大吨位特高压输电线路检修预演系统及检修预演方法
【专利摘要】本发明公开了一种大吨位特高压输电线路检修预演系统及检修预演方法，它包括动画演示芯片、碰撞检测芯片、参数计算芯片、工器具模型建模装置、中央处理器、环境模型数据库和显示器，其中，所述动画演示芯片、碰撞检测芯片和参数计算芯片的数据通信端分别连接中央处理器对应的数据通信端，工器具模型建模装置和环境模型数据库的数据输出端分别连接中央处理器对应的数据输入端，所述中央处理器的显示信号输出端连接显示器的显示信号输入端。本发明实现了对输电线路检修过程的预演，在不需要登塔作业的情况下，对新研制的检修工具的尺寸和性能进行评估，减少了上塔反复验证的次数，减少了人力和时间耗费，提高了效率。
【专利说明】大吨位特高压输电线路检修预演系统及检修预演方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及输电线路运行检修【技术领域】，具体地指一种大吨位特高压输电线路检修预演系统及检修预演方法。
【背景技术】
[0002]IOOOkV特高压等级线路是新的电压等级，由于特高压线路的杆塔结构复杂，绝缘子串长、重量大，线路上各种配套金具的体积和吨位也很大，客观上决定了只能借鉴、不能照搬750kV及以下线路检修作业经验，必须结合IOOOkV特高压线路组件的结构特点，进行新工器具和检修作业方法的研究。
[0003]新研制的高压输电线路检修工具和方法一般是根据塔形图纸进行计算，判断新设计的工器具尺寸是否符合作业环境及技术参数的要求，然后上塔进行实际作业来检验新工器具是否方便适用，若存在新工器具与其他设备发生干涉的情况，则需要对新工器具进行反复的修改和检验，耗费了大量人力和时间，效率低下。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是要提供一种大吨位特高压输电线路检修预演系统及检修预演方法，该预演系统和方法利用仿真技术分析新工具是否满足作业要求，减少了上塔实际作业进行反复验证的次数，同时，还减少了人力和时间耗费，提高了效率。
[0005]为实现此目的，本发明所设计的大吨位特高压输电线路检修预演系统，其特征在于，它包括动画演示芯片、碰撞检测芯片、参数计算芯片、工器具模型建模装置、中央处理器、环境模型数据库和显示器，其中，所述动画演示芯片、碰撞检测芯片和参数计算芯片的数据通信端分别连接中央处理器对应的数据通信端，工器具模型建模装置和环境模型数据库的数据输出端分别连接中央处理器对应的数据输入端，所述中央处理器的显示信号输出端连接显示器的显示信号输入端。
[0006]所述环境模型数据库包括杆塔模型数据库、导线模型数据库、金具模型数据库、绝缘子模型数据库、地形模型数据库和天空模型数据库。
[0007]—种利用上述大吨位特高压输电线路检修预演系统进行检修预演的方法，其特征在于，它包括如下步骤:
[0008]步骤1:技术人员通过工器具模型建模装置对检修工具进行建模，生成检修工具三维模型，同时，技术人员向工器具模型建模装置中输入检修工具三维模型对应的额定荷载；
[0009]步骤2:技术人员操作所述杆塔模型数据库向中央处理器传输杆塔模型数据，导线模型数据库向中央处理器传输导线模型数据，金具模型数据库向中央处理器传输金具模型数据，绝缘子模型数据库向中央处理器传输绝缘子模型数据，地形模型数据库向中央处理器传输地形模型数据，天空模型数据库向中央处理器传输天空模型数据；
[0010]步骤3:中央处理器根据接收到的杆塔模型数据、导线模型数据、金具模型数据、绝缘子模型数据、地形模型数据和天空模型数据生成输电线路三维模拟场景，并将输电线路三维模拟场景映射到显示器中；
[0011]步骤4:技术人员向工器具模型建模装置中输入上述输电线路三维模拟场景中各段线路对应的荷载，技术人员操作工器具模型建模装置将检修工具三维模型、输电线路三维模拟场景中各段线路对应的荷载和检修工具三维模型对应的额定荷载导入中央处理器的输电线路三维模拟场景中；
[0012]步骤5:技术人员操作动画演示芯片向中央处理器发出控制指令，控制检修工具三维模型在输电线路三维模拟场景中动作，并将检修工具三维模型在输电线路三维模拟场景中动作的过程映射到显示器中；
