專利名稱：：一種輸電線路桿塔結構可靠度的綜合分析方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于輸電線路結構領域，具體涉及一種500kV輸電線路桿塔結構可靠度的綜合分析方法。
背景技術：
：我國輸電線路桿塔結構的設計方法大致可分為三個時期，1994年前輸電線路設計一直沿用前蘇聯(lián)的容許應力設計方法(單一安全系數(shù)法)；1994年后，對線條風荷載考慮了調整系數(shù)y^;1999年頒布的《110500kV架空送電線路設計技術規(guī)程》DL/T5092-1999改為采用概率為基礎的極限狀態(tài)設計法，采用分項系數(shù)的設計表達式。由于設計方法及設計標準的更替，使得我國500kV線路的可靠度水平沒有明確的指標。
發(fā)明內容采用一次二階矩法對我國500kV輸電線路桿塔結構構件的可靠度水平進行了校準，采用窄界限法推算了我國不同時期設計的500kV輸電線路桿塔結構體系的可靠度水平，并對我國現(xiàn)有500kV運行線路出現(xiàn)倒塔事故的情況進行了調研，對照《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068-2001作出了合理的評價。本發(fā)明的技術方案是使用以下方法(一)和方法(二)進行理論計算得出輸電線路桿塔結構可靠度的理論值，使用方法(三)得出輸電線路桿塔結構可靠度的實際值，從而可對理論值與實際值進行比較分析方法(一)采用一次二階矩法計算輸電線路桿塔結構構件的可靠度，其步驟如下(10)構件的結構功能函數(shù)為g(i,SG,Se)=i-SG-SG;(11)各隨機變量的分布規(guī)律及統(tǒng)計參數(shù)如下〖K=1.14，^=0.12，i為結構抗力，服從對數(shù)正態(tài)分布；^^=1.06，^=0.07，^為恒荷載作用效應，服從正態(tài)分布；《e=1.00，^=0.193，Sg為風荷載作用效應，服從極值I型分布；式中《f^,<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>Afl，&，/^分別是及，&，^的均值；"，J&，。分別是及，&，^的均方差；(12)假定設計驗算點初值將結構最不利的各隨機變量的取值點作為結構設計驗算點，所述結構設計驗算點是結構功能函數(shù)中的某個點，下面假定一個初值，進行不斷的迭代計算得到，所述假定的初值點為(5^=1，5^=0.25，^《=1.8479)，假定當/=4時，Se《=l，則，SOT=0.25，&=《0^OT+;kqSGk)=1.8479，o^=0.193，crOT=0.01855，=0.252792;(13)對非正態(tài)變量進行當量正態(tài)化并求出其等效的均值和方差將非正態(tài)基本隨機變量進行當量正態(tài)化處理，將其轉換為等效正態(tài)隨機變量，如服從對數(shù)正態(tài)分布的結構抗力R，及服從極值I型分布的風荷載作用效應Se，轉換條件是保證轉換后的各基本隨機變量在設計驗算點處分布密度函數(shù)的尾部面積與轉換前相等；(14)求極限狀態(tài)面在標準正態(tài)坐標系中各坐標的方向余弦，計算公式如下3g<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>cos^=-0.8053，cos^=0.0593，cos《=0.5900;(15)由極限狀態(tài)方程求得可靠指標Pi:As、臺漢,M漢,1/2=2.747;(16)利用已求得的Pi及方向余弦求新的驗算點計算公式X,*COS&=1.5344，5^*=0.2680，51^=1.2663;(17)如果IPi—「(3il《0.01則得出最終的p;(18)如果IPw-(3,l》0.01則利用本次驗算點坐標代替上次的值，繼續(xù)進行第(3)步，直到得出最終的P;方法(二)采用窄界限法計算輸電線路桿塔結構體系可靠度，其步驟如下(1)計算公式用￡,(/=1，一,《)表示結構體系出現(xiàn)第/個失效模式的事件，按窄界限法，串聯(lián)體系失效概率P^界限范圍可表示為+maxS，,)-n￡》,0戶l尸力《-n五》(i)式中尸(￡,)表示￡,事件的失效概率，且有max(P^,尸力)Sn，尸力+尸/2尸，—M(2)(3)(4)A;是不同失效模式五,、^間相關系數(shù)，若g,、&均為獨立基本隨機變量《(/=1,...，")的線性函數(shù)，艮P:對桿塔結構:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>方法(三)計算實際線路的桿塔結構體系可靠度指標:(1)調研統(tǒng)計歷年500kV輸電線路倒塔的情況；(2)年失效頻率5的計算^Z鐵塔總基數(shù)x運行年數(shù)(基*年)，iV,為倒塔的總數(shù)，相對誤差<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(3)年失效概率范圍P/的推算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(3)T年設計基準期內失效概率<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(4)實際的體系失效概率^査正態(tài)分布表可得實際的體系失效概率。本發(fā)明方法的優(yōu)點是從理論和實際線路倒塔情況兩方面進行了500kV線路的可靠度校準工作，這對于其它電壓等級乃至特高壓輸電線路的可靠度分析有一定的借鑒參考價值。圖l是本發(fā)明的方法(一)的一次二階矩法計算法結構構件可靠度指標流程圖。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。研究我國500kV輸電線路桿塔結構構件的可靠度，對我國歷史上不同階段設計的500kV輸電線路的可靠度水平作出了合理的評價。廣泛調研我國現(xiàn)有500kV輸電線路出現(xiàn)的倒塔事故，采用概率論的方法，驗證實際可靠度與理論可靠度水平的差異。1、一次二階矩法計算的500kV輸電線路桿塔結構構件可靠度指標使用方法(一)采用一次二階矩法計算輸電線路桿塔結構構件的可靠度，其步驟如下:1.構件的結構功能函數(shù)為-g(i,SG，Se)=i-SG-Se;2.各隨機變量的分布規(guī)律及統(tǒng)計參數(shù)如下尤=1.14，^=0.12，及為結構抗力，服從對數(shù)正態(tài)分布；/^=1.06，F(xiàn)e=0.07，^為恒荷載作用效應，服從正態(tài)分布；《。=1.00，r=0.193，S。為風荷載作用效應，服從極值I型分布；A，&，/^分別是凡&，^的均值；^，~6，。分別是及，&，^的均方差；3.假定設計驗算點初值將結構最不利的各隨機變量的取值點作為結構設計驗算點，所述結構設計驗算點是結構功能函數(shù)中的某個點，下面假定一個初值，進行不斷的迭代計算得到，所述假定的初值點為(Sejf=l，SOT=0.25，7^=1.8479)，假定當〃=4時，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>4.