تعيين مشخصات يخ و باد همزمان براي بارگذاري سازه هاي خطوط انتقال نيرو در كشور

Characterization of Ice and Concurrent Wind for Loading of Transmission Line Structures in Iran

در اين مقاله، متغيرهاي مورد نياز براي حالت بارگذاري يخ و باد همزمان شامل ضخامت يخ معادل شعاعي و سرعت باد همزمان با آن به ازاي دوره هاي بازگشت معين در سازه هاي خطوط انتقال نيرو، منطبق بر معيارهاي استاندارد IEC 60826 تعيين و ارايه شده اند. متغيرهاي بارگذاري مورد نظر با استفاده از تهيه منحني هاي خطر دو متغيره، ارايه و با روش هاي ساده شده در استاندارد IEC 60826 مقايسه شده اند. منحني هاي خطر يخ و باد همزمان با استفاده از داده هاي ثبت شده در 15 عدد از ايستگاه هاي هواشناسي منتخب در مناطق سردسير كشور (مناطق سنگين و فوق سنگين طبق نقشه پهنه بندي آب و هوايي خطوط انتقال) تهيه شده اند. براي تعيين ضخامت يخ تشكيل شده حول هادي خطوط انتقال با توجه به فقدان داده هاي مستقيم حاصل از اندازه گيري آن، از شبيه سازي عددي با مدل كريل براي باران يخي و مدل گسترش استوانه اي برف مرطوب براي برف مرطوب، استفاده شده است. نتايج حاصله نشان دهنده محافظه كاري قابل توجه ضرايب كاهشي يخ و باد همزمان ارايه شده در استاندارد IEC 60826 در اغلب ايستگاه هاي هواشناسي مورد مطالعه هستند. بر اين اساس، با استفاده از منحني هاي خطر يخ و باد همزمان در ايستگاه هاي مورد نظر، مقادير ضرايب كاهشي جهت تعيين مقادير متغيرهاي بارگذاري در حالت يخ و باد همزمان بر حسب مقادير مرجع آنها (كه در نقشه هاي پهنه بندي موجودند)، تعيين و ارايه شده اند. ضرايب كاهشي ارايه شده سازگار با معيارهاي استاندارد IEC 60826 بوده و براي بارگذاري و طراحي سازه هاي خطوط انتقال با دوره هاي بازگشت مختلف در مناطق سردسير كشور، قابل استفاده هستند.

In this paper, the parameters required for the ice and concurrent wind loading case, including the radial equivalent ice thickness and the concurrent wind speed for the return periods in the structures of the power transmission lines, are determined according to the standard criteria of IEC 60826. Loading parameters have been calculated using two-variable hazard curves and compared with simplified methods in IEC 60826. Ice and concurrent wind hazard curves are prepared using data recorded in 15 selected meteorological stations in the cold regions of the country (including heavy and ultra- heavy areas according to the climate-zoning map of the transmission lines). Numerical simulations have been used to determine the thickness of ice formed around the conductor of the transmission lines due to the lack of direct data from the measurement. The results show significant conservatism of the reduction factors of the ice and concurrent wind in IEC 60826 standards at most of the studied meteorological stations. Accordingly, using the ice and wind hazard curves at the stations, the reduction factors are determined and presented to calculate the values of loading parameters in ice and wind loading case in terms of their reference values (which are available in the zoning maps). The proposed reduction factors are consistent with the standards of IEC 60826 and are suitable for use in loading and designing the structures of transmission lines with different return periods in the cold regions of the country.