【技术实现步骤摘要】
一种高压复合横担疲劳寿命评估方法及系统
本专利技术涉及一种高压复合横担疲劳寿命评估方法及系统，属于电力输电领域。
技术介绍
与传统横担相比，树脂与玻璃纤维类复合材料具有轻质高强、绝缘性能好等优点，在输电线路中的应用正在快速发展。现阶段复合横担主要应用于220kV及以下电压等级较低的输电线路，低压线路的运营荷载相对简单，一般利用静载的材料强度方法进行设计和安全校核。复合材料横担在500kV及以上的超高压输电线路应用较少，横担结构形式也与低压线路不同。高压输电线路的安全性、耐久性和长期可靠性相比低压线路而言的要求更高，但是仍然缺乏高压复合横担结构的寿命评估方法，这限制复合材料横担在高压输电线路，尤其导线舞动地区高压线路的应用。运营环境下高压线路横担主要承受导线自重、常规风、覆冰，断线、导线微风振动以及导线舞动风偏等荷载。进一步的研究表明，输电导线舞动所导致的交变荷载远远大于其他荷载，是影响横担疲劳的最重要因素之一，但现有评估方法并未考虑到导线舞动对横担的影响。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提出一种高压复合横担疲劳寿命评估方法，使高压线路横担的寿命评估更加准确。技术方案：本专利技术采用的技术方案为一种高压复合横担疲劳寿命评估方法，包括以下步骤：获取高压复合横担的关键截面应力时程中稳态响应阶段的最大应力幅值和对应的频率；结合横担的应力-疲劳寿命拟合曲线，计算横担的运营寿命；获取导线舞动历史时长数据，结合横担的运营寿命计算横担的预期疲劳寿命；...
【技术保护点】
1.一种高压复合横担疲劳寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取高压复合横担的关键截面应力时程中稳态响应阶段的最大应力幅值和对应的频率；/n结合横担的应力-疲劳寿命拟合曲线，计算横担的运营寿命；/n获取导线舞动历史时长数据，结合横担的运营寿命计算横担的预期疲劳寿命；/n其中，所述关键截面为高压复合横担有限元模型中应力最大的截面，所述应力-疲劳寿命拟合曲线为根据利用高压复合横担材料的疲劳试验中的疲劳寿命和应力幅数据拟合形成。/n
【技术特征摘要】
1.一种高压复合横担疲劳寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取高压复合横担的关键截面应力时程中稳态响应阶段的最大应力幅值和对应的频率；
结合横担的应力-疲劳寿命拟合曲线，计算横担的运营寿命；
获取导线舞动历史时长数据，结合横担的运营寿命计算横担的预期疲劳寿命；
其中，所述关键截面为高压复合横担有限元模型中应力最大的截面，所述应力-疲劳寿命拟合曲线为根据利用高压复合横担材料的疲劳试验中的疲劳寿命和应力幅数据拟合形成。
2.根据权利要求1所述的高压复合横担疲劳寿命评估方法，其特征在于，所述获取高压复合横担的关键截面应力时程中稳态响应阶段的最大应力幅值和对应的频率具体为，
对横担有限元模型的导线挂载点施加竖向动态挂载力，并进行有限元分析，在应力时程进入稳态响应阶段，记录稳态响应阶段的最大应力幅值Sg和频率fg。
3.根据权利要求2所述的高压复合横担疲劳寿命评估方法，其特征在于，所述竖向动态挂载力记为ΔTy，所述ΔTy按下式计算：
上式中W为导线单位长度荷载，单位N/m；T0为导线初始水平张力，单位N；l为两悬挂点之间的档距，单位m；E为导线的综合弹性模量，单位N/m2；A为导线的截面积，单位m2；β为该线路高差角，单位度；a0为导线舞动的幅值，取值为椭圆长径Y的一半，单位m；激励圆频率ω＝2πf，单位rad/s，其中f为导线固有频率；t为导线舞动时刻，单位秒；n为舞动的半波数，计算舞动荷载时取为1；
按照下式估算导线的固有频率f
上式中l为档距，单位m；T0为导线初始张力，单位N；m为覆冰导线单位长度质量，单位kg/m；
按照下式估算舞动轨迹的椭圆长径Y：
上式中v为导线形心风速，单位m/s；η为气象系数，取0.05；β′为风向与导线轴线夹角，取最不利情况90°。
4.根据权利要求1所述的高压复合横担疲劳寿命评估方法，其特征在于，所述应力-疲劳寿命拟合曲线为N＝β·S-α，其中α和β为参数；
按照下式估算舞动作用下横担的运营寿命的小时总数Tg：
5.根据权利要求4所述的高压复合横担疲劳寿命评估方法，其特征在于，按下式估算复合横担的预期疲劳寿命Lg：
其中，hgy为查阅导线舞动的历史数据预估每年导线舞动的小时数，Tg为舞动作用下的横担运营寿命...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴建卓，贾勇勇，付慧，吴佰建，朱孟周，张廼龙，杨景刚，李文栋，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，东南大学，国网江苏省电力有限公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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