基于autocad的输电线路设计软件的开发 50页

华北电力大学1：程硕士学位论文摘要输电线路设计是电网建设中的重要环节，传统的线路设计方法具有费时、出图质量差、修改和管理困难等缺点。本文结合国内相关参考文献以及线路设计规程，以AutoLISP为工具，开发了基于AutoCAD的输电线路设计软件。该软件能够实现与全站仪的接口通讯，完成测量数据由测量设备到计算机的传输；并具有地形平断面和地形数据库的自动生成、耐张段内杆塔位置的自动布置、主要设计材料明细表的自动生成、方便实用的杆塔数据库等功能。软件镶嵌在AutoCAD中，具有界面友好、便于设计人员使用等特点。关键词：输电线路，设计，软件，地形，杆塔，AutoLISPABSTRACTTransmissionlinedesignplaysanimportantroleinpowernetworkconstructing．Traditionaldesignmethodhasmanydisadvantagessuchaswastingtime，poorblueprintqualityandinconvenienceinmanagement．ByusingAutoLISPlanguage，thetransmissionlinedesignsoftware，whichrunsunderAutoCAD，isdevelopedinthepaperaccordingtotherulesofdesignandsomereferences．W池helpofthesoftwarethemeasuredterraindataCanbetransmittedfromtotalstationinstrumentstocomputer,Terrainplane＆profilesheetsblueprintcanbedrawnandthegrounddatabasecanbeautomaticallycreatedbythesoftware，ThetowerscarlbeautomaticallypositedbetweengivendistanceandthebillofbriefmaterialsCanbecfe8tedinthesoftware。Therealetowersdatabasewhichareoftenusedindesigninginthesoftware．nlesoftwarepresentstheadvantagewithgooduserinterfaceandconvenienceforengineertorunbecauseitisintegratedinAutoCAD，LiJun(Electricalengineering)Directedbyprof．LiGengyinandZhangJianfengKEYWORDS：transmissionline，design，software，terrain．tower,AutoLISP 声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于AutoCAD的输电线路设计软件的开发》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育枫构的学位或证书丽使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：奎望日期：地墨￡关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：查里日期：—2乡5．!导师签名：孙旅日期：垦堂：!：!。 华北电力大学工程硕士学位论文1．1课题背景及研究现状第一章绪论随着电网的飞速发展，输电线路设计作为电网建设中非常重要的一环，愈来愈受到各电力建设部门的高度重视。输电线路建设、改造投资的加大，客观上对线路设计的速度、质量、准确性和经济性都提出了更高的要求。然而同时，输电线路设计过程中涉及测量、力学计算、气象条件和电气计算等方面，～直是电力工程设计中的难点之一。常规的线路设计的一般步骤是；首先，对待设计的线路走廊进行勘测，由勘测的数据及现场情况，绘制线路走廊的平断面图。第二，由设计人员根据平断面图描述的现场情况确定整个线路的关键杆(塔)位(如：转角、耐张、终端杆等)，选定导线和避雷线型号。第三，制作在给定气象区下导线最大弧垂曲线模板，用该曲线模板一档一档地排出杆位，定出杆型，画出导线和避霄线的悬链线。第四，计算并标出钻、跨障碍物距离、防振锤安装距离、转角杆塔的位移等。第五，计算并标注整个线路其他数据(如：实际档距／规律档距、路径累计长度、杆型、杆位、序号、导线、避雷线防振锤的安装距离等)。而且，设计中还要求设计人员将路径及现场障碍物(如：公路，桥梁，山脉，河流，林区，房屋建筑，电力线，通讯线)情况较形象地画在平断面图上。按这种设计步骤和要求，不仅费时、费力、增加设计人员的劳动强度，而且出图质量差、不准确、变更多、增加设计的投入，甚至影晌施工质量、进度、乃至线路的安全运行，不经济、不科学、安全性差。目前我国电力线路工程设计中，多数采用人工排杆、布线方式，根据状态方程制作模板，利用模板连接悬链线。若连接的悬键线不能正常跨越障碍物，则需移动或调整杆位杆高再计算线路档距，反复校对，多次布杆、计算和连接悬链线，直至满足设计要求。这样一来，使得设计人员的计算、绘图等设计工作量加大，设计周期长，计算误差大，设计不准确，而且排杆和连接悬链线大多数是建立在设计人员的经验上，准确性和经济性都很差。虽然现在计算机辅助设计在国内外已经广泛应用，但大多数是采用通用设计软件(AutoCAD)，常见的情况是把计算机作为“高级绘图板”，制图过程还是像手工绘图一样一点一点地输入，即不能形成数据库，也不能将输入的各种数据利用计算机进行自动计算和分析。排杆和布线仍为人工，关键的问题没有解决。所以，常规设计中存在以下主要问题：(1)在铡量环节，目前大多数的设计部门使用了比较先进的设备，像全站仪或 华北电力大学工程硕士学位论文全球卫星定位系统(GPS)，但是测量的数据还要一点一点由设计人员输入计算机，进行手工绘图，因此这些先进设备的很多功能并没有被充分地利用；手工在计算机上设计平、断面图，包括比例、坐标、各种障碍物的表现形式及尺寸，人工输入，速度慢，容易出错。所以，如何从全站仪自动取得测量数据以及如何由测量数据在AutoCAD环境下完成平断面图的自动绘制，是目前电力输电线路设计中亟待解决的问题。