一种杆塔组装图自动生成方法与流程

本发明涉及一种杆塔组装图自动生成方法，涉及电力系统技术领域。

背景技术：

电力工程设计复杂，传统设计中采用的设计工具多样，例如天正电气设计软件、AutoCAD设计软件，但是现有软件设计存在图元不统一、模块标准化程度低、出图规范性差且设计成果多样的问题。

目前国网范围内的配电网工程设计大部分采用AutoCAD软件，设计人员通过AutoCAD画图软件直接画点、线等进行图纸绘制。在典型杆塔设计库中杆头模块15个，杆头形式29种、杆型模块36个、杆型72种以及拉线模块5个。另外因不同地区个性化需求，模块数量会有所增加，因此模块组合方式排列组合数据量庞大。人工组合势必工作繁琐且工作量庞大，且出错率很大。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够提高模块组合效率及正确率的杆塔组装图自动生成方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种杆塔组装图自动生成方法，包括以下内容：1)启动绘图软件，选择杆塔组装设计菜单，其中，杆塔组装设计菜单内关联有参数库和标准化模块库；2)设计人员根据工程实际情况调取参数库中的相关参数，然后启动标准化模块库，调用标准化模块库中相应模块，输入相应模块构建参数进行模块化设计，模块化设计完成后根据模块之间限定约束条件实现模块与模块匹配关系，并将设计完成的模块拼接形成完整的杆塔组装图。

进一步，参数库包括工程设计涉及到的气象条件、地理环境和供电区域类型，气象条件包括气温、风速、覆冰、外过电压、内过电压和年平均气温，地理环境包括海拔高度和污秽等级。

进一步，标准化模块库包括杆头模块库、杆型模块库、拉线模块库和绝缘子模型库。

进一步，杆头模块的构建参数包括：①海拔、档距并结合导线截面确定所需要的横担；②导线排列方式：三角、水平或垂直排列；③导线类型：绝缘导线和裸导线。

进一步，杆型模块的构建参数包括：a)强度等级：M、N、I或O；b)杆高；c)杆塔类型：非预应力水泥杆、部分预应力水泥杆、钢管杆或角钢塔。

进一步，拉线模块的构建参数包括：A)通过杆头模块提取的导线截面；B)通过杆型模块提取的杆型信息；C)线路回数。

进一步，绝缘子模块的构建参数包括：A1)海拔参数；B1)污秽等级；C1)绝缘子类型：针式、棒式、防雷柱式或盘形悬式。

进一步，标准化模块库还包括柱上设备模块。

进一步，柱上设备模块的构建参数包括：柱上设备在线路中所承担的作用；所述柱上设备包括开关类和设备类。

进一步，在启动绘图软件之前，还包括根据实际应用情况进行杆塔的各个部件的参数选择的步骤，具体过程：(1)确定杆头的设计参数，包括海拔、导线截面、档距、导线排列方式和导线类型；(2)确定杆型的设计参数，包括杆塔类型，并依据各类气象区、不同导线截面、不同安全系数条件下的导线应力弧垂表确定杆高；(3)确定拉线的型号；(4)确定绝缘子类型；(5)设计柱上开关和FTU配置方案。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在AutoCAD基础上进行二次开发，不改变大多数设计人员设计习惯如AutoCAD快捷方式，AutoCAD传统设计界面和AutoCAD传统设计实现方法，减少项目实施成本。2、本发明采用了基于AutoCAD进行二次开发方式，这样解决手工选图、拼图、画图带来的繁琐性，降低图纸组合带来的工作量，提高模块组合效率及正确率，还能够有效降低错误几率，同时可以较少的改变设计人员的设计习惯。3、本发明利用模块库、以及模块之间限定约束条件实现模块与模块匹配关系，进而形成杆塔组装图，充分实现国家电网公司“一杆多头，一杆多用”设计理念，实现多样化杆头布置。4、本发明通过模块化组装式制图技术结合数据库，将设备和物料进行有机的组合，便于对设备物料的管理与应用。5、本发明提出结构化存储配电网工程相关规程规范技术条款的知识库，研究具有智能推理功能的配电网智能化设计技术，用于配电网设备平面布置优化、设备模块智能匹配、线路杆塔优选、路径优化等主要设计过程，利用该本发明可以有效避免海量数据中人工识别、挑选、匹配。6、本发明固化典设模块和典设图纸形成典型设计模块库、典型设计图纸库，在设计中只要明确构建参数即可完成整个工程图纸设计的自动匹配、组装、调用，提高设计效率，同时根据自动组装结果完成相应物料统计。

