北京東1000kV變電站、220kV即墨全地下變電站等均實現(xiàn)三維數(shù)字化建設和移交；濰坊-臨沂-棗莊-菏澤-石家莊1000千伏交流特高壓輸變電工程線路、北京西-石家莊1000千伏交流特高壓輸電變工程線路工程作為輸電線路" target="_blank">架空輸電線路三維數(shù)字化試點工程基本已完成全線的三維設計；北京奉義110kV輸變電工程、上海青浦新路（崧澤）~鶴民110kV線路工程等地下電纜線路正在利用三維數(shù)字化技術開展工程試用……
國網(wǎng)公司基建部[2018]585號文規(guī)定：“到2020年底前，公司所有新建、改建、擴建35kV及以上輸變電工程具備數(shù)字化移交條件，總體上實現(xiàn)三維設計、三維評審、三維移交”，以上種種都標志著輸變電工程已進入三維數(shù)字化時代。
科技日報記者了解到，今年8月，中國電科院研發(fā)的電力電纜工程數(shù)字化設計系統(tǒng)已初步完成，該系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)地下電纜線路設計手段，實現(xiàn)了二維繪圖到三維數(shù)字化設計的模式轉型和升級，使地下電力線路設計、運檢和管理水平有顯著提升。
地下電纜輸電線路取代架空輸電線路已成趨勢
什么是三維數(shù)字化？
據(jù)了解，數(shù)字化就是將現(xiàn)實生活中復雜的信息轉變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當?shù)臄?shù)字化模型。數(shù)字化具備如下幾個特點：
可視化，包括過程和結果的可視化，以“所見即所得”的形式，將現(xiàn)實實體在計算機中以一種三維的立體模型展示，并且實現(xiàn)工程規(guī)劃、設計、施工、運維、管理等全壽命周期過程中溝通、討論、決策的可視化，是一種互動性和反饋性的可視。
協(xié)調性，利用三維數(shù)字化模型的信息完整性，解決管線、建構筑物等對象之間的碰撞檢查問題，滿足各專業(yè)、各部門之間的協(xié)同辦公和數(shù)據(jù)共享的要求。
模擬性，根據(jù)三維模型和數(shù)據(jù)信息，進行多維度、全過程模擬分析，例如節(jié)能模擬、施工模擬、造價模擬、檢修培訓等。
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和城市化進程不斷加快，電力設施和城市發(fā)展矛盾日益加劇，輸電走廊的緊張使得地下電力電纜在城市電力系統(tǒng)中的應用變得越來越廣泛，地下電纜輸電線路取代架空輸電線路已成為趨勢。
據(jù)統(tǒng)計表明，世界上一些現(xiàn)代化都市，如柏林、東京、大阪、哥本哈根等，地下輸電方式比例已超過70%。自“十二五”規(guī)劃以來，我國已加快架空線入地、地下電纜工程和地下綜合管廊的建設步伐。截止2017年，首都北京地下電纜隧道總長約800公里，預計在“十三五”末，北京核心區(qū)地下電纜化率將提升至94%，供電可靠率提升至99.999%。
2014年國務院印發(fā)的《國務院辦公廳關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》，以及2016年住建部印發(fā)的《城市地下空間開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》都提出，要求部署加強城市地下管線建設管理，保障城市安全運行，雄安新區(qū)作為國家級新區(qū)規(guī)劃，地下管網(wǎng)建設將采用地下管廊模式，將水電氣、城市交通等都部署到地下空間。
地下電纜輸電方式不僅能改善城市環(huán)境，使城市更加整潔美觀，節(jié)省城市寶貴的地面空間，而且可有效地預防惡劣天氣、交通事故，保障居民和城市的用電安全。