(2)设计过程中，地形断面图完全由设计人员手工绘制，轩塔的定位也是设计人员凭经验设定，每次杆塔定位都需要大量的计算，来确定每个耐张段的代表档距；对每个杆塔位置、高度修改后，都需要重新计算，不具备改变杆高、位置后，自动计算并生成图形的功能，也就没有一个可支撑的完整的数据库。一条输电线路一般需要几十甚至几百个杆塔，这些杆塔的计算和图形绘制都需要设计人员手工计算和绘制图形，重复性计算和绘图工作浪费了大量时间。(3)当输电线路一个耐张段内的所有杆塔位置、导线悬挂点高度确定以后，选择适当的导线和避雷线，就可以绘制出导线的悬链线，进而验证线路中导线能否安全地跨越线路走廊的障碍物。这个过程需要设计人员结合气象条件和所选导线，计算出临界档距和控制条件，求解导线的状态方程．得到对应的最大允许应力，然后制作悬链线模板，根据悬链线模板绘出耐张段内的悬链线，若悬链线不能安全跨越障碍物，则需要调整杆塔高度、移动轩塔位置，然后重新求解导线的状态方程、制作模板等过程，直到悬链线能够安全跨越线路走廊的障碍物。故整个过程设计人员需要大量的计算、制作模板和反复验证，设计周期长、工作效率低。(4)除了上述计算和验证，在输电线路设计图纸中，还应该具有丰富的设计信息和表，比如：杆塔型号、杆塔高度、杆塔序号，障碍物名称、档距、规律档距、旱程、转角杆位移、防震锤安装距离等很多施工安装参数，目前这些参数和信息多数为手工计算，人为输入设计图纸，既费时间又容易出错，几乎没有利用计算机和AutoCAD的辅助分析功能。因此，需要改进，进而提高设计入员的工作效率和降低设计人员的劳动强度。目前电力线路工程设计中，多数采用人工排杆、布线方式，因此造成设计人员需要进行大量的计算、制作模板和反复验证，设计周期长、工作效率低。对于这神现状，很多电力系统的设计单位、软件开发公司以及学者对丌发输电线路设计软件有着很大的兴趣。文献Ill【2J详细分析了电力输电线路设计的现状，对几种可行的开发语言(AutoLISP、Blandc++、HighC、Visualc十+和VisualBisc)进行了比较，提出用AutoLISP对AutoCAD进行二次开发，研制出输电线路设计软件。软件具有：地形平断面图的铡绘与编辑功能；杆塔定位设计和检验悬链线功能；输电线路设计内容的编辑与修改功能。虽然上述软件能够实现输电线路设计过程中主要功能，但2 华北电力大学．】．程硕士学位论文作者丌发的软件具有以下不足：(1)没有实现全站仪和软件的接口，地形平断面的测量数据需要设计人员通过计算机键盘输入，这样，由于设计人员输入过程的误操作和错误的数据，会导致设计工作的修改和校验任务增加；更进一步来讲，比较先进的测量仪器⋯全站仪的内部数据存储功能没有被充分利用。(2)杆塔位置的设计可以实现鼠标输入，坐标输入和参照物输入等三种输入方式，这种功能只是对人工设定杆塔位置的计算机重复，只是简单地简化了绘图过程，没有体现任何智能化的因素。(3)由于技术和实践原因作者提供软件的导线数据库模块采用Fortran语言编程，51种导线在特殊气象区(蒙西地区非标III类气象区)和几种常见典型气象区的临界档距的数据库，因此，不同气象区的J斑界档距仍需要修改和运行Fortran程序，并且临界档距的数据库中有些导线的数据存在一些错误。因此上述软件在使用中存在很大的不便。(4)由于作者把连接悬链线和杆塔定位作为软件主要完成功能，因此上述软件没有提供杆塔型号数据库、线路设计主要材料表的自动生成以及线路设计中常用的计算校验功能。目前国内有一些软件公司开发了一系列的输电线路设计软件，并且这些设计软件的确具有丰富的功能，但有些商业软件采用高级语言开发，软件不一定嵌套在AutoCAD中。而电力系统设计部门的多数工程人员菲常习惯AutoCAD辅助输电线路设计，采用商业软件就意味着重新学习、培训和摆脱原来的工作习惯，在一个完全新的软件环境下工作，并且原来几年或几十年积累的图纸不一定与新的软件环境完全兼容。1．2本文的主要工作针对目前电力线路工程设计中所存在的主要问题，本文结合“输电线路设计软件的开发”这一科研项目，充分利用计算机强大的计算速度，为准确合理遗设计输电线路，降低设计人员劳动强度、提高工作效率，开发一套方便电力系统设计部门使用的输电线路设计软件。该软件是用AutoLISP语言开发，嵌套在AutoCADl2及更高版本的运行环境中，在继承AutoCAD丰富、灵活的绘图功能基础上，为线路设计开发专用功能模块和菜单，使设计人员可以在短时间内，在良好的环境中轻轻松松地设计输电线路。围绕此目的，本文主要进行以下几个方面的工作：(1)开发全站仪的接口程序，使得全站仪中存储的线路走廊地形数据能够自动读入计算机中，存储成便于AutoCAD分析的数据类型。开发地形平断面图的自动绘制程序t利用全站仪的地形数据，在AutoCAD环境中自动绘制地形平断面图，同时自动地生成AutoCAD环境中地形平断面的数据库，地形数据库为了软件实现耔塔设计、修改i；三i及连接导线悬链线使用。(2)地形以及常见障碍物的绘制、修改。在AutoCAD环境中，输入正确的地3 华北电力大学工程硕士学位论文形测量数据，可以实现线路设计中常见障碍物的绘制，数据库的自动添加等功能。这部分功能主要是对上述地形平断面自动绘制的有力补充，并且可以对地形平断面图中的所有元素进行删除、修改，使得地形平断面图的绘制方法灵活、方便。(3)建立可供AutoCAD访问的51种导线的原、副参数数据库，库中对应每一导线，均建立含有导线截面积、直径、计算拉断力、计算重量、弹性系数、线性膨胀系数等原参数和弹性伸长系数、瞬时破坏应力、最大使用应力、平均使用应力，自重比载、冰重比载、垂直比载、覆冰风压比载和无冰有风综合比载，覆冰有风综合比载等副参数，从而为求解导线的状态方程，建立悬链线方程奠定基础。(4)开发线路设计模块，包括杆塔的选择、杆塔的布置、连接悬链线、测试抒塔是否上拔、计算杆塔转角杆位移、计算导线和避雷线防震锤安装距离，对所设计的杆塔自动建立杆塔数据库。考虑设计人员的使用方便，还需开发对上述功能的修改、删除等编辑模块。杆塔位置的自动布置，是此模块中最重要、也是最复杂的子模块，根据地形数据库，可以在一个耐张段的范围内自动御置一定数量杆塔，并且进行自动分析杆塔对应的悬链线能否安全钻、跨线路走廊的地形障碍物。(5)根据设计中自动生成的杆塔数据库、导线数据库等设计内容，自动生成明细表。根据施工需要，可以对线路的设计图纸进行任意分割，方便出图。