IEC TS 61774:1997
(Main)Overhead lines - Meteorological data for assessing climatic loads
Overhead lines - Meteorological data for assessing climatic loads
This Technical Report (type 2) aims at providing advice on methods for developing climatic load databases. This is necessary for the implementation of IEC 60826 which provides the framework for National Standards on overhead line design.
Lignes aériennes - Données météorologiques pour calculer les charges climatiques
L'objet du présent Rapport technique de type 2 est de fournir des recommandations sur des méthodes pour le développement de bases de données de charges climatiques. Cette démarche est nécessaire pour la mise en oeuvre de la CEI 60826 qui définit le cadre de normes nationales pour la conception de lignes aériennes.
General Information
Standards Content (Sample)
IEC TS 61774 ®
Edition 1.0 1997-08
TECHNICAL
SPECIFICATION
SPECIFICATION
TECHNIQUE
Overhead lines –
Meteorological data for assessing climatic loads
Lignes aériennes –
Données météorologiques pour calculer les charges climatiques
Copyright © 1997 IEC, Geneva, Switzerland
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IEC TS 61774 ®
Edition 1.0 1997-06
TECHNICAL
SPECIFICATION
SPECIFICATION
TECHNIQUE
Overhead lines –
Meteorological data for assessing climatic loads
Lignes aériennes –
Données météorologiques pour calculer les charges climatiques
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 19.040; 29.240.20 ISBN 2-8318-3981-5
– 2 – 61774 © CEI:1997
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
Articles
1 Domaine d'application. 10
2 Référence normative. 10
3 Généralités. 10
3.1 Données météorologiques. 10
3.2 Charges de givre. 10
3.2.1 Processus de givrage. 10
3.2.2 Mesures du givrage. 14
3.2.3 Modèles de givrage . 16
3.3 Galop (informatif). 16
3.4 Stratégie d'utilisation des données et des modèles . 16
4 Données météorologiques générales. 22
4.1 Introduction. 22
4.2 Paramètres météorologiques exigés par la CEI 60826. 22
4.2.1 Généralités. 22
4.2.2 Charges éoliennes et thermiques . 22
4.2.3 Eléments météorologiques nécessaires pour les modèles de givrage. 22
4.3 Disponibilité des données météorologiques pour la conception des lignes aériennes. 24
4.4 Procédures recommandées. 24
5 Mesures de la charge de givre. 26
5.1 Introduction. 26
5.2 Méthodes standard et options recommandées pour les mesures de charge
de givre associées aux conducteurs de lignes aériennes . 28
5.2.1 Généralités. 28
5.2.2 Considérations relatives aux mesures de charge de givre . 28
5.2.3 Recommandations minimales. 30
5.2.4 Tiges pour recherches supplémentaires . 32
5.2.5 Caractéristiques des sites . 34
5.2.6 Procédures standard pour la mesure de la charge de givre
sur des tiges simples. 34
5.2.7 Formation des observateurs . 36
5.3 Portées d'essai . 36
5.4 Procédures recommandées. 38
6 Modèles de givrage. 38
6.1 Introduction. 38
6.2 Types de modèles de givrage. 38
6.2.1 Modèles de givrage empiriques et déterministes. 38
6.2.2 Données climatologiques utilisées dans les modèles de givrage . 40
6.2.3 Application des modèles de givrage. 40
61774 © IEC:1997 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
Clause
1 Scope. 11
2 Normative reference. 11
3 General. 11
3.1 Meteorological data. 11
3.2 Ice loads. 11
3.2.1 Icing processes. 11
3.2.2 Icing measurements. 15
3.2.3 Icing models. 17
3.3 Galloping (informative). 17
3.4 Strategy for employing data and models . 17
4 General meteorological data . 23
4.1 Introduction. 23
4.2 Weather parameters as required by IEC 60826 . 23
4.2.1 General. 23
4.2.2 Wind and thermal loads. 23
4.2.3 Weather elements required by icing models. 23
4.3 Availability of meteorological data for overhead line design. 25
4.4 Recommended procedures. 25
5 Ice load measurements. 27
5.1 Introduction. 27
5.2 Standard methods and recommended options for ice load measurements
associated with overhead line conductors. 29
5.2.1 General. 29
5.2.2 Consideration for ice load measurements . 29
5.2.3 Minimum recommendations. 31
5.2.4 Rods for additional investigations . 33
5.2.5 Characteristics of sites. 35
5.2.6 Standard procedures for measuring ice load on simple rods . 35
5.2.7 Training of observers . 37
5.3 Test spans. 37
5.4 Recommended procedures. 39
6 Icing models. 39
6.1 Introduction. 39
6.2 Types of icing models . 39
6.2.1 Empirical and deterministic icing models . 39
6.2.2 Climatological data used in icing models . 41
6.2.3 Application of icing models . 41
– 4 – 61774 © CEI:1997
Pages
Figure 1 – Synoptique de la stratégie. 20
Tableau 1 – Paramètres de mesures de givre . 28
Annexes (informatives)
A Vue d'ensemble des paramètres météorologiques prescrits par la CEI 60826 . 44
B Présentation générale des termes météorologiques, des programmes de traitement
des données et des modèles de prévision. . 48
B.1 Eléments météorologiques et paramètres météorologiques. 48
B.2 Procédures générales d'observation. 52
B.3 Modèles de prévision météorologique . 56
C Exemples de construction de tiges de mesure de la charge de givre et possibilités
d’utilisation pour divers types de givrage. 58
C.1 Verglas causé par la pluie verglaçante . 58
C.2 Brouillard givrant y compris givre compact et givre léger . 58
C.3 Accumulation de neige collante . 58
C.4 Accumulation de neige sèche. 58
D Exemples de portées d’essai. 66
E Exemples de modèles de givrage. 68
E.1 Verglas . 68
E.2 Givre . 68
E.3 Neige collante. 70
E.4 Verglas, givre et neige collante . 70
E.5 Givre et neige collante . 72
F Evaluation des modèles de givrage . 74
F.1 Introduction. 74
F.2 Verglas . 74
F.3 Givre . 76
F.4 Neige collante. 76
F.5 Pertinence des données météorologiques locales. 76
F.6 Disponibilité des informations relatives aux modèles de givrage . 78
G Concepts de base des modèles de givrage. 84
H Bibliographie. 88
J Bibliographie complémentaire. 90
61774 © IEC:1997 – 5 –
Page
Figure 1 – Strategy flow chart . 21
Table 1 – Ice measurement parameters. 29
Annexes (informatives)
A Overview of weather parameters required by IEC 60826. 45
B Overview of meteorological terms, data handling programs and forecasting models . 49
