线串三维建模方法 - Google Patents

一种双线夹地线串三维建模方法 Download PDF

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程建平
傅本钊
陈行云
王先日
林健昊
李小刚
陈祥
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Economic and Technological Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种双线夹地线串三维建模方法，包括以下步骤：步骤S1、基于模型数据计算双线夹地线串中各部分的偏转允许值；步骤S2、基于设计条件计算双线夹地线串中各部分的偏转实际值；步骤S3、基于应用场景，构建出双线夹地线串模型；比较双线夹地线串中各部分的偏转允许值与偏转实际值，校验在该应用场景下偏转是否超限；步骤S4、基于偏转实际值，得到各元件空间姿态矩阵，形成双线夹地线串模型在应用场景中的表达；基于校验结果，对转动超限的部分作高亮警示，并标注出超限位置。该方法有利于提高建模的准确性，进而提高双线夹地线串的使用安全性。

Description

一种双线夹地线串三维建模方法
技术领域
本发明属于夹地线串三维建模技术领域，具体涉及一种双线夹地线串三维建模方法。
背景技术
架空输电线路的地线串用于将地线固定并悬挂在直线杆塔上，亦用于换位杆塔上支持地线，耐张、转角塔上固定、牵引地线，是输电线路中的重要金具串型，随着能源战略的西移，对新疆等西部地区能源资源的开发力度将进一步加大。由于西部地区大型能源基地距离中东部负荷中心距离超过2400公里，因此在西部地区能源中心建立大火电、水电基地，大容量、远距离将电能输送到负荷中心是解决该矛盾的较好途径。但长距离运输又将面临西部大风、沙尘暴天气的影响，在这种环境的影响下，地线串的磨损情况将加剧，最终导致因金具磨损破坏而引发事故，对输电线路的危害较大，所以在建模时就需要进行一些数据的检测，确保建设后的强度足够。双线夹地线串的地线金具在偏转时存在安全隐患，但是现有的建模软件无法在建模时对一些偏转数据进行计算，需要根据金具串三维建模功能提出新的需求并指导功能实现的方向，所以需要一种新的设计建模方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双线夹地线串三维建模方法，该方法有利于提高建模的准确性，进而提高双线夹地线串的使用安全性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双线夹地线串三维建模方法，包括以下步骤：
步骤S1、基于模型数据计算双线夹地线串中各部分的偏转允许值；
步骤S2、基于设计条件计算双线夹地线串中各部分的偏转实际值；
步骤S3、基于应用场景，构建出双线夹地线串模型；比较双线夹地线串中各部分的偏转允许值与偏转实际值，校验在该应用场景下偏转是否超限；
步骤S4、基于偏转实际值，得到各元件空间姿态矩阵，形成双线夹地线串模型在应用场景中的表达；基于校验结果，对转动超限的部分作高亮警示，并标注出超限位置。
进一步地，步骤S1中，基于模型数据得到双线夹地线串中各部分允许转角的范围，采用空间模型实体碰撞技术，计算出未被约束自由度的转动上限与下限，得到偏转允许值，作为各部分的基本属性存储起来，并在后续建立的模型中通过标注的方式表达出来。
进一步地，将双线夹地线串处理成三个部分，包括：
部分1：联塔金具至与三角联板连接元件部分；
部分2：三角联板部分；
部分3：三角联板至线夹部分；
每部分当作刚体处理，不考虑每部分内部元件间的相对移动。
进一步地，步骤S2中，计算偏转实际值时，计算三个关键连接点的角度值，包括：部分1与铅垂方向夹角、部分2相对部分1的转角以及部分3相对部分2的转角；从而得到偏转实际值。
