一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法及系统，包括基于获取的输电塔塔腿形心的几何信息采用星载合成孔径雷达干涉测量技术得到输电塔基础沉降的变形量；基于所述输电塔基础沉降的变形量利用预先构建的输电杆塔结构有限元模型在多种工况下进行有限元分析，得到输电杆塔中的塔腿杆件的轴力；基于所述塔腿杆件的轴力对输电杆塔整体安全性进行评价。本发明专利技术采用星载合成孔径雷达干涉测量技术准确得到输电塔基础沉降的变形量，在此基础上结合输电杆塔结构有限元模型在多种工况下进行有限元分析，提高了对输电塔安全评价的准确性。评价的准确性。评价的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力工程防灾减灾领域，具体涉及一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电网建设的不断开展，线路不可避免的需要途径煤炭采空区域，采空区易发生地质灾害，导致杆塔基础发生变形，造成输电杆塔破坏，带来重大的经济损失。采空区地基变形形式主要有沉降、倾斜、曲率和水平滑移变形。
[0003]输电塔对于基础不均匀沉降变形非常敏感，较小的地基沉降能够使输电塔产生很大的附加应力，使输电塔发生内力重分布，降低输电塔的承载能力，严重时会发生局部破坏或倒塌。目前对于输电塔的安全状态评价主要集中于线路巡检和杆塔材料腐蚀方面，该安全状态评价结果不准确。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术对于输电塔的安全状态评价主要集中于线路巡检和杆塔材料腐蚀方面，该安全状态评价结果不准确的问题，本专利技术提出了一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法，包括：
[0005]基于获取的输电塔塔腿形心的几何信息采用星载合成孔径雷达干涉测量技术得到输电塔基础沉降的变形量；
[0006]基于所述输电塔基础沉降的变形量利用预先构建的输电杆塔结构有限元模型在多种工况下进行有限元分析，得到输电杆塔中的塔腿杆件的轴力；
[0007]基于所述塔腿杆件的轴力对输电杆塔整体安全性进行评价。
[0008]优选的，所述基于所述输电塔基础沉降的变形量利用预先构建的输电杆塔结构有限元模型在多种工况下进行有限元分析，得到输电杆塔中的塔腿杆件的轴力，包括：
[0009]利用有限元软件基于所述输电塔基础的沉降变形量对输电杆塔结构有限元模型施加沉降变形量，形成新的平衡状态；
[0010]在新的平衡状态下分别对输电杆塔施加由沉降变形工况与常规设计工况组合的工况，得到每种工况下输电杆塔中的塔腿杆件的轴力。
[0011]优选的，所述基于所述塔腿杆件的轴力对输电杆塔整体安全性进行评价包括：
[0012]基于所述每种工况下输电杆塔中的塔腿杆件的轴力结合应力计算式计算得到每种工况下输电杆塔中的塔腿杆件的应力；
[0013]从每种工况下输电杆塔中的塔腿杆件的应力中选择最大的应力，作为输电杆塔中的塔腿杆件的最大应力；
[0014]由输电杆塔中的塔腿杆件最大应力结合应力比计算式计算得到输电杆塔中的塔腿杆件最大应力比；
[0015]由所述最大应力比对输电杆塔整体安全性进行评价。
[0016]优选的，所述应力比计算式如下式所示：
[0017]R＝σ/[σ][0018]式中，R为最大应力比，σ为输电杆塔塔腿杆件的最大应力，[σ]为允许应力。
[0019]优选的，所述由所述最大应力比对输电杆塔整体安全性进行评价，包括：
[0020]判断所述输电杆塔中的塔腿杆件最大应力比与100％的大小；
[0021]若输电杆塔中的塔腿杆件最大应力比均小于100％，则输电杆塔安全，否则不安全。
[0022]优选的，所述基于获取的输电塔塔腿形心的几何信息采用星载合成孔径雷达干涉测量技术得到输电塔基础沉降的变形量，包括：
[0023]基于所述输电塔塔腿基础上表面几何型心点作为目标点，在所述目标点上方设置角支架，将星载合成孔径雷达安置在所述角支架上探测输电塔基础沉降的变形量。
[0024]优选的，所述输电杆塔结构有限元模型的构建包括：
[0025]将输电杆塔中的塔腿主材采用梁单元，输电杆塔中的塔腿斜材和输电杆塔中的辅助材采用杆单元表示；采用有限元软件建立输电杆塔结构有限元模型；
[0026]其中，所述输电杆塔包括塔腿主材、塔腿斜材和塔腿辅助材。
[0027]优选的，所述由沉降变形工况与常规设计工况组合的工况包括：
[0028]基础沉降+90大风、基础沉降+60度大风、基础沉降+45度大风、基础沉降+0度大风、基础沉降+覆冰、基础沉降+断线或基础沉降+低温工况。
[0029]再一方面，本专利技术还提供了一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价系统，包括：
[0030]变形量计算模块，用于基于获取的输电塔塔腿形心的几何信息采用星载合成孔径雷达干涉测量技术得到输电塔基础沉降的变形量；
[0031]轴力计算模块，用于基于所述输电塔基础沉降的变形量利用预先构建的输电杆塔结构有限元模型在多种工况下进行有限元分析，得到输电杆塔中的塔腿杆件的轴力；
[0032]评价模块，用于基于所述塔腿杆件的轴力对输电杆塔整体安全性进行评价。
[0033]优选的，所述轴力计算模块具体用于：
