[发明专利]一种基于全寿命周期成本评估的电缆线路钢支架选型方法

权利要求书

1.一种基于全寿命周期成本评估的电缆线路钢支架选型方法，其特征在于：

针对电缆线路常用的三种型式钢支架，即角钢支架、槽钢支架、方钢支架，通过电缆重力载荷的钢支架应力计算，得到相应的支架结构及由此得到设备材料成本，在此基础上可计算出初始投资成本中的设备成本；通过电磁场计算得到钢支架上的感应涡流及其功率损耗，并在此基础上可计算出由此增加的运行成本；通过电磁场与流场、温度场的耦合数值计算，得到钢支架上的温度变化，再根据隧道中空气湿度因素，计算出钢支架的腐蚀速率，并在此基础上可计算出由此增加的运维成本；建立电缆钢支架的全寿命周期成本模型，模型中的参数初始投资成本、运行成本、维护成本均由前述计算得到，针对某条实际电缆线路的具体情况，将各个参数值代入模型进行计算，得到整条线路分别采用三种不同型式钢支架的全寿命周期成本，以费用最低为选型依据，最终确定该条线路应选用的钢支架型式。

2.根据权利要求1所述一种基于全寿命周期成本评估的电缆线路钢支架选型方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、分别以电缆钢支架的三种型式角钢支架、槽钢支架、方钢支架为分析对象，分别建立不同的计算模型；

2)、把电缆本体和抱箍的重力作为载荷，分别对三种型式的钢支架进行力学性能分析，计算放置电缆横担部分所受应力大小，对比采用钢材型号对应的抗拉强度，如果低于抗拉强度则选择材料正确，如果高于则更换钢材型号，由此可确定出对应型式钢支架所采用的材料成本，从而计算出三种型式钢支架各自的制造成本；

3)、针对电缆隧道中的电缆线路，采用有限元法，加载正常运行时常规工频电流，进行电磁场数值计算，分别得到三种型式钢支架上不同的感应涡流及其功率损耗，由此功率损耗计算出整条电缆线路各种型式钢支架上的电能损耗，并根据工业用电价格核算出由该电能损耗造成的不同型式钢支架的运行成本；

4)、把电磁场计算得到的功率损耗作为载荷，进行流场和温度场的直接耦合计算，得到钢支架上的温度变化；对于钢支架，考虑电缆隧道中的空气湿度、温升变化等7个因素综合作用对加速钢材锈蚀程度的影响进行分析，得到隧道中钢支架的腐蚀速率，根据腐蚀引起的支架厚度变薄从而导致所受三种型式钢支架的应力变大，以达到材料抗拉强度的95％为依据，得出三种型式钢支架对应的结构厚度值，计算出各型式钢支架引起腐蚀变薄的服役年限；

5)、以30年运行时间为限，针对电缆线路从建设、运行、维护直至退役整个过程，分别以三种型式钢支架为对象，将计算得到的钢支架通过力学性能分析得到的设备购置成本，计算得到的电能损耗造成的运行成本，计算得到的各影响因素对材料腐蚀造成的运维成本，都加入全寿命周期成本模型中，结合其他由工程实际确定的因素，即可实现对分别使用三种型式钢支架的电缆线路的全寿命周期成本评估，以全寿命周期成本最低为选型依据，最终确定该条电缆线路应采用的钢支架型式。