對非正態(tài)變量當量正態(tài)化并求出其等效的均值和方差將非正態(tài)基本隨機變量進行當量正態(tài)化處理，將其轉換為等效正態(tài)隨機變量，如服從對數(shù)正態(tài)分布的結構抗力R，及服從極值I型分布的風荷載作用效應&，轉換條件是保證轉換后的各基本隨機變量在設計驗算點處分布密度函數(shù)的尾部面積與轉換前相等；式中《5.求極限狀態(tài)面在標準正態(tài)坐標系中各坐標的方向余弦，計算公式如下COS^=漢,尸*義,'漢'尸*1/2cos6>R=-0.8053，cos《=0.0593，cos《=0.59006.由極限狀態(tài)方程求得可靠指標Pi:p'1/2=2,747漢,.7.利用己求得的(3i及方向余弦求新的驗算點計算公式x,*=+crx,cos6^i=1.5344，=0.2680，SQ=1.2663;8.如果l(3H-(3il《0.01則得出最終的p;9.如果IPi—「(iii》0.01則利用本次驗算點坐標代替上次的值，繼續(xù)進行第(3)步，直到得出最終的P;圖1是本發(fā)明的一次二階矩法計算法結構構件可靠度指標流程圖，按照圖1所示的一次二階矩法，計算出我國不同時期設計的500kV輸電線路桿塔結構構件在大風工況下的可靠度指標見下表表中^為風荷載效應與橫荷載作用效應的比值；v為線條風荷載效應占總的風荷載效應的比值。表l500kV輸電線路桿塔結構構件可靠度指標范圍4567894年前2.442.402.372.352.339499年v=50%2.752.722.692.672.66v=75%2.902.862.842.822.8199年后v=50%3.023.002.992.982.98v=75%3.173.153.143.143.132、窄界限法計算的500kV輸電線路桿塔結構體系可靠度指標:使用方法(二)采用窄界限法計算輸電線路桿塔結構體系可靠度，其步驟如下(1)計算公式-用￡,(/=1,-,")表示結構體系出現(xiàn)第/個失效模式的事件，按窄界限法，串聯(lián)體系失效概率P,、界限范圍可表示為:尸(五)+max式中戶(五,)表示五,事件的失效概率，且有^尸力^-t，x，,門五》(i)尸)，=A,,)，P)2=O(-A/、)(2)(3)(4)V1-"J。V1-A〗A是不同失效模式五,、A間相關系數(shù)。若g,、g^均為獨立基本隨機變量X,(z、l,…，w)的線性函數(shù)，即對桿塔結構:()+K)+()(5)(2)計算示例桿塔結構可變荷載效應與永久荷載效應比值/=48，當/9=4時，由式(5)計算得/^)=0.376;當/=8時，/y(8)=0.425。取均值得&=0.40。當不考慮風荷載調整系數(shù)y^，按單一安全系數(shù)法計算時，500kV桿塔結構構件的可靠度指標々約為2.32.4，均值2.35，則桿塔每個失效模式出現(xiàn)的概率均為)==/)=d>(-2.35)=9.387X10由式(4)計算得/',=/',=1.538由式(3)計算得=尸/2二5.82xl(T-3由式(2)得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>若取3個桿塔結構體系失效模式，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>由式(1)得:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>査正態(tài)分布函數(shù)表得體系可靠度指標A=1.931.97輸電線路桿塔屬于空間桁架結構，其可靠度分析模型可采用串聯(lián)，取500kV輸電線路桿塔的失效模式為35個，體系失效概率&界限范圍表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>按窄界限法計算桿塔結構體系可靠度結果見表2:表2500kV輸電線路桿塔結構體系失效概率和可靠度指標范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>3、我國現(xiàn)有500kV線路倒塔情況調研相關數(shù)據(jù)及實際體系可靠度指標計算:使用方法(三)實際線路的桿塔結構體系可靠度指標推算(1)調研統(tǒng)計歷年500kV輸電線路倒塔的情況；(2)年失效頻率5的計算^Z鐵塔總基數(shù)x運行年數(shù)(基*年)，iV,為倒塔的總數(shù)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>相對誤差<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(3)年失效概率范圍戶'/的推算:(3)T年設計基準期內失效概率y1-(1-尸;,(4)實際的體系失效概率査正態(tài)分布表可得實際的體系失效概率。表3實際運行500kV輸電線路桿塔倒塌情況統(tǒng)計<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>運行總基年數(shù)N=4140X22+(6910-4140)X21+......+(191150-155860)X1=1203770(基年)年失效頻率^==101/1203770=8.39xl(T5相對誤差尸,、iV戶,Vl203770x8.39x10-5年失效概率尸'/=(l±e)^=(6.712~10.068)xl0—5取設計基準期T為50年內失效概率,=1-(1-尸),=(3.355.02)xl0—3認為線路桿塔失效服從正態(tài)分布，可得500kV線路桿塔結構可靠度統(tǒng)計指標為2.572.72。4.評價結果(1)桿塔結構可靠度計算得出隨著設計方法的改進和設計規(guī)范的不斷完善，我國500kV線路桿塔結構可靠性在逐步提高。(2)按我國現(xiàn)行桿塔結構設計規(guī)范設計的500kV輸電線路桿塔結構構件可靠度滿足《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》規(guī)定的二級延性構件的標準。(3)理論計算的500kV輸電線路桿塔結構體系失效概率大于桿塔結構統(tǒng)計的實際失效概率，這說明在桿塔實際使用時相對于規(guī)劃的設計條件還有一定的安全裕度。已經根據(jù)優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明。顯然，在閱讀和理解了上述詳細說明書后能做出多種修正和替換。本發(fā)明意欲的是本申請構建成包括了落入附屬的權利要求書或其等同物的范圍之內的所有這些修正和替換。