[發明專利]一種輸電桿塔剩余壽命和安全評估方法

有效

• 申請號: 202010848757.1
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112069665B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李智;孫威;袁煥鑫;鄒俊;劉溟;涂長庚;劉漢生;何勇;房銘坤;杜新喜
• 申請（專利權）人: 國家電網公司華中分部;湖北省電力勘測設計院有限公司;武漢大學;國網湖北送變電工程有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q10/00;G06Q50/06;G06F119/04
• 代理公司: 武漢市首臻知識產權代理有限公司 42229
• 代理人: 高琴

一種輸電桿塔剩余壽命和安全評估方法，該方法先根據桿塔中各主材桿件、斜材桿件的臨界腐蝕厚度以及當前腐蝕厚度、基于特定的腐蝕模型計算各桿件的剩余壽命，再根據層次分析法對桿塔進行分層評估，由此得到桿塔的整體剩余壽命和安全度，然后根據桿塔的整體剩余壽命、安全度結合其整體耐久性等級給出桿塔的維修策略。本設計不僅實現了桿塔剩余壽命的有效評估，而且為輸電工程老舊線路改造或拆除提供了決策依據。

技術領域

本發明屬于輸電桿塔評估技術領域，具體涉及一種輸電桿塔剩余壽命和安全評估方法。

背景技術

隨著設計使用年限的臨近以及運行環境的改變，輸電桿塔出現老化或者使用條件與原設計要求不相符的現象，運行可靠度水平出現不同程度的降低，嚴重影響輸電線路的使用安全性。電力輸送網絡承擔著全國電力傳輸的任務，其重要性不言而喻，而作為輸電線路最重要的電力工程設施，輸電桿塔結構是線路正常運行的基本保障，因此，設計一種輸電桿塔剩余壽命和安全評估方法就顯得尤為重要。而目前對于桿塔壽命的評估主要圍繞塔身構件和基礎壽命來進行，無法實現輸電桿塔剩余壽命的準確評估。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的上述問題，提供一種實現對桿塔剩余壽命合理有效評估、并能根據桿塔的安全性給出相應的維修策略的輸電桿塔剩余壽命和安全評估方法。

為實現以上目的，本發明的技術方案如下：

一種輸電桿塔剩余壽命和安全評估方法，包括桿塔剩余壽命的評估，所述桿塔剩余壽命的評估依次包括以下步驟：

A1、計算桿塔中各主材桿件、斜材桿件的臨界腐蝕厚度δ_lim；

A2、基于冪函數腐蝕模型，將臨界腐蝕厚度δ_lim代入該模型中計算得到各桿件達到臨界腐蝕厚度的暴露時間t_max，并將當前腐蝕厚度δ₀代入該模型中計算得到各桿件達到當前腐蝕厚度所對應的暴露時間t₀，其中，所述冪函數腐蝕模型為：

δ＝Atⁿ

上式中，δ為腐蝕厚度，t為暴露時間，A為初始腐蝕速率常數，n為腐蝕速率隨時間的發展趨勢常數；

A3、根據以下公式計算各桿件的剩余壽命t：

t＝t_max-t₀；

A4、通過以下公式計算桿塔的本體層和接腿層的主材桿件、斜材桿件的剩余壽命：

t₁＝min(t_1i)i＝1,2,…,n₁

上式中，t₁為該層的主材桿件剩余壽命，t_1i為該層第i個主材桿件的剩余壽命，n₁為該層中主材桿件的總數，t₂為該層的斜材桿件剩余壽命，t_2i為該層第i個斜材桿件的剩余壽命，n₂為該層中斜材桿件的總數；

A5、先根據各類桿件在層結構中的貢獻比重確定本體層和接腿層的剩余壽命，然后確定桿塔的整體剩余壽命T：

T＝min(T_i)i＝1,2

上式中，T_i為第i層結構的剩余壽命，為第i層第j類桿件數目占該層兩類桿件總數的比例，為第i層第j類桿件的剩余壽命。

步驟A1中，所述臨界腐蝕厚度δ_lim與當前腐蝕厚度δ₀通過以下公式計算得到：