[0034]利用有限元软件基于所述输电塔基础的沉降变形量对输电杆塔结构有限元模型施加沉降变形量，形成新的平衡状态；
[0035]在新的平衡状态下分别对输电杆塔施加由沉降变形工况与常规设计工况组合的工况，得到每种工况下输电杆塔中的塔腿杆件的轴力。
[0036]再一方面，本专利技术还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
[0037]处理器，用于执行一个或多个程序；
[0038]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法。
[0039]再一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法。
[0040]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0041]本专利技术提供了一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法，包括基于获取的
输电塔塔腿形心的几何信息采用星载合成孔径雷达干涉测量技术得到输电塔基础沉降的变形量；基于所述输电塔基础沉降的变形量利用预先构建的输电杆塔结构有限元模型在多种工况下进行有限元分析，得到输电杆塔中的塔腿杆件的轴力；基于所述塔腿杆件的轴力对输电杆塔整体安全性进行评价。本专利技术采用星载合成孔径雷达干涉测量技术准确得到输电塔基础沉降的变形量，在此基础上结合输电杆塔结构有限元模型在多种工况下进行有限元分析，提高了对输电塔安全评价的准确性。
附图说明
[0042]图1为本专利技术的一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法流程图；
[0043]图2为本专利技术的塔腿基础标号方法示意图；
[0044]图3为本专利技术的梁杆混合单元建模图；
[0045]图4为某煤炭采空区猫头型塔示意图。
具体实施方式
[0046]为了对采空区输电塔进行安全评价，首先需要获取输电塔的基础的精确沉降。相比于地面传统测量技术及机载星载光学遥感，星载雷达遥感感受天气影响小、覆盖范围大、测量精度高，星载合成孔径雷达干涉测量InSAR技术能够准确提取地球表面微小的沉降信息，测量精度可以达到厘米级甚至毫米级。
[0047]为此本专利技术提出一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法，选择雷达遥感技术测量采空区输电杆塔四个塔腿基础沉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于雷达遥感的采动区输电塔安全评价方法，其特征在于，包括：基于获取的输电塔塔腿形心的几何信息采用星载合成孔径雷达干涉测量技术得到输电塔基础沉降的变形量；基于所述输电塔基础沉降的变形量利用预先构建的输电杆塔结构有限元模型在多种工况下进行有限元分析，得到输电杆塔中的塔腿杆件的轴力；基于所述塔腿杆件的轴力对输电杆塔整体安全性进行评价。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述输电塔基础沉降的变形量利用预先构建的输电杆塔结构有限元模型在多种工况下进行有限元分析，得到输电杆塔中的塔腿杆件的轴力，包括：利用有限元软件基于所述输电塔基础的沉降变形量对输电杆塔结构有限元模型施加沉降变形量，形成新的平衡状态；在新的平衡状态下分别对输电杆塔施加由沉降变形工况与常规设计工况组合的工况，得到每种工况下输电杆塔中的塔腿杆件的轴力。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述塔腿杆件的轴力对输电杆塔整体安全性进行评价包括：基于所述每种工况下输电杆塔中的塔腿杆件的轴力结合应力计算式计算得到每种工况下输电杆塔中的塔腿杆件的应力；从每种工况下输电杆塔中的塔腿杆件的应力中选择最大的应力，作为输电杆塔中的塔腿杆件的最大应力；由输电杆塔中的塔腿杆件最大应力结合应力比计算式计算得到输电杆塔中的塔腿杆件最大应力比；由所述最大应力比对输电杆塔整体安全性进行评价。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述应力比计算式如下式所示：R＝σ/[σ]式中，R为最大应力比，σ为输电杆塔塔腿杆件的最大应力，[σ]为允许应力。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述由所述最大应力比对输电杆塔整体安全性进行评价，包括：判断所述输电杆塔中的塔腿杆件最大应力比与100％的大小；若输电杆塔中的塔腿杆件最大应力比均小于100％，则输电杆塔安全，否则不安全。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取的输电塔塔腿形心的几何信息采用星载合成孔径雷达干涉测量技术得到输电塔基础沉降的变形量，包括：基于所述输电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，杨知，李孟轩，赵斌滨，刘毅，姬昆鹏，赵彬，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：