曾 毅 ，羊祥云 ，谭薪兴

（1. 湖南湘电动力有限公司，湖南 湘潭 411100; 2. 深圳市亚辉龙生物科技股份有限公司，广东 深圳 518100）

0 引言

电缆布置三维设计可对实际工程中的电缆进行更准确、高效、安全地布置。传统的二维布线方式只能呈现平面视图，无法展示真实的立体空间，难以发现潜在的问题。三维电缆布置则可以将电缆在三维空间内进行准确地布置，更好地模拟实际情况，发现可能存在的冲突和危险区域；同时能够优化布线方案，提高系统效率和稳定性，减少维护成本和安全风险[1]。三维电缆布置在现代电气工程领域中具有重要的意义，被广泛应用于能源、制造、建筑等行业的电缆布线设计和施工中[2-4]。

SOLIDWORKS是一款功能强大的三维设计软件，它不仅可以进行三维建模和电缆布置，还支持多种文件格式导入，可直接使用大部分已知三维设计软件制作的模型进行电缆布置的二次设计；电缆布线功能强大，可自由设置电缆线径、转弯半径、颜色等参数，同时还可以进行实时检查，自动计算长度，并与其他功能集成，从而提高设计的效率和质量[5-6]。

本文首先介绍了电缆三维布置时电缆参数的设置方法和常用电缆附件的设置方法，并用实例介绍电缆布置模型的建立方式。

1 电缆参数设置

建立电缆布置三维模型时，首先统计电缆型号、线径、转弯半径和颜色，根据统计的电缆数据对电缆进行分类，并制作电缆电线库文件。

电缆电线库文件制作使用Routing插件，点击routing library manager选择“电缆电线库向导”设置，在此界面中选择电缆库/电线库后，双击电缆清单表格空格行，即可生成相应的电缆电线。按电缆统计信息分别填入电缆名称、规格、外径、颜色和最小折弯半径后点击保存，完成电缆设置。最小转弯半径参数须按照实际电缆参数设置，此参数将影响电缆布置的实时检查结果。

电缆库与电线库区别在于：电缆库一项可直接设置多根电线，电线库一项电线只能设置单根电线，根据需求进行电缆设置，多相电缆建议使用电缆库，便于后期模型参数调用。

2 电缆附件设置

电缆附件是用于连接、固定、维护和保护电缆及其接头的各种设备和材料，常用的电缆附件有接头、线夹、导管、电缆槽等。电缆附件设计主要以电缆接头和线夹设计为主，两者直接决定三维电缆的布置，接头决定了电缆的起点和终点，线夹决定了电缆固定位置。

2.1 电缆接头设计

电缆接头主要用于连接电缆和电气设备，根据用途和使用环境不同，不同设备配套不同电缆接头。电缆布置三维设计无须关注电缆接头的外形构造，只须明确电缆接头的连接线径和出口方向，便可进行三维电缆布置。如常用冷压接头DT120为例，如图1所示，其接头连接电缆为120 mm2电缆，从冷压接头尾部出线，在其尾部出线位置处设置电缆连接点，并设置好连接电缆线径参数。

图1 DT120冷压铜接头连接点设置

2.2 线夹设置

线夹是一种固定和保护电缆的零部件。为电缆布置走向提供支点，并起到保护电线的作用，减少电线断裂、磨损等问题的出现。线夹一般根据使用环境、线路路径和安装空间进行设计，故线夹的形式多种多样。在电缆三维的布置中，线夹的主要作用是固定电缆、控制电缆走向。在电缆三维的布置设计中引入设计好线夹模型后，须在线夹固定电缆孔中对线夹轴进行设置：首先点击routing library manager按钮，选择电气、线夹选项，在线夹中的过线孔设置线路点后，生成零件的线夹轴。在后期三维设计时，电缆可通过线夹轴路径进行电缆导向，一个线夹可根据过线孔数量生成多根过线线路。

3 电缆三维布置

三维电缆布置分为4步：（1）在SOLIDWORKS软件中引入设备模型，（2）建立电缆装配体并引入电缆接头和线夹进行装配固定，（3）进行电缆布置放样，（4）进行电缆查错后进行布置修正，完成三维电缆布置。

3.1 模型导入

以三相电机到接线柜连接线布置为例，利用SOLIDWORKS软件建立装配体，点击打开按钮导入需要布置电缆的电机和接线柜模型，电机模型如图2所示。接线柜模型如图3所示，Soildworks软件支持多种格式文件输入。设置导入模型的相对位置，使导入模型与实际布置位置保持一致，如图4所示。

图2 电机模型导入

图3 接线柜模型

图4 导入模型布置

3.2 电缆装配建立

使用电气模块的“按从/到开始”按键建立电缆装配体，装配体建立时设置装配体名称和电缆线径。装配体中插入电缆接头和线夹，与模型配合装配。

3.3 电缆布置放样

打开电缆装配体，首先选择电缆接头连接点新建线路，然后选择所有电缆接头连接点加入线路。在线路选项右键打开编辑线路，选择自动步路，开始电缆放样。选择一件电缆接头连接点后，再点击另一件电缆接头连接点，即可完成一根电缆放样。对所有电缆放样完成后，电缆连接如图5所示。

图5 电缆三维布置初步模型

由于电缆自动放样后，电缆直接由一件电缆接头直连到另一件电缆接头，不符合实际布线情况，故须增加电缆固定点使线路合理布置。点击通过线夹按钮，选择一根电缆再点击前期添加的线夹过线孔，可使选定的电缆通过线夹，从而合理完成电缆的布置。如图6所示。

图6 电缆三维布置成品模型

3.4 电缆布置查错与修正

电缆放样和布置完成后，点击编辑电缆按钮，选择前期电缆参数设置的电缆库。库内选择所需型号电缆后，点击已布置完成的相应电缆，即可将电缆参数属性映射到所选的电缆。软件将根据现有布置电缆属性判断布置是否符合设计规范，如不符合设计规范，软件将会使此电缆问题高亮显示并报错提示。

对于报错电缆可点击修复线路按钮，软件将自动生成合理布置线路，如不符合布置预期可点击右键，软件将自动生成另一合理布置线路，右键选择直至满足设计预想。如软件生成的所有方案均不符合设计预想，则说明报错电缆段摆放空间位置不符合电缆参数，须调整电缆接头位置、线夹位置或更换电缆，满足实际摆放需求。

电缆三维布置完成后，通过SOLIDWORKS生成电缆布线报告，其中包括关键尺寸、电缆长度等详细信息，以便进行跟踪和记录，如图7所示。

本文介绍的基于SOLIDWORKS软件的电缆三维布置方法，并应用于多个项目和试验场地的电缆敷设，取得了良好效果。后续将继续完善，提升电缆三维布置方法的适用性与准确性。