4 华北电力大学工程硕士学位论文第二章输电线路设计原理2．1输电线路设计的气象条件由于高压输电线路常年露置于大气中，经常承受自然界各种气象情况的影响。为了保证在长期运行中高压送电线路的安全，就必须使送电线路的结构强度和电气性能能很好地适应自然界的气象变化，特别是这些自然界现象随季节变化的各种组合对线路的影响。一般来说，雨雪对线路危害不大，雷电活动可以用防雷保护的方法解决，因此，风、覆冰和大气温度变化影响较大，这是输电线路设计时应考虑的主要问题。送电线路周围空气温度的变化使导线和避雷线的拉力和弧垂也随着发生变化。风力作用在导线上，在水平方向造成一个附加的机械荷载，使导线拉力增加，在垂直平面内使导线产生振动和舞动。在一定气象条件下产生的覆冰不但使导线垂直方向的机械荷载增加，同时由于导线受风面积增大，也增大了导线水平方向的风力荷载。因此，在进行输电线路的机械荷载计算或设计时，其影响的条件是：空气的最高温度、最低温度、覆冰温度和覆冰厚度、最大风速，以及在这些条件下的温度、风速、覆冰厚度之间的相应组合。线路设计所选用的气象条件组合，除应合理地反映一定程度的自然变化规律外，还要适应整个结构上的技术经济合理性及设计上的方便性。气象条件是输电线路设计中非常重要的因素，我国地域辽阔，各地区的气象条件不同，为了便于开展线路设计标准化，根据我国各地的气象条件影响输电线路设计的三个主要气象因素：温度、风速、覆冰厚度进行归纳，合并成为我国9个典型气象区13]，见表2-l。2．2导线的机械物理特性导线的机械物理特性，一般指抗拉强度、弹性系数、线膨胀系数及密度【4．6】。(1)导线的抗拉强度：导线的计算拉断力与导线的计算截面积的比值称为导线的抗拉强度或瞬时破坏应力。矿鲁(2一1)式中，参数crP、0、爿分别表示导线的抗拉强度(N／mm2)、导线的计算拉断力(N)和导线的计算截面(mill2)。(2)导线弹性系数：指在弹性限度内，单位截面上作用一单位应力时，导线单 华北电力大学工程硕士学位论文位长度上所产生伸长值的倒数值。导线的弹性系数按下式计算：E：罂(2-2)l4-m表2-1全国典型气象区的气象条件气象区III11IⅣVVIⅦⅧⅨ大气温最高+40度最低-5一lO—lO-20一10-20—40—20(。C)覆冰-5最大风速+10十10-5—5十10-5-5，-5安装0—5—10-5一lO一15—10一10外过电压4-i5内过电压+20+15+10+15+10-5+10+lO风速最大风速353025302530(m／s)覆冰1015安装lO外过电压15lO内过电压0．5×最大风速(jK低于15m／s．覆冰厚度(mm)0510lO101520冰的比重(kg／m3)900式中，E、&、m、岛分别表示钢芯铝绞线的弹性系数(N／mm：)、钢的弹性系数(N／ram2)、铝对钢的截面比、铝的弹性系数(N／ram2)。(3)导线的线膨胀系数：导线温度升高1oC时，导线单位长度的伸长值。按下式计算：d：—a—E=g—+——m—a一，E!(2-3)B4-mE,式中，口。、口，分别表示钢和铝的线膨胀系数(I／。C)。(4)导线的密度：导线是由单质材料构成的多股绞线。其密度就是原材料的密度a钢芯铝绞线的钢部与铝部截面比不同，其导线密度随钢铝截面比面定，故一般不列出钢芯铝绞线的密度。2．3导线的比载导线单位面积、单位长度的荷载称为比载p一”。比载在导线的荷载计算中是最合适的参数。在线路的设计中。常用的比载共有7种，计算方法如下：6 华北电力大学jfi程硕十学位论文(1)自重比载：由导线重力引起的比载，按下式计算：：=—9．8—wgt(2-4)2了式中，g，、W、A分别表示导线自重比载[Nl(m．mm2)]、导线单位长度质量(kg／m)和导线截面积(mm2)。(2)冰重比载：将单位长导线的覆冰重量折算到单位导线截面的载荷，计算式如下：92-咖9掣g×1旷(2-5)式中，b、d、分别为导线覆冰厚度(mm)、导线的计算直径(mm)。(3)导线的垂直总比载g，是导线自重比载g．和冰重比载92之和，可按下式计算：93=gl+92(2-6)(4)无冰时导线风压比载：无冰时导线每单位长度、每单位截面上的风压载荷，计算式如下：94=acdlq音sin2触10。(2-7)式中，g。一一无冰时导线风压比载[N／(m．mm2)]：a一～风速不均匀系数；c一～风载体型系数；d一一导线、避雷线计算外径(mm)；‘一一水平档距(m)；v一～设计风速(m／s)；口一一风向与线路的夹角(oc)；(5)覆冰时的风压比载：覆冰导线每单位长度、每单位截面上的风压载荷，可按下式计算：95．ac(“26)舄S．n20×1o_3(2-8)(6)无冰有风时的综合比载：在导线上垂直方向作用着的自重比载g．和横向的风压比载g。。按向量合成可得综合比载g。：＆=厄丽-(2—9)7 华北电力大学工程硕士学位论文(7)有冰有风时的综合比载：在导线上垂直方向作用着自重和冰重的比载g，与在水平方向作用着覆冰风压比载g，，按向量合成可得有冰有风时的综合比载g，：g，=厄了i(2—10)2．4导线的状态方程及临界档距2．4．1导线的状态方程式悬挂在两杆塔间的导线，其应力和弧垂是随档距和气象条件的变化而改变的，求不同气象条件下的导线的应力必须要借助于导线的状态方程式151。孤立档的状态方程式近似公式为：％一竖24tier21一霹]29m2一弘训(2—11)式中，g。、g。一一分别为已知气象条件和待求气象条件下的比载[Nl(m．mm2)]；吒一一待求气象条件下，温度为‘和比载为&时的导线最低点应力(Nfmm2)：盯。一一已知气象条件下，温度为0和比载为g，时的导线最低点应力(N／mm2)：口——导线的线膨胀系数(1，oC)；口一一导线的弹性伸长系数(mm2／N)，为弹性系数E的倒数；卜一一档距(m)。连续档的状态方程式为：旷琢iD29可．2=％一jln瓣29,n2一芳(¨，)(2-12)式中，，D为耐张段的代表档距。2．4．2导线的临界档距架空线路的导线应力是随档距和气象条件的变化而改变的，且无论档距和气象条件如何变化，导线的应力均不会超过控制应力，控制应力有两个：最大使用应力和年平均运行应力。导线控制应力确定后，还必须知道出现控制应力时相应的气象条件。各种档距并非是同一控制条件控制。当大于某一档距时，由一种条件控制；小 华北电力大学工程硕士学位论文于某一档距时，则由另一控制条件控制。两种控制条件的分界点，称为临界档距。在临界档距时，两种均为控制条件，这时两种控制条件的应力为同一数值。