Identification of large amplitude wind-induced vibration of ice-accreted transmission lines based on field observed data

Yamaguchi, Hiroki; Yukino, Teruhiro

doi:10.1016/s0141-0296(01)00089-x

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“…For the telecommunication and power line industry, cables are usually of very small diameter. Furthermore, even though several studies involving real and simulated ice accretions on circular power lines have been reported (Nigol and Clarke 1974, Hack 1981, Nigol and Buchan 1981, Jamaleddine et al 1993, McComber and Paradis 1995, Chabart and Lilien 1998, Gurung et al 2002, Phuc 2005, Shimizu 2005, Kudzys 2006, Fo-chi et al 2009, Dalle and Admirat 2010, Wang et al 2010, the meteorological conditions associated with these cases differ from the situations in which large bridge cable vibrations have been reported.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 95%

An evaluation of iced bridge hanger vibrations through wind tunnel testing and quasi-steady theory

Gjelstrup¹,

Georgakis²,

Larsen³

2012

Wind and Structures An International Journal

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Abstract. Bridge hanger vibrations have been reported under icy conditions. In this paper, the results from a series of static and dynamic wind tunnel tests on a circular cylinder representing a bridge hanger with simulated thin ice accretions are presented. The experiments focus on ice accretions produced for wind perpendicular to the cylinder at velocities below 30 m/s and for temperatures between −5°C and -1°C. Aerodynamic drag, lift and moment coefficients are obtained from the static tests, whilst mean and fluctuating responses are obtained from the dynamic tests. The influence of varying surface roughness is also examined. The static force coefficients are used to predict parameter regions where aerodynamic instability of the iced bridge hanger might be expected to occur, through use of an adapted theoretical 3-DOF quasi-steady galloping instability model, which accounts for sectional axial rotation. A comparison between the 3-DOF model and the instabilities found through two degree-of-freedom (2-DOF) dynamic tests is presented. It is shown that, although there is good agreement between the instabilities found through use of the quasi-steady theory and the dynamic tests, discrepancies exist-indicating the possible inability of quasi-steady theory to fully predict these vibrational instabilities.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 95%

An evaluation of iced bridge hanger vibrations through wind tunnel testing and quasi-steady theory

Gjelstrup¹,

Georgakis²,

Larsen³

2012

Wind and Structures An International Journal

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“…They are: corona galloping, bare-wire galloping, wake-induced galloping and iced conductor galloping [16]. However, the most often observed galloping on overhead lines is associated with aerodynamically unstable ice profiles [26,73] and therefore the term galloping used in this study represents iced conductor galloping only.…”

Section: Gallopingmentioning

confidence: 99%

“…2.6) and can be very large, sometimes in the order of the sag of the line, increasing the risk of flashover between different phases or from phase to ground. Flashovers can result in broken strands or complete failure of conductors or ground wires [16,26]. Fatigue failure of conductor strands is the most common form of damage resulting from Aeolian vibration.…”

