智慧电网的抗拉腐蚀损伤承载力评估方法和系统与流程

本发明涉及输电塔抗拉腐蚀损伤承载力评估，具体而言，涉及一种智慧电网的抗拉腐蚀损伤承载力评估方法和系统。

背景技术：

1、我国电网发展至今，在传统领域已经走到了国际先进水平，具备了十分庞大的存量市场，对于这些存量线路，由于电网的输电塔长期处于室外环境，饱经风吹雨打，极容易收到腐蚀损伤，进而导致其耐久性失效，如何高效智能地实现其耐久性和腐蚀损伤评估就越发重要，这将是关系到我国电网安全运行的关键领域之一，将会影响到我国十几亿人民的用电安全，为了保证电网的可持续发展，为了助力电网数智化发展，实现输电线路的数智化损伤评估，急需构建一套智慧电网的铁塔抗拉损伤承载力评估系统，进而实时判断输电塔构件的承载能力，从而对存在风险的输电塔构件采取相应的维修或加固措施，确保输电塔在恶劣环境下的稳定性和安全性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明第一方面提供了一种智慧电网的抗拉腐蚀损伤承载力评估方法。

3、本发明第二方面提供了一种智慧电网的抗拉腐蚀损伤承载力评估系统。

4、本发明提供了一种智慧电网的抗拉腐蚀损伤承载力评估方法，包括：

5、实时监测输电塔构件的腐蚀损伤，获取输电塔构件腐蚀损伤参数的实测数据；

6、将输电塔构件腐蚀损伤参数的实测数据与设计值进行比较；其中，实测数据符合设计值要求时，表示无需进行损伤承载力评估；实测数据不符合设计值要求时，表示需要进行损伤承载力评估；

7、对需要进行损伤承载力评估的输电塔进行建模，对模型实际的受力状态进行分析，计算得到输电塔构件的轴拉内力；

8、调用受拉腐蚀损伤评估原则，计算得到输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力；

9、将输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力与输电塔构件的轴拉内力进行比较，根据比较结果输出评估结果。

10、根据本发明上述技术方案的智慧电网的抗拉腐蚀损伤承载力评估方法，还可以具有以下附加技术特征：

11、在上述技术方案中，所述腐蚀损伤参数包括腐蚀损伤后的螺栓孔径、构件截面腐蚀损伤后的截面厚度以及构件腐蚀损伤的部位。

12、在上述技术方案中，所述将输电塔构件腐蚀损伤参数的实测数据与设计值进行比较包括：

13、若腐蚀损伤后的螺栓孔径小于等于其设计值且构件截面腐蚀损伤后的截面厚度大于等于其设计值，判定为该构件无需进行损伤承载力评估，

14、若腐蚀损伤后的螺栓孔径大于其设计值和/或构件截面腐蚀损伤后的截面厚度小于其设计值，判定为该构件需要进行损伤承载力评估；

15、其中，所述设计值表示设计阶段给出的能够保证输电塔稳定运行的螺栓孔径最大值和构件截面厚度最小值。

16、在上述技术方案中，所述对需要进行损伤承载力评估的输电塔进行建模，对模型实际的受力状态进行分析，计算得到输电塔构件的轴拉内力，包括：

17、获取铁塔模型信息、铁塔规格材质信息和铁塔荷载信息，建立输电塔模型；

18、结合有限元刚度矩阵对模型实际的受力状态进行分析，计算得到构件的轴拉内力。

19、在上述技术方案中，所述受拉腐蚀损伤评估原则包括腐蚀损伤后构件的抗拉承载力应不小于输电塔构件的轴拉内力。

20、在上述技术方案中，计算输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力的方法包括：

21、根据实时监测获取的构件腐蚀损伤的部位信息，确定输电塔构件的腐蚀类型；

22、根据输电塔构件的腐蚀类型对输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力进行计算。

23、在上述技术方案中，所述输电塔构件的腐蚀类型包括螺栓孔腐蚀、连接肢端部局部腐蚀以及非连接肢端部局部腐蚀；

24、其中，所述螺栓孔腐蚀表示腐蚀损伤位置处于螺栓孔内；

25、所述连接肢端部局部腐蚀表示腐蚀损伤位置处于构件连接肢的端部；

26、所述非连接肢端部局部腐蚀表示腐蚀损伤位置处于构件连接肢的中部。

27、在上述技术方案中，输电塔构件的腐蚀类型为螺栓孔腐蚀时，所述输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力失效判断原则为：

28、

29、输电塔构件的腐蚀类型为连接肢端部局部腐蚀时，所述输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力失效判断原则为：

30、

31、输电塔构件的腐蚀类型为非连接肢端部局部腐蚀时，所述输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力失效判断原则为：

32、

33、其中，为构件无腐蚀状态下的螺栓孔直径；为腐蚀状态下的螺栓孔直径；为输电塔构件的轴拉内力；为输电塔构件的毛截面面积；为输电塔构件的净截面面积；为钢材的屈服强度；为钢材的抗拉强度最小值；为钢材的抗力分项系数；为构件抗拉折减系数；为输电塔构件的腐蚀损伤厚度；为输电塔构件无腐蚀状态下的厚度。

34、在上述技术方案中，所述将输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力与输电塔构件的轴拉内力进行比较，根据比较结果输出评估结果，包括：

35、输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力大于等于输电塔构件的轴拉内力时，表示当前腐蚀损失对承载力影响较小，输出结果为满足设计要求但需要进行表面防腐加固；

36、输电塔构件腐蚀损伤后的抗拉承载力小于输电塔构件的轴拉内力时，表示当前腐蚀损失对承载力影响较大，输出结果为不满足设计要求且需要输电塔构件加固。

37、本发明提供的一种智慧电网的抗拉腐蚀损伤承载力评估系统，应用于如上述技术方案中任一项所述的智慧电网的抗拉腐蚀损伤承载力评估方法，所述系统包括：

38、基础数据库，包括铁塔模型数据库、铁塔规格材质信息数据库和铁塔荷载信息数据库；

39、现场检测系统，由运维单位进行操作，以实时监测输电塔构件的腐蚀损伤，并获取输电塔构件腐蚀损伤参数的实测数据；

40、云计算分析平台，用于对腐蚀损伤参数进行综合判断，确定腐蚀损伤的输电塔构件是否需要进行损伤承载力评估；并在需要进行损伤承载力评估时，调用基础数据库数据进行输电塔建模，结合有限元刚度矩阵对模型实际的受力状态进行分析，计算输电塔构件的轴内拉力；所述云计算分析平台还调用受拉腐蚀损伤评估原则对腐蚀损伤后的抗拉承载力进行计算和判断；

41、数据输出及处理终端，获取云计算分析平台的判断结果，并进行可视化展示。

42、综上所述，由于采用了上述技术特征，本发明的有益效果是：

43、本发明实现了输电塔构件抗拉腐蚀损伤承载力实时准确评估，通过实时监测和评估输电塔的腐蚀损伤，可以及时发现潜在的结构问题，从而采取相应的维修或加固措施，确保输电塔在恶劣环境下的稳定性和安全性。实时评估可以帮助管理者了解输电塔的实际使用状况，及时进行必要的维护和修复，从而有效延长其使用寿命，减少更换频率，降低运营成本。通过实时监测和评估，可以避免因忽视腐蚀问题而导致的意外事故和设备故障，这将大大减少因应急维修所产生的高额费用。实时数据提供了科学依据，使得管理者可以基于准确的信息做出更为合理的决策，例如是否需要立即进行维修、如何分配资源以及如何优化维护计划等。

44、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。