IEC 60826:2003
(Main)Design criteria of overhead transmission lines
Design criteria of overhead transmission lines
Specifies the loading and strength requirements of overhead lines derived from reliability based design principles. The requirements apply to lines of 45 kV and above, but they can also be applied to lines with a lower nominal voltage. The design criteria apply to new lines, however many concepts can be used to address the reliability requirements for refurbishment and uprating of existing lines. Detailed design of line components such as towers, foundations, conductors or insulators are not covered in this document.
Critères de conception des lignes aériennes de transport
Ppécifie les critères de charge et de résistance mécanique des lignes aériennes en s'inspirant de principes de conception fondés sur la fiabilité. Ces critères sont valables pour les lignes présentant une tension nominale supérieure ou égale à 45 kV, mais peuvent aussi s'appliquer aux lignes dont la tension nominale est plus faible. Les critères de calcul énoncés dans la présente norme s'appliquent aux lignes nouvelles, mais un grand nombre des notions abordées peuvent également servir à répondre aux exigences de fiabilité des lignes existantes qui ont besoin d'être rénovées ou dont les performances sont à améliorer. Ne porte pas sur les détails de conception de composants de lignes tels que pylônes, fondations, conducteurs ou isolateurs.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL IEC
STANDARD 60826
Third edition
2003-10
Design criteria of overhead
transmission lines
This English-language version is derived from the original
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language pages.
Reference number
Publication numbering
As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the
60000 series. For example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Consolidated editions
The IEC is now publishing consolidated versions of its publications. For example,
edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the
base publication incorporating amendment 1 and the base publication incorporating
amendments 1 and 2.
Further information on IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC,
thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to
this publication, including its validity, is available in the IEC Catalogue of
publications (see below) in addition to new editions, amendments and corrigenda.
Information on the subjects under consideration and work in progress undertaken
by the technical committee which has prepared this publication, as well as the list
of publications issued, is also available from the following:
• IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue of IEC publications
The on-line catalogue on the IEC web site (www.iec.ch/searchpub) enables you to
search by a variety of criteria including text searches, technical committees
and date of publication. On-line information is also available on recently issued
publications, withdrawn and replaced publications, as well as corrigenda.
• IEC Just Published
This summary of recently issued publications (www.iec.ch/online_news/ justpub)
is also available by email. Please contact the Customer Service Centre (see
below) for further information.
• Customer Service Centre
If you have any questions regarding this publication or need further assistance,
please contact the Customer Service Centre:
Email: custserv@iec.ch
Tel: +41 22 919 02 11
Fax: +41 22 919 03 00
INTERNATIONAL IEC
STANDARD 60826
Third edition
2003-10
Design criteria of overhead
transmission lines
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60826 IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD .11
1 Scope .15
2 Normative references.15
3 Terms, definitions, symbols and abbreviations .17
3.1 Terms and definitions .17
3.2 Symbols and abbreviations .21
4 General .27
4.1 Objective .27
4.2 System design .29
4.3 System reliability .29
5 General design criteria.31
5.1 Methodology.31
5.2 Climatic load-strength requirements.37
6 Loadings.41
6.1 Description .41
6.2 Climatic loads, wind and associated temperatures .43
6.3 Climatic loads, ice without wind .61
6.4 Climatic loads, combined wind and ice loadings.71
6.5 Loads for construction and maintenance (safety loads).79
6.6 Loads for failure containment (security requirements).83
7 Strength of components and limit states .87
7.1 Generalities .87
7.2 General equations for the strength of components .89
7.3 Data related to the calculation of components.93
Annex A (informative) Technical information .103
A.1 Relations between load and strength.103
A.2 Strength of line components.143
A.3 Temperature measurements and their interpretation .145
A.4 Determination of the meteorological reference wind speed.149
A.5 Atmospheric icing.167
A.6 Combined wind and ice loadings .181
Annex B (informative) Application of statistical distribution functions to load and
strength of overhead lines.185
B.1 General.185
B.2 Climatic loads .185
B.3 Strength of components .197
B.4 Effect of span variation on load-strength relationship – Calculation of span use
factor .201
60826 IEC:2003 – 5 –
Annex C (informative) Statistical distribution and their application in probabilistic
design of transmission lines .215
C.1 Classical statistical distributions.215
C.2 Normal distribution (Gaussian distribution).215
C.3 Log-normal distribution.219
C.4 Gumbel distribution .223
C.5 Weibull distribution.227
C.6 Gamma distribution .231
C.7 Beta distribution, first type .237
C.8 Gamma function and its relationships.241
Figure 1 – Diagram of a transmission line .29
Figure 2 – Transmission line design methodology .33
Figure 3 – Combined wind factor G for conductors for various terrain categories and
c
heights above ground.51
Figure 4 – Span factor G .51
L
Figure 5 – combined wind factor G applicable to supports and insulator strings .53
t
Figure 6 – Definition of the angle of incidence of wind.57
Figure 7 – Drag coefficient C for lattice supports made of flat sided members .57
xt
Figure 8 – Drag coefficient C for lattice supports made of rounded members.59
xt
Figure 9 – Drag coefficient C of cylindrical elements having a large diameter .61
xtc
Figure 10 – Factor K related to the conductor diameter .65
d
Figure 11 – Factor K related to the conductor height .67
h
Figure 12 – Typical support types.69
Figure 13 – Equivalent cylindrical shape of ice deposit.77
Figure 14 – Simulated longitudinal conductor load (case of a single circuit support).87
Figure 15 – Diagram of limit states of line components.89
Figure A.1 – Relations between load and strength.105
Figure A.2 – Relations between loads and strengths .119
Figure A.3 – Failure probability P = (1 – P ) for various distributions of Q and R, for T
f s
= 50 years.121
Figure A.4 – Failure probability P = (1 – P ) for various distributions of Q and R, for T
f s
= 150 years.121
Figure A.5 – Failure probability P = (1 – P ) for various distributions of Q and R, for T
f s
= 500 years.123
Figure A.6 – Coordination of strength by using different exclusion limits .133
Figure A.7 – Relationship between meteorological wind velocities at a height of 10 m
depending on terrain category and on averaging period .153
Figure A.8 – Wind action on conductors and resultant wind load on support.161
60826 IEC:2003 – 7 –
Figure A.9 – Type of accreted in-cloud icing as a function of wind speed and
temperature .173
Figure A.10 – Strategy flow chart for utilizing meteorological data, icing models and
field measurements of ice loads .177
Figure B.1 – Fitting of Gumbel distribution with wind data histogram .187
Figure B.2 – Fitting of Gumbel distribution with yearly minimum temperature histogram .193
Figure B.3 – Fitting of Gamma distribution with ice load histogram.195
Figure B.4 – Fitting data from in-cloud icing with Gumbel distribution .197
Figure B.5 – Fitting of Weibull distribution with strength data of lattice supports.199
Figure C.1 – Probability density function of standardized normal distribution.219
Figure C.2 – Probability density function of standardized log-normal distribution.223
Figure C.3 – Probability density function of standardized Gumbel distribution .227
Figure C.4 – Probability density function of standardized Weibull distribution for
parameter p = 0,5; 1,0 and 2,0 .231
Figure C.5 – Probability density function of standardized Gamma distribution
for parameter p = 0,5; 1,0 and 2,0 .235
Figure C.6 – Probability density function of standardized beta distribution for
parameters r = 5,0, t = 5,5; 6,0 and 7,0 .239
Table 1 – Reliability levels for transmission lines.35
Table 2 – Default γ factors for adjustment of climatic loads in relation to return period
T
T vs. 50 years .39
Table 3 – Design requirements for the system.39
Table 4 – Classification of terrain categories.45
Table 5 – Correction factor τ of dynamic reference wind pressure q due to altitude
and temperatures .47
Table 6 – Non-uniform ice loading conditions .71
Table 7 – Return period of combined ice and wind load.73
Table 8 – Drag coefficients of ice-covered conductors.77
Table 9 – Additional security measures .87
Table 10 – Number of supports subjected to maximum load intensity during any single
occurrence of a climatic event.89
Table 11 – Strength factor Φ related to the number N of components or elements
N
subjected to the critical load intensity.91
Table 12 – Values of Φ .91
S2
Table 13 – Typical strength coordination of line components.93
Table 14 – Damage and failure limits of supports .93
Table 15 – Damage and failure limits of foundations .95
Table 16 – Damage and failure limits of conductors and ground wires.95
Table 17 – Damage and failure limit of interface components.97
60826 IEC:2003 – 9 –
Table 18 – Default values for strength coefficients of variation (COV) .97
Table 19 – u factors for log-normal distribution function for e = 10 % .99
Table 20 – Value of quality factor Φ for lattice towers .99
Q
Table A.1 – Yearly reliability corresponding to various assumptions of load and strength .117
Table A.2 – Relationship between reliability levels and return periods of limit loads .125
Table A.3 – Typical strength coordination.129
Table A.4 – Values of central safety factor α and strength coordination factor Φ
S
required to insure that component R will fail after component R with a 90 %
2 1
probability .137
Table A.5 – Strength factor Φ related to N components in series subjected to the
N
critical load .143
Table A.6 – Values of u associated to exclusion limits.145
e
Table A.7 – Definition of terrain category .151
Table A.8 – Factors describing wind action depending on terrain category .153
Table A.9 – Values of reference wind speed V .157
R
Table A.10 – Physical properties of ice .171
Table A.11 – Meteorological parameters controlling ice accretion.173
Table A.12 – Statistical parameters of ice loads .179
Table A.13 – Combined wind and ice loading conditions .183
Table A.14 – Drag coefficients and density of ice-covered conductors.183
Table B.1 – Ratios of x / for a Gumbel distribution function, T return period in years
x
of loading event, n number of years with observations, v coefficient of variation.193
x
Table B.2 – Parameters of Weibull distribution .199
Table B.3 – Statistical parameters U and σ of wind span variation.203
u
Table B.4 – Statistical parameters U and σ of weight span variation .205
u
Table B.5 – Values of use factor coefficient γ as a function of U and N for v = 0,10.209
u R
Table B.6 – Use factor coefficient γ for different strength coefficients of variation.211
u
Table C.1 – Parameters C and C of Gumbel distribution.227
1 2
Table C.2 – Values of u for given values of function F = Ι(u ,p -1) .235
(u )
1 1 3
60826 IEC:2003 – 11 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
DESIGN CRITERIA OF OVERHEAD TRANSMISSION LINES
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of 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, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). 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. 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 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 IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60826 has been prepared by IEC technical committee 11:
Overhead lines.
