一种不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及架空输电线路运维技术领域，具体提供了一种不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法及装置，包括：基于杆塔的实际覆冰厚度确定杆塔的结构失效概率；基于所述杆塔的结构失效概率对杆塔进行杆塔结构失效风险评估

【技术实现步骤摘要】
一种不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法及装置


[0001]本专利技术涉及架空输电线路运维
，具体涉及一种不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法及装置
。

技术介绍

[0002]导地线覆冰是导致架空输电线路跳闸故障尤其是杆塔结构失效的主要灾害形式
。
受地形地貌
、
档距高差
、
微地形等因素影响，导地线经常产生不均匀覆冰
。
另一方面，导地线不同期脱冰后，也会形成不均匀覆冰
。
不均匀覆冰情况下，杆塔两侧会产生纵向不平衡张力
。
当不平衡张力足够大时，将导致杆塔塔材弯曲变形甚至发生杆塔倾倒，给电网安全稳定运行带来较大挑战
。
[0003]现有技术中，专利
CN115935215A
和
CN116576784A
等提出了架空输电线路覆冰程度预测或者评估方法
。《
架空输电线路风险评估研究及展望
》
介绍了重要输电通道风险评估
、
架空输电线路状态评价和老旧输电线路风险评估等三种输电线路风险评估方法，利用专家打分
、HIRA
方法等定性给出了风险程度，难以针对具体覆冰工况开展专项分析与评估
。
线路运维单位更加关注实际覆冰发生时，架空输电线路在不均匀覆冰情况下杆塔失效风险程度如何，从而针对性的制定运维和检修策略，提高极端灾害情况下的应急响应能力
。
因此，有必要构建一种不均匀覆冰情况下，杆塔结构失效的风险评估方法，为开展运维检修提供技术支撑
。

