考虑疲劳折损的架空输电线路风雨荷载失效概率模型

doi:10.3969/j.issn.1000－7229.2016.07.019

摘要/Abstract

摘要： 作为典型的风振敏感结构，架空输电线路极易受强风雨灾害影响导致故障停运。为了研究强风雨天气及设备自身机械强度对线路失效概率的影响，从输电线路设计规范和材料结构性疲劳过程入手，建立了一种考虑疲劳折损的架空输电线路风雨荷载失效概率模型。模型采用非线性退化过程模拟材料疲劳折损，并依据荷载-强度干涉理论进行失效概率计算。算例分析给出了风、雨、疲劳折损三者作用时的线路失效概率情况，并以IEEE-RTS 79系统为例介绍了以本模型结果为基础筛选重要线路、薄弱档号的方法。该模型能量化不同风雨荷载对失效概率的增大作用，同时响应线路日常振动导致的疲劳折损，是一种全新的建模思路，具有较好的应用前景。

关键词: 架空输电线路, 失效概率模型, 疲劳折损, 风雨荷载

Abstract: As typical wind-sensitive structures, overhead transmission lines are easily affected by extreme weather disasters which will cause failure outage. In order to study the impacts of strong storm and device mechanical strength on the line failure probability, this paper constructs a wind and rain load failure probability model with considering fatigue impairment based on the design code of transmission line and material structural fatigue process. The model adopts a nonlinear process of strength degradation to describe the material fatigue impairment and utilizes the interference theory of load-strength to calculate the failure probability. We demonstrate different circumstances of failure probability under wind, rain and fatigue impairment, and take IEEE-RTS79 system as example to introduce a screening method for important lines and weak spans based on this model. The model can not only quantitatively analyze the increase impact of different wind and rain loads on the failure probability, but also have response to the fatigue impairment caused by daily physical vibration of lines, which is a new modeling idea and has a good application prospect.

Key words: overhead transmission line, failure probability model, fatigue impairment, wind and rain load

中图分类号:

TM 753

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