بررسي آزمايشگاهي پديده تاخت‌باد تك‌حلقه در كابل‌هاي انتقال برق و تاثير استفاده از روكش‌هاي موضعي به‌منظور مقابله با آن

Experimental Investigation of One-Loop Galloping in Power Transmission Conductors and the Effect of Local Covering to it’s Alleviate

تاخت‌باد نوسان با دامنه زياد و فركانس كم كابل‌هاي خطوط انتقال برق است كه در اثر وزش باد به‌صورت امواج ايستا با حلقه‌هاي تكي يا بيشتر در هر دهنه رخ مي‌دهد. براساس داده‌هاي ميداني، تعداد قابل توجهي از رخدادهاي تاخت‌باد به‌صورت نوسانات تك‌حلقه اتفاق مي‌افتد كه در اثر آن نيروي ديناميكي قابل توجهي به دكل‌ها وارد مي‌شود. در اين مقاله نتايج آزمايش تونل باد روي يك نمونه مقياس شده خط انتقال برق شامل دو دهنه كابل تكي با در نظر گرفتن دو نوع مقره انتهاي بسته و معلق و همچنين بارگذاري ايروديناميكي يكنواخت و غيريكنواخت (با استفاده از تونل باد جريان آزاد) براي بررسي رفتار ايروديناميكي كابل‌ها در تحت تاثير پديده تاخت‌باد ارايه شده است. سپس براساس شناسايي بحراني‌ترين حالت نوسان كابل‌ها، راهكاري بر مبناي افزايش مقاومت خمشي آنها از طريق به‌كارگيري روكش‌هاي موضعي سخت‌كننده پيشنهاد شده است. نتايج به دست آمده نشان داد كه بحراني‌ترين حالت نوسان كابل‌ها در پديده تاخت‌باد، مربوط به نوسان تك‌حلقه است كه در نتيجه اندركنش بين كابل‌هاي دهنه‌هاي مجاور تحت بارگذاري ايروديناميكي غيريكنواخت و به‌كارگيري مقره‌هاي معلق رخ مي‌دهد و طي آن نيروي‌هاي ديناميكي وارد بر تكيه‌گاه‌ها حدود 20% بيش از حالتي است كه كابل‌ها به دليل اتصال انتهاي بسته به دكل‌ها به صورت دو حلقه نوسان مي‌كنند. همچنين به‌كارگيري روكش‌هاي موضعي به اندازه 20% طول دهنه كابل باعث كاهش حدود 27% در نيروي ديناميكي وارد بر سازه نگهدارنده نسبت به حالت بدون روكش مي‌شود

Galloping is a large-amplitude, low frequency, wind-induced oscillation of overhead power transmission lines with one or multi loops of standing waves per span which occurs due to wind flow. Based on the field data, numerous galloping oscillations occurs in the form of one loop oscillation which whereby high dynamic loads are imported to the support structures. In this research, the results of wind tunnel tests have been performed on a two-span distorted scale model with an ice-accreted cross-section under uniform and non-uniform aerodynamic loadings. Dead-end and suspension insulators have been applied to the support points. Then, based on identifying the most critical state of the lines oscillation, a solution has been proposed based on increasing their bending strength through the application of hardening local covering. The results showed that the most critical state of the cables oscillation in the galloping is related to the one-loop oscillation, which occurs as a result of interactions between the cables of adjacent spans under uneven aerodynamic loading and the use of suspended insulators, and the dynamic forces applied to the supports are about 20% more than the case when the cables oscillate due to the dead-end connections attached to the support structure. Also, applying the local covering with a length of 20% of cable span leads to a 27% reduction in dynamic support reaction of one-loop galloping.