进一步地，步骤S2中，基于设计条件，当部分3发生偏转时，三角联板与线夹连接的左右两部分的偏转一致，三角联板、PS挂板、线夹保持平行四边形。
进一步地，步骤S2中，在计算中，无论是基于现有模型数据软件系统的完全参数化建模，还是外部模型导入，最终组成金具串的各元件的尺寸参数、连接属性都在系统中被统一管理。
进一步地，步骤S3中，应用场景也包括在杆塔精细化设计全场景中，提供金具动态摆动校验功能，根据输入的杆塔实际使用条件模拟金具摆动，校验金具之间是否发生碰撞。
进一步地，步骤S4中，金具在组装时通过数字化金具组装功能模块组装金具或导入外部金具数据，程序即自动计算出转角允许值并通过三维模型标注的方式表达。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提高了一种双线夹地线串三维建模方法，该方法解决了地线金具在特定场景下偏转超限，存在安全隐患，给线路运维及巡检工作带来困难的难题，借助三维设计的优势，在线路设计阶段解决该问题，针对金具串三维建模功能提出了新的需求并指导功能实现的方向，建模效果更好。将该方法应用于双线夹地线串安全使用评价，可以提高双线夹地线串的使用安全性。
附图说明
图1为本发明实施例的方法实现流程流程图；
图2为本发明实施例中双线夹地线串偏转示意图；
图3为本发明实施例中模型部分划分示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1-3所示，本实施例提供了一种双线夹地线串三维建模方法，包括以下步骤：
步骤S1、基于模型数据计算双线夹地线串中各部分的偏转允许值。
步骤S2、基于设计条件计算双线夹地线串中各部分的偏转实际值。
步骤S3、基于应用场景，构建出双线夹地线串模型；比较双线夹地线串中各部分的偏转允许值与偏转实际值，校验在该应用场景下偏转是否超限，也可输出全线路地线金具转动校验报表。
步骤S4、基于偏转实际值，得到各元件空间姿态矩阵，形成双线夹地线串模型在应用场景中的表达；基于校验结果，对转动超限的部分作高亮警示，并标注出超限位置。
下面对各个步骤的实现作进一步说明。
S1：基于模型数据的偏转允许值计算
基于模型数据，得到双线夹地线串中各部分允许转角的范围，采用空间模型实体碰撞技术，计算出未被约束自由度的转动上限与下限，作为金具的基本属性存储起来，并在模型中通过标注的方式表达出来，得到偏转允许值，在进行电气设计时，通过常规排塔定位、架线设计操作即可，系统自动实时校验全场景内所有地线金具偏转碰撞，设计师切换工况时，系统会基于新工况重新校验。
S2：基于设计条件的偏转实际值计算
在本实施例中，将双线夹地线串处理成三个部分，包括：
部分1：联塔金具至与三角联板连接元件部分；
部分2：三角联板部分；
部分3：三角联板至线夹部分；
每部分当作刚体处理，不考虑每部分内部元件间的相对移动。
基于地线悬垂串偏转通常发生在连续上下山、覆冰不均匀等存在不平衡张力情况下，根据上述设计条件，结合图3中模型部分划分，有3个关键连接点的角度值需要被求出，分别是：部分1与铅垂方向夹角、部分2相对部分1的转角、部分3相对部分2的转角；从而得到偏转实际值。对“模型部分划分”进行计算时，当部分3发生偏转时，三角联板与线夹连接的左右两部分（图3中部分3的底部两侧）的偏转一致（发生的偏转是指部分3相对于部分2的转角），三角联板、PS挂板、线夹保持平行四边形。在计算中，无论是基于我司软件系统的完全参数化建模，还是外部模型导入，最终组成金具串的各元件的尺寸参数、连接属性都在系统中被统一管理，在上述计算基础上，元件相对连接点的6个自由度哪些是被约束的，哪些未被约束程序能自主处理；针对未被约束的自由度(平动基本被约束)。
S3：结合应用场景仿真与校验