B.1 Weather elements and weather parameters . 49
B.2 General observation procedures . 53
B.3 Meteorological forecasting models . 57
C Examples of construction of ice load measuring rods and applicability to various
types of icing . 59
C.1 Glaze caused by freezing rain. 59
C.2 In-cloud icing including hard rime and soft rime . 59
C.3 Wet snow accretion. 59
C.4 Dry snow accretion. 59
D Examples of test spans. 67
E Examples of icing models . 69
E.1 Glaze ice. 69
E.2 Rime ice. 69
E.3 Wet snow . 71
E.4 Glaze ice, rime ice and wet snow . 71
E.5 Rime ice and wet snow . 73
F Evaluation of icing models . 75
F.1 Introduction . 75
F.2 Glaze ice . 75
F.3 Rime ice . 77
F.4 Wet snow . 77
F.5 Relevance of local weather data . 77
F.6 Availability of information on icing models . 79
G Basic icing model concepts. 85
H Bibliography. 89
J Bibliography for further reading. 91
– 6 – 61774 © CEI:1997
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
_________
LIGNES AÉRIENNES –
DONNÉES MÉTÉOROLOGIQUES POUR CALCULER
LES CHARGES CLIMATIQUES
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La tâche principale des comités d’études de la CEI est d’élaborer des Normes internationales.
Exceptionnellement, un comité d’études peut proposer la publication d’un rapport technique de
l’un des types suivants:
� type 1, lorsque, en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de
la publication d’une norme internationale;
� type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique ou
lorsque, pour une raison quelconque, la possibilité d’un accord pour la publication d’une
Norme internationale peut être envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;
� type 3, lorsqu’un comité d’études a réuni des données de nature différente de celles qui
sont normalement publiées comme Normes internationales, cela pouvant comprendre, par
exemple, des informations sur l’état de la technique.
Les rapports techniques de types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois ans au plus tard
après leur publication afin de décider éventuellement de leur transformation en Normes
internationales.
Les rapports techniques de type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés avant que les
données qu’ils contiennent ne soient plus jugées valables ou utiles.
61774 © IEC:1997 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
_________
OVERHEAD LINES –
METEOROLOGICAL DATA FOR ASSESSING
CLIMATIC LOADS
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards.
In exceptional circumstances, a technical committee may propose the publication of a technical
report of one of the following types:
� type 1, when the required support cannot be obtained for the publication of an
International Standard, despite repeated efforts;
� type 2, when the subject is still under technical development or where for any other reason
there is the future but no immediate possibility of an agreement on an International
Standard;
� type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is
normally published as an International Standard, for example "state of art".
Technical reports of types 1 and 2 are subject to review within three years of publication to
decide whether they can be transformed into International Standards.
Technical reports of type 3 do not necessarily have to be reviewed until the data they provide
are considered to be no longer valid or useful.
– 8 – 61774 © CEI:1997
La CEI 61774, rapport technique de type 2, a été établie par le comité d’études 11 de la CEI:
Lignes aériennes.
Le texte de ce rapport technique est issu des documents suivants:
Projet de comité Rapport de vote
11/115/CDV 11/125/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l’approbation de ce rapport technique.
Le présent document est publié dans la série des Rapports techniques de type 2
(conformément au paragraphe G.3.2.2 de la partie 1 des Directives ISO/CEI) comme «norme
prospective d’application provisoire» dans le domaine des bases de données de charges
climatiques
en raison de l’urgence d’avoir une indication quant à la manière dont il convient
d’utiliser les normes dans ce domaine pour répondre à un besoin déterminé.
Ce document ne doit pas être considéré comme une «Norme internationale». Il est proposé
pour une mise en œuvre provisoire, dans le but de recueillir des informations et d’acquérir de
l’expérience quant à son application dans la pratique. Il est de règle d’envoyer les observations
éventuelles relatives au contenu de ce document au Bureau Central de la CEI.
Il sera procédé à un nouvel examen de ce Rapport technique de type 2 trois ans au plus tard
après sa publication, avec la faculté d’en prolonger la validité pendant trois autres années, de
le transformer en Norme internationale ou de l’annuler.
Les annexes A à J sont données uniquement à titre d’information.
61774 © IEC:1997 – 9 –
IEC 61774, which is a technical report of type 2, has been prepared by IEC technical
committee 11: Overhead lines.
The text of this technical report is based on the following documents:
Committee draft Report on voting
11/115/CDV 11/125/RVC
Full information on the voting for the approval of this technical report can be found in the report
on voting indicated in the above table.
This document is being issued in the Technical Report (type 2) series of publication (according
to subclause G.3.2.2 of the ISO/IEC Directives) as a "prospective standard for provisional
application" in the field of climatic load databases because there is an urgent need for
guidance on how standards in this field should be used to meet an identified need.
This document is not to be regarded as an "International Standard". It is proposed for
provisional application so that information and experience of its use in practice may be
gathered. Comments on the content of this document should be sent to the IEC Central Office.
A review of this Technical Report (type 2) will be carried out not later than three years after its
publication with the options of: extension for another three years, conversion into an
International Standard, or withdrawal.
Annexes A to J are for information only.
