풍동실험을 통한 송전철탑의 풍하중 측정
Wind Tunnel Measurement of Aerodynamic Forces Acting on Transmission Tower
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초록
본 연구에서는 풍동실험을 통해 345kV급 송전철탑에 작용하는 공기력계수를 측정하고 IEC-60826 기준과 비교하였다. 이를 위하여 본체와 크로스암을 포함한 총 6개 세그먼트로 분리될 수 있는 축척 1:25인 강체 모형을 제작하였다. 그리고 다양한 바람 수평 입사각에 대하여 철탑 전체 및 각 세그먼트에 작용하는 공기력을 측정하였다. 풍동실험 결과를 보면, 전체 철탑에 작용하는 공기력계수가 IEC 기준치와 비교하여 수평입사각의 변화에 따른 경향이 잘 일치한다. 그리고 IEC 기준치가 풍동시험치보다 전반적으로 약간 커서 안전측의 결과를 제공하고 있다. 송전철탑을 구성하는 세그먼트 중에서 철탑본체에 작용하는 공기력계수는 풍동실험치가 설계기준치보다 작았다. 하지만 철탑 크로스암에서는 풍동실험치가 설계치를 약간 넘는 경우가 일부 나타났다. 이를 볼 때 기존 설계기준은 철탑본체에 대해서는 안전측의 결과를 제시하나, 일부 바람 입사각에서 크로스암에 작용하는 공기력은 과소평가할 가능성이 있는 것으로 판단된다.
Abstract
This study presents the findings from wind tunnel tests conducted to assess the aerodynamic force coefficients exerted on 345kV transmission tower structures. We fabricated a 1:25 scale rigid model, encompassing both the tower bodies and cross arms, allowing us to disassemble it into six distinct segments. We proceeded to measure the aerodynamic forces acting upon the entire tower structure as well as each individual segment at various wind incidence angles. The test results exhibited a remarkable congruence between the measured aerodynamic coefficients for the entire tower structure and the benchmarks outlined in the IEC-60826 standard. It's worth noting that the IEC standards tended to be slightly conservative in their assessments. Regarding the segments, the aerodynamic coefficients impacting the tower bodies were generally lower than those stipulated by the IEC standard. Conversely, in the case of the cross arms, some test results slightly exceeded the established design standards. This implies that the IEC standard may offer a safety margin for the tower body but could potentially underestimate the aerodynamic forces acting on the cross arms under specific wind incidence angles.
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