因此，在计算导线应力弧垂特性曲线时，首先应确定控制条件，求出各种控制条件的临界档距，并判别出各种控制条件下所控制档距的范围，便可计算其它气象条件下的导线应力。这样按照控制条件和控制档距范围计算的导线应力，在任何档距或任何气象条件下均不会超过控制应力。临界档距的计算方法如下：(1)两种控制气象条件下，导线应力不相同(即盯。≠盯。)时，临界档距l。可根据导线状态方程导出：(2一13)(2)两种控制气象条件下·导线应力相同时，根据l临界档距的定义，两种情况都起控制作用时导线应力只有一个控制应力。根据导线状态方程式可推导出两种控制条件导线应力相等的临界档距为：卜％牌关于临界档距判定的计算见3．3．1。2．5导线弧垂计算2．5．I导线悬链线解析方程(2～14)若把悬挂在杆塔上的导线看成是一条理想的柔软的、荷载沿导线长均匀分布的悬链线，则导线上任一点的拉力的方向与该点的切线方向相～致。如图2-1所示。假设导线悬挂在A，B两点，导线最低点0的应力为玎。，沿导线均匀分布的比载g，则导线悬链线方程为：y：旦(拍里一1)(2-15)g盯。式中，y一一任意点P的纵坐标x一一导线最低点。至任意点P的水平距离，。。年平均气温B是控制条件。b．k。．<，。。fMc：如osk年平均气温B是控制条件；‘o≥k8最大比载A是控制条件；没有最低气温c的控制区。3．3．2．3k口为虚根，oc和k为实根的情况28 华北电力大学：L程硕士学位论文A．0。为虚根，，。。和tk。为实根且0。的分子，0，此时只能存在‘。ck。．唯一的情况：k蔓厶。。最低气温C是控制条件；&。≥k年平均气温B是控制条件；最大比载A没有控制区。B．k口为虚根，kc和k为实根且，“8的分子c0，此时只能存在，w>，“。唯一的情况：‘。≤，w最低气温C是控制条件；，。≥，“c最大比载A是控制条件；年平均气温B没有控制区。3．3．2．4叱(，为实根，k。和f胱都为虚根情况此时沿整个档距范围没有最大比载A和最低温c两条件的控制范围。年平均气温B是唯一的控制条件，即，。。=0～o。年平均气温B是控制条件。通过对临界档距的综合分析，在实际临界档距计算中只有10种情况存在，以上的分析是计算导线受力和计算导线弧垂的理论根据。3-3．3非典型气象区临界档距的判定非典型气象区有4种气象条件，设最大风速气象条件为A，覆冰有风气温气象条件为B控制条{牛；年平均气温的气象条件为c控制条{牛；最低气温的气象条件为D控制条件。4种控制条件两两组合可以得到6个临界档距，但真正有效的临界档距最多也不会超过3个。可列出4种控制条件下的6种组合的临界档距如下：(1)J-l-．常覆冰(B)与最低气温(D)最低气温(D)(3)覆冰有风(B)与年平均气温(c)03=(4)最大风速(A)与年平均气温(C)乞。=(3-6)(3．7)(3．8)(3-9)照孵“六m吒最吒=，=¨2nrf，、I 华北电力大学J二程硕士学位论文(5)最低气温(D)与年平均气温(C)(6)覆冰有风(B)与最大风速(A)f"62盯mx(3—10)(3—11)判别以上6个l晦界档距中有效临界档距的方法如下：(1)比较比载大小和气温。在标准气象区，当‘=f。时，若g，>g。，只计算f。。、0，和0，3个临界档距；若g，(g。，只计算02、k和‘。3个临界档距。当k(，。时，若g，>g。，只计算fc，．、I，3和k3个临界档距。(2)计算临界档距时，只取正值并按计算的数值由小到大排序；若为零、不定数和虚数，即说明该组合条件不存在临界档距。(3)控制条件的判定。在标准气象区，O"m。>％时，若f>n，或0：】一(则取其中小者)且f>[0，或0。】。。，控制条件为最大荷重(g，或g。中取其大者)；若fc【f。，或0。】。∥控制条件为年平均气温。当z<【f，．或0：]。。且b?。时，控制条件为年平均气温{z<乙时，则控制条件为最低气温。(4)控制条件的特性曲线图解法。不论标准气象区或非标准气象区，控制条件均可用其特性曲线图解丽确定。根据各种控制条件，均可作出其相应的应力与档距’变化的特性曲线。依据临界档距确定有效临界挡距和控制条件及其相应控制档距的范围。3．3．4临界档距判定的程序实现根据以上的分析，只要已知导线的原始参数如自重比载、导线截面、弹性系数等等，依照以上理论的分析可以编制程序，计算51种导线在各种气象区条件下的临界档距、控制条件、控制比载等参数，为杆塔布置的安全性分析奠定基础。这部分功能由子程序lljdj来实现，它包括以下5个子程序：(1)lj』gxt计算导线的临界档距，分情况求出g。、t。、口。和lI；(2)当只有3个临界档距时，调用子程序g_ww，分10种情况求出g。、f，、仃。和乇：(3)子程序lJ_bw判断g／cr相对应的温度值、导线比载值、导线的应力值及30 华北电力大学工程硕士学位论文相对应的编号。(4)子程序1j—qq判断出风速系数a的大小。(5)lj_out为输出子程序，将计算结果以一定的格式存储在固定文件中。33．5对地距离及交叉跨越的判定导线与地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路的距离，应根据最高气温情况或覆冰情况的最大弧垂、蹑大风速情况或覆冰情况的最大风偏来计算。计算时，不考虑由于电流、太阳辐射等引起的弧垂增大，但应计及导线初伸长的影响和设计、施工的误差。大跨越的导线弧垂应按导线实际能够达到最高温度计算。在跨越档距中，导线对地距离及对跨越物的距离，均应满足安全距离(即限距)的要求，可参照参考文献《电力工程高压送电线路设计手册》。导线与被跨越物间的距离为：垃=H，一(正+c)(3-12)式中以一跨越档杆塔悬点连线在跨越处标高(m)，Hx=H．一垡半=目。～半以，胃。——跨越档两杆塔导线悬点的标商(m)x——悬点A至跨越处的水平距离(m)卜一跨越档的档距(m)幽——悬挂点的高差(m)正——导线在跨越处的弧垂(m)c——被跨越物的标高(m)导线与有关地貌、地物的跨越或接近距离，应根据最高气温或覆冰情况求得的最大弧垂和最大风速或覆冰情况求得的最大风偏进行计算，其数值均不能小于高压架空线路导线与地物地貌跨越或接近最小距离。此外，高压架空线路跨越弱电线路时，其交叉角也有相应的要求：对一级弱电线路不小于45。：对二级弱电线路不小于30。；对三级弱电线路不受限制。悬链线任意弧垂的计算见2．5节，这里不再详述。程序中确定导线悬链线与地和障碍物间距离是否满足安全要求的思路如下：(1)判断有障碍物的档距是否满足安全要求。