This third edition cancels and replaces the second edition which was issued as a technical
report in 1999. It constitutes a technical revision and now have the status of an International
Standard.
This revision consists mainly of splitting the standard into two sections, normative and
informative, in addition to simplifying its contents and improving some specific design
requirements in accordance with recent technical advances.
60826 IEC:2003 – 13 –
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
11/175/FDIS 11/177/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2008. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
60826 IEC:2003 – 15 –
DESIGN CRITERIA OF OVERHEAD
TRANSMISSION LINES
1 Scope
This International Standard specifies the loading and strength requirements of overhead lines
derived from reliability based design principles. These requirements apply to lines 45 kV and
above, but can also be applied to lines with a lower nominal voltage.
This standard also provides a framework for the preparation of national standards dealing with
overhead transmission lines, using reliability concepts and employing probabilistic or semi-
probabilistic methods. These national standards will need to establish the local climatic data
for the use and application of this standard, in addition to other data that are country specific.
Although the design criteria in this standard apply to new lines, many concepts can be used to
address the reliability requirements for refurbishment and uprating of existing lines.
This standard does not cover the detailed design of line components such as towers,
foundations, conductors or insulators.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60652:2002, Loading tests on overhead line structures
IEC 61089:1991, Round wire concentric lay overhead electrical stranded conductors
IEC 61773:1996, Overhead lines – Testing of foundations for structures
IEC 61774:1997, Overhead lines – Meteorological data for assessing climatic loads
IEC 61284:1997, Overhead lines – Requirements and tests for fittings
60826 IEC:2003 – 17 –
3 Terms, definitions, symbols and abbreviations
For the purposes of this document, the following terms, definitions, symbols and abbreviations
apply.
3.1 Terms and definitions
3.1.1
characteristic strength
guaranteed strength, minimum strength, minimum failing load
R
c
value guaranteed in appropriate standards
NOTE This value usually corresponds to an exclusion limit, from 2 % to 5 %, with 10 % being an upper practical
(and conservative) limit.
3.1.2
coefficient of variation
COV
ratio of the standard deviation to the mean value
NOTE The COV of load and strength are respectively denoted by v and v .
Q R
3.1.3
components
different parts of a transmission line system having a specified purpose
NOTE Typical components are towers, foundations, conductors and insulator strings.
3.1.4
damage limit (of a component)
serviceability limit state
strength limit of a component corresponding to a defined limit of permanent (or inelastic)
deformation of this component which leads to damage to the system if it is exceeded
NOTE This limit is also called the serviceability limit state in building codes based on limit states design.
3.1.5
damage state (of the system)
state where the system needs repairing because one of its components has exceeded its
damage limit
NOTE The system needs repairing because it is not capable of fulfilling its task under design loads or because
design clearances may be reduced (e.g. conductor to ground).
3.1.6
elements
different parts of a component
NOTE For example, the elements of a steel lattice tower are steel angles, plates and bolts.
3.1.7
exclusion limit
e %
value of a variable taken from its distribution function and corresponding to a probability of
e % of not being exceeded
60826 IEC:2003 – 19 –
3.1.8
failure limit (of a component)
ultimate limit state
strength limit of a component which leads to the failure of the system if this limit is exceeded.
NOTE If this strength limit is exceeded, the system will reach a state called “ultimate limit state” as defined in
building codes based on limit states design.
3.1.9
failure state (of the system)
state of a system in which a major component has failed because one of its components has
reached its failure limit (such as by rupture, buckling, overturning)
NOTE This state leads to the termination of the ability of the line to transmit power and needs to be repaired.
3.1.10
intact state
state in which a system can accomplish its required function and can sustain limit loads
3.1.11
limit loads
climatic loads corresponding to a return period, T, used for design purposes without additional
load factors
NOTE Refer to 5.2.1.
3.1.12
load factor
γ γ γ γ
factor to be multiplied by limit loads in order to design line components
3.1.13
operating period
general measure of useful (or economical) life
NOTE Typical operating periods of transmission lines vary from 30 years to 80 years.
3.1.14
reference wind speed
V
R
wind speed at 10 m in height, corresponding to an averaging period of 10 min and having
a return period T
NOTE When this wind speed is taken in a terrain type B, which is the most common case in the industry, the
reference wind speed is identified as V .
RB
3.1.15
reliability (structural)
probability that a system performs a given task, under a set of operating conditions, during a
specified time
NOTE Reliability is thus a measure of the success of a system in accomplishing its task. The complement to
reliability is the probability of failure or unreliability.
3.1.16
return period (of a climatic event)
average occurrence of a climatic event having a defined intensity
NOTE The inverse of the return period is the yearly frequency which corresponds to the probability of exceeding
this climatic event in a given year.
60826 IEC:2003 – 21 –
3.1.17
safety
ability of a system not to cause human injuries or loss of lives
NOTE In this standard, safety relates mainly to protection of workers during construction and maintenance
operations. The safety of the public and of the environment in general is covered by national regulations.
3.1.18
security (structural)
ability of a system to be protected from a major collapse (cascading effect) if a failure is
triggered in a given component
NOTE Security is a deterministic concept as opposed to reliability which is a probabilistic concept.
3.1.19
strength factor
ΦΦ ΦΦ
factor applied to the characteristic strength of a component
NOTE This factor takes into account the coordination of strength, the number of components subjected to
maximum load, quality and statistical parameters of components.
3.1.20
system
set of components connected together to form the transmission line
3.1.21
task
function of the system (transmission line), i.e. to transmit power between its two ends
3.1.22
unavailability
inability of a system to accomplish its task
NOTE Unavailability of transmission lines results from structural unreliability as well as from failure due to other
events such as landslides, impact of objects, sabotage, defects in material, etc.
3.1.23
use factor
ratio of the actual load (as built) to limit load of a component
NOTE For tangent towers, it is virtually equal to the ratio of actual to maximum design spans (wind or weight) and
for angle towers; it also includes the ratio of the sines of the half angles of deviation (actual to design angles).