[0013]步骤6:当检修工具三维模型在输电线路三维模拟场景中完成模拟安装定位后，中央处理器将检修工具三维模型的安装位置坐标信息和整个输电线路三维模拟场景的位置坐标信息传输给碰撞检测芯片，碰撞检测芯片根据上述检修工具三维模型的安装位置坐标信息和整个输电线路三维模拟场景的位置坐标信息判断检修工具三维模型是否与输电线路三维模拟场景产生干涉，当检修工具三维模型与输电线路三维模拟场景产生干涉时，碰撞检测芯片通过中央处理器向显示器发出干涉提示信息，当检修工具三维模型与输电线路三维模拟场景没有产生干涉时，碰撞检测芯片通过中央处理器向显示器发出检修工具三维模型尺寸合格的提示信息；
[0014]步骤7:中央处理器将检修工具三维模型对应的额定荷载和检修工具三维模型安装位对应的线路的荷载传输给参数计算芯片，参数计算芯片将检修工具三维模型安装位对应的线路的荷载通过现有的线路荷载与检修工具设计荷载之间的转换公式，计算出检修工具三维模型对应的设计荷载，判断检修工具三维模型对应的额定荷载是否大于检修工具三维模型对应的设计荷载，当检修工具三维模型对应的额定荷载小于检修工具三维模型对应的设计荷载时，参数计算芯片通过中央处理器向显示器发出检修工具性能不合格的提示信息，当检修工具三维模型对应的额定荷载大于等于检修工具三维模型对应的设计荷载时，参数计算芯片通过中央处理器向显示器发出检修工具性能合格的提示信息。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]1、本发明实现了对大吨位特高压输电线路检修过程的预演，在不需要登塔作业的情况下，对新研制的检修工具的尺寸和性能进行评估，减少了上塔反复验证的次数，减少了人力和时间耗费，提闻了效率。
[0017]2、本发明利用三维动画预演检修过程，更形象和直观的反应了整个检修过程；
[0018]3、本发明尤其适用于大吨位、特高压输电线路新研制检修工具的尺寸和性能进行评估，能极大减少人力和时间耗费。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的结构示意图。
[0020]其中，I—动画演不芯片、2—碰撞检测芯片、3—参数计算芯片、4一工器具模型建模装置、5 —中央处理器、6—环境模型数据库、6.1—杆塔模型数据库、6.2—导线模型数据库、6.3—金具模型数据库、6.4—绝缘子模型数据库、6.5—地形模型数据库、6.6—天空模型数据库、7—显示器。【具体实施方式】
[0021]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
[0022]如图1所述的大吨位特高压输电线路检修预演系统，它包括动画演示芯片1、碰撞检测芯片2、参数计算芯片3、工器具模型建模装置4、中央处理器5、环境模型数据库6和显示器7，其中，所述动画演示芯片1、碰撞检测芯片2和参数计算芯片3的数据通信端分别连接中央处理器5对应的数据通信端，工器具模型建模装置4和环境模型数据库6的数据输出端分别连接中央处理器5对应的数据输入端，所述中央处理器5的显示信号输出端连接显示器7的显示信号输入端。
[0023]上述技术方案中，所述环境模型数据库6包括杆塔模型数据库6.1、导线模型数据库6.2、金具模型数据库6.3、绝缘子模型数据库6.4、地形模型数据库6.5和天空模型数据库 6.6。
[0024]上述技术方案中，所述环境模型数据库6用于存储输电线路组成部件的三维模型，主要包括杆塔、导线、金具、绝缘子、地形、天空模型数据。
[0025]所述中央处理器5用于调用环境模型数据库6中的三维模型，将其连接组合，显示出特高压输电线路三维虚拟场景；
[0026]所述工器具模型建模装置4用于对工器具进行三维建模，生成模型文件。
[0027]所述动画演示芯片I控制三维动画展示多个工具模型的连接组合过程。
[0028]所述碰撞检测芯片2用于计算工具模型与其周围的导线、绝缘子、金具模型是否产生干涉。
[0029]所述参数计算芯片3用于对工具模型的性能参数与对应的导线进行比较计算。