權利要求1、一種輸電線路桿塔結構可靠度的綜合分析方法，其特征在于使用以下方法(一)和方法(二)進行理論計算得出輸電線路桿塔結構可靠度的理論值，使用方法(三)得出輸電線路桿塔結構可靠度的實際值，從而可對理論值與實際值進行比較分析方法(一)采用一次二階矩法計算輸電線路桿塔結構構件的可靠度，其步驟如下(1)構件的結構功能函數(shù)為g(R，SG，SQ)＝R-SG-SQ；(2)各隨機變量的分布規(guī)律及統(tǒng)計參數(shù)如下KR＝1.14，VR＝0.12，R為結構抗力，服從對數(shù)正態(tài)分布；KG＝1.06，VG＝0.07，SG為恒荷載作用效應，服從正態(tài)分布；KQ＝1.00，VQ＝0.193，SQ為風荷載作用效應，服從極值I型分布；式中KR＝μR/RK，<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>K</mi><msub><mi>S</mi><mi>G</mi></msub></msub><mo>=</mo><msub><mi>μ</mi><msub><mi>S</mi><mi>G</mi></msub></msub><mo>/</mo><msub><mi>S</mi><mi>GK</mi></msub><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0001"file="A2009100806690002C1.tif"wi="26"he="9"top="126"left="66"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>K</mi><mi>Q</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>μ</mi><msub><mi>S</mi><mi>Q</mi></msub></msub><mo>/</mo><msub><mi>S</mi><mi>QK</mi></msub><mo>;</mo></mrow>]]></math>id="icf0002"file="A2009100806690002C2.tif"wi="23"he="10"top="126"left="96"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>VR＝σR/μR，<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>V</mi><mi>G</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>σ</mi><msub><mi>S</mi><mi>G</mi></msub></msub><mo>/</mo><msub><mi>μ</mi><msub><mi>S</mi><mi>G</mi></msub></msub><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0003"file="A2009100806690002C3.tif"wi="24"he="10"top="143"left="66"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0004"num="0004"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>V</mi><mi>Q</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>σ</mi><msub><mi>S</mi><mi>G</mi></msub></msub><mo>/</mo><msub><mi>μ</mi><msub><mi>S</mi><mi>G</mi></msub></msub><mo>;</mo></mrow>]]></math>id="icf0004"file="A2009100806690002C4.tif"wi="24"he="10"top="142"left="94"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>μR，id="icf0005"file="A2009100806690002C5.tif"wi="16"he="4"top="160"left="51"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>分別是R，SG，SQ的均值；σR，id="icf0006"file="A2009100806690002C6.tif"wi="17"he="4"top="171"left="51"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>分別是R，SG，SQ的均方差；(3)假定設計驗算點初值將結構最不利的各隨機變量的取值點作為結構設計驗算點，所述結構設計驗算點是結構功能函數(shù)中的某個點，下面假定一個初值，進行不斷的迭代計算得到，所述假定的初值點為(SQK＝1，SGK＝0.25，RK＝1.8479)，假定當ρ＝4時，SQK＝1，則，SGK＝0.25，RK＝K(γGSGK+γQSQK)＝1.8479，μQK＝1，μGK＝0.265，μR＝2.1066，σQK＝0.193，σGK＝0.01855，σR＝0.252792；(4)對非正態(tài)變量進行當量正態(tài)化并求出其等效的均值和方差將非正態(tài)基本隨機變量進行當量正態(tài)化處理，將其轉換為等效正態(tài)隨機變量，如服從對數(shù)正態(tài)分布的結構抗力R，及服從極值I型分布的風荷載作用效應SQ，轉換條件是保證轉換后的各基本隨機變量在設計驗算點處分布密度函數(shù)的尾部面積與轉換前相等；(5)求極限狀態(tài)面在標準正態(tài)坐標系中各坐標的方向余弦，計算公式如下<mathsid="math0005"num="0005"><math><![CDATA[<mrow><mi>cos</mi><msub><mi>θ</mi><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>-</mo><mfrac><mrow><mo>∂</mo><mi>g</mi></mrow><mrow><mo>∂</mo><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac><msub><mo>|</mo><msup><mi>P</mi><mo>*</mo></msup></msub><msub><mi>σ</mi><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></msub></mrow><msup><mrow><mo>[</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><mo>∂</mo><mi>g</mi></mrow><mrow><mo>∂</mo><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><msub><mo>|</mo><msup><mi>P</mi><mo>*</mo></msup></msub><msup><mrow><msub><mi>σ</mi><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>]</mo></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msup></mfrac></mrow>]]></math></maths>cosθR＝-0.8053，<mathsid