3.2 Symbols and abbreviations
a Unit action of wind speed on line elements (Pa or N/m )
A Wind force on conductors (N)
c
A Wind force on insulators (N)
i
A Wind force acting on a tower panel made of steel angles, A for cylindrical tower
t tc
members (N)
B Reduction factor of the reference wind speed for wind and ice combinations
i
60826 IEC:2003 – 23 –
C Drag coefficient (general form)
x
C Drag coefficient of ice covered conductors (C for low probability and C for a
i iL iH
high probability)
C Drag coefficient of conductors
xc
C Drag coefficient of insulators
xi
C Drag coefficient of supports C , C for each tower face (C on cylindrical
xt xt1 xt2 xtc
tower members)
COV Coefficient of variation, also identified as v (ratio of standard deviation to mean
x
value)
d Conductor diameter (m)
d Diameter of cylindrical tower members (m)
tc
D Equivalent diameter of ice covered conductors (D for high probability and D for
H L
low probability) (m)
e Exclusion limit (%)
e Exclusion limit of N components in series (%)
N
f Probability density function of variable x
(x)
F Cumulative distribution function of variable x
(x)
G Wind factor (general form)
G Combined wind factor of conductors
c
G Combined wind factor of towers
t
G Span factor for wind calculations
L
g Unit weight of ice (N/m)
g Mean value of yearly maximum ice load (N/m)
g Maximum weight of ice per unit length observed during a certain number of years
max
(N/m)
g Reference design ice weight (N/m)
R
g Ice load having a high probability (N/m)
H
g Ice load having a low probability (N/m)
L
h Height of centre of gravity of a panel in a lattice tower (m)
K Terrain roughness factor
R
K Factor related to the influence of conductor diameter
d
K Factor to be multiplied by g to account for the influence of height above ground
h
K Factor to be multiplied by g to account for the influence of the number of years
n
with icing observations
l Length of a support member (m)
e
L Span length or wind span (m)
L Average span (m)
m
n Number of years of observation of a climatic event
N Number of components subjected to maximum loading intensity
P Probability of failure (%)
f
P Probability of failure of component i (%)
fi
P Probability of survival (%)
s
P Probability of survival of component i (%)
si
60826 IEC:2003 – 25 –
Q General expression used to identify the effects of weather related loads on lines
and their components
Q The system limit load corresponding a return period T
T
q Dynamic reference wind pressure due to reference wind speed V (q q for
0 R 0L, 0H
low and high probability) (Pa or N/m )
Re Reynolds number
R Strength
R Mean strength
R Characteristic strength
c
(e)R Exclusion limit (e) of strength
RSL Residual static load
S Projected area of insulators (m )
i
S Projected area of a tower panel (m )
t
t Ice load expressed in uniform radial ice thickness around the conductor (mm)
t Reference ice load expressed in uniform radial thickness around the conductor
R
(mm)
T Return period in years
u Number of standard deviations between mean strength and characteristic strength
U Use factor
v Coefficient of variation (COV) of variable x
x
V Yearly maximum wind speed (m/s)
m
V Mean yearly maximum wind speed (m/s)
m
V Yearly maximum gradient wind speed (m/s)
G
V Mean yearly maximum gradient wind speed (m/s)
G
V Reference wind speed (m/s)
R
V Low probability reference wind speed associated with icing (m/s)
iL
V High probability reference wind speed associated with icing (m/s)
iH
w Unit weight of conductor or ground wire (N/m)
x Mean value of variable x
Y Horizontal distance between foundations of a support (m)
z Height above ground of conductors, centre of gravity of towers panels, or insulator
strings (m)
γ Load factor (general form)
γ Use factor coefficient
U
γ Load factor to adjust the 50 year wind speed to a return period T
TW
γ Load factor to adjust the 50 year ice thickness to a return period T
Tit
60826 IEC:2003 – 27 –
γ
Load factor to adjust the 50 year ice weight to a return period T
Tiw
δ Ice density (kg/m )
Φ Strength factor (general form)
Φ Global strength factor
R
Φ Strength factor due to number of components subjected to maximum load intensity
N
Φ Strength factor due to coordination of strength
S
Φ Strength factor due to quality
Q
Φ Strength factor related to the characteristic strength R
c c
σ Standard deviation of variable x
x
µ Mass of air per unit volume (kg/m )
τ Air density correction factor
ν Kinetic air viscosity (m /s)
Ω Angle between wind direction and the conductor (degrees)
θ Angle of incidence of wind direction with the tower panel (degrees)
θ ′ Angle of incidence of wind direction with cylindrical elements of tower (degrees)
χ Solidity ratio of a tower panel
4 General
4.1 Objective
This standard serves either of the following purposes:
a) It provides design criteria for overhead lines based on reliability concepts. The reliability
based method is particularly useful in areas where significant amounts of meteorological
and strength data are readily available. This method may however be used for lines
designed to withstand specific climatic loads, either derived from experience or through
calibration with existing lines that had a long history of satisfactory performance. In these
cases, design consistency between strengths of line components will be achieved, but
actual reliability levels may not be known, particularly if there has been no evidence or
experience with previous line failures.
It is important to note that the design criteria in this standard do not constitute a complete
design manual for transmission lines. However, guidance is given on how to increase the
line reliability if required, and to adjust the strength of individual components to achieve a
desired coordination of strength between them.
This standard also provides minimum safety requirements to protect people from injury, as
well as to ensure an acceptable level of service continuity (safe and economical design).
b) It provides a framework for the preparation of national standards for transmission lines
using reliability concepts and employing probabilistic or semi-probabilistic methods. These
national standards will need to establish the climatic data for the use and application of
this standard in addition to other data specific to each country.
60826 IEC:2003 – 29 –
The design criteria in this standard apply to new line conditions. It is however a fact of life that
transmission lines age and lose strength with time. The amount of strength reduction due to
ageing is difficult to generalize, as it varies from one component to another, and also depends
on the type of material, the manufacturing processes and the environmental influences. This
issue is currently being studied by relevant technical bodies.
The requirements are specified in this standard, while, in Annexes A to C, additional
informative data and explanations are given.
4.2 System design
The methodology is based on the concept whereby a transmission line is designed as a
system made of components such as supports, foundations, conductors and insulator strings.
This approach enables the designer to coordinate the strengths of components within the
system and recognizes the fact that a transmission line is a series of components where the
failure of any component could lead to the loss of power transmitting capability. It is expected
that this approach should lead to an overall economical design without undesirable mismatch.
As a consequence of such a system design approach, it is recognized that line reliability is
controlled by that of the least reliable component.
An overhead transmission line can be divided into four major components as shown in Figure 1.
Subsequently, each component may be divided into elements.
SYSTEM COMPONENTS ELEMENTS
SYSTEME
Steel sections,
wood, etc.
Supports Bolts
Guys and their fittings
Foundations
TRANSMISSION
LINE Joints
Conductors (including
earthwires)
Connectors
Insulators
Insulator strings
Fittings
IEC 2165/03
Figure 1 – Diagram of a transmission line
4.3 System reliability
The objective of design criteria described in this standard is to provide for reliable and safe
lines. The reliability of lines is achieved by providing strength requirements of line
components larger than the quantifiable effects of specified weather related loads. These
climatic loads are identified in this standard as well as means to calculate their effects on
transmission lines. However, it has to be recognized that other conditions, not dealt with in
the design process, can occur and lead to line failure such as impact of objects, defects in
material, etc. Some measures, entitled security requirements, included in this standard
provide lines with enough strength to reduce damage and its propagation, should it occur.
60826 IEC:2003 – 31 –
5 General design criteria
5.1 Methodology
The recommended methodology for designing transmission line components is summarized in
Figure 2 and can be described as follows:
a) Collect preliminary line design data and available climatic data.
NOTE 1 In some countries, reference wind speed, such as the 50 year return period, is given in national
standards.
b1) Select the reliability level in terms of return period of limit loads.
NOTE 2 Some national regulations and/or codes of practice, sometimes impose directly or indirectly, design
requirements that may restrict the choice offered to designers.
b2) Select the security requirements (failure containment).
b3) List safety requirements imposed by mandatory regulations and construction and
maintenance loads.
c) Calculate climatic variables corresponding to selected return period of limit loads.
d1) Calculate climatic limit loads on components.
d2) Calculate loads corresponding to security requirements.
d3) Calculate loads related to safety requirements during construction and maintenance.
e) Determine the suitable strength coordination between line components.
f) Select appropriate load and strength factors applicable to load and strength equations.
g) Calculate the characteristic strengths required for components.
h) Design line components for the above strength requirements.
This standard deals with items b) to g). Items a) and h) are not part of the scope of this
standard. They are identified by a shaded frame in Figure 2.
60826 IEC:2003 – 33 –
a) Preliminary design: route selection, conductors, insulation design,
supports, foundations, climate data, etc.
b1) Select reliability level b2) Select security b3) List safety requirements
requirements (compulsory)
c) Calculate climatic
variables
d1) Calculate climatic limit d2) Calculate loads related d3) Calculate construction and
loads to security maintenance loads
e) Determine strength
coordination
f) Select load and strength
factors
g) Calculate required
characteristic strength of
components
Check compliance with safety
requirements of national and regional
regulations
h) Detailed design of line
components
IEC 2166/03
Figure 2 – Transmission line design methodology
5.1.1 Reliability requirements
5.1.1.1 Reliability levels (weather related loads)
Reliability requirements aim to ensure that lines can withstand the defined climatic limit loads
(wind, ice, ice and wind, with a return period T) and the loads derived from these events
during the projected life cycle of the system and can provide service continuity under these
conditions.
Transmission lines can be designed for different reliability levels (or classes). For the
purposes of this standard, the reference reliability level is defined as the reliability of a line
designed for a 50 year return period climatic event associated with a 10 % exclusion limit of
strength (applies to the components selected as the least reliable). This reference reliability
level is generally regarded as providing an acceptable reliability level in respect of continuity
of service and safety.
