洺河渡槽工程建设中的三维电气设计

□武健超

洺河渡槽工程建设中的三维电气设计

□武健超

以南水北调中线洺河渡槽工程为例，对洺河渡槽工程三维电气设计使用的软件及流程的应用进行介绍。

三维电气设计；Substation；BBES

在水利工程中现有的传统设计方式在表达设计意图上的局限性已日益严重，同时传统设计软件不具备多专业协同设计功能，这导致不同专业间的设计存在较多的冲突及大量的后期修改工作。为此我院在2014年正式成立数字工程中心并引进Bentley公司的三维协同设计软件，并着手开始三维协同设计，先后完成了四道河水库、武邑县江河干渠吴沙闸、南水北调中线南沙河倒虹吸工程、引黄入冀补淀工程龙驹节制闸及南水北调中线洺河渡槽工程等水利工程。本文主要介绍洺河渡槽工程中的电气三维设计工作。

1.项目概述

洺河渡槽是南水北调中线总干渠工程的大型河渠交叉建筑物。工程由进出口连接段、进口节制闸、出口检修闸、退水闸和排冰闸组成，全长930m，其中跨河渡槽段总长640m，共16跨，单跨40m，为目前全国单跨最大的输水渡槽建筑物，工程不仅规模大，而且结构形式复杂，各类建筑物、设备、设施、管线众多。

2.电气三维设计流程

电气三维设计使用了Bentley公司的Substation及Bentley Building Electr⁃ical Systems(以下简称BBES)两款软件。三维设计流程为：模型库内模型建立、设备布置、照明设计、碰撞检测、修改及最后出图。

2.1 模型库内模型建立

Substation和BBES本身是自带符号库的，但是里面的符号只是普遍适用的，在做洺河渡槽电气设计时需要在符号库内建立符合我院使用习惯的电气二维和三维模型。建立模型时，模型的外形、尺寸等均按设备样本实际建立，同时为达到后期显示效果及动画制作要求，所有模型外观均按真实产品外观设置。

设备模型建立后就是给模型赋予属性，此时就是型号库的建立。将洺河渡槽工程中实际使用的设备的型号、厂家信息、购买信息等一切与设备相关的信息填入型号库内。为了日后方便查找及修改，信息的录入及命名要按特定的原则进行。

2.2 设备布置

解决了设备模型及设备信息的录入，接下来就是电气三维设计的主要工作-电气设备布置。

电气设备布置首先要有一个参考位置-建筑模型，也就是我们所有的布置都要在建筑专业的模型内完成，这时就要用到Sub⁃station软件的一个重要功能-参考。通过参考建筑、水机、金结、水工等专业的三维模型及相关设备管路，从而精确在进口节制闸、变配电室、退水排冰闸等建筑物内布置电气设备，设备布置过程应避免与以上专业的冲突，并实时调整设备位置。见图1。

图1 电气设备布置图

图2 照明布置图

2.3 照明设计

三维照明设计利用BBES软件符号库内的灯具、插座、开关模型等在建筑三维模型内根据实际位置、高度布置。和传统设计相比，灯具的三维布置解决了二维平面布置在平面图上布置众多照明设备的繁琐、易混淆，尤其是在同一位置布置不同高程的灯具时的图纸混乱，同时由于是在三维模型中布置照明设施，可以有效的避免照明设施与房间结构的冲突，为设施布置提供最优位置。当照明设施布置完毕后可以将设计成果导入DIALux软件进行照度计算，从而检验照明布置的合理性，为灯具的选择和布置进行优化，提高了照明设计的效率和准确率。见图2。

2.4 碰撞检测

由于工程由不同专业间协作完成，那么专业间必然存在沟通上的障碍，这障碍是不可避免的，三维设计同样也存在，这就要求我们在做完三维设计后将各专业的模型组装在一起进行碰撞检验，这样直观的反应各专业间的碰撞情况，缩短了设计的修改时间、为完善设计方案提供了便利途径。

2.5 生成图纸

如果设计好的三维模型只是停留在设计人员手中那么三维设计就是哗众取宠。因此我们通过对三维模型关键部位进行平立剖操作，将三维模型转化为二维视图，并在二维视图上加上必要的标注、文字注释、材料表等，最后生成施工图。见图3。

3.结语

相比与传统的设计手段，三维设计不仅仅是设计手段的改进，而是设计过程的整体提升。工程各专业三维模型的总装，可以直观的将整个工程展现在设计人员、业主、施工人员面前，从而各方对工程都有一个宏观、客观的认识，对整个设计进行合理的分析，尽早发现设计缺陷，避免施工过程的出现问题造成的重大损失，为施工提过程提供有力保障。然而三维设计也有不足之处：第一，软件使用相对复杂，对电脑硬件要求高；第二，软件使用人员的空间感要求较高；第三，模型的剖切后会显示从剖切面看到的全部线条，并不能完全生成所要的二维图纸；第四，电气的主接线、订货图、二次图纸这些纯原理性图纸不能用三维软件快速设计。□

图3 三维生成二维图纸

2017-02-07

武健超，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。