[0030]上述技术方案中，所述画演示芯片1、碰撞检测芯片2、参数计算芯片3和工器具模型建模装置4均为市场采购常规设备。
[0031]一种上述大吨位特高压输电线路检修预演系统进行检修预演的方法，它包括如下步骤:
[0032]步骤1:技术人员通过工器具模型建模装置4对闭式卡具进行建模，生成闭式卡具三维模型，同时，技术人员向工器具模型建模装置4中输入闭式卡具三维模型对应的额定荷载；
[0033]步骤2:技术人员操作所述杆塔模型数据库6.1向中央处理器5传输杆塔模型数据，导线模型数据库6.2向中央处理器5传输导线模型数据，金具模型数据库6.3向中央处理器5传输金具模型数据，绝缘子模型数据库6.4向中央处理器5传输绝缘子模型数据，地形模型数据库6.5向中央处理器5传输地形模型数据，天空模型数据库6.6向中央处理器5传输天空模型数据；
[0034]步骤3:中央处理器5根据接收到的杆塔模型数据、导线模型数据、金具模型数据、绝缘子模型数据、地形模型数据和天空模型数据生成输电线路三维模拟场景，并将输电线路三维模拟场景映射到显示器7中；
[0035]步骤4:技术人员向工器具模型建模装置4中输入上述输电线路三维模拟场景中各段线路对应的荷载，技术人员操作工器具模型建模装置4将闭式卡具三维模型、输电线路三维模拟场景中各段线路对应的荷载和闭式卡具三维模型对应的额定荷载导入中央处理器5的输电线路三维模拟场景中；
[0036]步骤5:技术人员操作动画演示芯片I向中央处理器5发出控制指令，控制闭式卡具三维模型在输电线路三维模拟场景中动作，并将闭式卡具三维模型在输电线路三维模拟场景中动作的过程映射到显示器7中；
[0037]步骤6:当闭式卡具三维模型在输电线路三维模拟场景中完成模拟安装定位后，中央处理器5将闭式卡具三维模型的安装位置坐标信息和整个输电线路三维模拟场景的位置坐标信息传输给碰撞检测芯片2，碰撞检测芯片2根据上述闭式卡具三维模型的安装位置坐标信息和整个输电线路三维模拟场景的位置坐标信息判断闭式卡具三维模型是否与输电线路三维模拟场景产生干涉，当闭式卡具三维模型与输电线路三维模拟场景产生干涉时，碰撞检测芯片2通过中央处理器5向显示器7发出干涉提示信息，当闭式卡具三维模型与输电线路三维模拟场景没有产生干涉时，碰撞检测芯片2通过中央处理器5向显示器7发出闭式卡具三维模型尺寸合格的提示信息；
[0038]步骤7:中央处理器5将闭式卡具三维模型对应的额定荷载，如IOOkN (千牛)和闭式卡具三维模型安装位对应的线路的荷载，如300kN (千牛)传输给参数计算芯片3，参数计算芯片3将闭式卡具三维模型安装位对应的线路的荷载通过现有的线路荷载与闭式卡具设计荷载之间的转换公式(闭式卡具设计荷载=线路荷载*0.25+5)，计算出闭式卡具三维模型对应的设计荷载，判断闭式卡具三维模型对应的额定荷载是否大于闭式卡具三维模型对应的设计荷载，当闭式卡具三维模型对应的额定荷载小于闭式卡具三维模型对应的设计荷载时，参数计算芯片3通过中央处理器5向显示器7发出闭式卡具性能不合格的提示信息，当闭式卡具三维模型对应的额定荷载大于等于闭式卡具三维模型对应的设计荷载时，参数计算芯片3通过中央处理器5向显示器7发出闭式卡具性能合格的提示信息。
[0039]上述步骤7中，闭式卡具设计荷载=闭式卡具三维模型安装位对应的线路的荷载300kN (千牛)*0.25+5=80kN (千牛)，此时闭式卡具三维模型对应的额定荷载IOOkN (千牛)大于闭式卡具三维模型对应的设计荷载SOkN (千牛)，此时，参数计算芯片3通过中央处理器5向显示器7发出闭式卡具性能合格的提示信息。
[0040]本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种大吨位特高压输电线路检修预演系统，其特征在于，它包括动画演示芯片(I)、碰撞检测芯片(2)、参数计算芯片(3)、工器具模型建模装置(4)、中央处理器(5)、环境模型数据库(6)和显示器(7)，其中，所述动画演示芯片(I)、碰撞检测芯片(2)和参数计算芯片(3)的数据通信端分别连接中央处理器(5)对应的数据通信端，工器具模型建模装置(4)和环境模型数据库(6)的数据输出端分别连接中央处理器(5)对应的数据输入端，所述中央处理器(5)的显示信号输出端连接显示器(7)的显示信号输入端。