60826 IEC:2003 – 35 –
Lines can be designed for higher reliability levels by increasing the return period T of climatic
events. A higher reliability can be justified for example by the importance of the line in the
network. Three reliability levels are proposed in this standard and are assumed to cover
the range of values to be considered for most transmission lines. These levels are expressed
in terms of return periods of climatic limit loads as shown in Table 1. For temporary lines,
some wooden poles or lines of limited importance, return periods of about 25 years may be
appropriate.
Table 1 – Reliability levels for transmission lines
Reliability levels 1 2 3
T, return period of climatic limit loads, in years 50 150 500
NOTE Some national regulations and/or codes of practice, sometimes impose, directly or indirectly, design
requirements that may restrict the choice offered to designers.
Other values of T in the range of 50-500 years, such as 100, 200 and 400 years, can be used if justified by local
conditions.
In some cases, individual utility’s requirements can dictate other reliability levels depending
on the proper optimization between initial cost of the line and future cost of damage, as well
as on uncertainties related to
...
NORME CEI
INTERNATIONALE 60826
Troisième édition
2003-10
Critères de conception des lignes
aériennes de transport
Cette version française découle de la publication d’origine
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60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1.
Editions consolidées
Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les
amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2
indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant
l’amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2
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afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à cette
publication, y compris sa validité, sont disponibles dans le Catalogue des
publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, amende-
ments et corrigenda. Des informations sur les sujets à l’étude et l’avancement des
travaux entrepris par le comité d’études qui a élaboré cette publication, ainsi que la
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NORME CEI
INTERNATIONALE 60826
Troisième édition
2003-10
Critères de conception des lignes
aériennes de transport
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XF
Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
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Pour prix, voir catalogue en vigueur
– 2 – 60826 CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS .10
1 Domaine d'application.14
2 Références normatives .14
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés.16
3.1 Termes et définitions .16
3.2 Symboles et termes abrégés.20
4 Principes généraux .26
4.1 Objectif.26
4.2 Conception du système .28
4.3 Fiabilité du système.28
5 Critères généraux de conception .30
5.1 Méthodologie .30
5.2 Prescriptions relatives à la relation charge climatique/résistance.36
6 Charges.40
6.1 Description .40
6.2 Charges climatiques, vent et températures associées.42
6.3 Charges climatiques, givre sans vent.60
6.4 Charges climatiques, vent et givre combinés .70
6.5 Charges de construction et d'entretien (sécurité du personnel) .78
6.6 Charges à prendre en compte pour la limitation des défaillances
(sécurité structurale).82
7 Résistance des composants et états limites .86
7.1 Généralités.86
7.2 Equations générales de résistance des composants .88
7.3 Données relatives au calcul des composants.92
Annexe A (informative) Informations techniques.102
A.1 Relations entre charge et résistance .102
A.2 Résistance des composants de ligne .142
A.3 Mesurage des températures et interprétation des mesures.144
A.4 Détermination de la vitesse de référence météorologique du vent .148
A.5 Givrage atmosphérique .166
A.6 Charges de vent et de givre combinées.180
Annexe B (informative) Application des fonctions de distribution statistique au calcul
de la charge et de la résistance des lignes aériennes.184
B.1 Généralités .184
B.2 Charges climatiques.184
B.3 Résistance des composants.196
B.4 Effet de la variation des portées sur la relation charge-résistance – Calcul du
facteur d’utilisation de portée .200
– 4 – 60826 CEI:2003
Annexe C (informative) Distributions statistiques et leur application à la conception
probabiliste des lignes de transport.214
C.1 Distributions statistiques classiques .214
C.2 Distribution normale (distribution de Gauss).214
C.3 Distribution log-normale .218
C.4 Distribution de Gumbel.222
C.5 Distribution de Weibull .226
C.6 Distribution gamma .230
C.7 Distribution bêta, premier type .236
C.8 La fonction gamma et ses relations .240
Figure 1 – Schéma d’une ligne de transport .28
Figure 2 – Méthodologie pour la conception des lignes de transport.32
Figure 3 – Facteur combiné de vent G pour les conducteurs, en fonction de
c
différentes catégories de terrains et hauteurs au-dessus du sol .50
Figure 4 – Facteur de portée G .50
L
Figure 5 – Facteur combiné de vent G applicable aux supports et aux chaînes
t
d'isolateurs .52
Figure 6 – Définition de l’angle d’incidence du vent.56
Figure 7 – Coefficient de traînée C pour les supports réalisés en treillis composés
xt
de barres à bords plats .56
Figure 8 – Coefficient de traînée C pour les supports réalisés en treillis et composés
xt
de barres arrondies.58
Figure 9 – Coefficient de traînée C d’éléments cylindriques de diamètre important .60
xtC
Figure 10 – Facteur K relatif au diamètre du conducteur .64
d
Figure 11 – Facteur K relatif à la hauteur des conducteurs.66
h
Figure 12 – Types de supports .68
Figure 13 – Forme cylindrique équivalente du dépôt de givre .76
Figure 14 – Simulation de la charge longitudinale exercée sur un conducteur (pour un
support à un seul circuit).86
Figure 15 – Schéma des états limites des composants de lignes.88
Figure A.1 – Relations entre charge et résistance .104
Figure A.2 – Relations entre charge et résistance .118
Figure A.3 – Probabilité de défaillance P = (1 – P ) pour différentes distributions de Q
f s
et R, avec T = 50 ans.120
Figure A.4 – Probabilité de défaillance P = (1 – P ) pour différentes distributions de Q
f s
et R, avec T = 150 ans .120
Figure A.5 – Probabilité de défaillance P = (1 – P ) pour différentes distributions de Q
f s
et R, avec T = 500 ans .122
Figure A.6 – Coordination de résistance par le recours à des limites d’exclusion
différentes.132
Figure A.7 – Relation entre les vitesses météorologiques du vent à 10 m de hauteur,
en fonction de la catégorie de terrain et de la période d’intégration.152
Figure A.8 – Action du vent sur les conducteurs et charge de vent résultante sur le
support.160
– 6 – 60826 CEI:2003
Figure A.9 – Types de givre formé par le brouillard givrant, en fonction de la vitesse
du vent et de la température .172
Figure A.10 – Synoptique de la stratégie d’utilisation de données météorologiques,
des modèles de givrage et des mesures sur site des charges de givre.176
Figure B.1 – Ajustement de la distribution de Gumbel avec un histogramme des
données de vent.186
Figure B.2 – Ajustement de la distribution de Gumbel et d’un histogramme des
températures minimales annuelles .192
Figure B.3 – Ajustement de la distribution gamma et d’un histogramme de charge de
givre.194
Figure B.4 – Ajustement de données relatives au brouillard givrant à la distribution de
Gumbel .196
Figure B.5 – Ajustement de la distribution de Weibull aux données sur la résistance
des supports en treillis .198
Figure C.1 – Fonction de densité de probabilité de la distribution normale standardisée .218
Figure C.2 – Fonction de densité de probabilité de la distribution log-normale
standardisée .222
Figure C.3 – Fonction de densité de probabilité de la distribution de Gumbel
standardisée .226
Figure C.4 – Fonction de densité de probabilité de la distribution de Weibull
standardisée pour un paramètre p = 0,5; 1,0 et 2,0 .230
Figure C.5 – Fonction de densité de probabilité de la distribution gamma standardisée
pour un paramètre p = 0,5; 1,0 et 2,0 .234
Figure C.6 – Fonction de densité de probabilité de la distribution bêta standardisée
pour des paramètres r = 5,0, t = 5,5; 6,0 et 7,0 .238
Tableau 1 – Niveaux de fiabilité relatifs aux lignes de transport .34
Tableau 2 – Facteurs γ utilisables par défaut pour ajuster les charges climatiques par
T
rapport à la période de retour T de 50 ans .38
Tableau 3 – Prescriptions de conception du système .38
Tableau 4 – Classification des catégories de terrain.44
Tableau 5 – Facteur de correction τ de la pression dynamique du vent de référence q
due à l’altitude et aux températures .46
Tableau 6 – Cas de charge de givre non uniformes.70
Tableau 7 – Période de retour de la charge combinant vent et givre.72
Tableau 8 – Coefficient de traînées des conducteurs givrés .76
Tableau 9 – Dispositions de sécurité structurale supplémentaires .86
Tableau 10 – Nombre de supports soumis à l’intensité de charge maximale pendant
un événement climatique quelconque.88
Tableau 11 – Facteur de résistance Φ lié au nombre N de composants ou d’éléments
N
exposés à la charge critique.90
Tableau 12 – Valeurs de Φ .90
S2
Tableau 13 – Coordination de résistance typique de composants d’une ligne.92
Tableau 14 – Limites d’endommagement et de défaillance des supports .92