方法为：找出有障碍物的档距，求出 华北电力大学．_：I：程硕士学位论文此档中点弧垂的X、Y坐标。对于由两点确定障碍物的情况，找出距离中点弧垂x坐标较近的一点，然后求出此点对应的障碍物纵坐标yl，判断(y-y1)是否小于导线悬链线与障碍物间的安全距离，如是则返回，否则执行判断没有障碍物的档距是否满足安全要求的程序。(2)判断没有障碍物的档距是否满足安全要求。方法为出此档中点弧垂的X、Y坐标。导线悬链线的状态方程为y：鱼M里一1】g％导线悬链线方程的一阶导数为：Y。：shgx盯0导线悬链线方程的二阶导数为：y’：量×c^墅找出没有障碍物的档，求(3．13)(3—14)(3．15)经判断可知Y”)0，因此导线悬链线方程的一阶导数Y7为增函数。找出地形变量glob_ground中横坐标小于等于此档左杆塔横坐标的测点或测站，从此点开始，求出每段左右端点处的导线悬链线方程一阶导数Y’1、Y’2以及对应地面的导数Y’3(对于有一端点不在此档内的情况，此端点取为此档内的杆塔的坐标值)，然后根据最值处导数为零的原理，分段进行以下判断：i)当Y’1≥Y73时，x1取左端点；ii)当Y’2≤y73时，x1取右端点；iii)当Y’1‘Y73‘Y’2时，利用逐次逼近的方法，求出导线悬链线方程一阶导数Y’=Y’3的点，然后xl取此点；根据式弧垂纵坐标公式求出x1对应的弧垂纵坐标y2和对应地面的纵坐标y3，判断(y2-y3)是否小于导线悬链线与地的安全距离，如是则返回，否则判断下一段，直至检验完右端点横坐标大于等于此档右杆塔的横坐标的一段为止。3．3．6悬链线与测试线的连接在布杆的同时，程序会自动生成杆塔数据库，每个杆塔的数据结构为：(耐张类型杆塔的x坐标杆塔的Y坐标杆塔的转角杆塔悬挂点高度)在杆塔数据库已知的情况下，该模块可以自动连接任意选定的耐张段的悬链线．以及其对钻越障碍物的安全距离测试线，以供设计人员方便地验证线路设计的合理与否。32 华北电力人学工程硕士学位论文该模块中含有多个子程序，selectlink2在地形绘制模块已经介绍过，用来选择耐张段，通过鼠标选定耐张段后，程序从杆塔数据库中计算出耐张起始杆塔的位置及整个耐张段的杆塔信息以备计算档距和规律档距时使用。悬链线的连接主要有以下几个步骤：(1)首先根据档距，按照每5米一个弧垂点计算循环次数；(2)计算出第j+1根杆塔的悬挂点坐标P1，计算水平方向距离Pl点5米处弧垂点P2的坐标：(3)连接P1、P2点的悬链线，由于距离足够小，可以用直线近似；(4)用P2点坐标代替P1点坐标，依次计算距离新的P1点5米处弧垂点新P2的坐标，连接两点的悬链线，直到循环结束；(5)重复执行以上各步，连接第j+1和j+2杆的悬链线，直到整个耐张段中所有杆之间的悬链线连接完毕：(6)依照1-5的原理对线路跨、钻障碍物的测试线进行连接。此模块主要由以下几个子程序构成：Llkj子程序用来计算选定的耐张段中相邻两杆塔的档距，以供计算规律档距和在图纸上输出表格和信息。LlkO子程序用来计算选定耐张段的规律档距lkO，lkO为第k个耐张段的规律档距，lkj为Llkj中计算出的相邻两杆的档距。L子程序首先导入导线控制条件数据库。根据设计选定的导线类型，从1种_cmp5导线数据库中计算出导线，若51种导线类型都与选定的类型不一致，说明导线选择错误，退出程序，然后由L．1kO中计算的规律档距lkO，与导线数据库中选定导线的各临界档距进行比较，确定该耐张段的导线控制条件及对应的最大允许应力、最低气温、自重比载、温度膨胀系数、弹性伸长系数等，为建立导线的状态方程提供必要的条件。Lowxy子程序用来连接悬链线及其对障碍物及地的测试曲线。3．3．7自动布杆程序的实现自动布杆模块主要针对地形中具有障碍物的情况，它可以根据地形数据库，自动避开档距中存在的障碍物，从而在耐张段的范围内自动布置一定数量杆塔，并且进行自动分析杆塔对应的悬链线能否安全钻、跨线路走廊的地形障碍物。这样不仅可以避免单个布杆的繁琐，同时也解决了平均布杆不适用于耐张段内具有障碍物的情形，加大了软件的适用范围。该模块的实现思路如下：(1)调入已画杆塔的数据库，如数据库不存在，则退出程序。(2)调用子程序averselect，选择待自动布杼的两个杆塔，也就是选择一段档距。(3)计算选中的档距，采用“交互式”输入法，输入自动布杆的必要参数，如杆塔档距、水平安全净距、杆塔的型号、高度等信息，完成后软件将自动布杆的所有信息反馈出来，以便确认。 华北电力大学工程硕士学位论文(4)形成待自动布杆的档距内的障碍物数据库，然后根据水平安全净距确定禁止布丰T范围的数据库，范围的确定方法为：(障碍物左测点x坐标一水平安全净距，障碍物右测点x坐标+水平安全净距)。首先按照平均布杆确定每个杆塔的x坐标，然后与禁止布杆范围数据库比较，并形成调整后的自动布杆杆塔数据库。(5)计算导线的参数，并进行在所选定的气象区内导线临界档距的判定。(6)计算导线的弧垂，并进行对地跨越和交叉距离的判定，如果满足安全要求，则给出提示；若不满足安全要求，则报警并输出不满足安全要求的档距的位置，同时在平断面图上完成绘制及文字标注。自动布杆完成后，就可以连接悬链线和测试线，从中可以看到悬链线对地及障碍物的距离情况，如果自动布杆不满足安全要求，那么可以将不满足要求的杆塔删除，并进行单个布杆，直至满足要求为止。3．4平均布杆模块除了自动布杆模块，为了提高程序的运行效率，还设计了平均布杆模块，该模块主要针对平坦地带，地形的障碍物很少情况，在该地段上杆塔的分布比较均匀，若个别杆塔不台适，可以进行调整和修改。该模块的实现思路是：(1)调入已画杆塔的数据库，如数据库不存在，则退出程序。(2)调用子程序aver_select，选择待自动布杆的两个杆塔，也就是选择一段档距。(3)计算选中的档距。采用“交互式”输入法，输入自动布杆的必要参数。如杆塔档距、水平安全净距、杆塔的型号、高度等信息，完成后软件自动将自动布杆的所有信息反馈出来，以便确认。(4)稚杆。按照以上输入的信息，自动计算出每根杆塔的x坐标，调用calhigh子程序，计算每根杆塔的地形标高及杆塔的起始的(x，y)坐标绘制每个线杆，输出每个线杼的文字标注，准备每个轩塔的数据库直到所有的轩塔绘完为止。3．5明细材料表的生成输电线路设计图纸中，应该具有丰富的设计信息和表，比如：杆塔型号、杆塔高度、杆塔序号，障碍物名称、档距、规律档距、里程、转角杆位移、防震锤安装距离等很多施工安装参数，从而方便施工及以后查阅。