Section: Gallopingmentioning

confidence: 99%

Dynamic behavior of iced cables subjected to mechanical shocks =

Kálmán¹

2007

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RESUMEDans les régions froides, les conducteurs de lignes et leurs supports sont directement exposés au givrage atmosphérique. En outre, on s'attend à ce que les températures croissantes dues aux changements climatiques augmentent les risques liés aux événements météorologiques extrêmes qui peuvent augmenter la fréquence et la sévérité des tempêtes de verglas.Plusieurs types de dépôt de glace atmosphérique peuvent charger les câbles aériens : la neige collante, le givre dur, le givre léger et le verglas. Les dépôts de glace sur des structures exposées peuvent être la source de plusieurs problèmes mécaniques. Sur les lignes aériennes à haute tension en particulier, les surcharges verticales dues à l'accumulation de glace lourde, couplées aux surcharges horizontales dues au vent sur les conducteurs et les structures glacés peuvent causer des dommages structuraux, conduisant même à l'effondrement des supports en cascade. Par conséquent, afin de protéger les lignes contre de telles surcharges et d'assurer la fiabilité des réseaux aériens de distribution et de transport d'électricité, diverses méthodes de déglaçage des lignes ont été employées. Une technique de dégivrage d'intérêt dans cette recherche emploie des chocs mécaniques pour dégivrer les câbles de garde profitant du comportement fragile de la glace dans un régime à taux de déformation élevé.Cette recherche se concentre donc sur l'analyse dynamique des lignes aériennes de transport d'électricité recouvertes de glace et assujetties à des chocs mécaniques qui peuvent résulter de l'effet d'une charge externe prévue pour déglacer les conducteurs ou des déséquilibres de charge dus au délestage de glace soudain. En particulier, la réponse dynamique des câbles recouverts de glace soumis à des chocs mécaniques est étudiée par modélisation numérique utilisant la méthode des éléments finis non-linéaires. L'objectif est de comprendre le phénomène du délestage de glace induit mécaniquement sur des portées individuelles du câble aérien. Dans la plupart des études de délestage de glace précédentes, la réponse de la ligne au déchargement instantané a été modélisée, tandis que dans cette recherche, la propagation du délestage le long de la portée est étudiée.L'auteur propose un modèle numérique qui considère la rupture du dépôt de glace explicitement en tenant compte des propriétés mécaniques de la glace. Ce modèle permet de calculer les effets dynamiques du délestage de glace induit par une excitation d'impulsion sur une section de ligne aérienne de portée simple qui simule l'effet d'une charge externe. Le modèle proposé peut servir de base pour étudier divers critères de rupture du dépôt de verglas en termes des relations de contraintes-déformations en tension et en flexion et tenant compte des effets du taux de déformation, en particulier. Diverses geometries de la section de ligne peuvent également être étudiées avec ce modèle. Plusieurs scénarios de délestage de glace pour des lignes à l'échelle réelle sont simulés afin d'étudier l'effet de variables comme l'épaisseur ...

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“…Nigol et al [5][6][7] proposed the torsional motion mechanism and the protective measures of galloping by the experimental study of the ice-coated conductors. Gurung et al [8] and van Dyke and Laneville [9] carried out a full-scale test to obtain the aerodynamic characteristics of the iced conductor. However, investigation on full-scale test line is limited because of the low efficiency, high cost and difficulty to record test data accurately.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Wind Tunnel Tests on Aerodynamic Characteristics of Ice‐Coated 4‐Bundled Conductors

Nie

Zhu

et al. 2017

Mathematical Problems in Engineering

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Wind tunnel tests were carried out to obtain the static aerodynamic characteristics of crescent iced 4-bundled conductors with different ice thicknesses, initial ice accretion angles, bundle spaces, and wind attack angles. The test models were made of the actual conductors and have a real rough surface. Test results show that the influence of wake interference on the drag coefficients of leeward subconductors is obvious. The interference angle range is larger than 20 ∘ and the drag coefficient curves of leeward subconductors have a sudden decrease phenomenon at some certain wind attack angles. The absolute value of the lift and moment coefficient increases with the increase of the ice thickness. In addition, the galloping of the iced subconductor may occur at the angle of wind attack near ±20 ∘ and the wake increases the moment coefficient. The variation of initial ice accretion angle has a significant influence on the aerodynamic coefficients. The aerodynamic coefficient curves exhibit a "moving" phenomenon at different initial ice accretion angles. The bundle spaces have a great influence on the moment coefficient of leeward thin ice-coated conductors. With the increase of ice thickness, the bundle spaces generally have little influence on the aerodynamic coefficients.

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Identification of large amplitude wind-induced vibration of ice-accreted transmission lines based on field observed data

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An evaluation of iced bridge hanger vibrations through wind tunnel testing and quasi-steady theory

An evaluation of iced bridge hanger vibrations through wind tunnel testing and quasi-steady theory

Dynamic behavior of iced cables subjected to mechanical shocks =

Wind Tunnel Tests on Aerodynamic Characteristics of Ice‐Coated 4‐Bundled Conductors

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