Tableau 15 – Limites d’endommagement et de défaillance des fondations .94
Tableau 16 – Limites d’endommagement et de défaillance des conducteurs et câbles
de garde .94
Tableau 17 – Limites d’endommagement et de défaillance des composants d’interface.96
– 8 – 60826 CEI:2003
Tableau 18 – Valeurs par défaut des coefficients de variation (c.v.) de la résistance.96
Tableau 19 – Facteurs u pour la fonction de distribution log-normale lorsque e = 10 % .98
Tableau 20 – Valeur du facteur de qualité Φ pour les pylônes à treillis .98
Q
Tableau A.1 – Fiabilité annuelle correspondant à différentes hypothèses de charge
et de résistance .116
Tableau A.2 – Relation entre niveaux de fiabilité et périodes de retour des charges
limites .124
Tableau A.3 – Coordination de résistance typique.128
Tableau A.4 – Valeurs du coefficient central de sécurité α et du facteur de coordination
de résistance Φ nécessaires pour assurer avec une probabilité de 90 % que la
S
défaillance du composant R n’interviendra qu’après celle du composant R .136
2 1
Tableau A.5 – Facteur de résistance Φ relatif à N composants en série soumis à la
N
charge critique .142
Tableau A.6 – Valeurs de u associées aux limites d’exclusion.144
e
Tableau A.7 – Définition des catégories de terrain .150
Tableau A.8 – Facteurs décrivant l’action du vent en fonction de la catégorie de terrain .152
Tableau A.9 – Valeurs de la vitesse de référence du vent V .156
R
Tableau A.10 – Propriétés physiques du givre.170
Tableau A.11 – Paramètres météorologiques influençant la formation du givre .172
Tableau A.12 – Paramètres statistiques des charges de givre.178
Tableau A.13 – Charges de vent et de givre combinées .182
Tableau A.14 – Coefficients de traînée et densité des conducteurs givrés.182
Tableau B.1 – Rapports de x / x pour une fonction de distribution de Gumbel, T
correspondant à la période de retour en années de l’événement de charge, n au
nombre d’années comportant des observations et v au coefficient de variation.192
x
Tableau B.2 – Paramètres d’une distribution de Weibull.198
Tableau B.3 – Paramètres statistiques U et σ pour la variation des portées vent.202
u
Tableau B.4 – Paramètres statistiques U et σ pour la variation des portées-poids.204
u
Tableau B.5 – Valeurs du coefficient du facteur d’utilisation γ en fonction de U et N
u
pour v = 0,10 .208
R
Tableau B.6 – Coefficient du facteur d’utilisation γ pour différents coefficients de
u
variation de la résistance .210
Tableau C.1 – Paramètres C et C de la distribution de Gumbel .226
1 2
Tableau C.2 – Valeurs de u pour des valeurs données de la fonction
F = Ι(u ,p -1) .234
(u ) 1 3
– 10 – 60826 CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
CRITÈRES DE CONCEPTION DES LIGNES
AÉRIENNES DE TRANSPORT
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) 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, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). 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 de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI 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 Norme internationale CEI 60826 a été établie par le comité d'études 11 de la CEI: Lignes
aériennes.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition, parue comme rapport
technique en 1991. Elle constitue une révision technique qui conduit au statut de Norme
internationale.
Cette révision consiste principalement en la division de la norme en deux parties, une
normative et une autre informative, en plus d’une simplification de son contenu et de
l’amélioration de certaines exigences de conception en conformité avec les récents progrès
technologiques.
– 12 – 60826 CEI:2003
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
11/175/FDIS 11/177/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2008.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
– 14 – 60826 CEI:2003
CRITÈRES DE CONCEPTION DES LIGNES
AÉRIENNES DE TRANSPORT
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les critères de charge et de résistance mécanique
des lignes aériennes en s’inspirant de principes de conception fondés sur la fiabilité. Ces
critères sont valables pour les lignes présentant une tension nominale supérieure ou égale à
45 kV, mais peuvent aussi s'appliquer aux lignes dont la tension nominale est plus faible.
La présente norme sert également de cadre à l’élaboration de normes nationales traitant des
lignes de transport à partir de notions de fiabilité et au moyen de méthodes probabilistes ou
semi-probabilistes. Il incombera à ces normes nationales de déterminer les données
climatiques locales à prendre en compte pour l’utilisation et l’application de la présente
norme, en sus des autres données spécifiquement nationales.
Les critères de calcul énoncés dans la présente norme s’appliquent aux lignes nouvelles,
mais un grand nombre des notions abordées peuvent également servir à répondre aux
exigences de fiabilité des lignes existantes qui ont besoin d’être rénovées ou dont les
performances sont à améliorer.
Cette norme ne porte pas sur les détails de conception de composants de lignes tels que
pylônes, fondations, conducteurs ou isolateurs.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références
non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60652:2002, Essais mécaniques des structures de lignes aériennes
CEI 61089:1991, Conducteurs pour lignes aériennes à brins circulaires, câblés en couches
concentriques
CEI 61773:1996, Lignes aériennes – Essais de fondations des supports
CEI 61774:1997, Lignes aériennes – Données météorologiques pour calculer les charges
climatiques
CEI 61284:1997, Lignes aériennes – Exigences et essais pour le matériel d'équipement
– 16 – 60826 CEI:2003
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés
Pour les besoins du présent document, les termes, définitions, symboles et termes abrégés
suivants s’appliquent.
3.1 Termes et définitions
3.1.1
résistance caractéristique
résistance garantie, résistance minimale, charge de rupture minimale
R
c
valeur garantie dans les normes applicables
NOTE Cette valeur est généralement assortie d’une limite d'exclusion comprise entre 2 % et 5 %, 10 % étant en
pratique la limite supérieure (raisonnable).
3.1.2
coefficient de variation
c.v.
rapport entre l'écart type et la valeur moyenne
NOTE Les c.v. de résistance et de charge sont respectivement notés v et v .
Q R
3.1.3
composants
différentes parties d’un système de ligne de transport ayant une fonction particulière
NOTE Les composants types sont les pylônes, les fondations, les conducteurs et les chaînes d’isolateurs.
3.1.4
limite d'endommagement (d'un composant)
état limite de service
résistance limite d'un composant, correspondant à un plafond défini de déformation
permanente (ou inélastique) au-delà duquel le système est endommagé
NOTE Cette limite est aussi appelée état limite de service dans les codes de la construction fondés sur le calcul
aux états limites.
3.1.5
état d'endommagement (du système)
état dans lequel il y a lieu de réparer le système parce qu’un de ses composants a dépassé
sa limite d’endommagement
NOTE Il y a besoin de faire cette réparation du fait que ce système n'est plus capable de remplir la fonction qui
lui est assignée sous les charges de conception ou par suite d'une réduction éventuelle des distances de
conception (au sol ou à la masse, notamment).
3.1.6
éléments
différentes parties d'un composant
NOTE Par exemple, les éléments d'un pylône en treillis sont les cornières en acier, les goussets et les boulons.
3.1.7
limite d'exclusion
e %
valeur d’une variable prise à partir de sa fonction de distribution et correspondant à une
probabilité de e % de ne pas être dépassée
– 18 – 60826 CEI:2003
3.1.8
limite de rupture (d'un composant)
état limite ultime
résistance limite d'un composant causant la défaillance du système en cas de dépassement
NOTE Si cette résistance est dépassée, le système passe à une condition dite « état limite ultime » telle que
définie dans les codes de la construction fondés sur le calcul aux états limites.
3.1.9
état de rupture (du système)
état d'un système dans lequel un composant majeur est défectueux parce qu’un de ses
composants a atteint sa limite de rupture (par suite d’une rupture, d’un flambement ou d’un
renversement, par exemple)
NOTE Cet état empêche la ligne de transporter de l'énergie et impose une réparation.
3.1.10
état intact
état dans lequel un système peut accomplir sa fonction et supporter les charges limites de
conception
3.1.11
charges limites
charges climatiques correspondant à une période de retour, T, et utilisée à des fins de
conception, sans facteurs de charge supplémentaires
NOTE Voir 5.2.1.
3.1.12
facteur de charge
γγγγ
facteur que l’on multiplie par les charges limites pour concevoir les composants de lignes
3.1.13
durée d'exploitation
mesure générale de la durée de vie utile (ou économique)
NOTE Les durées d'exploitation types des lignes de transport varient de 30 ans à 80 ans.
3.1.14
vitesse de référence du vent
V
R
vitesse du vent à une hauteur de 10 m correspondant à une période d’intégration moyenne de
10 min et présentant une période de retour T
NOTE Lorsque cette vitesse du vent est mesurée sur un terrain de rugosité B, ce qui est le cas le plus courant
dans le secteur, la vitesse de référence du vent est notée V .