这部分模块完成的功能就是根据设计过程中生成的数据库及计算数据，实现整段(或某一段)杆塔型号、高度、序号、档距、规律档距、转角杆位移、导线、避雷线等设计信息的计算和输出，并将其做成一张独立的材料表。这些独立的小模块使用方便，大大降低了设计过程中的手工计算量，并且可以得 华北电力人学工程硕士学位论文到精确的计算数据。下面分别介绍这些小模块的实现思路。3．5．1杆塔库的建立在输电线路设计中，需要用到大量各种型号的杆塔，并且在施工图中需要附有杆塔的详细设计图纸，比如杆塔的设计类型、高度、横担长度及设计样式等信息。目前，线路设计部门广泛采用的是利用AutoCAD手工画出秆塔设计图，甚至是复印原来已有的图纸，造成线路设计效率低、不规范。为此，本软件设计了杆塔库，其中包括常用的杆塔设计图。当平断面图设计完成以后，软件可以调用杆塔库，并打印出线路中用到的杆塔设计图，从而很好地解决了杆塔图不规范的问题。3．5．2整段(或某段)线路数据的输出和删除该模块完成杆塔型号、杆塔高度、杆塔序号、档距、规律档距、里程、耐张段长度、等施工参数的计算和表格输出，该模块的计算量较大，包括多种数据的计算和表格输出，在这里简单说明一下该功能是如何实现的。(1)读入所有杆塔的数据库。(2)若输出整条线路数据则算出总的秆塔数；若输出某段线路数据，调用selectlink2子程序，确定该段的杆塔个数及具体参数，由杆塔个数确定循环次数。(3)根据每个杆塔是否为耐张杆，确定每个耐张段。分别绘出非耐张杆、耐张杆的表格，分别由子程序nz和llnz来实现。(4)在表格的适当位置输出相邻两杆的档距，每个耐张段的长度，有子程序nortztext和nztext来实现。(5)找出相邻的耐张杆，读取此耐张段内所有杆塔的信息，计算出每个耐张段的规律档距且在表格中枢处，有子程序text_lk0、text一1ki、text_find和text_print实现。(6)在俯视图中绘出所有转角杆的转角示意图，其中向上为左转，向下为右转，输出转角，计算每个转角杆的导线和避雷线防震锤的安装距离，在表格中适当位置输出信息。这部分由textvabri和textbl子程序来实现。另外为了便于对图纸进行修改，软件可以对整段(或某段)线路数据、里程、杆塔序列号等进行删除。3．5．3计算转角杆位移此模块实现的思路是：(1)读入杆塔数据库；(2)调用子程序selepole选择待计算的转角杆，输出此杆塔的数据信息供参考，若杆塔转角为0，则退出程序不再进行计算；(3)调用予程序eal_mov输入杆塔参数，计算转角位移．在图纸中适当位置输出结果。35 华北电力大学．[程硕士学位论文3．6其它功能模块的实现为了线路设计的顺利进行，还需要其它～些辅助的功能，比如杆塔的删除、悬链线与测试线的删除和修改、图形分割等，下面依次介绍这些模块。3．6．1杆塔的删除与修改这部分模块包括对已设计出的杆塔进行编辑——删除杆塔和修改杆塔。(1)删除杆塔，可以删除线路中多余或不合理的杆塔，并且自动完成对抨塔数据库的修改。(2)修改杆塔，可以对选定的杆塔进行移位、改变杆塔的型号、杆塔的悬挂点高度等等，其中修改杆塔的实现包括了删除杆塔。它的实现思路是：a．首先选择待修改的杆塔，从图上删除杆塔及标注文字，且从数据库中找出其对应的数据。b．调用子程序cal_high计算出原来秆塔位置的地形标高。C．调用子程序l_pole2，输出原来杆塔的所有数据信息以供参考，输出修改后杆塔型号、悬挂点高度等新杆塔的参数，选择杆塔位置的方式。调用子程序cal_high计算修改后杆塔的地形标高，在地形图上绘制新的杆塔。d．形成新杆塔的单元数据库，用新杆塔的单元数据库代替原来杆塔的单元数据库，并在图形上标注文字。3．6．2悬链线和测试线的删除该模块的功能是对悬链线及测试线的删除功能，即删除悬链线和删除测试线。因为在设计过程中若出现悬链线对地或障碍物的安全距离不够时，该模块可以方便地删除原来的悬链线和测试线，然后对杆塔或其它参数进行修改，直到满足安全条件的悬链线生成。另外当设计完成时，习惯上也要删除测试线。删除悬链线与删除测试线的程序结构完全一样，区别在于删除测试线先是保留悬链线不变，只删除悬链线对地和障碍物的测试曲线；而删除悬链线时则把悬链线与测试线一起删去，这里仅给出删除悬链线的程序框图3-4。 华北电力大学工程硕士学位论文开始ll读入杆塔数据库I计算悬链线与测试线位置lt控制图层i删除曲线』恢复图层控制l结束图3．4删除悬链线程序框图3．6．3图形分割由于软件设计过程中是把一条完整的线路存在一张图纸中，并且线路的长度不受限制，这样既简化了设计人员的工作，又能使线路所有信息集中保存。但是实际工程中由于绘图设备的条件，图纸的存取与使用方便，线路图纸都是分段绘制，且每段长度不统一，故软件设计了图形分割模块。该模块可以按照设计人员意愿对图形进行分割，只要选定所输出的一段线路的起始位置，程序自动将从整段线路图纸中切割出所选定的线路，然后自动绘制出这段图纸的表头、表框，形成一张便于打印的图纸。分割图形实现的思路是：(1)读入杆塔、地形数据库；(2)选择待出图线路的起始位置；(3)控制图层，删除未被选中的部分线路及其标注文字；(4)绘制图纸的外表框和图纸表头，这样便形成了便于打印的分段图纸。37 华北电力大学。『：程硕士学位论文另外，为了使设计人员随时了解整个线路的设计情况，软件设计了三个查询模块；杆塔查询、导线查询和避雷线查询。杆塔查询模块可以输出选中杆塔的基本信息，比如杆塔的型号、悬挂点高度、杆塔的X、Y坐标等。导线查询和避雷线查询可以分别输出所选择的导线型号和避雷线型号，并且具有相应的数据文件存储这些信息，一直随绘图文件保存。为了能够分次进行输电线路设计，我们还设计了数据存盘模块。3．7．1软件实现主要技术手段3．7．1对话框的技术在线路设计中需要输入大量的设计信息以保证设计的完成。为了使操作界面更加友好，同时使信息的输入更加的方便，我们将软件中所有的交互信息输入改为对话框模式。对话框是人机交互的主要界面之一，它具有良好的视觉效果，操作方便、直观，输入数据与顺序无关。在进行软件设计时，经常使用对话框来输入所需要的数据并设置软件工作环境等。在Windows环境下，可以使用两种方式来开发对话框：一种是利用Windows的对话框设计技术：另一种是使用AutoCAD提供的可编程对话框。我们在本软件的设计中使用的是后者。对话框是一个弹出式窗口，它与用户进行信息通讯，一般被用于一项特定的与输入有关的任务。