– 10 – 61774 © CEI:1997
LIGNES AÉRIENNES –
DONNÉES MÉTÉOROLOGIQUES POUR CALCULER
LES CHARGES CLIMATIQUES
1 Domaine d'application
L'objet du présent Rapport technique de type 2 est de fournir des recommandations sur des
méthodes pour le développement de bases de données de charges climatiques. Cette
démarche est nécessaire pour la mise en oeuvre de la CEI 60826 qui définit le cadre de
normes nationales pour la conception de lignes aériennes. Toutefois, pour son utilisation
pratique, les ingénieurs concepteurs doivent acquérir et utiliser des données climatiques, car
les informations disponibles dans les codes et normes de calcul pour le bâtiment sont souvent
insuffisantes. C'est le cas, en particulier, des informations relatives aux charges de givre.
L'objectif du présent rapport est de:
a) rendre compte de la disponibilité et de l'utilisation correcte des données climatiques
b) recommander des techniques de mesure simples normalisées
c) étudier des modèles de givrage pour le calcul des charges de givre.
Chacun des aspects ci-dessus mentionnés relatifs aux charges de conception de lignes
aériennes est présenté en détail dans les articles qui suivent. L'article 3 décrit le cadre – ou
stratégie – dans lequel sont rassemblés ces différents aspects.
2 Référence normative
Le document normatif suivant contient des dispositions qui, par suite de la référence qui y est
faite, constituent des dispositions valables pour le présent Rapport technique. Au moment de la
publication, l'édition indiquée était en vigueur. Tout document normatif est sujet à révision et les
parties prenantes aux accords fondés sur le présent Rapport technique sont invitées à rechercher
la possibilité d'appliquer l'édition la plus récente du document normatif indiqué ci-après. Les
membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60826: 1991, Charge et résistance des lignes aériennes de transport
3 Généralités
3.1 Données météorologiques
L'objet de l'article 4 est de présenter les données météorologiques auxquelles il est fait référence
dans la CEI 60826, les éléments et paramètres météorologiques desquels elles sont issues et
une explication de quelques uns des termes utilisés par les météorologues. Le paragraphe 4.3
présente les informations relatives aux données météorologiques pour la conception des lignes
aériennes, obtenues à partir de questionnaires envoyés à diverses compagnies d’électricité et
instituts météorologiques nationaux. Le paragraphe 4.4 fait des recommandations concernant les
procédures à utiliser pour obtenir les données les plus appropriées à la CEI 60826.
3.2 Charges de givre
3.2.1 Processus de givrage
Le givrage atmosphérique est un phénomène complexe qui peut prendre des formes diverses.
Il est donc indispensable de bien identifier les caractéristiques distinctives de ces différentes
formes pour spécifier les instruments de mesure et les modèles de givrage.
61774 © IEC:1997 – 11 –
OVERHEAD LINES –
METEOROLOGICAL DATA FOR ASSESSING
CLIMATIC LOADS
1 Scope
This Technical Report (type 2) aims at providing advice on methods for developing climatic
load databases.This is necessary for the implementation of IEC 60826 which provides the
framework for National Standards on overhead line design. However, for its practical use, it is
required that design engineers acquire and utilise climatic data, since sufficient information is
often not available in existing building codes and standards. In particular there is a lack of
information on ice loads.
The objective of this report is met by:
a) reporting on the availability and proper use of climatic data
b) recommending simple standardized measurement techniques
c) reviewing icing models for computing ice loads.
The details of each of the foregoing aspects of overhead line design loads are presented in the
following clauses. Clause 3 describes the framework – or strategy – linking these separate
aspects together.
2 Normative reference
The following normative document contains provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this Technical Report. At the time of publication, the edition indicated
was valid. All normative documents are subject to revision, and and parties to agreements
based on this Technical Report are encouraged to investigate the possibility of applying the
most recent edition of the normative document indicated below. Members of IEC and ISO
maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60826: 1991, Loading and strength of overhead transmission lines
3 General
3.1 Meteorological data
The purpose of clause 4 is to provide an introduction to the meteorological data referred to
in IEC 60826, the weather elements and parameters from which they are derived, and an
explanation of some of the terminologies used by meteorologists. Information about the
availability of meteorological data for overhead line design obtained from questionnaires sent
to several utilities and national meteorological institutions is presented in 4.3. In 4.4
recommendations concerning procedures for obtaining the data most appropriate to IEC 60826
are given.
3.2 Ice loads
3.2.1 Icing processes
Atmospheric icing is a complex phenomenon which can take a number of forms. It is essential
both for the specification of measuring instruments and icing models that the distinguishing
features of these different forms are recognized.
– 12 – 61774 © CEI:1997
Le givrage atmosphérique est le résultat de deux processus atmosphériques principaux,
appelés comme suit:
a) brouillard givrant,
b) givrage par précipitation.
Le second processus prend diverses formes dont les plus importantes sont:
1) pluie verglaçante,
2) accumulation de neige collante,
3) accumulation de neige sèche.
Un troisième processus entraîne la formation de ce qu'on appelle «gelée blanche», mais ne
cause pas de charges de givre importantes sur les lignes aériennes et ne sera donc pas étudié
plus en détail ici.
Le brouillard givrant est un processus où des gouttelettes en suspension et en surfusion dans
un nuage (ou le brouillard) gèlent immédiatement au contact d'un objet exposé au flux d'air,
par exemple une ligne de transport d'énergie de haut niveau située au-dessus de l'altitude de
la base des nuages.
La formation de givre est dite sèche lorsque l’émission de chaleur par l’objet est plus
importante que la chaleur latente de fusion libérée. La densité de l'accumulation est fonction
du flux d'eau à la surface et de la température de la couche. Le givre accumulé résultant
s'appelle givre léger ou givre compact en fonction de sa densité. Pour le givre léger, une
3 3
densité type est de 300 kg/m contre 700 kg/m pour le givre compact.
La formation de givre est dite humide lorsque l’émission de chaleur par l’objet est inférieure à
la chaleur latente de fusion libérée. La formation se produit alors au point de fusion, ce qui
entraîne la formation d'une pellicule d'eau sur la surface. Le givre accumulé s'appelle alors
verglas et présente une densité de 900 kg/m .
