探究基于三維數字化技術的高壓架空輸電線路施工方法

[關鍵詞]三維數字化；高壓架空；輸電線路施工；施工方法

引言

高壓架空輸電線路被廣泛用于電力系統，具有輸送電壓等級高、線路損耗低等優勢，能夠高質量完成電力安全輸送目標。但結合實際情況而言，高壓架空輸電線路在施工推進環節易受大跨度施工距離的影響，容易導致建設任務頻頻受阻，甚至引發諸多問題，包括增加壓接管最大彎曲量、彎曲度與設計不達標等。為突破施工規范性不足的問題，持續提高施工精度，以三維數字化技術為依托，完善施工操作邏輯尤為重要。

一、高壓架空輸電線路施工難點

作為電網工程建設重要一環，架空輸電線路施工在維持電力系統運行穩定度方面有著舉足輕重的地位。然而，施工實況極易受主客觀因素的影響，從而使得整體的工程項目施工規范性出現波動。在此時，三維數字化技術的使用優勢就愈發明顯。基于價值分析視角，高壓架空輸電線路可高質量支撐長距離電力傳輸需要，并持續提高電網輸電穩定度。結合施工實踐經驗來看，主要存在的施工難題有以下幾點。

（一）客觀環境因素（地形、氣候）適應難

我國地域面積廣闊，山地、平原等地形都有涉及，不同地形對施工工法及施工策略的選擇也有著不同的標準。如若起重機等施工特種設備與現實地形條件不符，勢必會加大整體的安裝精度與現實存在偏差的風險，進而制約最終的作業成品質量。氣候等客觀條件也會對施工推進進度以及施工實踐安全造成影響。如果在施工期間遭遇暴雨、強風等惡劣天氣時，施工人員并未嚴格依據氣候特征實現作業工法調整，勢必也會在一定程度上加大整體施工活動的不安全性。

（二）主觀施工因素控制難

一方面，主要表現為桿塔安裝精度控制難。作為保障整體結構穩定性的重要“依托”，施工人員在落實桿塔設計期間，要著重對施工作業區域的氣候條件因素，如風速、地震頻率等進行考量，從而具象化實現高度及橫梁設計，嚴防設計不當加大風力或其他外力作用的負面影響，出現不可逆的桿塔移位或傾倒等問題。另一方面，主要表現為導地線張力控制困難。導地線過度張力或過度松弛，都會增加結構失穩或者功率損失等不良問題出現的可能。在具體實現導地線張力控制期間，為實現更高控制效率，需擇優對張力測量設備進行選取，以成熟且精密度較高的張力計為依托，快速得出動態化張力數據結論，為后續更有效地實現內容操作調整提供堅實的數據支撐。

二、三維數字化技術在高壓架空輸電線路施工中的應用路徑

在電網規模日益擴大、電壓等級持續提高的今天，高壓架空輸電線路施工質量要求愈發嚴苛，傳統設計、施工技術無法高質量對接現有施工訴求，如何更好地規避施工操作損失已然成為行業關注重點。三維數字化技術的出現使問題迎來破冰點，具體而言，通過立體化分析可以幫助施工人員快速了解架空輸電線路全貌，并通過各類施工數據、施工信息的統籌整合，高質量解決傳統施工方法存在的各項問題，真正達到需要的施工精度和施工效率，進而切實提高目標。

基于全生命周期施工推進視角，將三維數字化技術有效應用在高壓架空輸電線路施工中，可助力具象化基礎模型順利建立，并幫助施工作業人員更為立體地對輸電線路弦垂進行調整。通過選擇合適的張力場，可以完成指定式張力放線，更好地進行輸電線路緊線、畫印施工。具體的技術應用邏輯如下。

（一）基礎模型構建

施工環節，架空線路常采用如ACSR鋼芯鋁絞線等加強型性能導線。對地線而言，則常采用鍍鋁鋼絲。但無論是哪種施工導地線，其橫截面都由多個圓形組成，復雜性較高。如后續施工導地線接入過多，會使施工待處理量增加。在三維數字化技術的介入下，施工人員可順利在三維場景之中建立具象化線纜模型。在此時，作業人員不需要額外對于線纜剖面構造進行考量，僅通過觀察直觀線纜外徑，便可總結出線纜端點以及線垂。圖1為導地線橫截面具象化模型結構示例簡圖。

圖1模型順利生成后，便可充分借助懸鏈線公式，實現具象化計算，為后續更有效地排除外部因素提供便利，達到快速獲取導線幾何特征的目標。具體公式如下：

y=a cosh（x/a）

式中，x，y主要表示模型之中某一特定結構節點，在三維立體空間之中的橫坐標以及縱坐標數值；a參數則表示構造曲線頂點至橫軸之間的中心距離；雙曲余弦函數統一用cosh來表示。其余如絕緣子串、桿塔等核心基礎結構模型設計，也可依據以上邏輯實現具象化特征分析。

（二）弧垂調整、施工區段張力場選擇

完成基礎模型構建后，便可有序推進施工作業落實。如在推進緊線段調整期間，為保障應力狀態調整與現實需求適配，達到最大程度激發三維數字化技術應用優勢目標，需對弧垂觀測點布置位置進行科學設計，確保其能夠更好地擔負起俯瞰全圖的重任。同時，在具體推進緊線施工期間，還要及時對緊線延長段進行測量，并時刻對電纜垂弧是否處于可允許區間進行測量，通過細節化控制實現有機補償目標，確保最終所呈現的弦垂能夠高質量對接初期設計需要。

