用于老化输电线路长期可靠性的热-电-机械模型

国家电网系统的完整性和可靠性对于社会的发展和安全至关重要。在电网组件中，输电线路因暴露于严酷的外部环境（包括强风、冰雪和极端温度）而尤为关键且易受威胁。在高电力负荷作用下，若存在损伤前兆，还会加剧导体材料特性的退化，引发加速老化的热失控循环。本文构建了一个用于输电线路长期失效分析的热-电-机械模型。基于损伤和疲劳的相场模型，耦合电热模块，可详尽描述导体温度演化过程。我们基于最大运行温度定义极限状态函数，以避免过度发热和线缆下垂。我们确定性地研究了四个典型情景，并提出概率编队方法（PCM）作为理解系统随机行为的工具。我们在前向参数不确定性量化、全局灵敏度分析和失效概率曲线计算中应用PCM，实现了简洁且计算高效的流程，并从基于物理的角度量化了影响失效可预测性的最关键参数。