根据不同应用场景如连续上下山、不均匀覆冰工况等，根据上述应用场景，纺真出金串具模型，按照上述方法计算偏转位移实际值并与模型中允许值比较，校验该应用场景下偏转是否超限，应用场景也包括在杆塔精细化设计全场景中，在上述场景中提供金具动态摆动校验功能，根据杆塔实际使用条件（输入条件）模拟金具摆动，校验金具之间是否发生碰撞，将金具串处理成三部分，依次为联塔金具至与三角联板连接元件、三角联板、三角联板至线夹部分，每部分当作刚体处理，不考虑每部分内部元件间相对移动。
S4：表达成果
基于上述实际值，得到各元件空间姿态矩阵，形成新的金具模型在场景中表达；基于上述校验结果，对转动超限的金具在场景中作高亮警示，同时标注出超限位置，也可输出全线路地线金具转动校验报表，金具在组装时通过数字化金具组装功能模块组装金具或导入外部金具数据，程序即自动计算出转角允许值并通过三维模型标注的方式表达。
本发明中，装置在使用时，为解决地线金具在特定场景下偏转超限，存在安全隐患，给线路运维及巡检工作带来困难的难题，借助三维设计的优势，在线路设计阶段解决该问题，针对金具串三维建模功能提出了新的需求并指导功能实现的方向，建模效果更好。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种双线夹地线串三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、基于模型数据计算双线夹地线串中各部分的偏转允许值；
步骤S2、基于设计条件计算双线夹地线串中各部分的偏转实际值；
步骤S3、基于应用场景，构建出双线夹地线串模型；比较双线夹地线串中各部分的偏转允许值与偏转实际值，校验在该应用场景下偏转是否超限；
步骤S4、基于偏转实际值，得到各元件空间姿态矩阵，形成双线夹地线串模型在应用场景中的表达；基于校验结果，对转动超限的部分作高亮警示，并标注出超限位置。
2.根据权利要求1所述的一种双线夹地线串三维建模方法，其特征在于，步骤S1中，基于模型数据得到双线夹地线串中各部分允许转角的范围，采用空间模型实体碰撞技术，计算出未被约束自由度的转动上限与下限，得到偏转允许值，作为各部分的基本属性存储起来，并在后续建立的模型中通过标注的方式表达出来。
3.根据权利要求1所述的一种双线夹地线串三维建模方法，其特征在于，将双线夹地线串处理成三个部分，包括：
部分1：联塔金具至与三角联板连接元件部分；
部分2：三角联板部分；
部分3：三角联板至线夹部分；
每部分当作刚体处理，不考虑每部分内部元件间的相对移动。
4.根据权利要求3所述的一种双线夹地线串三维建模方法，其特征在于，步骤S2中，计算偏转实际值时，计算三个关键连接点的角度值，包括：部分1与铅垂方向夹角、部分2相对部分1的转角以及部分3相对部分2的转角；从而得到偏转实际值。
5.根据权利要求3所述的一种双线夹地线串三维建模方法，其特征在于，步骤S2中，基于设计条件，当部分3发生偏转时，三角联板与线夹连接的左右两部分的偏转一致，三角联板、PS挂板、线夹保持平行四边形。
6.根据权利要求1所述的一种双线夹地线串三维建模方法，其特征在于，步骤S2中，在计算中，无论是完全参数化建模，还是外部模型导入，最终组成金具串的各元件的尺寸参数、连接属性都在系统中被统一管理。
7.根据权利要求1所述的一种双线夹地线串三维建模方法，其特征在于，步骤S3中，应用场景也包括在杆塔精细化设计全场景中，提供金具动态摆动校验功能，根据输入的杆塔实际使用条件模拟金具摆动，校验金具之间是否发生碰撞。
8.根据权利要求1所述的一种双线夹地线串三维建模方法，其特征在于，步骤S4中，金具在组装时通过数字化金具组装功能模块组装金具或导入外部金具数据，程序即自动计算出转角允许值并通过三维模型标注的方式表达。
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