輸電線路張力架線施工計算仿真軟件開發(fā)

1、    輸電線路張力架線施工計算仿真軟件開發(fā)    王杰摘 要：張力架線施工由一整套施工工藝構成，主要包括放線引繩的展放、張力放線、導地線壓接、錨線、緊線、耐張塔平衡掛線、耐張塔跳線安裝、附件安裝等。該文主要根據目前我國超、特高壓架空輸電線路放線施工現狀及輔助軟件的實際情況，對貼合工程實際的輸電線路張力架線施工計算及動態(tài)仿真系統(tǒng)的軟件架構進行了分析，提出了軟件實現的框架，給出了軟件計算模塊的計算原理，并基于c+和autocad的二次開發(fā)實現了軟件開發(fā)。關鍵詞：輸電線路 架線施工 計算軟件開發(fā)：tm752 ：a ：1674-098x（2016）09（b）-

2、0035-031 軟件結構概述根據工程需要將軟件實現過程分為工程管理、文件處理模塊、張力參數計算模塊和動態(tài)仿真模塊。工程管理模塊實現對整個工程項目的管理，要求能新建工程和打開工程；文件處理功能主要針對dwg型文件，實現工程dwg文件中繪圖比例設定，完成標注的dwg文件可進行校正及能夠實現計算結果的標注；數據提取功能主要是實現計算模塊中一些初始數據的提取，其中實現的必需功能包含從dwg文件中提取桿塔坐標和在dwg文件中選取危險點并能夠設定相對凈空距離；張力計算功能包含整個放線計算過程的相關計算（包含數據讀取、曲線繪制和表格生成等）；連續(xù)上下山的放線過程的動態(tài)顯示。2 開發(fā)工具輸電線路張力放線計算

3、機仿真軟件是基于autocad二次開發(fā)平臺產生的，利用vc+與objectarx編譯軟件相互配合、相互調用，從而完成仿真和受力分析。objectarx作為autocad面向對象提供的二次開發(fā)工具。它在c+環(huán)境下設計應用程序接口，擴展autocad的功能。同時兼?zhèn)鋋utocad應用程序開發(fā)、創(chuàng)立以及內置autocad命令模式相同的新命令、擴展autocad類和方法及協(xié)議的使用等特點。3 張力放線動態(tài)仿真實現張力放線動態(tài)仿真主要類有如下幾方面。（1）tlmodel類，用于維護牽放文檔模型的管理類，它又具備如下功能：是系統(tǒng)運行的樞紐，實現模塊內部類的實例之間的數據傳遞，如，維護放線檔列表、提供信息列

4、表、調用求解引擎、設置圖形的顏色、調用數據庫等；與視圖進行對接，組織起各種具體的各項功能操作任務，如，初始化、計算、校核、繪制和動畫各幀計算等；實現對模型的存取，導出excel結果工程表單。（2）tlengine類，求解引擎接口類，用抽象類實現，定義了初始化、非線性方程組的steffensen數值求解方法、根據危險點求解張力機制張力、連續(xù)上下山的計算、水平張力與掛點張力之間的換算、弧垂計算、張力機到各檔張力的計算、滑車的3種校核（上場校核、垂直載荷校核、包角校核等）。tlengine類由兩個派生類實現不同的求解，tlcatenaryengine類是基于懸鏈方程的求解類，因此求解精度更高。但當系

5、統(tǒng)模型復雜、規(guī)模龐大時，會影響求解運行的速度。tlparabolaengine類是基于拋物線方程的求解類，求解精度相對較低，但已經能夠滿足絕大多數工程應用。（3）tlsegment類，放線檔類，維護由用戶交互輸入的放線檔數據，包括檔號、兩側掛點、檔距、檔高差、掛點張力和水平張力等，并包含了一個危險點類的實例。危險點可以是無定義、危險點定義和水平線定義3種類型。危險點和水平線共用point數據描述，加上clearance描述凈空距離。（4）tlballoon類，為提示信息類，用于顯示滑車的校核結果、放線檔計算結果信息（如弧垂、水平張力）、掛具差等信息。（5）tllibrary類，為數據庫接口類，