="math0006"num="0006"><math><![CDATA[<mrow><mi>cos</mi><msub><mi>θ</mi><msub><mi>S</mi><mi>G</mi></msub></msub><mo>=</mo><mn>0.0593</mn><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0008"file="A2009100806690003C2.tif"wi="28"he="4"top="95"left="68"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0007"num="0007"><math><![CDATA[<mrow><msub><mrow><mi>cos</mi><mi>θ</mi></mrow><msub><mi>S</mi><mi>Q</mi></msub></msub><mo>=</mo><mn>0.5900</mn><mo>;</mo></mrow>]]></math>id="icf0009"file="A2009100806690003C3.tif"wi="28"he="5"top="95"left="100"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>(6)由極限狀態(tài)方程求得可靠指標βi<mathsid="math0008"num="0008"><math><![CDATA[<mrow><mi>β</mi><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>μ</mi><mi>g</mi></msub><msub><mi>σ</mi><mi>g</mi></msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>g</mi><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>x</mi><mn>1</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><msubsup><mi>x</mi><mi>n</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mfrac><mrow><mo>∂</mo><mi>g</mi></mrow><mrow><mo>∂</mo><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac><msub><mo>|</mo><msup><mi>P</mi><mo>*</mo></msup></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>μ</mi><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></msub><mo>-</mo><msubsup><mi>x</mi><mi>i</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>)</mo></mrow></mrow><msup><mrow><mo>[</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><mo>∂</mo><mi>g</mi></mrow><mrow><mo>∂</mo><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><msub><mo>|</mo><msup><mi>P</mi><mo>*</mo></msup></msub><msup><mrow><msub><mi>σ</mi><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>]</mo></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msup></mfrac><mo>=</mo><mn>2.747</mn><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>(7)利用已求得的βi及方向余弦求新的驗算點計算公式<mathsid="math0009"num="0009"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>x</mi><mi>i</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msub><mi>μ</mi><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></msub><mo>+</mo><msub><mi>σ</mi><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></msub><mi>β</mi><mi>cos</mi><msub><mi>θ</mi><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub></msub></mrow>]]></math>id="icf0011"file="A2009100806690003C5.tif"wi="38"he="5"top="155"left="52"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>R*＝1.5344，SG*＝0.2680，SQ*＝1.2663；(8)如果|βi-1-βi|≤0.01則得出最終的β；(9)如果|βi-1-βi|≥0.01則利用本次驗算點坐標代替上次的值，繼續(xù)進行第(3)步，直到得出最終的β；方法(二)采用窄界限法計算輸電線路桿塔結構體系可靠度，其步驟如下(1)計算公式用Ei(i＝1，…，n)表示結構體系出現(xiàn)第i個失效模式的事件，按窄界限法，串聯(lián)體系失效概率Pfs界限范圍可表示為<mathsid="math0010"num="0010"><math><![CDATA[<mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>E</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>max</mi><mo>[</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>2</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mo>{</mo><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>E</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>i</