用户利用对话框中的控件输入文本、选择一些项以及指定某一特定的命令动作等。设计对话框的一般步骤是：(1)确定应用程序需要输入的数据。(2)分析需要输入的每一项数据，确定每一项数据使用哪一种控件。这要根据需要输入数据的类型和各种控件的功能来决定。(3)根据选定的控件按照主次关系和美学观点进行布局。(4)编写DCL文件。(5)编写应用程序处理对话框，在这里我们用AutoLISP语言编写。3．7．2其它技术手段(1)专用菜单的编制。考虑到使用方便性、整个软件内容的复杂性、设计过程的多样性，软件的所有功能命令按照分类分配在3个主菜单中，每个主菜单又配有多个子菜单【8_1“。设计人员在使用软件时，只需要用鼠标选定命令，而不必记大量的命令。并且菜单是集成在AutoCAD的菜单之中，使得这些软件命令的使用很方便。 华北电力大学工程硕士学位论文(2)图层的控制。由于线路设计图纸涉及的图形元素众多：杆塔、导线、测试线、地形、障碍物以及上述图形元素对应的多种数据和信息，软件又需要对各种图形元素进行修改，因此所有绘图元素放在同一图层中难以实现。故按照图形及数据信息的分类分别放在不同的图层中，软件涉及的图层有20余层。(3)支撑软件的数据库。由于线路设计周期长，修改多，软件的正常运行必须有一系列数据库来记录设计过程中的参数和信息，使得一些计算和分析由程序自动执行。软件的数据库有以下3种：a．51种导线的原参数数据库。软件通过调用导线的原参数数据库结合气象条件可以计算和分析51种导线在各种气象条件的临界档距，进而得到导线控制条件和控制应力，为正确连接悬链线提供数据。导线原参数数据库是开放的，随着新导线型号的产生可以对导线数据库进行补充。b．地形数据库。在绘制地形平断面图的同时，软件按照制定的格式自动生成地形数据库，记录地形所有的原始输入数据、全站仪的输入数据以及设计的图形数据，在修改和编辑地形平断面图的过程中，地形数据库也同时被软件自动修改。一则可以任意方便地修改编辑地形图：二则以备在布置杆塔和连接悬链线的过程使用。c．杆塔数据库。在设计每根杆塔的同时，软件自动生成纪录杆塔的数据，像杆塔的型号、类别、高度和转角等信息按照制定的格式形成杆塔数据库。用于记录、删除、修改和编辑杆塔。 华北电力大学工程硕士学位论文第四章软件的运行效果和应用情况本章结合软件的功能和使用，简单介绍整个软件的运行效果。软件总共有3个大的模块，即：地形测绘模块、线路设计模块和线路编辑模块。每个模块又由许多独立的子程序构成，所有的程序都被镶嵌在AutoCAD的菜单中，这些程序的调用与AutoCAD命令一样简单、方便。下面结合软件的使用和运行效果，简单介绍主要子程序的功能。4．1地形测绘模块在正确输入地形平断面测量数据的条件下(既可以由程序导入全站仪的测量数据，也可以从键盘输入测量数据)，该模块可以绘制出线路走廊的地形平断面图。地形测绘模块主要有自动绘制平断面、测绘站、测绘点，测绘常见障碍物(公路、河流、房屋、树林、铁路、架空线路)及对上述平断面丰富的修改、编辑等功能。软件对应的界面如图4—1所示。图4-1地形测绘模块的部分子程序菜单应用上述模块，对一段长度为3km的线路走廊的平断面进行绘制，在这段线路走廊中有公路、河流、铁路等若干障碍。测量数据输入后，软件可以按工程人员的工作习惯40 华北电力人学]：程硕士学位论文在AutoCAD环境中自动绘出勘测的地形平断面图，如图4—2所示，图中最上面的水平线表示地形标高的基准线，基准线以上为线路走廊的断面图。基准线以下指定区域为线路走廊的俯视图，基准线的最左端为断面图的地形标高。软件在绘制出地形平断面的同时自动生成地形的数据库，数据库是修改和删除平断面，布置杆塔，识别障碍物的基础。利用地形菜单中的删除和修改子程序可以对所绘平断面进行修改和编辑，丰富和完善对平断面的处理。4．2线路模块图4．2地形测绘模块绘制的地形平断面线路模块实现初始化软件正常运行的数据，自动绘制表头和表框，选择杆塔型号、选择避雷线和导线型号。对单根杆塔的定位布置，平均布置多根杆塔等功能，如图4—3的线路菜单所示。该模块中最复杂和最重要的是自动布杆子程序，在给定气象条件和选定导线避雷线，自动布杆子程序可以在一个耐张段内布置一定数量的杆塔，并且(1)这些杆塔的定位尽量满足指定的代表档距；(2)所有杆塔在指定的安全距离下避开线路走廊的障碍物；(3)对所有档距内的悬链线进行计算，校验悬链线对地、对障碍物是否满足指定的安全距离；(4)输出校验结果，若有杆塔或档距不满足要求则输出有问题杆塔的坐标。针对有问题的辑塔，可以用删除杆塔和修改杆塔子程序进行修改直到所有档距的悬链线满足要求。由于这种智能化程序，基本上避免了大量的绘图过程，大大缩短设计的过程。4I 华北电力大学工程硕士学位论文豳4-3线路菜单图4．4线路编辑菜单图4—5中给出了在一段耐张段内自动布杆的结果，程序自动输出1176m和1376m之间(从左边数第6和第7根杆塔)的悬链线，以及1982m和2176m之间(从左边数第10和第11根杆塔)的悬链线不满足要求。为了进一步说明，在图4-6中给出了整段线路的悬链线和测试线。最上面一条曲线是导线的悬链线，中间的曲线是一条钻越障碍的测试线，测试线与导线悬链线之间为人为设定的垂直安全距离，若测试线与房屋或树林或铁路等障碍物相交，说明导线与这些障碍物的安全距离不够，需要重新调整秆塔位置或调整杆塔的高度。从图4-6中看出悬链线可以安全跨越障碍物。最下弼一条曲线为悬链线对地测试线，若其与地相交，则导线对地的安全距离不够。需要调整杆塔宣到满足对地的安全距离。从图4．6中看到上述两个档距中导线对地的安全距离不够，所以只需对上述涉及到的4根杆塔的高度或位置进行调整。选择图44率线路编辑模块中丰富的修改子程序，对不合理的杆塔进行调整，则后得到图4．7所示的最终设计方案。使用该模块设计输电线路，大大降低了设计人员的劳动强度，几乎避免了设计人员在AutoCAD中的绘图工作，设计人员只需将设计中的许多规程和参数输入，大量的计算和分柝工作由设计软件来完成。自动布杆程序的开发使得本软件有一定的智能化成分，更进一步减轻了设计人员的劳动强度。 华北电力大学：[程硕士学位论文图4-5自动布杆子程序的运行结果图4-6自动布杆连接悬磋线的结果43 华北电力人学一r程硕士学位论文4．3线路编辑模块该模块是对线路模块有力的补充和功能的丰富，模块的子程序对应的菜单如图4—4所示。该模块可以实现对支撑图形文件数据库的随时存储和读取子程序，删除测试线和导线悬链线，修改和删除任意杆塔，输出杆塔的档距、代表档距和耐张段长度，计算转角杆位移，输出杆塔序号和地形里程，对设计图形的任意分割和分段出图等功能。