6、它訪問數據庫，并實現對導引線、牽引繩、導線、地線、光纜、滑車等數據表內各條數據記錄的增加/刪除/修改/查詢等操作。（6）tlpalette類，主要實現兩個功能：各個實現的圖形對象和文字對象的顏色數據的維護；輔助信息圖層的數據。4 軟件界面實現軟件實現的主界面，工具欄中含有【文件】、【放線計算】、【連續(xù)上下山】、【弧垂觀測】、【計算成果】、【數據庫】、【視圖】、【幫助】等選項。在菜單欄下面提供了幾種典型操作的快捷方式，如，項目新建、文件打開、文件保存、放線計算等。文件菜單下包含常見的文件操作，實現對已有的張力放線計算進行保存、查看、修改和牽放過程的動畫演示?；镜膹埩Ψ啪€過程分為3個步驟，如圖1

7、所示：（1）張力放線向導；（2）放線檔數據采集；（3）計算參數設定并計算。在軟件啟動后，選擇“放線計算”，系統(tǒng)出現張力放線的設置向導。通過設置向導完成對數據源、牽放參數和牽放對象的設置。（1）數據源設置。數據源設置如圖2所示。數據源有兩種：一種是放線檔表格，使用者可以指定用excel記錄的放線檔檔距、高差等數據來實現數據的自動錄入；另一種是完成向導后，系統(tǒng)自動啟動autocad，使用者在autocad環(huán)境中采集已有dwg文件中的掛點和危險點，來實現數據的錄入。對于dwg文件，除了指定放線檔數據的來源之外，用戶還可以指定dwg文件中斷面圖的x和y軸的縮放比例。（2）牽放參數設置。牽放參數設置如圖

8、3所示。牽放參數包括牽放方向和牽引的對象選擇。雖然大多數情況下，都是張力機在左側，牽引機在右側進行牽放的。但也有少數場合是牽引機在左側，張力機在右側。軟件提供了兩種方式。軟件提供了4種牽引方式，包括導引繩牽牽引繩、牽引繩牽導線、牽引繩牽地線、牽引繩牽光纜。每一次張力放線的模型只針對一種牽引方式。（3）牽放對象設置。在設定了牽放方式后，系統(tǒng)將針對牽放方式的類型，設置對應的牽放對象參數。以圖4所示為例，在上一步選擇了“牽引繩牽導線”的方式后，在這一步，將出現牽引繩和導線的參數對話框。牽引繩的參數包括名稱、截面積、單位長度自重、許用張力等。導線包括名稱、截面積、單位長度自重、彈性模量及導線根數等。光

9、纜、地線的參數和牽繩的參數基本相同。使用者可選擇采取新參數，也可點擊“型號庫”按鍵，進入數據庫中選擇已有的線繩型號，這樣就大大簡化了錄入過程。圖5所示為連續(xù)上下山計算的過程，通過選擇開始段和結束段及導線類型和水平安裝應力要求值，實現對上下山放線過程的計算。弧垂觀測提供了3種計算方式，即檔端法、檔內法和檔外法。通過點擊對應方法名稱，則進入相應的觀測計算，輸入對應的參數，計算弧垂觀測值。計算結果分為兩類，為方便操作，軟件提供了直接通過點擊計算成果菜單下面的“excel文件”查閱計算結果和“動畫”觀看動態(tài)仿真結果的方式。5 結語該文主要介紹了軟件的開發(fā)原則及開發(fā)工具，并給出了數據庫的選擇，給出了張力放線動態(tài)仿真的實現數據類。軟件實現后，幾個主要界面分別實現不同的操作，軟件界面具有windows風格，并且每一步都做了輸入向導，簡化了輸入的步驟，提高了軟件的可用性。參考文獻1 陳銳鋒.±800kv超高壓直流輸電線路特殊跨越張力架線施工技術j.中國高新技術企業(yè)，2013（36）：101-1