2.根据权利要求1所述的大吨位特高压输电线路检修预演系统，其特征在于:所述环境模型数据库(6)包括杆塔模型数据库(6.1)、导线模型数据库(6.2)、金具模型数据库(6.3)、绝缘子模型数据库(6.4)、地形模型数据库(6.5)和天空模型数据库(6.6)。
3.一种利用权利要求2所述大吨位特高压输电线路检修预演系统进行检修预演的方法，其特征在于，它包括如下步骤: 步骤1:技术人员通过工器具模型建模装置(4)对检修工具进行建模，生成检修工具三维模型，同时，技术人员向工器具模型建模装置(4)中输入检修工具三维模型对应的额定荷载； 步骤2:技术人员操作所述杆塔模型数据库(6.1)向中央处理器(5)传输杆塔模型数据，导线模型数据库(6.2)向中央处理器(5)传输导线模型数据，金具模型数据库(6.3)向中央处理器(5)传输金具模型数据，绝缘子模型数据库(6.4)向中央处理器(5)传输绝缘子模型数据，地形模型数据库(6.5 )向中央处理器(5 )传输地形模型数据，天空模型数据库(6.6)向中央处理器(5)传输天空模型数据； 步骤3:中央处理器(5 )根据接收到的杆塔模型数据、导线模型数据、金具模型数据、绝缘子模型数据、地形模型数据和天空模型数据生成输电线路三维模拟场景，并将输电线路三维模拟场景映射到显示器(7)中； 步骤4:技术人员向工器具模型建模装置(4)中输入上述输电线路三维模拟场景中各段线路对应的荷载，技术人员操`作工器具模型建模装置(4)将检修工具三维模型、输电线路三维模拟场景中各段线路对应的荷载和检修工具三维模型对应的额定荷载导入中央处理器(5)的输电线路三维模拟场景中； 步骤5:技术人员操作动画演示芯片(I)向中央处理器(5)发出控制指令，控制检修工具三维模型在输电线路三维模拟场景中动作，并将检修工具三维模型在输电线路三维模拟场景中动作的过程映射到显示器(7)中； 步骤6:当检修工具三维模型在输电线路三维模拟场景中完成模拟安装定位后，中央处理器(5)将检修工具三维模型的安装位置坐标信息和整个输电线路三维模拟场景的位置坐标信息传输给碰撞检测芯片(2)，碰撞检测芯片(2)根据上述检修工具三维模型的安装位置坐标信息和整个输电线路三维模拟场景的位置坐标信息判断检修工具三维模型是否与输电线路三维模拟场景产生干涉，当检修工具三维模型与输电线路三维模拟场景产生干涉时，碰撞检测芯片(2)通过中央处理器(5)向显示器(7)发出干涉提示信息，当检修工具三维模型与输电线路三维模拟场景没有产生干涉时，碰撞检测芯片(2)通过中央处理器(5)向显示器(7)发出检修工具三维模型尺寸合格的提示信息； 步骤7:中央处理器(5)将检修工具三维模型对应的额定荷载和检修工具三维模型安装位对应的线路的荷载传输给参数计算芯片(3)，参数计算芯片(3)将检修工具三维模型安装位对应的线路的荷载通过现有的线路荷载与检修工具设计荷载之间的转换公式，计算出检修工具三维模型对应的设计荷载，判断检修工具三维模型对应的额定荷载是否大于检修工具三维模型对应的设计荷载，当检修工具三维模型对应的额定荷载小于检修工具三维模型对应的设计荷载时，参数计算芯片(3)通过中央处理器(5)向显示器(7)发出检修工具性能不合格的提示 信息，当检修工具三维模型对应的额定荷载大于等于检修工具三维模型对应的设计荷载时，参数计算芯片(3)通过中央处理器(5)向显示器(7)发出检修工具性能合格的提示信息。
【文档编号】G06T17/00GK103745416SQ201410020148
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】刘越, 刘晓华, 汤正汉, 冯涛, 龚浩, 别士光 申请人:国家电网公司, 国网湖北省电力公司检修公司, 国网电力科学研究院, 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司