电力设备三维快速建模与运用

针对内业各环节，需形成操作标准规范，内业处理可以多人同时进行，而且确保内业处理的质量和进度。同时采用先进的逆向工程软件，对点云数据进行自动化处理，加快内业处理速度。经过对流程的优化，例如，一个500KV的变电站，仅优化流程这一项，从数据采集到模型构建，较传统三维采集建模在时间上可提高一倍。

1电网三维标准模型库

电网三维标准模型库及扩充机制，对于可以套用模型库的设备，只要模型库模型与点云数据匹配，即可使用模型库模型，大大缩短内业后期处理的时间。对于不能套用模型库的设备，则通过专业图纸结合点云数据逆向建模对电网资源模型快速建模，并存入模型库。随着模型库模型的日渐充实，场景构建成本将越来越低，速度也会越来越快。模型库充实完善后，建模速度将会较传统建模方式提高80%。

电力设备三维快速采集根据现场情况定制综合采集方案，综合采取GPS测量、全站测量、机载lidar点云采集、车载lidar点云采集、定点lidar点云采集、结合航测影像和遥感影像数据，提高数据的采集效率和数据质量，节约数据采集成本。根据电力设备特点，站房及站内设备多采取定点lidar点云采集;输电线路由于涉及范围大，采用机载lidar点云采集可达到快速收集输电线路及线路走廊点云数据的目的;配电线路多位于道路两侧，周边具备车辆行驶条件，采用车载lidar点云采集，具有快速测定道路、随时上路施测且费用较低等优势。

2三维数据在电力应用探索

2.1基于三维数据区域分析

(1)避雷区域分析：分析选择点或线的向下正向辐射区域，可用作避雷区域分析：在三维场景中，使用鼠标选取站房内或线路走廊任意设备或地线，分析该点或直线向下正向辐射区域，并高亮显示;框选需避雷区域，分析出可以覆盖该区域的最佳避雷点集合。

(2)通道分析：针对线路走廊，分析在直升机可视范围内，同时在线路走廊安全区域外的直升机安全飞行区域;针对变电站，分析在安全甬道内人员和设备最佳观测位置。

2.2变电站机器人巡视高精准的三维电子地图，可以作为变电站巡检机器人基站系统后台运行分析、操作控制、可视化展现的窗口和承载体。其对机器人的运动、云台的转动进行可视化虚拟显示;以及对设备运行检测结果和三维图形结合，实现设备运行状态以三维图形变化显示的动态效果;作为前端显示窗口，实现与后台控制指令的交互，包括接受机器人运动的位置信息、时间以及机器人云台在上下左右方向旋转的角度等信息和用户一系列选择操作。

2.3变电站模拟仿真

2.3.1故障模拟对变电站常见故障设置故障点，涉及一次故障二次故障。如：可对变压器油枕油高进行设置，且超过界限系统会预警;可实现在同一场景下，对多个故障分别进行定时设置。

2.3.2培训现场模拟提供教员对设置的故障场景，进行暂停、播放、重放、停止操作;在二次设备上进行模拟开合操作，可以自动模拟对一次设备的影响;可以在逻辑图上进行模拟开合，联动影响三维场景;对变压器等关键设备内部结构的三维展示。

2.4机载Lidar输电线路的巡视利用机载激光雷达系统获取输电走廊高精度点云，可以反映现场走廊内的建筑物、植被、地面等地物与线路间的距离，以及交叉跨越线路间的距离，并在三维平台中通过对各项安全界值参数进行比较，在三维场景中对不符合架空线路运行规程的危险点进行展示并预警。在巡视飞机上加装红外成像仪，利用电力设施在运输和承载电能过程中，借助线路故障导致设备局部过热的特性，通过红外成像仪对热量来源进行探测，从而实现对电力设施的探测。

2.5线路实景及趋势测量利用三维平台距离、面积测量功能，实现对任意地物点进行量测。测量导线、植被、倒落树木、交叉跨越、建筑物、地物点间的距离，以及对线路任意点进行量测，测量断面、各分裂导线、间隔棒等距离;还可以实现在进行弧垂、覆冰、风偏、导线增容、树高等模拟基础上的，对任意地物点和线路任意点间的量测。

2.6输电线路安全性评估在三维场景下，通过对导线弧垂及风偏状态模拟、输电线路增容模拟、地质灾害地形模拟、输电走廊内树木生长模拟等数学模型，模拟线路各工作力学状态下的导线弧垂状态和周边地物间的最小距离，判断安全距离是否超限，分析结果计入安全评估报告，并在三维场景当中标出存在安全隐患的区域。

作者：赵莹 贺珊颖 黄文越    单位：国网电力科学研究院天津市普迅电力信息技术有限公司