本發(fā)明涉及數(shù)字電網(wǎng)，具體而言，涉及一種應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、為了推動(dòng)和構(gòu)建電網(wǎng)數(shù)字化設(shè)計(jì)的整個(gè)數(shù)字化系統(tǒng)，需要對(duì)輸電線路中的主要受力構(gòu)件采用數(shù)字化方式進(jìn)行承載力評(píng)估，為維護(hù)輸電線路穩(wěn)定運(yùn)行提供有效參考。

2、對(duì)接主材作為輸電線路結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，其在支撐線路架設(shè)上起到了至關(guān)重要的作用，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的骨架。具體地，在一些輸電鐵塔的設(shè)計(jì)中，主材會(huì)采用開(kāi)斷節(jié)點(diǎn)的形式，即通過(guò)相互分離的兩個(gè)主材角鋼使用外包角鋼和節(jié)點(diǎn)板等構(gòu)件進(jìn)行連接，確保鐵塔符合空間尺寸和設(shè)計(jì)要求，并提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力；也即是說(shuō)對(duì)接主材是指在構(gòu)造輸電鐵塔骨架時(shí)主材角鋼的連接節(jié)點(diǎn)，作為連接結(jié)構(gòu)承擔(dān)輸電鐵塔應(yīng)力。對(duì)接主材的受力復(fù)雜性直接影響到整個(gè)輸電鐵塔的穩(wěn)定性。因此，在設(shè)計(jì)和制造輸電鐵塔時(shí)，對(duì)接主材的連接方式和材料選擇對(duì)于確保整個(gè)電力輸送系統(tǒng)的安全性和可靠性至關(guān)重要。

3、然而，分離式的對(duì)接主材的承載力相較于一體式的主材角鋼會(huì)呈現(xiàn)不同程度的退化，現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法中，缺少對(duì)于這種退化程度的詳細(xì)計(jì)算方法，通常依靠經(jīng)驗(yàn)或余量設(shè)計(jì)對(duì)對(duì)接主材進(jìn)行設(shè)計(jì)，無(wú)法科學(xué)的對(duì)對(duì)接主材退化承載力進(jìn)行真實(shí)評(píng)估，無(wú)法知曉對(duì)接主材的承載情況，既不利于輸電線路的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，也不符合數(shù)字化電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題之一。

2、為此，本發(fā)明第一方面提供了一種應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法。

3、本發(fā)明第二方面提供了一種應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估系統(tǒng)。

4、本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法，所述對(duì)接主材包括第一主材角鋼和第二主材角鋼，所述第一主材角鋼和第二主材角鋼通過(guò)連接角鋼、第一連接節(jié)點(diǎn)板以及第二連接節(jié)點(diǎn)板固定連接，其中，所述連接角鋼設(shè)置于對(duì)接主材的內(nèi)側(cè)，所述第一連接節(jié)點(diǎn)板和第二連接節(jié)點(diǎn)板設(shè)置于對(duì)接主材外側(cè)；其中，所述第一連接節(jié)點(diǎn)板、對(duì)接主材的一個(gè)肢節(jié)和連接角鋼通過(guò)連接螺栓固定連接，所述第二連接節(jié)點(diǎn)板、對(duì)接主材的另一個(gè)肢節(jié)和連接角鋼通過(guò)連接螺栓固定連接，方法包括：

5、獲取對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力；

6、根據(jù)對(duì)接主材及其連接部件的幾何參數(shù)和力學(xué)性能指標(biāo)計(jì)算對(duì)接主材的加強(qiáng)系數(shù)；其中，所述幾何參數(shù)包括各部件的截面面積，所述力學(xué)性能指標(biāo)包括各部件的鋼材屈服強(qiáng)度；

7、根據(jù)對(duì)接主材的加強(qiáng)系數(shù)和對(duì)接主材單肢連接螺栓數(shù)量計(jì)算對(duì)接主材的承載能力；

8、將對(duì)接主材的承載能力與對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力進(jìn)行比較，獲取對(duì)接主材退化承載力的評(píng)估結(jié)果。

9、根據(jù)本發(fā)明上述技術(shù)方案的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法，還可以具有以下附加技術(shù)特征：

10、在上述技術(shù)方案中，所述根據(jù)對(duì)接主材及其連接部件的幾何參數(shù)和力學(xué)性能指標(biāo)計(jì)算對(duì)接主材的加強(qiáng)系數(shù)，包括：

