[發明專利]一種強風作用下輸電線路安全性能的評估方法

有效

• 申請號: 201610031052.4
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105719071B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 楊風利;李正;程永鋒;程登峰;夏令志;張宏杰;季坤;劉靜;嚴波;李森林
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網安徽省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種強風作用下輸電線路安全性能的評估方法，其特征在于，所述評估方法包括以下步驟：

(1)建立輸電線路塔線體系有限元模型；

(2)確定桿塔螺栓節點的松脫位置；

(3)確定桿塔螺栓節點的風振次數；

(4)分析桿塔桿件的應力特征；

(5)評估破壞模式對相鄰輸電線路安全性能的影響；

步驟(3)包括，根據下式確定所述螺栓節點風振次數：

N＝T×24×3600×f

其中，T為平均風速為V的強風過程持續時間，單位為天；脈動風荷載的頻率為f＝max(f₁，f_r)，一階振動頻率f₁通過模態分析確定，f_r＝0.04Hz為達文波特環境風譜的卓越頻率；

所述步驟(4)包括，通過瞬態動力分析確定強風作用下桿塔結構的桿件軸力時程，并按照受壓桿件的強度和受壓穩定計算并校核桿件最大應力比；

所述步驟(5)中，判斷步驟(2)的計算方法中螺栓節點是否會發生松脫；若螺栓發生松脫導致橫擔損壞或掉落，不會對相鄰輸電線路的安全性產生影響；

所述判斷螺栓節點是否發生松脫的標準為：平均風速為V時，橫擔螺栓節點發生松脫的振動次數臨界值為N_V-lim，若N≤N_V-lim，螺栓節點不會發生松脫；若NN_V-lim，螺栓節點發生松脫；

所述步驟(5)中，按下式計算桿塔的截斷點距塔頂的高度H_e：

H_e＝H－H₁

其中，H₁為截斷點距地面的高度，H為桿塔高度；根據截斷點距塔頂的高度H_e與相鄰輸電線路間距離L的關系判斷桿塔倒塌對相鄰輸電線路安全性的影響。

2.根據權利要求1所述的評估方法，其特征在于，所述步驟(1)中，根據輸電線路斷面圖和桿塔司令圖，生成的導線、地線和桿塔的節點空間坐標建立有限元模型。

3.根據權利要求1所述的評估方法，其特征在于，所述步驟(2)包括，按下式計算桿塔、導線和地線承受的風壓，確定桿塔螺栓節點的松脫位置：

其中，ρ表示空氣密度，表示平均風風速，u表示脈動風風速。

4.根據權利要求3所述的評估方法，其特征在于，所述脈動風的載荷的確定包括：

(1)進行傅立葉變換，確定與達文波特風譜對應的隨機傅立葉譜函數表達式；

(2)編制MATLAB數值分析程序，生成不同高程的脈動風風速時程曲線；

(3)確定不同高度處桿塔和導線、地線的脈動風荷載時程。