附图说明

图1是本发明的参数库示意图；

图2是本发明的杆塔组装图自动生成方法流程图；

图3是本发明的标准化模块库中各个模块设计参数示意图；

图4是本发明的杆塔组装图实物示意图；

图5(a)是本发明的杆头模块确定流程示意图，图5(b)是本发明的杆头模块确定的杆头实例示意图；

图6(a)是本发明的杆型模块确定流程示意图，图6(b)是本发明的杆型模块确定的杆塔实例示意图；

图7(a)是本发明的拉线模块确定流程示意图，图7(b)是本发明的拉线模块确定的拉线实例示意图；

图8是本发明的绝缘子模块确定流程示意图；

图9是本发明的柱上设备模块确定流程示意图；

图10是本发明的标准化设计杆头示意图，其中，(a)是双水平杆头示意图，(b)是上三角、下水平杆头示意图，(c)是双三角杆头示意图，(d)是双垂直杆头示意图；

图11是本发明的标准化设计杆型示意图，其中，(a)是一杆多头示意图，(b)是一杆多用示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

本发明中技术术语的具体定义为：杆塔：杆塔是架空配电线路中的基本设备之一，按所用材质可分为木杆、水泥杆和金属杆三种。杆塔组装图：杆塔组装图是杆塔施工的说明书，包含横担、抱箍、支撑铁件、拉线、绝缘子、金具、杆上设备及电杆几部分组成，其中，横担、抱箍、支撑铁件的组合构成了杆头，图纸中会标明各部分的尺寸、打孔及安装位置，以及电杆埋深等参数信息。

如图1～4所示，本发明的杆塔组装图自动生成方法，包括以下内容：

1、建立参数库和标准化模块库。

1.1)依据相关规程规范、架空线路工程设计技术原则，建立典型气象区库、导线适用的水平档距和垂直档距、安全系数等设计条件和参数库。

参数库作为选择模块的限定条件，将工程设计涉及到的气象条件如气温、风速、覆冰、外过电压、内过电压、年平均气温等，地理环境如海拔高度、污秽条件、供电区域类型等设计条件的组合形成参数库。

1.2)建立标准化模块库。

如图3所示，标准化模块库包括杆头模块库、杆型模块库、拉线模块库、绝缘子模型库和柱上设备模块库，分别将杆头、杆型、拉线等定义为一种模块，将一种典型的模块进行梳理形成模块库，其中，杆头模块、杆型模块、拉线模块、绝缘子模块、以及柱上设备模块的构建参数为：

a)杆头模块的构建参数。

①通过海拔、档距并结合导线截面确定所需要的横担。

②导线排列方式：设计人员根据工程实际情况，确定导线排列方式，导线的排列方式可以为三角、水平或垂直排列。

③导线类型：设计人员根据工程实际需求选择导线类型以及导线型号，导线类型包括绝缘导线和裸导线。

通过①、②和③构建参数可以唯一确定杆头模型。

如图5(a)所示，根据上述杆头模块的建立过程，本发明实施例中根据档距50m、海拔2000m、导线截面为150mm²选取HD1-17/8008横担，导线排列方式采用三角排列，导线类型采用裸导线，最后确定杆头类型为Z1-2，杆头实例如图5(b)所示。