Le givrage par précipitation peut se présenter sous diverses formes, y compris la pluie
verglaçante, la neige collante et la neige sèche. La pluie verglaçante contient des gouttelettes
en surfusion qui gèlent immédiatement au contact avec les objets. L'accumulation résultante
est également du verglas. La température ambiante est inférieure au point de gel.
Lorsque des flocons de neige traversent une couche d'air dont les températures sont
légèrement supérieures au point de gel, les flocons peuvent fondre partiellement, devenir
collants et ainsi s'accumuler sur les objets. Ce phénomène est appelé accumulation de neige
collante. La densité et l'adhérence sont très variables. Si la température ambiante chute de
manière significative en dessous du point de gel après qu'une couche de neige collante s'est
accumulée, le pouvoir adhésif et la résistance mécanique de la couche peuvent être
extrêmement élevés. On a rapporté des cas exceptionnels où l'accumulation de neige collante
s'est produite à des températures ambiantes légèrement en dessous du point de gel.
Les flocons de neige sèche peuvent s'accumuler à des températures nettement inférieures au
point de gel et peuvent – par vent très faible – s'accumuler sur les objets pour former une
accumulation de neige sèche.
Il convient de noter que l'accumulation sur un conducteur peut être le résultat de la
combinaison de plusieurs processus se produisant pendant un événement givrant.
61774 © IEC:1997 – 13 –
Atmospheric icing is a result of two main processes in the atmosphere which are named
accordingly:
a) in-cloud icing,
b) precipitation icing.
The latter one occurs in several forms among which the most important are:
1) freezing rain,
2) wet snow accretion,
3) dry snow accretion.
There is a third process resulting in the formation of so-called "hoar frost" but this does not
lead to significant ice loads on overhead lines and will not be considered further.
In-cloud icing is a process where suspended, supercooled droplets in a cloud (or fog) freeze
immediately upon impact on an object exposed to the airflow, for instance, a high level power
line above the cloud base.
The ice growth is said to be dry when the available heat transfer rate away from the object is
greater than the release of the latent heat of fusion. The density of the accretion is a function
of the flux of water to the surface and the temperature of the layer. The resulting accreted ice
is called soft or hard rime according to the density. A typical density for soft rime is 300 kg/m
and 700 kg/m for hard rime.
The ice growth is said to be wet when the heat transfer rate is less than the rate of latent heat
release. The growth then takes place at the melting point, resulting in a water film on the
surface. The accreted ice is called glaze with a density of 900 kg/m .
Precipitation icing can occur in several forms, including freezing rain, wet and dry snow.
Freezing rain comprises supercooled droplets which freeze immediately upon impact on
objects. The resulting accretion is also glaze. The ambient temperature is below the freezing
point.
When snowflakes fall through a layer of air with temperatures slightly above the freezing point,
the flakes may partly melt, become sticky and thus accrete on objects. This is called wet snow
accretion. The density and the adhesion may vary widely. If the ambient temperature drops
significantly below freezing after a wet layer of snow has accreted, the adhesive and
mechanical strength of the layer may become very high. In exceptional cases, wet snow
accretions are known to have occurred with ambient temperatures slightly below freezing.
Dry snow flakes may accrete at temperatures significantly below freezing and can, under very
low wind speed conditions, accumulate on objects to form a dry snow accretion.
It should be noted that the accretion on a conductor may be the result of more than one
process occurring during an icing event.
– 14 – 61774 © CEI:1997
3.2.2 Mesures du givrage
L'article 5 traite des mesures de la charge de givre. Il s'agit d'un problème complexe qui exige
une interprétation prudente des résultats si ceux-ci doivent être appliqués de manière fiable à la
conception de lignes aériennes. De telles interprétations exigent une bonne compréhension des
différents types de givrage et des conditions météorologiques qui les accompagnent, des
processus physiques associés à l'accumulation de givre et de leur interaction avec les
caractéristiques mécaniques du système de conducteurs. Idéalement, il conviendrait d'utiliser une
large gamme de paramètres de conducteurs et de lignes aériennes (diamètre des conducteurs,
composition, rigidité en torsion, hauteur au-dessus du sol, etc.) et toute une gamme de para-
mètres de givrage et météorologiques (poids, densité, forme, précipitation du givre, taille des
gouttelettes, vitesse du vent, température de l'air, etc.) qui, idéalement, devraient être mesurés
sur un site d'essai. Le coût d'un site d'essai est souvent élevé, aussi faut-il faire des choix entre les
avantages de l'utilisation de systèmes de mesure élémentaires ou de portées d'essai plus coûteuses.
3.2.2.1 Mesures élémentaires du givrage
Pour obtenir des données sur le givrage recouvrant un ensemble de sites – comparables aux
stations météorologiques – des techniques élémentaires et relativement peu coûteuses, pouvant
être répétées, doivent être définies. Il est recommandé que ces techniques permettent d'effectuer
des mesures de telle manière qu'elles puissent être rapportées aux charges de givre rencontrées
sur une ligne réelle sur le site de mesure. Ces techniques peuvent également constituer un moyen
d'évaluer l'exposition comparative au givrage sur le site, par rapport à d'autres sites.
En définissant certaines exigences communes minimales pour les installations standard de
base, on peut faire des comparaisons entre des mesures enregistrées sur différents sites,
dans différentes régions ou différents pays. Cela contribuera à valider les mesures, renforcera
la confiance dans les données et donnera une meilleure compréhension du givrage des
conducteurs en fonction de la localisation, du climat et de la météorolo
...
RAPPORT
CEI
TECHNIQUE
IEC
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
1997-08
Lignes aériennes –
Données météorologiques pour calculer
les charges climatiques
Overhead lines –
Meteorological data for assessing
climatic loads
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61774: 1997
Numéros des publications Numbering
Les publications de la CEI sont numérotées à partir de As from the 1st January 1997 all IEC publications are
60000 dès le 1er janvier 1997. issued with a designation in the 60000 series.
Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant amendements sont disponibles. Par including amendments are available. For example,
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication
publication de base incorporant l’amendement 1, et la incorporating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de Information relating to the date of the reconfirmation
reconfirmation de la publication sont disponibles dans of the publication is available in the IEC catalogue.
le Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à ces révisions, à l'établis- Information on the revision work, the issue of revised
sement des éditions révisées et aux amendements editions and amendments may be obtained from IEC
peuvent être obtenus auprès des Comités nationaux de National Committees and from the following IEC
la CEI et dans les documents ci-dessous: sources:
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
Accès en ligne* On-line access*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Accès en ligne)* (On-line access)*
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to IEC
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
symbols for use on equipment. Index, survey and
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.
Publications de la CEI établies par IEC publications prepared by the same
le même comité d'études technical committee
L'attention du lecteur est attirée sur les listes figurant The attention of readers is drawn to the end pages of
à la fin de cette publication, qui énumèrent les this publication which list the IEC publications issued
publications de la CEI préparées par le comité by the technical committee which has prepared the
d'études qui a établi la présente publication. present publication.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.
RAPPORT
CEI
TECHNIQUE – TYPE 2
IEC
TECHNICAL
Première édition
REPORT – TYPE 2
First edition
1997-08
Lignes aériennes –
Données météorologiques pour calculer
les charges climatiques
Overhead lines –
Meteorological data for assessing
climatic loads
IEC 1997 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun any form or by any means, electronic or mechanical,
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copie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
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– 2 – 61774 © CEI:1997
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
Articles
1 Domaine d'application. 10
2 Référence normative. 10
3 Généralités. 10
3.1 Données météorologiques. 10
3.2 Charges de givre. 10
3.2.1 Processus de givrage. 10
3.2.2 Mesures du givrage. 14
3.2.3 Modèles de givrage . 16
3.3 Galop (informatif). 16
3.4 Stratégie d'utilisation des données et des modèles . 16
4 Données météorologiques générales. 22
4.1 Introduction. 22
4.2 Paramètres météorologiques exigés par la CEI 60826. 22
4.2.1 Généralités. 22
4.2.2 Charges éoliennes et thermiques . 22
4.2.3 Eléments météorologiques nécessaires pour les modèles de givrage. 22
4.3 Disponibilité des données météorologiques pour la conception des lignes aériennes. 24
4.4 Procédures recommandées. 24
5 Mesures de la charge de givre. 26
5.1 Introduction. 26
5.2 Méthodes standard et options recommandées pour les mesures de charge
de givre associées aux conducteurs de lignes aériennes . 28
5.2.1 Généralités. 28
5.2.2 Considérations relatives aux mesures de charge de givre . 28
5.2.3 Recommandations minimales. 30
5.2.4 Tiges pour recherches supplémentaires . 32
5.2.5 Caractéristiques des sites . 34
5.2.6 Procédures standard pour la mesure de la charge de givre
sur des tiges simples. 34
5.2.7 Formation des observateurs . 36
5.3 Portées d'essai . 36
5.4 Procédures recommandées. 38
6 Modèles de givrage. 38
6.1 Introduction. 38
6.2 Types de modèles de givrage. 38
6.2.1 Modèles de givrage empiriques et déterministes. 38
6.2.2 Données climatologiques utilisées dans les modèles de givrage . 40
6.2.3 Application des modèles de givrage. 40
61774 © IEC:1997 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
Clause
1 Scope. 11
2 Normative reference. 11
3 General. 11
3.1 Meteorological data. 11
3.2 Ice loads. 11
3.2.1 Icing processes. 11
3.2.2 Icing measurements. 15
3.2.3 Icing models. 17
3.3 Galloping (informative). 17
3.4 Strategy for employing data and models . 17
4 General meteorological data . 23
4.1 Introduction. 23
4.2 Weather parameters as required by IEC 60826 . 23
4.2.1 General. 23
4.2.2 Wind and thermal loads. 23
4.2.3 Weather elements required by icing models. 23
4.3 Availability of meteorological data for overhead line design. 25
4.4 Recommended procedures. 25
5 Ice load measurements. 27
5.1 Introduction. 27
5.2 Standard methods and recommended options for ice load measurements
associated with overhead line conductors. 29
5.2.1 General. 29
5.2.2 Consideration for ice load measurements . 29
5.2.3 Minimum recommendations. 31
5.2.4 Rods for additional investigations . 33
5.2.5 Characteristics of sites. 35
5.2.6 Standard procedures for measuring ice load on simple rods . 35
5.2.7 Training of observers . 37
5.3 Test spans. 37
5.4 Recommended procedures. 39
6 Icing models. 39
6.1 Introduction. 39
6.2 Types of icing models . 39
6.2.1 Empirical and deterministic icing models . 39
6.2.2 Climatological data used in icing models . 41
6.2.3 Application of icing models . 41
– 4 – 61774 © CEI:1997
Pages
Figure 1 – Synoptique de la stratégie. 20
Tableau 1 – Paramètres de mesures de givre . 28
Annexes (informatives)
A Vue d'ensemble des paramètres météorologiques prescrits par la CEI 60826 . 44
B Présentation générale des termes météorologiques, des programmes de traitement
des données et des modèles de prévision. . 48
B.1 Eléments météorologiques et paramètres météorologiques. 48
B.2 Procédures générales d'observation. 52
B.3 Modèles de prévision météorologique . 56
C Exemples de construction de tiges de mesure de la charge de givre et possibilités
d’utilisation pour divers types de givrage . 58
C.1 Verglas causé par la pluie verglaçante . 58
C.2 Brouillard givrant y compris givre compact et givre léger . 58
C.3 Accumulation de neige collante . 58
C.4 Accumulation de neige sèche. 58
D Exemples de portées d’essai . 66
E Exemples de modèles de givrage . 68
E.1 Verglas . 68
E.2 Givre . 68
E.3 Neige collante. 70
E.4 Verglas, givre et neige collante . 70
E.5 Givre et neige collante . 72
F Evaluation des modèles de givrage . 74
F.1 Introduction. 74
F.2 Verglas . 74
F.3 Givre . 76
F.4 Neige collante. 76
F.5 Pertinence des données météorologiques locales. 76
