[發明專利]一種鋼芯鋁絞架空導線剩余壽命預測方法

有效

• 申請號: 201210046963.6
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102589992A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 湯文明;陳國宏;王家慶;劉俊健;張濤;王煦
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及鋼芯鋁絞架空導線剩余壽命預測方法，用于預測微風振動條件下鋼芯鋁絞架空導線的剩余壽命。

背景技術

高壓輸電線路由架空導線、絕緣子、金具、桿塔、基礎和接地裝置等部件組成。架空導線是高壓輸電線路的主體，目前，我國高壓輸配電網架空導線主要是鋼芯鋁絞導線。架空導線長期運行在野外，在受到風的激勵時，易產生振動。研究發現導線一直處于微風振動狀況：振動頻率10-40Hz、振幅幾厘米，微風振動幅度雖小，但在軸向拉力和彎曲作用下，使導線與線夾之間、導線內外層鋁線之間產生局部的微小滑移，導致各接觸面發生微動損傷，致使導線強度降低；甚至發生斷股、斷線，影響到架空導線的安全性和服役壽命，嚴重者還會造成重大安全事故和巨大經濟損失。

作為老舊服役導線的運行安全評價的重要內容之一，開展微風振動下架空導線的運行狀態評估及其剩余壽命預測有利于加強對架空導線運行的管理，保障供電安全。目前，國內外已經有許多學者對導線的微動損傷進行了系統研究，提出了實驗室模擬導線微動損傷的基本方法和相關設備，也有對服役導線進行失效分析研究的相關報道，但是還沒有提出一種可用于用于微風振動條件下架空導線運行狀態評估及剩余壽命預測的方法。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種在微風振動條件下，鋼芯鋁絞架空導線剩余壽命預測方法，通過對鋼芯鋁絞架空導線微風振動運行條件進行實驗模擬，并進行鋁單股線抗拉強度的測定，建立微風振動條件下架空導線的鋁股線的抗拉強度與微動次數的關系模型，依據關系模型計算出與服役導線鋁股線的抗拉強度相對應的當前微動次數，根據累計損失準則對微風振動條件下服役鋼芯鋁絞架空導線的剩余壽命進行預測。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明鋼芯鋁絞架空導線剩余壽命預測方法的特點是按如下步驟進行：

a、取與待預測導線同型號的未曾投入使用的新導線，對所述新導線進行微動模擬實驗，獲得所述新導線在相同的微動頻率、微動振幅和導線軸向載荷之下，對應于不同微動次數X的鋁股線的抗拉強度Y；設定：當導線發生一根股線斷裂時為失效狀態，并記錄此時的微動次數Xt為導線的極限壽命微動次數；

b、建立微動次數X與抗拉強度Y的關系模型：

Y＝f(X)????(1)

c、按如下方式預測服役導線剩余壽命：

測定已服役a年的待預測導線中鋁股線的當前抗拉強度Ya，

依據式(1)表達的關系模型，確定與當前抗拉強度Ya相對應的導線當前微動次數X’；

根據式(2)所表達的累計損傷準則，計算獲得新導線預期極限壽命N：

aN+X′Xt=1---(2)]]>

從而確定服役導線的剩余壽命Nr為：N-a。

本發明鋼芯鋁絞架空導線剩余壽命預測方法的特點也在于：

所述鋁股線的抗拉強度是指導線中所有單根股線抗拉強度的平均值。

設定所述微動頻率為10Hz，微動振幅為1.0mm，導線軸向載荷為導線額定抗拉強度的25％。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明基于實驗室的鋼芯鋁絞架空導線微動模擬試驗及累計損傷準則，提出了一種簡單、可行的在微風振動條件下鋼芯鋁絞架空導線剩余壽命預測方法，對于提高供電單位輸電線路安全管理水平，增加電網運行可靠性具有重要意義。

2、本發明基于實驗室的鋼芯鋁絞架空導線微動模擬試驗及累計損傷準則預測服役鋼芯鋁絞架空導線剩余壽命，這種方法還可應用于預測其他類型架空導線如鋁絞線、鋁合金絞線、鋼芯鋁合金絞線等在微風振動條件下的剩余壽命。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例中導線微動模擬實驗中抗拉強度與微動次數的關系曲線。

具體實施方式

具體實施中，采用公開號為CN?101017715A所公開的導線微動模擬實驗裝置。