[发明专利]一种全参数化三维杆塔建模方法

说明书

技术领域

本发明属于高电压技术领域，具体涉及一种全参数化三维杆塔建模方法。

背景技术

作为输电线路的支撑设备，杆塔广泛应用于电力系统中。根据实际杆塔所得到的三维杆塔模型，适用于各种情况下的过电压分析仿真中；能够快速，正确的对三维杆塔进行建模是过电压分析的一个重要环节。以往对三维杆塔的建模方法主要是通过将杆塔等效为多段导体组成的系统，输入每段导体的两个端点的坐标来完成建模。这种建模方法存在着以下问题：当杆塔的参数发生变化时，需要对每个点的坐标重新输入；在一些分析中需要完成三维杆塔的批量建模，比如说在防雷分析中需要考虑杆塔取不同呼称高度的情况，就需要对每个杆塔输入所有的线段端点坐标。这些问题都会导致建模人员工作量大，效率低而且容易出错。所以，迫切地需要一种高效，简洁并且易于编辑与修改的三维杆塔的建模方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种全参数化杆塔建模方法，其目的在于高效、准确地构建出杆塔模型。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种全参数化三维杆塔建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取杆塔工程参数

根据输电线路设计图纸，对杆塔工程参数进行标注和命名，所述杆塔工程参数的选取满足下述原则：

(i)其值可直接从图纸尺寸读出或者由几个尺寸组合给出；

(ii)其有益于各节点坐标的表达简单化；即参量越少越好，但要能充分表达杆塔的模型；

(2)获取由所述杆塔工程参数表达的节点坐标：

(2-1)抽象出构成杆塔的所有节点，并对节点进行编号，节点之间构成的线段要能形成整个杆塔的模型；

(2-2)定义坐标原点，利用与所述杆塔工程参数相关的函数表达式描述由所述步骤(2)中得到的每个节点的三维空间坐标，形成节点集合；

(2-3)根据杆塔结构和节点命名，确定构成杆塔每根钢材的节点对，形成描述杆塔整体结构的节点对集合；

(3)完成建模

输入所述工程参数，生成杆塔三维模型坐标，并展示三维杆塔模型。

进一步地，所述步骤(2)中得到的节点坐标包括五类，分别为：

第一类点：可以直接用所述杆塔工程参数表示；

第二类点：位于端点是第一类点的钢材线段上并已知某一维度的坐标；

第三类点：已知两个维度的坐标，第三维度的坐标可以直接由第一类或者第二类点的坐标读取；

第四类点：位于端点是第二类或第三类点的线段上并已知某一维度的坐标；

(v)已知两个维度的坐标，第三维度的坐标可以直接由第(iv)类点的坐标读取。

进一步地，所述步骤(2)中的节点坐标的表示是按照下列流程：

(i)直接根据杆塔工程参数表示所述第一类点；

(ii)根据端点为所述第一类点的钢材线段的函数表达式以及节点的某一维度坐标确定第二类点；

(iii)根据第一类和第二类点的坐标确定第三类点；

(iv)根据第二类或第三类点为端点的线段确定第四类点；

(v)根据第四类点的坐标确定第五类点。。

体而言，按照本发明的全工程参数化三维杆塔建模方法相对于现有技术主要具有以下优点：

本发明将三维杆塔模型参数化，三维杆塔模型仅依赖于用户所输入的描述杆塔几何尺寸的工程参数。输入不同杆塔工程参数，杆塔三维模型自动调整，极大地降低了杆塔三维模型建模的工作量和修改的工作量，提高了杆塔三维模型的建模效率和准确度。

本发明的优点具体为：1)可操作性强，用户只需要对杆塔几何尺寸参数进行配置便可完成建模工作；2)效率高，不需要对杆塔每段线段端点的坐标进行读取并输入，避免了以往杆塔建模的繁琐。3)易于修改与编辑：当杆塔发生变化时只需修改相关参数便可自动生成新的杆塔模型。

附图说明

图1为按照本发明实现的全工程参数化杆塔三维建模的流程框图；

图2为按照本发明实现的节点坐标的分类以及表示流程框图；

图3为按照本发明实施例中实现建模的示例单回耐张塔图纸；

图4为按照本发明实施例中实现建模的示例的节点编号以及杆塔工程参数标注；

图5为按照本发明实施例中的示例的三维杆塔模型展示图

具体实施方式

本发明的一种全参数化三维杆塔建模方法，以如图3尺寸和形状的单回耐张塔为实施例，对其进行三维建模。包括以下步骤：