F.6 Disponibilité des informations relatives aux modèles de givrage . 78
G Concepts de base des modèles de givrage . 84
H Bibliographie. 88
J Bibliographie complémentaire. 90
61774 © IEC:1997 – 5 –
Page
Figure 1 – Strategy flow chart . 21
Table 1 – Ice measurement parameters. 29
Annexes (informatives)
A Overview of weather parameters required by IEC 60826. 45
B Overview of meteorological terms, data handling programs and forecasting models . 49
B.1 Weather elements and weather parameters . 49
B.2 General observation procedures . 53
B.3 Meteorological forecasting models . 57
C Examples of construction of ice load measuring rods and applicability to various
types of icing . 59
C.1 Glaze caused by freezing rain. 59
C.2 In-cloud icing including hard rime and soft rime . 59
C.3 Wet snow accretion. 59
C.4 Dry snow accretion. 59
D Examples of test spans. 67
E Examples of icing models . 69
E.1 Glaze ice. 69
E.2 Rime ice. 69
E.3 Wet snow . 71
E.4 Glaze ice, rime ice and wet snow . 71
E.5 Rime ice and wet snow . 73
F Evaluation of icing models . 75
F.1 Introduction . 75
F.2 Glaze ice . 75
F.3 Rime ice . 77
F.4 Wet snow . 77
F.5 Relevance of local weather data . 77
F.6 Availability of information on icing models . 79
G Basic icing model concepts. 85
H Bibliography. 89
J Bibliography for further reading. 91
– 6 – 61774 © CEI:1997
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
_________
LIGNES AÉRIENNES –
DONNÉES MÉTÉOROLOGIQUES POUR CALCULER
LES CHARGES CLIMATIQUES
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La tâche principale des comités d’études de la CEI est d’élaborer des Normes internationales.
Exceptionnellement, un comité d’études peut proposer la publication d’un rapport technique de
l’un des types suivants:
type 1, lorsque, en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de
la publication d’une norme internationale;
type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique ou
lorsque, pour une raison quelconque, la possibilité d’un accord pour la publication d’une
Norme internationale peut être envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;
type 3, lorsqu’un comité d’études a réuni des données de nature différente de celles qui
sont normalement publiées comme Normes internationales, cela pouvant comprendre, par
exemple, des informations sur l’état de la technique.
Les rapports techniques de types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois ans au plus tard
après leur publication afin de décider éventuellement de leur transformation en Normes
internationales.
Les rapports techniques de type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés avant que les
données qu’ils contiennent ne soient plus jugées valables ou utiles.
61774 © IEC:1997 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
_________
OVERHEAD LINES –
METEOROLOGICAL DATA FOR ASSESSING
CLIMATIC LOADS
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards.
In exceptional circumstances, a technical committee may propose the publication of a technical
report of one of the following types:
type 1, when the required support cannot be obtained for the publication of an
International Standard, despite repeated efforts;
type 2, when the subject is still under technical development or where for any other reason
there is the future but no immediate possibility of an agreement on an International
Standard;
type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is
normally published as an International Standard, for example "state of art".
Technical reports of types 1 and 2 are subject to review within three years of publication to
decide whether they can be transformed into International Standards.
Technical reports of type 3 do not necessarily have to be reviewed until the data they provide
are considered to be no longer valid or useful.
– 8 – 61774 © CEI:1997
La CEI 61774, rapport technique de type 2, a été établie par le comité d’études 11 de la CEI:
Lignes aériennes.
Le texte de ce rapport technique est issu des documents suivants:
Projet de comité Rapport de vote
11/115/CDV 11/125/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l’approbation de ce rapport technique.
Le présent document est publié dans la série des Rapports techniques de type 2
(conformément au paragraphe G.3.2.2 de la partie 1 des Directives ISO/CEI) comme «norme
prospective d’application provisoire» dans le domaine des bases de données de charges
climatiques
en raison de l’urgence d’avoir une indication quant à la manière dont il convient
d’utiliser les normes dans ce domaine pour répondre à un besoin déterminé.
Ce document ne doit pas être considéré comme une «Norme internationale». Il est proposé
pour une mise en œuvre provisoire, dans le but de recueillir des informations et d’acquérir de
l’expérience quant à son application dans la pratique. Il est de règle d’envoyer les observations
éventuelles relatives au contenu de ce document au Bureau Central de la CEI.
Il sera procédé à un nouvel examen de ce Rapport technique de type 2 trois ans au plus tard
après sa publication, avec la faculté d’en prolonger la validité pendant trois autres années, de
le transformer en Norme internationale ou de l’annuler.
Les annexes A à J sont données uniquement à titre d’information.
61774 © IEC:1997 – 9 –
IEC 61774, which is a technical report of type 2, has been prepared by IEC technical
committee 11: Overhead lines.
The text of this technical report is based on the following documents:
Committee draft Report on voting
11/115/CDV 11/125/RVC
Full information on the voting for the approval of this technical report can be found in the report
on voting indicated in the above table.
This document is being issued in the Technical Report (type 2) series of publication (according
to subclause G.3.2.2 of the ISO/IEC Directives) as a "prospective standard for provisional
application" in the field of climatic load databases because there is an urgent need for
guidance on how standards in this field should be used to meet an identified need.
This document is not to be regarded as an "International Standard". It is proposed for
provisional application so that information and experience of its use in practice may be
gathered. Comments on the content of this document should be sent to the IEC Central Office.
A review of this Technical Report (type 2) will be carried out not later than three years after its
publication with the options of: extension for another three years, conversion into an
International Standard, or withdrawal.
Annexes A to J are for information only.