RB
3.1.15
fiabilité (structurale)
probabilité pour un système de remplir une fonction donnée dans certaines conditions
d’exploitation pendant une période spécifiée
NOTE La fiabilité est, par conséquent, une mesure de la capacité du système d'accomplir sa tâche. Le
complémentaire de la fiabilité est la probabilité de défaillance ou défiabilité.
3.1.16
période de retour (d'un événement climatique)
intervalle moyen de récurrence d'un événement climatique d’une intensité définie
NOTE L'inverse de la période de retour est la fréquence annuelle qui correspond à la probabilité de dépassement
de cet évènement climatique dans une année.
– 20 – 60826 CEI:2003
3.1.17
sécurité
capacité d'un système à ne pas provoquer des dommages corporels ou des pertes de vies
humaines
NOTE Dans le cadre de la présente norme, ce terme se rapporte principalement à la protection du personnel lors
des travaux de construction et d'entretien. La sécurité du public et de l'environnement en général est couverte par
les réglementations nationales.
3.1.18
sécurité (structurale)
capacité d'un système à se protéger contre une avarie majeure (effet de cascade) à la suite
de la défaillance d'un composant donné
NOTE La sécurité structurale est une notion déterministe, tandis que la fiabilité est une notion probabiliste.
3.1.19
facteur de résistance
ΦΦ
ΦΦ
facteur applicable à la résistance caractéristique d'un composant
NOTE Ce facteur tient compte de la coordination de résistance, du nombre de composants soumis à la charge
maximale, de la qualité et des paramètres statistiques des composants.
3.1.20
système
ensemble de composants reliés entre eux pour former la ligne de transport
3.1.21
tâche
fonction du système (ligne de transport), à savoir transporter de l'énergie entre ses deux
extrémités
3.1.22
indisponibilité
incapacité d'un système à accomplir sa tâche
NOTE L'indisponibilité des lignes de transport peut être due à un manque de fiabilité structurale (défiabilité) ainsi
qu’à une défaillance due à d'autres événements tels que glissements de terrain, impacts d'objets, sabotage ou
défauts des matériaux.
3.1.23
facteur d'utilisation
rapport entre la charge réelle (in situ) et la charge limite d'un composant
NOTE Pour les pylônes de suspension, il est approximativement égal au rapport entre les portées réelles et les
portées-poids et vent maximales; pour les pylônes d'angle, il inclut également le rapport des sinus des demi-angles
en ligne (angle réel par rapport à l'angle de calcul).
3.2 Symboles et termes abrégés
a Action unitaire de la vitesse du vent sur les éléments de ligne (Pa ou N/m )
A Force du vent agissant sur un conducteur (N)
c
A Force du vent agissant sur un isolateur (N)
i
A Force du vent agissant sur un tronçon de pylône composé de cornières en acier,
t
A pour celle agissant sur les barres cylindriques (N)
tc
B Facteur de réduction de la vitesse de référence du vent en présence combinée de
i
vent et de givre
– 22 – 60826 CEI:2003
C Coefficient de traînée (forme générale)
x
C Coefficient de traînée des conducteurs givrés (C en cas de faible probabilité, et
i iL
C en cas de probabilité élevée)
iH
C Coefficient de traînée des conducteurs
xc
C Coefficient de traînée des isolateurs
xi
C Coefficient de traînée des supports C , C pour chaque face du pylône (C
xt xt1 xt2 xtc
pour les barres cylindriques)
c.v. Coefficient de variation, également représenté par v (rapport de l’écart type à la
x
valeur moyenne)
d Diamètre du conducteur (m)
d Diamètre des barres cylindriques du pylône (m)
tc
D Diamètre équivalent des conducteurs givrés (D en cas de probabilité élevée et
H
D en cas de faible probabilité) (m)
L
e Limite d’exclusion (%)
e Limite d'exclusion de N composants en série (%)
N
f Fonction de densité de probabilité de la variable x
(x)
F Fonction de répartition de la variable x
(x)
G Facteur de vent (forme générale)
G Facteur combiné de vent des conducteurs
c
G Facteur combiné de vent des pylônes
t
G Facteur de portée pour les calculs du vent
L
g Poids unitaire du givre (N/m)
g Valeur moyenne de la charge maximale annuelle de givre (N/m)
g Poids maximal du givre observé par unité de longueur sur un certain nombre
max
d’années (N/m)
g Poids de conception de référence du givre (N/m)
R
g Charge de givre assortie d’une probabilité d'occurrence élevée (N/m)
H
g Charge de givre assortie d’une faible probabilité d'occurrence (N/m)
L
h Hauteur du centre de gravité d’un tronçon faisant partie d'un pylône en treillis (m)
K Coefficient de rugosité du terrain
R
K Facteur relatif à l'influence du diamètre du conducteur
d
K Facteur à multiplier par g pour rendre compte de l'influence de la hauteur des
h
conducteurs au-dessus du sol
K Facteur à multiplier par g pour rendre compte de l'influence du nombre d'années
n
où le givre a été mesuré
l Longueur d’une barre de support (m)
e
L Longueur de portée ou portée-vent (m)
L Portée moyenne (m)
m
n Nombre d'années d'observation d'un événement climatique
N Nombre de composants soumis à l'intensité de charge maximale
P Probabilité de défaillance (%)
f
P Probabilité de défaillance du composant i (%)
fi
P Probabilité de survie (%)
s
P Probabilité de survie du composant i (%)
si
– 24 – 60826 CEI:2003
Q Expression générale servant à identifier les effets des charges liées aux
conditions climatiques sur les lignes et leurs composants
Q Charge limite d’un système correspondant à une période de retour T
T
q Pression dynamique de référence due à la vitesse de référence du vent V (q
0 R 0L,
q pour les cas de faible et forte probabilités, respectivement) (Pa ou N/m )
0H
Re Nombre de Reynolds
R Résistance (mécanique)
R Résistance moyenne
R Résistance caractéristique
c
(e)R Limite d’exclusion (e) de la résistance
CSR Charge statique résiduelle
S Surface projetée des isolateurs (m )
i
S Surface projetée d'un tronçon de pylône (m )
t
t Charge de givre exprimée par l’épaisseur du manchon répartie uniformément
autour du conducteur (mm)
t Charge de givre de référence exprimée par l’épaisseur du manchon répartie
R
uniformément autour du conducteur (mm)
T Période de retour, en années
u Nombre d’écarts types entre la résistance moyenne et la résistance
caractéristique
U Facteur d'utilisation
v Coefficient de variation (c.v.) de la variable x
x
V Vitesse maximale annuelle du vent (m/s)
m
V Valeur moyenne des vitesses maximales annuelles du vent (m/s)
m
V Vent géostrophique maximal annuel du vent (m/s)
G
V Valeur moyenne du vent géostrophique maximal annuel du vent (m/s)
G
V Vitesse de référence du vent (m/s)
R
V Vitesse de référence du vent liée au givrage et assortie d’une faible probabilité
iL
d'occurrence (m/s)
V Vitesse de référence du vent liée au givrage et assortie d’une probabilité élevée
iH
d'occurrence (m/s)
w Poids unitaire du conducteur ou du câble de garde (N/m)
x Valeur moyenne de la variable x
Y Distance horizontale entre les fondations d’un support (m)
z Hauteur des conducteurs du centre de gravité des tronçons de pylônes ou des
chaînes d'isolateurs au-dessus du sol (m)
γ Facteur de charge (forme générale)
γ Coefficient du facteur d’utilisation
U
γ Facteur de charge destiné à ajuster la vitesse du vent avec une période de retour
TW
T de 50 ans
γ Facteur de charge destiné à ajuster l’épaisseur du givre avec une période de
Tit
retour T de 50 ans
– 26 – 60826 CEI:2003
γ
Facteur de charge destiné à ajuster le poids du givre avec une période de retour
Tiw
T de 50 ans
δ Densité de givre (kg/m )
Φ Facteur de résistance (forme générale)
Φ Facteur de résistance globale
R
Φ Facteur de résistance dû au nombre de composants soumis à une charge
N
d'intensité maximale
Φ Facteur de résistance dû à la coordination de résistance
S
Φ Facteur de résistance relatif à la qualité
Q
Φ Facteur de résistance relatif à la résistance caractéristique R
c c
σ Ecart type de la variable x
x
µ Masse volumique de l'air (kg/m )
τ Facteur de correction relatif à la densité de l’air
ν Viscosité cinématique de l’air (m /s)
Ω Angle d'incidence de la direction du vent par rapport au conducteur (degrés)
θ Angle d'incidence de la direction du vent par rapport au tronçon du pylône
(degrés)
θ' Angle d'incidence de la direction du vent par rapport aux éléments cylindriques du
pylône (degrés)
χ Rapport de compacité d’un tronçon de pylône
4 Principes généraux
4.1 Objectif
La présente norme sert l’un ou l’autre des objectifs suivants:
a) Fournir des critères de conception pour les lignes aériennes en se fondant sur des notions
de fiabilité. Cette méthode faisant appel à la fiabilité est surtout utile dans les zones pour
lesquelles il est facile de se procurer un volume significatif de données relatives à la
météorologie et à la résistance mécanique. Elle peut aussi s’appliquer aux lignes conçues
pour supporter des charges climatiques déterminées à partir de l’expérience ou par
étalonnage sur des lignes existantes pour lesquelles on dispose d’un long historique de
fonctionnement satisfaisant. On obtiendra alors une cohérence de conception entre les
résistances mécaniques de ces composants, sans toutefois forcément connaître le niveau
réel de fiabilité, en particulier en l’absence de preuve ou d’expérience relatives à des
défaillances de lignes.