b)杆型模块的构建参数。

①强度等级：根据自然条件确定电杆的强度等级，强度等级包括M、N、I或O。

②杆高：根据现场踏勘情况明确交叉跨越物，进而明确所要选择的杆塔高度是否满足要求，如需要跨越公路、河流等，可以选择12m、15m或18m电杆。

③类型：根据实际应用情况选择杆塔类型，杆塔类型包括非预应力水泥杆、部分预应力水泥杆、钢管杆或角钢塔。

如图6(a)所示，根据上述杆型模块建立过程，本发明实施例确定电杆的强度等级为M，明确交叉跨越物确定杆高为12m，杆塔类型采用非预应力水泥杆以及所有确定的杆头类型Z1-2，确定杆型Z-M-12，杆型实例如图6(b)所示。

c)拉线模块的构建参数

根据杆头模块提取导线截面，同时提取杆型模块信息，输入线路回数，进而确定拉线型号。

如图7(a)所示，本发明实施例中导线截面150mm²，杆型Z-M-12，单回拉线直线转角杆，即可选用LX-3型拉线1根，拉线实例如图7(b)所示。

d)绝缘子模块的构建参数

提取杆头模块中的海拔高度结合环境的污秽等级根据预先设定的电网适用原则确定适合条件的绝缘子，绝缘子类型包括针式、棒式、防雷柱式、盘形悬式等。

如图8所示，本发明实施例的海拔高度为2000m，污秽等级b根据预先设定的电网使用原则选择盘形悬式绝缘子。

e)柱上设备模块的类型选择

柱上设备是线路中可选项，根据工程实际情况选择即可。柱上设备模块的构建参数包括：柱上设备在线路中所承担的作用。柱上设备包括开关类和设备类。

根据开关(隔离开关、断路器、跌落式熔断器)在线路中所承担的作用如做线路联络、分段、分支、分界选择柱上设备模块。

根据设备(无功补偿设备及电容器、PT、计量装置))在线路中所承担的作用如改善功率因数降低线路损耗、电能计量、或数据采集的不同选择柱上设备模块。

如图9所示，本发明实施例中选取开关为断路器(内置隔离刀)且单回，则确定柱上设备为单回柱上断路器杆。

2、将参数库和模块数据编译为能与绘图软件例如AUTOCAD软件结合的文件存储格式，当设计人员启动AUTOCAD软件，AUTOCAD自动加载杆塔组装设计菜单，菜单与参数库和标准化模块库相关联。

3、根据实际应用情况进行杆塔的各个部件的参数选择。

3.1)确定杆头的设计参数，包括海拔、导线截面、档距、导线排列方式和导线类型等；

3.2)确定杆型的设计参数，包括杆塔类型，并依据各类气象区、不同导线截面、不同安全系数条件下的导线应力弧垂表确定杆高；

3.3)确定拉线的型号；

3.4)确定绝缘子类型；

3.5)设计柱上开关和FTU配置方案。

4、进入绘图软件，根据杆塔的各个部件的参数进行模块化设计，设计人员根据工程实际情况调取参数库中的相关参数，然后启动标准化模块库，调用标准化模块库中相应模块，输入相应设计参数进行模块化设计，模块化设计完成后根据模块之间限定约束条件实现模块与模块匹配关系，并将设计完成的模块拼接形成完整的杆塔组装图。

上述实施例中，模块库还可以通过模块拼接组合实现“一杆多头”和“一杆多用”。一杆多头，如图10所示，例如双回耐张转角杆的杆头有双水平、上三角下水平、双三角、双垂直四种布置形式。一杆多用，如图11所示，梢径为350mm，强度等级为T级的钢筋混凝土水泥杆，可用作无拉线转角水泥杆，如图11(a)所示，亦可以用作双回耐张转角杆，如图11(b)所示。设计人员设定参数，例如气象区、导线截面、横担等，设计软件推荐相关杆头和杆型模块，设定人员根据推荐结果完成模块拼接即杆塔组装。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中方法的各实施步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。