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>E</mi><mi>i</mi></msub><mo>∩</mo><msub><mi>E</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>}</mo><mo>,</mo><mn>0</mn><mo>]</mo><mo>≤</mo><msub><mi>P</mi><mi>fs</mi></msub><mo>≤</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>E</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>2</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><munder><mi>max</mi><mrow><mi>j</mi><mo><</mo><mi>i</mi></mrow></munder><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>E</mi><mi>i</mi></msub><mo>∩</mo><msub><mi>E</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>式中P(Ei)表示Ei事件的失效概率，且有<mathsid="math0011"num="0011"><math><![CDATA[<mrow><mi>max</mi><mrow><mo>(</mo><mover><msub><mi>P</mi><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></msub><mo>~</mo></mover><mo>,</mo><mover><msub><mi>P</mi><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></msub><mo>~</mo></mover><mo>)</mo></mrow><mo>≤</mo><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>E</mi><mi>i</mi></msub><mo>∩</mo><msub><mi>E</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>≤</mo><mover><msub><mi>P</mi><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></msub><mo>~</mo></mover><mo>+</mo><mover><msub><mi>P</mi><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></msub><mo>~</mo></mover><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths><mathsid="math0012"num="0012"><math><![CDATA[<mrow><mover><msub><mi>P</mi><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></msub><mo>~</mo></mover><mo>=</mo><mi>Φ</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msub><mi>β</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>Φ</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msub><msup><mi>β</mi><mo>′</mo></msup><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0014"file="A2009100806690004C1.tif"wi="39"he="7"top="31"left="33"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0013"num="0013"><math><![CDATA[<mrow><mover><msub><mi>P</mi><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></msub><mo>~</mo></mover><mo>=</mo><mi>Φ</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msub><mi>β</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>Φ</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msub><msup><mi>β</mi><mo>′</mo></msup><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math>id="icf0015"file="A2009100806690004C2.tif"wi="103"he="7"top="31"left="78"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0014"num="0014"><math><![CDATA[<mrow><msub><msup><mi>β</mi><mo>′</mo></msup><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>β</mi><mi>j</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>ρ</mi><mi>ij</mi></msub><msub><mi>β</mi><mi>i</mi></msub></mrow><msqrt><mn>1</mn><mo>-</mo><msubsup><mi>ρ</mi><mi>ij</mi><mn>2</mn></msubsup></msqrt></mfrac><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0016"file="A2009100806690004C3.tif"wi="28"he="12"top="41"left="55"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0015"num="0015"><math><![CDATA[<mrow><msub><msup><mi>β</mi><mo>′</mo></msup><mi>j</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