Il importe de noter que les critères de conception de la présente norme ne constituent pas
un manuel complet de conception des lignes de transport. Celles-ci s’attachent en
revanche à donner des conseils sur les moyens d’accroître la fiabilité de telles lignes là où
c’est nécessaire, et d’adapter la résistance mécanique des différents composants, de
manière à obtenir la coordination souhaitée de la résistance entre ces composants.
Ce document fournit également des prescriptions minimales de sécurité du personnel, afin
d’éviter tout dommage corporel et de garantir un niveau acceptable de continuité de
service (conception sûre et économique).
b) Fournir un cadre pour l’élaboration de Normes nationales sur les lignes de transport, en
utilisant des notions de fiabilité et en employant des méthodes probabilistes ou semi-
probabilistes. Il incombera à ces Normes nationales de déterminer les données
climatiques pertinentes pour l’utilisation et l’application de la présente norme, ainsi que
les autres données spécifiques au pays concerné.
– 28 – 60826 CEI:2003
Les critères de conception figurant dans la présente norme s’appliquent aux lignes nouvelles.
Nul n’ignore toutefois que les lignes de transport sont sujettes au vieillissement, et que leur
résistance mécanique diminue avec le temps. Cette perte de résistance due à l’âge est
néanmoins difficile à généraliser, car elle varie selon les composants, et dépend en outre de
la nature des matériaux employés, des procédés de fabrication et de l’influence du milieu.
L’étude de cette question a été confiée à des organismes techniques compétents.
Les prescriptions sont énoncées dans le corps de la présente norme, tandis que les annexes
A à C présentent des informations supplémentaires et des explications.
4.2 Conception du système
Une ligne de transport est conçue comme un système lui-même fait de composants: supports,
fondations, conducteurs, isolateurs et chaînes d’isolateurs. Cette notion fonde la
méthodologie de la présente norme. Cette approche permet au concepteur de coordonner les
résistances des composants à l'intérieur du système. Elle admet en outre qu'une ligne de
transport est une série de composants dans laquelle la défaillance de tout composant pourrait
faire disparaître la capacité de transport de puissance. Elle est censée conduire à une
conception globale économique sans discordance indésirable.
De par cette approche systémique de la conception, on admet que la fiabilité d’une ligne
dépend de celle de son composant le moins fiable.
Comme le montre la Figure 1, une ligne de transport peut être divisée en quatre composants
principaux, dont chacun peut à son tour être décomposé en éléments.
SYSTÈME COMPOSANTS
ÉLÉMENTS
Sections d’acier,
bois, etc.
Supports
Boulons
Haubans et
accessoires
Fondations
LIGNE DE
Manchons
TRANSPORT
Conducteurs (dont
les câbles de garde)
Pièce
...
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Troisième édition
STANDARD
Third edition
2003-10
Critères de conception des lignes
aériennes de transport
Design criteria of overhead
transmission lines
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60826:2003
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions
Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its
CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
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. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
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comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
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ligne sont également disponibles sur les nouvelles issued publications, withdrawn and replaced
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Fax: +41 22 919 03 00 Fax: +41 22 919 03 00
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Troisième édition
STANDARD
Third edition
2003-10
Critères de conception des lignes
aériennes de transport
Design criteria of overhead
transmission lines
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– 2 – 60826 CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS .10
1 Domaine d'application.14
2 Références normatives .14
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés.16
3.1 Termes et définitions .16
3.2 Symboles et termes abrégés.20
4 Principes généraux .26
4.1 Objectif.26
4.2 Conception du système .28
4.3 Fiabilité du système.28
5 Critères généraux de conception .30
5.1 Méthodologie .30
5.2 Prescriptions relatives à la relation charge climatique/résistance.36
6 Charges.40
6.1 Description .40
6.2 Charges climatiques, vent et températures associées.42
6.3 Charges climatiques, givre sans vent.60
6.4 Charges climatiques, vent et givre combinés .70
6.5 Charges de construction et d'entretien (sécurité du personnel) .78
6.6 Charges à prendre en compte pour la limitation des défaillances
(sécurité structurale).82
7 Résistance des composants et états limites .86
7.1 Généralités.86
7.2 Equations générales de résistance des composants .88
7.3 Données relatives au calcul des composants.92
Annexe A (informative) Informations techniques.102
A.1 Relations entre charge et résistance .102
A.2 Résistance des composants de ligne .142
A.3 Mesurage des températures et interprétation des mesures.144
A.4 Détermination de la vitesse de référence météorologique du vent .148
A.5 Givrage atmosphérique .166
A.6 Charges de vent et de givre combinées.180
Annexe B (informative) Application des fonctions de distribution statistique au calcul
de la charge et de la résistance des lignes aériennes.184
B.1 Généralités .184
B.2 Charges climatiques.184
B.3 Résistance des composants.196
B.4 Effet de la variation des portées sur la relation charge-résistance – Calcul du
facteur d’utilisation de portée .200
60826 IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD .11
1 Scope .15
2 Normative references.15
3 Terms, definitions, symbols and abbreviations .17
3.1 Terms and definitions .17
3.2 Symbols and abbreviations .21
4 General .27
4.1 Objective .27
4.2 System design .29
4.3 System reliability .29
5 General design criteria.31
5.1 Methodology.31
5.2 Climatic load-strength requirements.37
6 Loadings.41
6.1 Description .41
6.2 Climatic loads, wind and associated temperatures .43
6.3 Climatic loads, ice without wind .61
6.4 Climatic loads, combined wind and ice loadings.71
6.5 Loads for construction and maintenance (safety loads).79
6.6 Loads for failure containment (security requirements).83
7 Strength of components and limit states .87
7.1 Generalities .87
7.2 General equations for the strength of components .89
7.3 Data related to the calculation of components.93
Annex A (informative) Technical information .103
A.1 Relations between load and strength.103
A.2 Strength of line components.143
A.3 Temperature measurements and their interpretation .145
A.4 Determination of the meteorological reference wind speed.149
A.5 Atmospheric icing.167
A.6 Combined wind and ice loadings .181
Annex B (informative) Application of statistical distribution functions to load and
strength of overhead lines.185
B.1 General.185
B.2 Climatic loads .185
B.3 Strength of components .197
B.4 Effect of span variation on load-strength relationship – Calculation of span use
factor .201
– 4 – 60826 CEI:2003
Annexe C (informative) Distributions statistiques et leur application à la conception
probabiliste des lignes de transport.214
C.1 Distributions statistiques classiques .214
C.2 Distribution normale (distribution de Gauss).214
C.3 Distribution log-normale .218
C.4 Distribution de Gumbel.222
C.5 Distribution de Weibull .226
C.6 Distribution gamma .230
C.7 Distribution bêta, premier type .236
C.8 La fonction gamma et ses relations .240
Figure 1 – Schéma d’une ligne de transport .28
Figure 2 – Méthodologie pour la conception des lignes de transport.32
Figure 3 – Facteur combiné de vent G pour les conducteurs, en fonction de
c
différentes catégories de terrains et hauteurs au-dessus du sol .50
Figure 4 – Facteur de portée G .50
L
Figure 5 – Facteur combiné de vent G applicable aux supports et aux chaînes
t
d'isolateurs .52
Figure 6 – Définition de l’angle d’incidence du vent.56
Figure 7 – Coefficient de traînée C pour les supports réalisés en treillis composés
xt
de barres à bords plats .56
Figure 8 – Coefficient de traînée C pour les supports réalisés en treillis et composés
xt
de barres arrondies.58
Figure 9 – Coefficient de traînée C d’éléments cylindriques de diamètre important .60
xtC
Figure 10 – Facteur K relatif au diamètre du conducteur .64
d
Figure 11 – Facteur K relatif à la hauteur des conducteurs.66
h
Figure 12 – Types de supports .68
Figure 13 – Forme cylindrique équivalente du dépôt de givre .76
Figure 14 – Simulation de la charge longitudinale exercée sur un conducteur (pour un
support à un seul circuit).86
Figure 15 – Schéma des états limites des composants de lignes.88