– 10 – 61774 © CEI:1997
LIGNES AÉRIENNES –
DONNÉES MÉTÉOROLOGIQUES POUR CALCULER
LES CHARGES CLIMATIQUES
1 Domaine d'application
L'objet du présent Rapport technique de type 2 est de fournir des recommandations sur des
méthodes pour le développement de bases de données de charges climatiques. Cette
démarche est nécessaire pour la mise en oeuvre de la CEI 60826 qui définit le cadre de
normes nationales pour la conception de lignes aériennes. Toutefois, pour son utilisation
pratique, les ingénieurs concepteurs doivent acquérir et utiliser des données climatiques, car
les informations disponibles dans les codes et normes de calcul pour le bâtiment sont souvent
insuffisantes. C'est le cas, en particulier, des informations relatives aux charges de givre.
L'objectif du présent rapport est de:
a) rendre compte de la disponibilité et de l'utilisation correcte des données climatiques
b) recommander des techniques de mesure simples normalisées
c) étudier des modèles de givrage pour le calcul des charges de givre.
Chacun des aspects ci-dessus mentionnés relatifs aux charges de conception de lignes
aériennes est présenté en détail dans les articles qui suivent. L'article 3 décrit le cadre – ou
stratégie – dans lequel sont rassemblés ces différents aspects.
2 Référence normative
Le document normatif suivant contient des dispositions qui, par suite de la référence qui y est
faite, constituent des dispositions valables pour le présent Rapport technique. Au moment de la
publication, l'édition indiquée était en vigueur. Tout document normatif est sujet à révision et les
parties prenantes aux accords fondés sur le présent Rapport technique sont invitées à rechercher
la possibilité d'appliquer l'édition la plus récente du document normatif indiqué ci-après. Les
membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60826: 1991, Charge et résistance des lignes aériennes de transport
3 Généralités
3.1 Données météorologiques
L'objet de l'article 4 est de présenter les données météorologiques auxquelles il est fait référence
dans la CEI 60826, les éléments et paramètres météorologiques desquels elles sont issues et
une explication de quelques uns des termes utilisés par les météorologues. Le paragraphe 4.3
présente les informations relatives aux données météorologiques pour la conception des lignes
aériennes, obtenues à partir de questionnaires envoyés à diverses compagnies d’électricité et
instituts météorologiques nationaux. Le paragraphe 4.4 fait des recommandations concernant les
procédures à utiliser pour obtenir les données les plus appropriées à la CEI 60826.
3.2 Charges de givre
3.2.1 Processus de givrage
Le givrage atmosphérique est un phénomène complexe qui peut prendre des formes diverses.
Il est donc indispensable de bien identifier les caractéristiques distinctives de ces différentes
formes pour spécifier les instruments de mesure et les modèles de givrage.
61774 © IEC:1997 – 11 –
OVERHEAD LINES –
METEOROLOGICAL DATA FOR ASSESSING
CLIMATIC LOADS
1 Scope
This Technical Report (type 2) aims at providing advice on methods for developing climatic
load databases.This is necessary for the implementation of IEC 60826 which provides the
framework for National Standards on overhead line design. However, for its practical use, it is
required that design engineers acquire and utilise climatic data, since sufficient information is
often not available in existing building codes and standards. In particular there is a lack of
information on ice loads.
The objective of this report is met by:
a) reporting on the availability and proper use of climatic data
b) recommending simple standardized measurement techniques
c) reviewing icing models for computing ice loads.
The details of each of the foregoing aspects of overhead line design loads are presented in the
following clauses. Clause 3 describes the framework – or strategy – linking these separate
aspects together.
2 Normative reference
The following normative document contains provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this Technical Report. At the time of publication, the edition indicated
was valid. All normative documents are subject to revision, and and parties to agreements
based on this Technical Report are encouraged to investigate the possibility of applying the
most recent edition of the normative document indicated below. Members of IEC and ISO
maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60826: 1991, Loading and strength of overhead transmission lines
3 General
3.1 Meteorological data
The purpose of clause 4 is to provide an introduction to the meteorological data referred to
in IEC 60826, the weather elements and parameters from which they are derived, and an
explanation of some of the terminologies used by meteorologists. Information about the
availability of meteorological data for overhead line design obtained from questionnaires sent
to several utilities and national meteorological institutions is presented in 4.3. In 4.4
recommendations concerning procedures for obtaining the data most appropriate to IEC 60826
are given.
3.2 Ice loads
3.2.1 Icing processes
Atmospheric icing is a complex phenomenon which can take a number of forms. It is essential
both for the specification of measuring instruments and icing models that the distinguishing
features of these different forms are recognized.
– 12 – 61774 © CEI:1997
Le givrage atmosphérique est le résultat de deux processus atmosphériques principaux,
appelés comme suit:
a) brouillard givrant,
b) givrage par précipitation.
Le second processus prend diverses formes dont les plus importantes sont:
1) pluie verglaçante,
2) accumulation de neige collante,
3) accumulation de neige sèche.
Un troisième processus entraîne la formation de ce qu'on appelle «gelée blanche», mais ne
cause pas de charges de givre importantes sur les lignes aériennes et ne sera donc pas étudié
plus en détail ici.
Le brouillard givrant est un processus où des gouttelettes en suspension et en surfusion dans
un nuage (ou le brouillard) gèlent immédiatement au contact d'un objet exposé au flux d'air,
par exemple une ligne de transport d'énergie de haut niveau située au-dessus de l'altitude de
la base des nuages.
La formation de givre est dite sèche lorsque l’émission de chaleur par l’objet est plus
importante que la chaleur latente de fusion libérée. La densité de l'accumulation est fonction
du flux d'eau à la surface et de la température de la couche. Le givre accumulé résultant
s'appelle givre léger ou givre compact en fonction de sa densité. Pour le givre léger, une
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densité type est de 300 kg/m contre 700 kg/m pour le givre compact.
La formation de givre est dite humide lorsque l’émission de chaleur par l’objet est inférieure à
la chaleur latente de fusion libérée. La formation se produit alors au point de fusion, ce qui
entraîne la formation d'une pellicule d'eau sur la surface. Le givre accumulé s'appelle alors
verglas et présente une densité de 900 kg/m .