该模块的子程序与线路设计模块的子程序结合，可以完成线路平断面设计工作。4．4软件的应用情况该软件在电力系统的某设计部门的试运行过程中，取得了良好的效果：(1)在导线对障碍物的跨越校验上，明显地提高了设计精度；(2)大大降低了设计人员的劳动强度，减少了设计人员大量的计算和分析工作：(3)对软件中等熟练操作程度的设计人员，工作效率有5倍的提高，明显地缩短了设计周期，节约了人力和物力。图4．7软件完成的某段线路最终设计方案 华北电力大学工程硕士学位论文第五章总结AutoCAD绘图软件在电力设计部门已经得到了广泛的应用，但大多数的设计人员仅把它作为“高级绘图板”，特别是在线路设计过程当中，远没有把计算机的准确、高速计算能力有效地利用起来。本文用AutoLISP语言开发出《输电线路设计软件》，该软件可以完成与全站仪间的数据传输、输电线路设计过程中的地形及障碍物的自动绘制、自动布杆、绘制悬链线以及对所绘图形丰富的删除和修改功能，大大地减轻了设计人员的绘图、计算工作量，远远地缩短了设计周期，节约了人力和物力。本文的工作主要有以下几个方面：(i)开发了与全站仪的接口程序，使得全站仪中存储的线路走廊地形数据能够自动读入计算机中，存储成便于AutoCAD分析的数据类型。(2)开发地形平断面图的自动绘制程序，利用全站仪的地形数据，在AutoCAD环境中自动绘制地形平断面图，包括测站、测点、公路、铁路、河流、树林、房屋等多种障碍物，并且具有对绘制的所有信息丰富的删除和修改功能，使得地形平断面图的绘制方法灵活、方便，完全脱离了原来手工绘制地形平断面图漫长而繁琐的过程。在绘制平断面的同时，软件自动生成AutoCAD环境中地形平断面的数据库，地形数据库为了软件实现杆塔设计、修改以及连接导线悬链线使用。(3)线路设计部分包括51种导线数据库和避雷线数据的形成；设计了自动布杆程序，可以根据地形数据库在一个耐张段的范围内自动布置一定数量杆塔，并且进行自动分析杆塔对应的悬链线能否安全钻、跨线路走廊的地形障碍物：平均布杆形式和单个布轩形式，杆塔数据库的生成；自动连接导线的悬链线及对地障碍物的安全测试线{计算转角杆位移，计算导线避雷线的防震锤安装距离。测试杆塔是否上拔：为了使线路设计工作能够分多次完成，设计了数据存盘模块，将设计过程中用到的信息存储在文件中，在下次设计时，就可以自动调入数据。通过使用对话框，使软件的操作界面更加友好。(4)对设计图纸的编辑修改部分，这部分内容包括删除杆塔、修改杆塔、删除悬链线、删除导线对地及障碍物的测试曲线，以及对整张线路图纸的任意分割等。(5)明细材料表的自动生成部分，可以根据设计过程中生成的数据库及计算数据，实现整段(或某一段)杆塔型号、高度、序号、档距、规律档距、转角杆位移、导线、避雷线等设计信息的计算和输出，并将其做成一张独立的材科表。自动绘制秆塔的数据表格及对其的修改和删除，自动输出杆塔的序列号和删除功能；同时设计了杆塔数据库，以方便设计和打印。整个软件主要有以上5部分构成．软件的所有计算程序都与手工计算手册的计算加45 华北电力人学：L：程硕十学位论文以比较，从精度上是远大于手工计算，并且也经过了设计部门的使用验证，其正确性是可以保证的。由于时间和条件限制，软件的设计中也有一些需要进一步开发的方面。本软件主要用AutoLISP语言开发，AutoLlSP作为一种解释性语言，简单易学，广泛的应用在二次开发中。但它也具有保密性差、运行速度慢的缺点。在以后的设计中可以考虑改为VB语言开发。 华北电力大学工程硕士学位论文参考文献[1]李慧奇，丁巧林，刘建新．输电线路设计软件的开发．电力情报，2000，(2)：37～39页[2]王睿淳．蒙西电网输配电线路设计智能化研究。[硕士学位论文]。保定：华北电力大学，1999年[3]中华人民共和国国家经贸委员会．DL／T5092—1999P．110～500kV架空送电线路设计技术规程．北京：电力出版社，1999．08．02[4]郭喜庆．架空送电线路设计原理．北京：农业出版社，1992年[5]曾宪凡．高压架空线路设计基础．北京：水力电力出版社，1995年[6]李瑞祥．高压输电线路设计基础．北京：水力电力出版社，1994年[7]张敢生．电力工程高压送电线路设计手册。北京；中国电力出版社，．2002矩『8]王国泉。霍新民．AutoLISP实用程序设计方法与实例．北京：中国科学院希望高级电脑技术公司，1991年[9]曾祥恒．李东生，刘映杰．AutoCADll．0计算机绘图软件应用与实例．北京：海洋出版社，1992年[103RustyGesner＆JosephSmith，沈铁齐，田洪霞，甘特．AutoLISPt2．0编程大全．北京：学苑出版社，1995年[11]张万椿．高压架空输电线路设计与计算．成都：四川科学技术出版社。1986年[12]曹绳敏．电力系统课程设计及毕业设计参考资料．北京：中国水力水电出版杜，1995年 华北电力大学工程硕士学位论文致谢本论文工作是在导师李庚银教授的悉心指导下完成的，从论文选题开始到论文的最后定稿过程中，无不凝聚着导师的心血。导师以其深厚的专业知识、敏锐的洞察力、兢兢业业的工作作风以及对本学科发展的远见卓识令我受益无穷。在这一年的时间里，老师无论从基础理论知识、分析方法、实现手段乃至论文的撰写方法，都给予了极大的帮助，提供了大量的建设性意见。老师放弃大量的休息时间，对论文进行指导、答疑。老师严谨的治学态度和对事业的执着追求给我留下了深刻的印象，令我终身受益。在此，向老师表示深深的谢意。发电教研室的盛四清、周明等老师在论文的选题及课题过程中也给了我很大帮助，帮助我克服了一个又一个的困难，在此对他们表示衷心的感谢。我的企业导师张建锋高工在繁忙的工作中，对课题进行的整个过程给予了始终如一的关心和帮助，提出了许多建设性的意见，他那渊博的知识、严谨求实的奉献精神、朴实无华的生活作风和论文期问给予作者的热心指导和支持，无时不在激励自己奋发进取。特向张建锋高工致以诚挚的谢意。我们设计院线路设计专业的孙小林高工在线路设计专业知识上给本人提供了极大的帮助，在论文中涉及到的规程、规范的把握上给予了细致的解释。孙工多年来一直从事线路设计工作，积累了丰富的实践经验，她用自己的经验和智慧帮我解决了许多困难，为我花费了大量的心血，提供了许多线路设计的一手资料，感谢孙工无私的关心。最后，再一次感谢所有曾经关心、支持和帮助过我的人!