11、

12、其中，表示對(duì)接主材的加強(qiáng)系數(shù)；表示連接角鋼的毛截面面積；表示連接角鋼的鋼材屈服強(qiáng)度；表示第一連接節(jié)點(diǎn)板的毛截面面積；表示第一連接節(jié)點(diǎn)板的鋼材屈服強(qiáng)度；表示第二連接節(jié)點(diǎn)板的毛截面面積；表示第二連接節(jié)點(diǎn)板的鋼材屈服強(qiáng)度；表示主材角鋼的鋼材屈服強(qiáng)度；表示主材角鋼毛截面面積。

13、在上述技術(shù)方案中，所述第一連接節(jié)點(diǎn)板和第二連接節(jié)點(diǎn)板采用相同材質(zhì)，即所述第一連接節(jié)點(diǎn)板和第二連接節(jié)點(diǎn)板的鋼材屈服強(qiáng)度相等。

14、在上述技術(shù)方案中，所述根據(jù)對(duì)接主材的加強(qiáng)系數(shù)和對(duì)接主材單肢連接螺栓數(shù)量計(jì)算對(duì)接主材的承載能力，包括：

15、

16、其中，表示對(duì)接主材的承載能力；表示對(duì)接主材的承載力退化系數(shù)；表示對(duì)接主材單肢連接螺栓數(shù)量；表示連接判斷常數(shù)；表示構(gòu)件受壓穩(wěn)定系數(shù)；表示壓桿強(qiáng)度折減系數(shù)；為主材角鋼的材料分項(xiàng)系數(shù)。

17、在上述技術(shù)方案中，所述連接判斷常數(shù)與對(duì)接主材中連接螺栓的規(guī)格相關(guān)；

18、連接螺栓規(guī)格為m16時(shí)，?。?/p>

19、連接螺栓規(guī)格為m20時(shí)，?。?/p>

20、連接螺栓規(guī)格為m24時(shí)，取。

21、在上述技術(shù)方案中，所述將對(duì)接主材的承載能力與對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力進(jìn)行比較，獲取對(duì)接主材退化承載力的評(píng)估結(jié)果，包括：

22、當(dāng)對(duì)接主材的承載能力大于等于對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力時(shí)，表示對(duì)接主材的承載力滿足要求；

23、當(dāng)對(duì)接主材的承載能力小于對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力時(shí)，表示對(duì)接主材的承載力不滿足要求。

24、在上述技術(shù)方案中，所述獲取對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力，包括：

25、根據(jù)輸電鐵塔的基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)，調(diào)用輸電鐵塔三維模型，利用剛度矩陣計(jì)算對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力；所述基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)至少包括鐵塔荷載信息、鐵塔構(gòu)件材質(zhì)信息、鐵塔構(gòu)件規(guī)格信息和螺栓節(jié)點(diǎn)信息。

26、本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)如上述技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的方法，該系統(tǒng)包括：

27、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)輸電鐵塔的基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)；

28、數(shù)值分析模塊，與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)相連，根據(jù)所述基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力；

29、主材承載力評(píng)估模塊，分別與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)值分析模塊相連，用于對(duì)對(duì)接主材退化承載力進(jìn)行評(píng)估；

30、結(jié)果輸出模塊，與主材承載力評(píng)估模塊相連，至少用于對(duì)對(duì)接主材退化承載力的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行展示。

31、在上述技術(shù)方案中，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括：

32、基礎(chǔ)信息庫(kù)，用于存儲(chǔ)輸電鐵塔的鐵塔荷載信息，重要性系數(shù)和電壓等級(jí)；

33、材質(zhì)信息庫(kù)，用于存儲(chǔ)輸電鐵塔中各構(gòu)件的材質(zhì)信息；

34、規(guī)格信息庫(kù)，用于存儲(chǔ)輸電鐵塔中各構(gòu)件的規(guī)格信息；

35、螺栓信息庫(kù)，用于存儲(chǔ)輸電鐵塔中螺栓節(jié)點(diǎn)信息，所述螺栓節(jié)點(diǎn)信息包括螺栓規(guī)格和螺栓數(shù)量。

36、在上述技術(shù)方案中，還包括：

37、三維模型庫(kù)，用于存儲(chǔ)輸電鐵塔的三維模型數(shù)據(jù)；

38、剛度矩陣庫(kù)，用于存儲(chǔ)輸電鐵塔的剛度矩陣數(shù)據(jù)；

39、所述數(shù)值分析模塊與三維模型庫(kù)和剛度矩陣庫(kù)相連，調(diào)用輸電鐵塔三維模型，利用剛度矩陣計(jì)算對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力。

