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。

3.一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：

步骤1)：分别建立角钢支架、槽钢支架和方钢支架三维模型；

步骤2)：根据电缆本体和抱箍的重力计算出面力 作为载荷，并对钢支架的立柱部分设立位移边界条件 分别对三种型式钢支架进行弹性力学计算；

步骤3)：根据三种型式钢支架各自尺寸计算出体积，根据步骤2)确定出的钢材型号的密度，计算出所用钢材的重量，再根据该型号钢材单位重量的价格，可计算出所用材料价格，然后结合加工费可计算出单个钢支架的设备成本，考虑厂家提供销售利润，则可以得到三种型式钢支架各自对应的设备购置成本；

步骤4)：根据电缆隧道中电缆实际敷设情况，建立电缆隧道中一段电缆线路和1个钢支架的三维模型，其中包括电缆隧道四周围墙面、电缆、电缆钢支架、空气，三种型式支架均按照上述步骤建模；

步骤5)：电缆缆芯铜导体区域加载实际运行时正常负荷情况下的电流值，对整个三维模型计算区域采用有限元法进行电磁场数值计算；

步骤6)：由于电缆隧道一般在地下，没有设置强制通风的情况下，内部散热形式为空气的自然对流，自然对流动量微分方程(5)(6)和能量方程(7)联立求解，此外还需要同时计算热传导方程(8)，采用有限元法进行流场与温度场的直接耦合计算，分别得到三种型式钢支架上的温度分布情况；

(5)(6)式中，ρ是空气密度；vx、vy是空气在x、y方向的速度分量；αV是空气膨胀系数；g是重力加速度；T是求解的空气温度；T∞是趋于稳态时温度值；η是空气的动力粘度；

(7)式中，ρ是空气密度；c是空气比热容；k是空气热导率； 是拉普拉斯算子；T是求解的空气温度；Q是热量；

(8)式中，Q是热量；kx,ky分别表示热导率的各向异性参数；T是求解的空气温度；

步骤7)：可计算得到正常运行时电缆支架的温度，依据作者崔梦晨、穆志纯、付冬梅、李晓刚发表在《腐蚀与防护》期刊2016年第37卷第6期的论文《大气环境中碳钢腐蚀速率推测方法》中的公式(9)，可计算出电缆隧道中三种型式钢支架各自的腐蚀速率υcorr；

式中，E为气候环境影响函数值；υcorr表示碳钢腐蚀速率，单位为μm/a；d1、d2、…、d7分别‑

表示年平均温度，年平均湿度、年平均降雨量、年平均日照时间、SO2含量、NO2含量、Cl沉积速率经过区间化处理后的数据，区间化处理采用公式(10)；

式中，Di表示气候环境因素原始数据；Dimax和Dimin分别表示该因素原始数据中的最大值和最小值；[a1,a2]表示线性映射的目标区间范围；

步骤8)：发生腐蚀后，支架横担厚度减少，载荷不变的情况下应力会变大；按照设计标准，认为达到材料抗拉强度的95％则会出现塑性变形，由此按照步骤2)的计算方法，可计算出应力变成材料抗拉强度的95％时，对应的横担厚度；再根据步骤7)计算得到的υcorr，可计算出考虑腐蚀影响的三种型式钢支架各自的服役时间；

步骤9)：建立电缆钢支架全寿命周期成本模型。

4.根据权利要求3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:

步骤2)中，采用有限元法求解公式组(1)，分别计算出放置电缆横担部分不同型式支架所受应力大小，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，可分别确定出三种型式钢支架各自对应实际应采用的钢材型号；

式中σij,j、Pi、fi、εi,j分别代表有限元单元应力(Pa)、面力(Pa)、体力(Pa)和应变(m)；i，j，k分别为1，2，3；u代表位移(m)；υ代表泊松比；E代表杨氏模量(Pa)；G代表剪切模量；δij为一个面上的应力，当i＝j时是正应力，i≠j时是剪应力；nj代表表面外法线的方向余弦。

5.根据权利要求3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：

步骤5)中，通过对电磁场控制方程(2)‑(4)进行有限元数值计算可分别得到三种型式钢支架上的感应涡流分布情况以及由此引起的功率损耗Q；

式中 是哈密顿算子，即矢量的微分算符； 为矢量磁位的相量形式；标量电位的相量形式；j为复数的虚部单位；ω为电缆缆芯通过电流的角频率；σ为导体区域的电导率；μ为导体区域的相对磁导率； 为源电流密度，即电缆缆芯加载的电流密度；J为导体区域的电流密度；Q为电磁损耗，包括源电流及涡流引起的损耗；V1是涡流区，即电缆钢支架，由于交变磁场影响，会产生感应涡流；V2为源电流区，即电缆的缆芯，通过的是运行电流；Ω为计算产生电磁损耗的导体区域，即电缆缆芯、钢支架。

6.根据权利要求3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：步骤9)中，建立电缆钢支架全寿命周期成本模型，即公式(11)；式中，CI为初始投资成本，包括由步骤2)和3)计算得到的电缆支架设备购置费用，以及设备运输费、安装费；

CO为运行成本，即钢支架上产生的涡流损耗带来的经济损失，根据步骤5)计算得到的钢支架功率损耗，按当地工业用电价格，可计算出由此增加的运行成本；CM为维护成本，考虑步骤7)得到的钢材腐蚀速率计算出服役时间，考虑腐蚀到结构所受应力增大到材料抗拉强度的95％，即当年进行设备更换，由此可计算出整个寿命周期的维护成本，其中按照电力公司单次维护检修费用，可计算出除去更换当年其他年份的实际维护成本；CF为故障成本，即电缆支架发生故障损坏进行更换的设备费、人工费；CD为废弃成本，即电缆支架退役处理人工费、运输费、退役回收费；i为考虑货币贬值情况下的折现率；n就是支架的使用寿命年限；按照30年运行时间进行计算，针对某条实际电缆线路的具体情况，分别针对角钢、槽钢、方钢这三种型式钢支架，将各个参数值代入该公式进行计算，可得到整条线路三种型式钢支架的全寿命周期成本LCC，将三种型式钢支架的LCC值进行对比，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；