Le givrage par précipitation peut se présenter sous diverses formes, y compris la pluie
verglaçante, la neige collante et la neige sèche. La pluie verglaçante contient des gouttelettes
en surfusion qui gèlent immédiatement au contact avec les objets. L'accumulation résultante
est également du verglas. La température ambiante est inférieure au point de gel.
Lorsque des flocons de neige traversent une couche d'air dont les températures sont
légèrement supérieures au point de gel, les flocons peuvent fondre partiellement, devenir
collants et ainsi s'accumuler sur les objets. Ce phénomène est appelé accumulation de neige
collante. La densité et l'adhérence sont très variables. Si la température ambiante chute de
manière significative en dessous du point de gel après qu'une couche de neige collante s'est
accumulée, le pouvoir adhésif et la résistance mécanique de la couche peuvent être
extrêmement élevés. On a rapporté des cas exceptionnels où l'accumulation de neige collante
s'est produite à des températures ambiantes légèrement en dessous du point de gel.
Les flocons de neige sèche peuvent s'accumuler à des températures nettement inférieures au
point de gel et peuvent – par vent très faible – s'accumuler sur les objets pour former une
accumulation de neige sèche.
Il convient de noter que l'accumulation sur un conducteur peut être le résultat de la
combinaison de plusieurs processus se produisant pendant un événement givrant.
61774 © IEC:1997 – 13 –
Atmospheric icing is a result of two main processes in the atmosphere which are named
accordingly:
a) in-cloud icing,
b) precipitation icing.
The latter one occurs in several forms among which the most important are:
1) freezing rain,
2) wet snow accretion,
3) dry snow accretion.
There is a third process resulting in the formation of so-called "hoar frost" but this does not
lead to significant ice loads on overhead lines and will not be considered further.
In-cloud icing is a process where suspended, supercooled droplets in a cloud (or fog) freeze
immediately upon impact on an object exposed to the airflow, for instance, a high level power
line above the cloud base.
The ice growth is said to be dry when the available heat transfer rate away from the object is
greater than the release of the latent heat of fusion. The density of the accretion is a function
of the flux of water to the surface and the temperature of the layer. The resulting accreted ice
is called soft or hard rime according to the density. A typical density for soft rime is 300 kg/m
and 700 kg/m for hard rime.
The ice growth is said to be wet when the heat transfer rate is less than the rate of latent heat
release. The growth then takes place at the melting point, resulting in a water film on the
surface. The accreted ice is called glaze with a density of 900 kg/m .
Precipitation icing can occur in several forms, including freezing rain, wet and dry snow.
Freezing rain comprises supercooled droplets which freeze immediately upon impact on
objects. The resulting accretion is also glaze. The ambient temperature is below the freezing
point.
When snowflakes fall through a layer of air with temperatures slightly above the freezing point,
the flakes may partly melt, become sticky and thus accrete on objects. This is called wet snow
accretion. The density and the adhesion may vary widely. If the ambient temperature drops
significantly below freezing after a wet layer of snow has accreted, the adhesive and
mechanical strength of the layer may become very high. In exceptional cases, wet snow
accretions are known to have occurred with ambient temperatures slightly below freezing.
Dry snow flakes may accrete at temperatures significantly below freezing and can, under very
low wind speed conditions, accumulate on objects to form a dry snow accretion.
It should be noted that the accretion on a conductor may be the result of more than one
process occurring during an icing event.
– 14 – 61774 © CEI:1997
3.2.2 Mesures du givrage
L'article 5 traite des mesures de la charge de givre. Il s'agit d'un problème complexe qui exige
une interprétation prudente des résultats si ceux-ci doivent être appliqués de manière fiable à la
conception de lignes aériennes. De telles interprétations exigent une bonne compréhension des
différents types de givrage et des conditions météorologiques qui les accompagnent, des
processus physiques associés à l'accumulation de givre et de leur interaction avec les
caractéristiques mécaniques du système de conducteurs. Idéalement, il conviendrait d'utiliser une
large gamme de paramètres de conducteurs et de lignes aériennes (diamètre des conducteurs,
composition, rigidité en torsion, hauteur au-dessus du sol, etc.) et toute une gamme de para-
mètres de givrage et météorologiques (poids, densité, forme, précipitation du givre, taille des
gouttelettes, vitesse du vent, température de l'air, etc.) qui, idéalement, devraient être mesurés
sur un site d'essai. Le coût d'un site d'essai est souvent élevé, aussi faut-il faire des choix entre les
avantages de l'utilisation de systèmes de mesure élémentaires ou de portées d'essai plus coûteuses.
3.2.2.1 Mesures élémentaires du givrage
Pour obtenir des données sur le givrage recouvrant un ensemble de sites – comparables aux
stations météorologiques – des techniques élémentaires et relativement peu coûteuses, pouvant
être répétées, doivent être définies. Il est recommandé que ces techniques permettent d'effectuer
des mesures de telle manière qu'elles puissent être rapportées aux charges de givre rencontrées
sur une ligne réelle sur le site de mesure. Ces techniques peuvent également constituer un moyen
d'évaluer l'exposition comparative au givrage sur le site, par rapport à d'autres sites.
En définissant certaines exigences communes minimales pour les installations standard de
base, on peut faire des comparaisons entre des mesures enregistrées sur différents sites,
dans différentes régions ou différents pays. Cela contribuera à valider les mesures, renforcera
la confiance dans les données et donnera une meilleure compréhension du givrage des
conducteurs en fonction de la localisation, du climat et de la météorologie. Pour ce faire, des
exigences d'instrumentation et de mesure standard minimales sont également spécifiées. Des
systèmes de mesure manuels et automatiques sont décrits, car à certains endroits, le recueil
manuel des données est soit impossible, soit trop coûteux.
Des installations et mesures supplémentaires optionnels sont décrits, en plus des exigences
minimales applicables aux dispositifs de base. Elles peuvent améliorer la qualité des données
et faciliter leur rapprochement avec les lignes particulières objet de l'étude.
3.2.2.2 Portées d'essai
Les portées d'essai constituent un moyen intéressant de recueillir des données sur le vent et la
charge de givre, car elles reproduis
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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