Aerodynamic Characteristics and Galloping Possibility of Ice Accreted Transmission Conductors by Wind Tunnel Tests

In this paper, the wind tunnel test for the measurement of aerodynamic characteristics of transmission conductors with asymmetric sections is described. A single conductor model and bundled conductor models with ice accreted shapes are tested both in steady and turbulent flow, and the aerodynamic coefficients are acquired. Transmission conductor galloping is a kind of wind-induced vibration which is characterized by primarily vertical oscillation with a very low frequency and a high amplitude. It is well known that transmission conductor galloping is generally caused by moderately strong, steady winds when a transmission conductor has an asymmetric cross-section shaped by accreted ice. Galloping should be considered from the design stage of overhead lines because it can cause severe wear and fatigue damage to attachments as well as transmission conductors. It is reported that there have been normally 20 events of galloping per year in Korea, which may be followed by serious consequences in the electric power system. Therefore, this research is performed to measure aerodynamic characteristics of ice accreted transmission conductors to understand and control transmission conductor galloping so that it would help to prevent unexpected failures and reduce the maintenance costs caused by galloping.

풍동실험을 통한 착빙 가공송전선의 공력 특성 측정 및 갤러핑 발생 분석

본 논문은 송전선로 갤러핑 현상 분석을 위해 요구되는 비대칭 송전선의 공기력 계수 측정에 관한 것으로, 세 종류의 비대칭 단면으로 구성된 단도체, 2도체 및 4도체 모형에 대해서 난류 조건에서의 풍동실험을 수행하였다. 송전선로 갤러핑은 비대칭의 착빙된 송전선에 안정된 바람이 작용하는 경우 발생하는 유체유발진동의 한 종류로, 상간 이격거리와 송전탑 하중의 계산 등 송전선의 설계시 고려해야하는 주요 인자 중 하나이다. 갤러핑에 의해 발생하는 반복적인 변동 하중은 송전선을 포함한 체결 부품 등에 큰 동응력을 발생시키는 것을 고려하여, 송전선을 비롯한 각종 부품은 마모와 피로손상에 견딜 수 있는 충분한 내구성을 가져야 한다. 국내에서도 빙설해에 의한 송전선로의 고장은 급격한 전압 강하로 인한 전기 품질에 큰 영향을 끼치는 주요 원인이 되고 있으며, 매년 약 20건 이상씩 발생하고 있는 점을 고려해, 안정적인 전력 공급과 유지, 보수 비용을 절감하기 위해서 갤러핑 현상에 대해서 기초부터 체계적인 접근이 요구되고 있다.