在我國許多城市，尤其是一些大都市或者城市新區(qū)，基本看不見電力鐵塔和電線，但是千家萬戶卻能正常用電，人們用的電究竟從何而來呢？其實，這主要靠地下電纜來輸送電能。

地下電纜是一種重要的輸電方式，通過在地下建立通道、敷設電纜來實現電力的持續(xù)供應。近年來，科技人員對地下電纜的管控能力越來越強，不斷有新技術問世、并被推廣應用，這給地下電纜的全面發(fā)展奠定了堅實基礎。

地下電纜是城市發(fā)展趨勢

隨著我國經濟發(fā)展和城市化進程加快，電力設施和城市發(fā)展的矛盾也日趨凸顯。為了保障城市居民的用電安全、保持市容整潔美觀，就需要減少城市上空星羅密布的架空輸電線，將其設置到地下，發(fā)展地下電纜。

據統計，世界上一些現代化都市，如柏林、東京、大阪、哥本哈根等，采用地下輸電方式的比例已超過70%。目前，我國也在不斷加速架空電線入地、地下電纜工程和地下綜合管廊的建設步伐。截至2017年，北京地下電纜隧道總長約800千米，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yuan印發(fā)《國務yuan辦公廳關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》，2016年，住建部印發(fā)《城市地下空間開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，這些文件提出，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ji新區(qū)規(guī)劃，地下管網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。

國家電網有限公司響應國家號召，于2014年發(fā)布了1459號文《城市電力電纜通道規(guī)劃與使用管理規(guī)范和城市綜合管廊電力艙規(guī)劃建設指導意見的通知》，面對逐漸增多的地下輸電線路，國家電網有限公司進一步規(guī)范和加強地下電纜管理工作。

隨著地下電纜的快速發(fā)展，地下管線的數量也會越來越龐大、空間越來越擁擠，建設、運維、管理等各方都會面臨巨大的困難和壓力，因此，亟需一種有效的方法來解決這個問題。隨著信息化技術的快速發(fā)展，三維數字化技術脫穎而出，利用該技術可以實現對地下電纜的“透視”和智慧管理。

什么是三維數字化技術？

所謂“三維數字化”，就是運用三維工具（軟件或儀器）來實現模型的虛擬創(chuàng)建、修改、完善、分析等一系列數字化操作。通俗地說，就是利用計算機技術，在電腦中虛擬出現實生活中的任意場景、對象等，實現現實真實世界到電腦虛擬世界的無差別映射。

傳統的三維數字化技術主要停留于實物外觀的建模，基于建模軟件，利用實體構建和渲染技術，在計算機中模擬塑造實體外觀，主要滿足展示的需求。現階段的三維數字化技術已在原有基礎上實現升級，除了能真實模擬實物的外觀，還包括的尺寸、體積、重量、材質、管理等一系列相關信息。以此方式構建的三維數字化模型屬于信息化模型，既能滿足可視化需求，還可以進行一系列計算、分析和管理。

今年8月，國家電網有限公司直屬科研機構中國電力科學研究院有限公司利用三維數字化技術，搭建了電力電纜工程數字化設計系統。該系統支持構建35千伏到500千伏電壓等級的地下電纜信息化模型，包括排管、隧道、綜合管廊（電力艙）、電纜溝、橋架、直埋等不同類型地下電纜線路，不僅實現了地下電纜工程本體的三維數字化，還支持電力走廊帶中地上建構筑物、地下其他類型管線等工程周邊環(huán)境的三維可視化?；跇嫿ㄍ瓿傻娜S數字化模型，可以進行地下電纜工程本體與周邊環(huán)境的安全距離計算，開展電纜工程本體規(guī)劃、設計、施工、管理等一系列工作。此外，為節(jié)省地下電纜信息化模型構建時間，提高模型精度，該系統依據國家電網通用設計庫搭建了排管、隧道、電纜溝、橋架、工作井等三維通用模型庫，提供了排管、隧道、綜合管廊（電力艙）、電纜溝、橋架、直埋等參數化建模工具，具備通過輸入參數自動構建三維模型的能力。

實現地下電纜的“透視”管理

基于中國電科院研發(fā)的地下電纜信息化模型，開展地下電纜“透視”管理可以實現地下電纜線路設計、施工、運維和管理水平的顯著提升。

首先，該技術可使地下電纜工程線路規(guī)劃設計更合理。利用三維技術，技術人員可以隨時查看地下電纜工程及周邊管線敷設情況，開展電磁環(huán)境、結構荷載、安全距離等計算分析工作，實現地下空間安全、有效、合理利用。

其次，該技術可指導施工。地下電纜由于其隱蔽性，維修難度、成本和時間相較于架空輸電線路更大更多，但大困難是故障點的定位。借助三維數字化與傳感器技術，可以在遠端控制中心監(jiān)測地下電纜線路運行情況，對故障實時監(jiān)測預警，指導施工隊快速準確定位故障，避免地面反復開挖，節(jié)省施工時間，保障居民安全用電和正常生活。

再次，該技術能實現跨部門、跨專業(yè)數據共享和協同辦公。保障一條電力電纜工程線路的建設和安全運行，需要規(guī)劃、設計、施工、監(jiān)理、運維、管理等多部門配合，需要系統、電氣、結構、勘測等多專業(yè)人員共同努力，對于有上下游關系的部門和專業(yè)，三維數字化模型可以直接實現數據共享；對于需要多方智慧協商完成的工作，可以基于同一地下電纜信息模型開展三維可視化討論，實現協同辦公，這些都有利于工程建設質量和效率的提升。

現階段，三維數字化技術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，深入到建設各方業(yè)務需求以及跨領域數據共享等層面，仍需繼續(xù)深入開展數字化應用研究工作；中國電科院在已構建的電力電纜工程數字化設計系統基礎上，將繼續(xù)探索地下電纜工程建設全壽命周期的應用研究，為構建輸變電工程大數據中心提供技術支持。