技术实现思路

[0004]为了克服上述缺陷，本专利技术提出了一种不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法及装置
。
[0005]第一方面，提供一种不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法，所述不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法包括：
[0006]基于杆塔的实际覆冰厚度确定杆塔的结构失效概率；
[0007]基于所述杆塔的结构失效概率对杆塔进行杆塔结构失效风险评估
。
[0008]优选的，所述杆塔的结构失效概率如下：
[0009][0010]上式中，
f
为杆塔的结构失效概率，
b
为杆塔的实际覆冰厚度，
b
T
为杆塔的设计冰厚，
b
U
为杆塔的最小极限覆冰厚度，
e
为自然常数
。
[0011]进一步的，所述杆塔的最小极限覆冰厚度的获取过程包括：
[0012]利用有限元工具搭建杆塔的有限元仿真计算环境；
[0013]在有限元仿真计算环境中，设置杆塔的设计冰厚，并将杆塔的设计冰厚作为初始
计算条件，以
1mm
为步长逐步增加杆塔的覆冰厚度，直至计算出塔材荷载超出其承载能力的最小极限覆冰厚度
。
[0014]进一步的，所述利用有限元工具搭建杆塔的有限元仿真计算环境之后包括：
[0015]基于杆塔的类型在有限元仿真计算环境中设计杆塔两端的覆冰率
。
[0016]进一步的，所述基于杆塔的类型在有限元仿真计算环境中设计杆塔两端的覆冰率，包括：
[0017]当杆塔的类型为悬垂塔时，杆塔一侧覆冰率为
100
％，另一侧为
20
％；
[0018]当杆塔的类型为耐张塔杆塔时，杆塔一侧覆冰率为
100
％，另一侧为0％
。
[0019]进一步的，所述有限元仿真计算环境中，设置的荷载组合系数为
0.9
，设置的垂直冰荷载为
75
％
。
[0020]优选的，所述基于所述杆塔的结构失效概率对杆塔进行杆塔结构失效风险评估，包括：
[0021]按下式确定杆塔结构失效风险等级：
[0022][0023]上式中，
f
为杆塔的结构失效概率
。
[0024]第二方面，提供一种不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估装置，所述不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估装置包括：
[0025]确定模块，用于基于杆塔的实际覆冰厚度确定杆塔的结构失效概率；
[0026]评估模块，用于基于所述杆塔的结构失效概率对杆塔进行杆塔结构失效风险评估
。
[0027]优选的，所述杆塔的结构失效概率如下：
[0028][0029]上式中，
f
为杆塔的结构失效概率，
b
为杆塔的实际覆冰厚度，
b
T
为杆塔的设计冰厚，
b
U
为杆塔的最小极限覆冰厚度，
e
为自然常数
。
[0030]进一步的，所述杆塔的最小极限覆冰厚度的获取过程包括：
[0031]利用有限元工具搭建杆塔的有限元仿真计算环境；
[0032]在有限元仿真计算环境中，设置杆塔的设计冰厚，并将杆塔的设计冰厚作为初始计算条件，以
1mm
为步长逐步增加杆塔的覆冰厚度，直至计算出塔材荷载超出其承载能力的最小极限覆冰厚度
。
[0033]进一步的，所述利用有限元工具搭建杆塔的有限元仿真计算环境之后包括：
[0034]基于杆塔的类型在有限元仿真计算环境中设计杆塔两端的覆冰率
。
[0035]进一步的，所述基于杆塔的类型在有限元仿真计算环境中设计杆塔两端的覆冰
率，包括：
[0036]当杆塔的类型为悬垂塔时，杆塔一侧覆冰率为
100
％，另一侧为
20
％；
[0037]当杆塔的类型为耐张塔杆塔时，杆塔一侧覆冰率为
100
％，另一侧为0％
。
[0038]进一步的，所述有限元仿真计算环境中，设置的荷载组合系数为
0.9
，设置的垂直冰荷载为
75
％
。
[0039]优选的，所述评估模块具体用于：
[0040]按下式确定杆塔结构失效风险等级：
[0041][0042]上式中，
f
为杆塔的结构失效概率
。
[0043]第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；
[0044]所述处理器，用于存储一个或多个程序；
[0045]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法
。
[0046]第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法
。
[0047]本专利技术上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估方法，其特征在于，所述方法包括：基于杆塔的实际覆冰厚度确定杆塔的结构失效概率；基于所述杆塔的结构失效概率对杆塔进行杆塔结构失效风险评估
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杆塔的结构失效概率如下：上式中，
f
为杆塔的结构失效概率，
b
为杆塔的实际覆冰厚度，
b
T
为杆塔的设计冰厚，
b
U
为杆塔的最小极限覆冰厚度，
e
为自然常数
。3.
如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述杆塔的最小极限覆冰厚度的获取过程包括：利用有限元工具搭建杆塔的有限元仿真计算环境；在有限元仿真计算环境中，设置杆塔的设计冰厚，并将杆塔的设计冰厚作为初始计算条件，以
1mm
为步长逐步增加杆塔的覆冰厚度，直至计算出塔材荷载超出其承载能力的最小极限覆冰厚度
。4.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用有限元工具搭建杆塔的有限元仿真计算环境之后包括：基于杆塔的类型在有限元仿真计算环境中设计杆塔两端的覆冰率
。5.
如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于杆塔的类型在有限元仿真计算环境中设计杆塔两端的覆冰率，包括：当杆塔的类型为悬垂塔时，杆塔一侧覆冰率为
100
％，另一侧为
20
％；当杆塔的类型为耐张塔杆塔时，杆塔一侧覆冰率为
100
％，另一侧为0％
。6.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述有限元仿真计算环境中，设置的荷载组合系数为
0.9
，设置的垂直冰荷载为
75
％
。7.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述杆塔的结构失效概率对杆塔进行杆塔结构失效风险评估，包括：按下式确定杆塔结构失效风险等级：上式中，
f
为杆塔的结构失效概率
。8.
一种不均匀覆冰情况下杆塔结构失效风险评估装置，其特征在于，所述装置包括：确定模块，用于基于杆塔的实际覆冰厚度确定杆塔的结构失效概率；评估模块，用于基于所述杆塔的结构失效概率对杆塔进行杆塔结构失效风险评估
。9.
如权利要求8所述的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨加伦，刘彬，李丹煜，吴迪，李鹏，赵彬，姬昆鹏，张辰毓，张宏杰，张国强，马潇，张立春，夏令志，操松元，严波，展雪萍，范文琪，刘亚多，任西春，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：