40、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)特征，本發(fā)明的有益效果是：

41、本發(fā)明提出的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法和系統(tǒng)，根據(jù)對(duì)接主材的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)對(duì)接主材的承載力退化程度進(jìn)行特征性表示，通過(guò)準(zhǔn)確的計(jì)算獲取對(duì)接主材的真實(shí)承載力，能夠反映對(duì)接主材的實(shí)際運(yùn)行情況，為線路運(yùn)維提供科學(xué)有效的參考。同時(shí)采用數(shù)字化評(píng)估方式，可以高效獲取對(duì)接主材退化承載力的評(píng)估結(jié)果，推動(dòng)電網(wǎng)數(shù)字化發(fā)展。

42、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述部分中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法，所述對(duì)接主材包括第一主材角鋼和第二主材角鋼，所述第一主材角鋼和第二主材角鋼通過(guò)連接角鋼、第一連接節(jié)點(diǎn)板以及第二連接節(jié)點(diǎn)板固定連接，其中，所述連接角鋼設(shè)置于對(duì)接主材的內(nèi)側(cè)，所述第一連接節(jié)點(diǎn)板和第二連接節(jié)點(diǎn)板設(shè)置于對(duì)接主材外側(cè)；其中，所述第一連接節(jié)點(diǎn)板、對(duì)接主材的一個(gè)肢節(jié)和連接角鋼通過(guò)連接螺栓固定連接，所述第二連接節(jié)點(diǎn)板、對(duì)接主材的另一個(gè)肢節(jié)和連接角鋼通過(guò)連接螺栓固定連接，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法，其特征在于，所述根據(jù)對(duì)接主材及其連接部件的幾何參數(shù)和力學(xué)性能指標(biāo)計(jì)算對(duì)接主材的加強(qiáng)系數(shù)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法，其特征在于，所述第一連接節(jié)點(diǎn)板和第二連接節(jié)點(diǎn)板采用相同材質(zhì)，即所述第一連接節(jié)點(diǎn)板和第二連接節(jié)點(diǎn)板的鋼材屈服強(qiáng)度相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法，其特征在于，所述根據(jù)對(duì)接主材的加強(qiáng)系數(shù)和對(duì)接主材單肢連接螺栓數(shù)量計(jì)算對(duì)接主材的承載能力，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法，其特征在于，所述連接判斷常數(shù)與對(duì)接主材中連接螺栓的規(guī)格相關(guān)；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法，其特征在于，所述將對(duì)接主材的承載能力與對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力進(jìn)行比較，獲取對(duì)接主材退化承載力的評(píng)估結(jié)果，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法，其特征在于，所述獲取對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力，包括：

8.一種應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，所述系統(tǒng)包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于數(shù)字電網(wǎng)的對(duì)接主材退化承載力評(píng)估方法和系統(tǒng)，涉及數(shù)字電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域；該方法包括：獲取對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力；根據(jù)對(duì)接主材及其連接部件的幾何參數(shù)和力學(xué)性能指標(biāo)計(jì)算對(duì)接主材的加強(qiáng)系數(shù)；根據(jù)對(duì)接主材的加強(qiáng)系數(shù)和對(duì)接主材單肢連接螺栓數(shù)量計(jì)算對(duì)接主材的承載能力；將對(duì)接主材的承載能力與對(duì)接主材所承受的實(shí)際內(nèi)力進(jìn)行比較，獲取對(duì)接主材退化承載力的評(píng)估結(jié)果。該系統(tǒng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)值分析模塊、主材承載力評(píng)估模塊和結(jié)果輸出模塊。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)對(duì)接主材退化承載力的數(shù)字化評(píng)估，評(píng)估結(jié)果可靠準(zhǔn)確，為設(shè)計(jì)運(yùn)維提供科學(xué)有效的參考。

技術(shù)研發(fā)人員：何松洋,黎亮,黃興,鄭勇,陳強(qiáng),韓大剛,劉翔云,吳怡敏,馬海云,胡全,梁明,何勇,蒲凡,廖邢軍,李鐘,龔濤,王夢(mèng)杰,湯歡,劉洪昌,辜良雨,李林,蔣銳,王波,張楊賓,高見(jiàn),張利如,余斌,劉進(jìn)通,董碧霞,向越,余國(guó)慶,謝玉潔,李磊,羅海力,王成,劉暢,甘小平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2