>β</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>ρ</mi><mi>ij</mi></msub><msub><mi>β</mi><mi>j</mi></msub></mrow><msqrt><mn>1</mn><mo>-</mo><msubsup><mi>ρ</mi><mi>ij</mi><mn>2</mn></msubsup></msqrt></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math>id="icf0017"file="A2009100806690004C4.tif"wi="100"he="12"top="41"left="88"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>ρij是不同失效模式Ei、Ej間相關系數(shù)，若gi、gj均為獨立基本隨機變量Xi(i＝1，…，n)的線性函數(shù)，即<mathsid="math0016"num="0016"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>g</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>a</mi><mi>ik</mi></msub><msub><mi>X</mi><mi>k</mi></msub><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0018"file="A2009100806690004C5.tif"wi="25"he="9"top="79"left="29"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0017"num="0017"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>g</mi><mi>j</mi></msub><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>a</mi><mi>jk</mi></msub><msub><mi>X</mi><mi>k</mi></msub><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0019"file="A2009100806690004C6.tif"wi="26"he="9"top="79"left="58"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>對桿塔結構<mathsid="math0018"num="0018"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>ρ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>σ</mi><msub><mi>S</mi><mi>G</mi></msub></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>σ</mi><msub><mi>S</mi><mi>Q</mi></msub></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow><mrow><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>σ</mi><mi>R</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>σ</mi><msub><mi>S</mi><mi>G</mi></msub></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>σ</mi><msub><mi>S</mi><mi>Q</mi></msub></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>5</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>方法(三)計算實際線路的桿塔結構體系可靠度指標(1)調研統(tǒng)計歷年500kV輸電線路倒塔的情況；(2)年失效頻率Pf的計算Pf＝Nf/NN＝∑鐵塔總基數(shù)×運行年數(shù)(基·年)，Nf為倒塔的總數(shù)，相對誤差<mathsid="math0019"num="0019"><math><![CDATA[<mrow><mi>ϵ</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>|</mo><mover><msub><mi>P</mi><mi>f</mi></msub><mo>‾</mo></mover><mo>-</mo><msub><msup><mi>P</mi><mo>′</mo></msup><mi>f</mi></msub><mo>|</mo></mrow><mover><msub><mi>P</mi><mi>f</mi></msub><mo>‾</mo></mover></mfrac><mo>≤</mo><mn>2</mn><msqrt><mfrac><mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><mover><msub><mi>P</mi><mi>f</mi></msub><mo>‾</mo></mover></mrow><mrow><mi>N</mi><mover><msub><mi>P</mi><mi>f</mi></msub><mo>‾</mo></mover></mrow></mfrac></msqrt><mo>;</mo></mrow>]]></math>id="icf0021"file="A2009100806690004C8.tif"wi="45"he="14"top="178"left="50"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>(3)年失效概率范圍P′f的推算P′f＝(1±ε)Pf(3)T年設計基準期內失效概率Pf＝1-(1-P′f)T(4)實際的體系失效概率Pf查正態(tài)分布表可得實際的體系失效概率。全文摘要本發(fā)明提出了一種輸電線路桿塔結構可靠度的綜合分析方法，其使用一次二階矩法計算輸電線路桿塔結構構件的理論可靠度和采用窄界限法計算輸電線路桿塔結構體系的理論可靠度，以及計算實際線路的桿塔結構體系可靠度指標，從而可對理論值與實際值進行比較分析，可用于對輸電線路桿塔結構的可靠度設置水平進行評價分析等。文檔編號H02G7/20GK101577408SQ200910080669公開日2009年11月11日申請日期2009年3月25日優(yōu)先權日2009年3月25日發(fā)明者李茂華申請人:中國電力科學研究院