在施工斷面張力場選取階段，考慮到致使架線區段出現高差的原因相對較多，如布線品質、加線條件及加線難度等，都會在一定程度上制約著成品輸出。因此在具體操作部署期間，要對多維度影響因素進行統籌考量，并時刻以技術實用性、技術有效性能發揮為操作主線，明確具象化施工方式，以此為后續施工的順利推進奠定堅實基礎，避免出現不良的施工高差等問題。

（三）緊線施工

在張力放線順利完成之后，便要有序落實緊線施工操作，為此需要嚴格以牽張區為核心，有針對性地實現緊線操縱塔位置選取，確保其能夠被有效布置在抗張力塔架之上。針對多規格耐張截面拉索工作，則要充分踐行具體問題具體分析原則，因地制宜地實現分段式拉索工法設置。施工推進流程升級優化也需得到關注。在具體實踐環節要嚴格保障在引線上升階段，確保耐張裝配電線時刻處于相連狀態，且并不存在未拆下的錨線夾具。緊線操作充分以動力絞車為“介”，實現細節化線路調整，以規避操作矛盾等不良問題的出現。耐張塔樓上畫印處理方式與施工使用劃線方式高度一致，不會受內容輸出差距的影響而導致整體施工推進進度嚴重受阻。

三、實例分析一三維數字化技術應用效能總結

為更直觀地對技術應用效能進行總結，計劃充分借助實例分析法，以實際案例為依托，進行具體結果分析。

（一）工程概況

為更好地打破能源、產業布局不平衡局面，某電網工程計劃積極推進高壓架空輸電線路建設施工，具體的工程參數如表1所示。

由于當地工程地質條件十分復雜，多維巖石和泥造組成，如若采用傳統的施工推進方法實施具強化線路施工，極易受客觀復雜條件的影響，使得整體的施工難度相對較大。因此，在統籌分析現實的施工需求后，計劃在施工推進環節，積極應用三維數字化技術，并以此為依托，通過技術賦能的手段，完成具象化技術結構建模，確保能夠通過相關參數的數據內容展示，健全完善線路施工邏輯設計，達到理想化線路弧垂調整、放線、緊線處理目標。

（二）施工效果總結

為進一步驗證技術有效性，該工程計劃積極展開施工成果質量驗收，隨機在架線施工環節抽取幾個細節工作項目，通過標準結果以及實測結果對比分析手段，得出具象化結論。本案例工程所得出的具體質量驗收結論，如表2所示。

從表2的結果輸出數據來看，三個隨機抽取的質量驗收項目，其實測結果均位于可接受區間范圍。由此可得出結論，三維數字化技術的有效應用，能夠持續提高施工操作規范性，這對于切實保障工程細節項目施工指標達標方面有現實意義，值得同類工程廣泛借鑒與參考。

四、技術質量控制策略

為保障三維數字化技術應用優勢能夠得到最大程度發揮，電網工程需加強對技術質量控制策略部署的重視，通過勘察調研以及質量管理系統的大力應用，為技術效能發揮“鏟平”道路。

一方面，勘察調研這一工作需要考慮到，如若進入施工推進環節，忽視設計調研極易使得整體的施工走向出現偏差，加大隱蔽性問題出現頻次。因此，為確保三維數字化技術應用期間最大程度發揮自身效能，相關人員需加強對初期勘察調研等工作的關注，積極利用地理信息系統（GeographicInformation System，GIS）和遙感技術（Remote Sensing，RS）實現指定式勘察調研，進而保障工程現場的任何問題都能夠被快速定位并及時識別、盡快解決。在此階段，檢測也必不可少。為持續強化設計檢測效能，確保其可時刻保持較為優質的精準度，需要在檢測落實期間，加強對新方法應用的重視，對各個推進環節可能出現的動態化因素進行統籌考量，以此保障最終所選取的檢測模式能夠更有效適應工作靈活變動性特征。一旦存在任何不合理之處，相關人員應立即反應并進行針對式改正，從而為后續更有效地輸出架空輸電線路作業成品助力。

另一方面，針對質量管理系統加強應用而言，為保障系統應用效能得到最大程度發揮，相關施工人員在具體施工期間要加強對集成化程度較高的質量管理系統應用，以先進的數字分析法介入，實時對施工數據進行捕獲，確保關鍵質量參數適宜性更強，避免受到不精準數據的消極影響，加大潛在型質量問題“爆發”的可能。除此之外，還要正確認識傳感器及物聯網技術的應用優勢，對核心結構進行無死角、不間斷監測，進而保障施工推進環節內容輸出數據時刻處于理想狀態，從根本上減少施工流程失誤等問題出現的可能。

結語

結合高壓架空輸電線路施工實況來看，工程推進環節極易受復雜地形及惡劣氣候等作業條件的影響，進而不斷提高施工難度。本文提出的對應式施工操作措施可通過三維數字化技術的加強應用，以三維模型為依托，快速實現施工方向調整；并通過資源的有效整合，持續提高施工成品效果，這對于有序推進建設施工項目技術進步有現實意義，值得借鑒與參考。