[发明专利]一种强风作用下输电线路安全性能的评估方法

权利要求书

1.一种强风作用下输电线路安全性能的评估方法，其特征在于，所述评估方法包括以下步骤：

(1)建立输电线路塔线体系有限元模型；

(2)确定杆塔螺栓节点的松脱位置；

(3)确定杆塔螺栓节点的风振次数；

(4)分析杆塔杆件的应力特征；

(5)评估破坏模式对相邻输电线路安全性能的影响；

步骤(3)包括，根据下式确定所述螺栓节点风振次数：

N＝T×24×3600×f

其中，T为平均风速为V的强风过程持续时间，单位为天；脉动风荷载的频率为f＝max(f₁，f_r)，一阶振动频率f₁通过模态分析确定，f_r＝0.04Hz为达文波特环境风谱的卓越频率；

所述步骤(4)包括，通过瞬态动力分析确定强风作用下杆塔结构的杆件轴力时程，并按照受压杆件的强度和受压稳定计算并校核杆件最大应力比；

所述步骤(5)中，判断步骤(2)的计算方法中螺栓节点是否会发生松脱；若螺栓发生松脱导致横担损坏或掉落，不会对相邻输电线路的安全性产生影响；

所述判断螺栓节点是否发生松脱的标准为：平均风速为V时，横担螺栓节点发生松脱的振动次数临界值为N_V-lim，若N≤N_V-lim，螺栓节点不会发生松脱；若NN_V-lim，螺栓节点发生松脱；

所述步骤(5)中，按下式计算杆塔的截断点距塔顶的高度H_e：

H_e＝H－H₁

其中，H₁为截断点距地面的高度，H为杆塔高度；根据截断点距塔顶的高度H_e与相邻输电线路间距离L的关系判断杆塔倒塌对相邻输电线路安全性的影响。

2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中，根据输电线路断面图和杆塔司令图，生成的导线、地线和杆塔的节点空间坐标建立有限元模型。

3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述步骤(2)包括，按下式计算杆塔、导线和地线承受的风压，确定杆塔螺栓节点的松脱位置：

其中，ρ表示空气密度，表示平均风风速，u表示脉动风风速。

4.根据权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述脉动风的载荷的确定包括：

(1)进行傅立叶变换，确定与达文波特风谱对应的随机傅立叶谱函数表达式；

(2)编制MATLAB数值分析程序，生成不同高程的脉动风风速时程曲线；

(3)确定不同高度处杆塔和导线、地线的脉动风荷载时程。