數(shù)字化促進地下電纜建設方式創(chuàng)新轉型
業(yè)內專家表示，地下電纜線路由于建設在地面以下，存在不可見，施工難度大，檢修不方便等問題；傳統(tǒng)的設計和檢修手段主要依靠頻繁現(xiàn)場踏勘、二維圖紙繪制等，根據(jù)采集的信息和數(shù)據(jù)在工作人員腦海中設想和構建地下電纜線路的運行場景。隨著科技發(fā)展，如今利用數(shù)字化技術就能解決上述難題。
數(shù)字化為地下電力線路裝上“天眼”。數(shù)字化技術為地下電力線路走廊帶構建地上地下環(huán)境，地上的建構筑物、地下的管線等均可以清晰的以三維的形式呈現(xiàn)；不僅如此，電力線路埋深、管線之間間距、電力通道承載力等都可以通過三維場景快速計算獲??；還可以通過漫游模擬的方式進行三維巡線。
實現(xiàn)全過程協(xié)同辦公。依托于數(shù)字化技術構建的電力三維環(huán)境，規(guī)劃、設計、施工、運維、管理等全壽命周期過程的工作人員均可以在此三維模型基礎上豐富各自專業(yè)的工作信息，提資、評審、會簽等過程可以快捷完成。開展外業(yè)工作時，可以通過移動終端實時對照施工、線路踏勘、運檢維修等工作狀態(tài)，實現(xiàn)信息同步溝通。
數(shù)字化指導精準施工。將數(shù)字化構建的電力三維模擬作為實際工程，通過添加時間維度，可以模擬電力施工，通過設定不同時間，查看三維模型構建進度；通過添加費用維度，模擬不同施工進度下或者不同標段下，工程的造價費用；根據(jù)實際需要添加不同維度對全過程進行方案模擬，指導精準化施工。對于故障線路維修，在三維場景中進行檢修預演和培訓，降低施工操作安全，實現(xiàn)安全施工。
中國電科院電力電纜工程數(shù)字化設計系統(tǒng)初步完成
今年8月，中國電科院研發(fā)的電力電纜工程數(shù)字化設計系統(tǒng)已初步完成。
據(jù)中國電科院相關負責人介紹，該系統(tǒng)適用于35kV-500kV電壓等級，覆蓋可研、初設、施工圖、竣工圖四個設計階段，利用二維CAD、三維GIS、三維BIM技術，實現(xiàn)了排管、隧道、電纜溝、橋架等類型地下電纜工程的三維可視化設計。
該系統(tǒng)實現(xiàn)了地上建構筑物、地下管線等環(huán)境的全面可視化；提供了地下電纜三維通用設計庫，以及排管、隧道、電纜溝、橋架等參數(shù)化建模工具；實現(xiàn)了通道、電纜、附件金具等三維模擬敷設。系統(tǒng)形成的設計成果為施工、運檢、管理等全壽命周期的數(shù)據(jù)融合提供了接口，滿足國網(wǎng)公司工程大數(shù)據(jù)中心的構建要求。
目前，該系統(tǒng)已在多家設計院開展工程試用，均表示電纜工程領域終于有了一套覆蓋全流程的智能化設計工具，極大地提高了地下電力線路設計質量和效率，形成的工程數(shù)字化成果實現(xiàn)了與工程建設現(xiàn)狀的真實還原，指導和幫助了線路的運檢和工程的管理，具有重要的實用價值和現(xiàn)實意義。
國網(wǎng)公司基建部[2018]585號指出，“應用過程中，基建部將組織對設計招標、設計評審、施工圖等環(huán)節(jié)的經(jīng)驗總結，扎實推動三維設計在建設管理、施工組織、檔案移交等環(huán)節(jié)的標準化應用，建立基于三維設計應用的信息傳遞和數(shù)據(jù)共享模式，滿足工程建設各個階段的管理要求?！?/p>
現(xiàn)階段，數(shù)字化已在地下電纜建設各領域有不同程度的應用，但是要擴展到地下電纜線路建設全過程、深入到建設各個參與方的業(yè)務需求，仍需要繼續(xù)深入開展數(shù)字化應用研究工作；中國電科院在已構建的電力電纜工程數(shù)字化設計系統(tǒng)基礎上，探索覆蓋地下電纜建設全壽命周期的應用研究，為國網(wǎng)公司構建輸變電工程大數(shù)據(jù)中心提供技術支持。