Figure A.1 – Relations entre charge et résistance .104
Figure A.2 – Relations entre charge et résistance .118
Figure A.3 – Probabilité de défaillance P = (1 – P ) pour différentes distributions de Q
f s
et R, avec T = 50 ans.120
Figure A.4 – Probabilité de défaillance P = (1 – P ) pour différentes distributions de Q
f s
et R, avec T = 150 ans .120
Figure A.5 – Probabilité de défaillance P = (1 – P ) pour différentes distributions de Q
f s
et R, avec T = 500 ans .122
Figure A.6 – Coordination de résistance par le recours à des limites d’exclusion
différentes.132
Figure A.7 – Relation entre les vitesses météorologiques du vent à 10 m de hauteur,
en fonction de la catégorie de terrain et de la période d’intégration.152
Figure A.8 – Action du vent sur les conducteurs et charge de vent résultante sur le
support.160
60826 IEC:2003 – 5 –
Annex C (informative) Statistical distribution and their application in probabilistic
design of transmission lines .215
C.1 Classical statistical distributions.215
C.2 Normal distribution (Gaussian distribution).215
C.3 Log-normal distribution.219
C.4 Gumbel distribution .223
C.5 Weibull distribution.227
C.6 Gamma distribution .231
C.7 Beta distribution, first type .237
C.8 Gamma function and its relationships.241
Figure 1 – Diagram of a transmission line .29
Figure 2 – Transmission line design methodology .33
Figure 3 – Combined wind factor G for conductors for various terrain categories and
c
heights above ground.51
Figure 4 – Span factor G .51
L
Figure 5 – combined wind factor G applicable to supports and insulator strings .53
t
Figure 6 – Definition of the angle of incidence of wind.57
Figure 7 – Drag coefficient C for lattice supports made of flat sided members .57
xt
Figure 8 – Drag coefficient C for lattice supports made of rounded members.59
xt
Figure 9 – Drag coefficient C of cylindrical elements having a large diameter .61
xtc
Figure 10 – Factor K related to the conductor diameter .65
d
Figure 11 – Factor K related to the conductor height .67
h
Figure 12 – Typical support types.69
Figure 13 – Equivalent cylindrical shape of ice deposit.77
Figure 14 – Simulated longitudinal conductor load (case of a single circuit support).87
Figure 15 – Diagram of limit states of line components.89
Figure A.1 – Relations between load and strength.105
Figure A.2 – Relations between loads and strengths .119
Figure A.3 – Failure probability P = (1 – P ) for various distributions of Q and R, for T
f s
= 50 years.121
Figure A.4 – Failure probability P = (1 – P ) for various distributions of Q and R, for T
f s
= 150 years.121
Figure A.5 – Failure probability P = (1 – P ) for various distributions of Q and R, for T
f s
= 500 years.123
Figure A.6 – Coordination of strength by using different exclusion limits .133
Figure A.7 – Relationship between meteorological wind velocities at a height of 10 m
depending on terrain category and on averaging period .153
Figure A.8 – Wind action on conductors and resultant wind load on support.161
– 6 – 60826 CEI:2003
Figure A.9 – Types de givre formé par le brouillard givrant, en fonction de la vitesse
du vent et de la température .172
Figure A.10 – Synoptique de la stratégie d’utilisation de données météorologiques,
des modèles de givrage et des mesures sur site des charges de givre.176
Figure B.1 – Ajustement de la distribution de Gumbel avec un histogramme des
données de vent.186
Figure B.2 – Ajustement de la distribution de Gumbel et d’un histogramme des
températures minimales annuelles .192
Figure B.3 – Ajustement de la distribution gamma et d’un histogramme de charge de
givre.194
Figure B.4 – Ajustement de données relatives au brouillard givrant à la distribution de
Gumbel .196
Figure B.5 – Ajustement de la distribution de Weibull aux données sur la résistance
des supports en treillis .198
Figure C.1 – Fonction de densité de probabilité de la distribution normale standardisée .218
Figure C.2 – Fonction de densité de probabilité de la distribution log-normale
standardisée .222
Figure C.3 – Fonction de densité de probabilité de la distribution de Gumbel
standardisée .226
Figure C.4 – Fonction de densité de probabilité de la distribution de Weibull
standardisée pour un paramètre p = 0,5; 1,0 et 2,0 .230
Figure C.5 – Fonction de densité de probabilité de la distribution gamma standardisée
pour un paramètre p = 0,5; 1,0 et 2,0 .234
Figure C.6 – Fonction de densité de probabilité de la distribution bêta standardisée
pour des paramètres r = 5,0, t = 5,5; 6,0 et 7,0 .238
Tableau 1 – Niveaux de fiabilité relatifs aux lignes de transport .34
Tableau 2 – Facteurs γ utilisables par défaut pour ajuster les charges climatiques par
T
rapport à la période de retour T de 50 ans .38
Tableau 3 – Prescriptions de conception du système .38
Tableau 4 – Classification des catégories de terrain.44
Tableau 5 – Facteur de correction τ de la pression dynamique du vent de référence q
due à l’altitude et aux températures .46
Tableau 6 – Cas de charge de givre non uniformes.70
Tableau 7 – Période de retour de la charge combinant vent et givre.72
Tableau 8 – Coefficient de traînées des conducteurs givrés .76
Tableau 9 – Dispositions de sécurité structurale supplémentaires .86
Tableau 10 – Nombre de supports soumis à l’intensité de charge maximale pendant
un événement climatique quelconque.88
Tableau 11 – Facteur de résistance Φ lié au nombre N de composants ou d’éléments
N
exposés à la charge critique.90
Tableau 12 – Valeurs de Φ .90
S2
Tableau 13 – Coordination de résistance typique de composants d’une ligne.92
Tableau 14 – Limites d’endommagement et de défaillance des supports .92
Tableau 15 – Limites d’endommagement et de défaillance des fondations .94
Tableau 16 – Limites d’endommagement et de défaillance des conducteurs et câbles
de garde .94
Tableau 17 – Limites d’endommagement et de défaillance des composants d’interface.96
60826 IEC:2003 – 7 –
Figure A.9 – Type of accreted in-cloud icing as a function of wind speed and
temperature .173
Figure A.10 – Strategy flow chart for utilizing meteorological data, icing models and
field measurements of ice loads .177
Figure B.1 – Fitting of Gumbel distribution with wind data histogram .187
Figure B.2 – Fitting of Gumbel distribution with yearly minimum temperature histogram .193
Figure B.3 – Fitting of Gamma distribution with ice load histogram.195
Figure B.4 – Fitting data from in-cloud icing with Gumbel distribution .197
Figure B.5 – Fitting of Weibull distribution with strength data of lattice supports.199
Figure C.1 – Probability density function of standardized normal distribution.219
Figure C.2 – Probability density function of standardized log-normal distribution.223
Figure C.3 – Probability density function of standardized Gumbel distribution .227
Figure C.4 – Probability density function of standardized Weibull distribution for
parameter p = 0,5; 1,0 and 2,0 .231
Figure C.5 – Probability density function of standardized Gamma distribution
for parameter p = 0,5; 1,0 and 2,0 .235
Figure C.6 – Probability density function of standardized beta distribution for
parameters r = 5,0, t = 5,5; 6,0 and 7,0 .239
Table 1 – Reliability levels for transmission lines.35
Table 2 – Default γ factors for adjustment of climatic loads in relation to return period
T
T vs. 50 years .39
Table 3 – Design requirements for the system.39
Table 4 – Classification of terrain categories.45
Table 5 – Correction factor τ of dynamic reference wind pressure q due to altitude
and temperatures .47
Table 6 – Non-uniform ice loading conditions .71
Table 7 – Return period of combined ice and wind load.73
Table 8 – Drag coefficients of ice-covered conductors.77
Table 9 – Additional security measures .87
Table 10 – Number of supports subjected to maximum load intensity during any single
occurrence of a climatic event.89
Table 11 – Strength factor Φ related to the number N of components or elements
N
subjected to the critical load intensity.91
Table 12 – Values of Φ .91
S2
Table 13 – Typical strength coordination of line components.93
Table 14 – Damage and failure limits of supports .93
Table 15 – Damage and failure limits of foundations .95
Table 16 – Damage and failure limits of conductors and ground wires.95
Table 17 – Damage and failure limit of interface components.97
– 8 – 60826 CEI:2003
Tableau 18 – Valeurs par défaut des coefficients de variation (c.v.) de la résistance.96
Tableau 19 – Facteurs u pour la fonction de distribution log-normale lorsque e = 10 % .98
Tableau 20 – Valeur du facteur de qualité Φ pour les pylônes à treillis .98
Q
Tableau A.1 – Fiabilité annuelle correspondant à différentes hypothèses de charge
et de résistance .116
Tableau A.2 – Relation entre niveaux de fiabilité et périodes de retour des charges
limites .124
Tableau A.3 – Coordination de résistance typique.128
Tableau A.4 – Valeurs du coefficient central de sécurité α et du facteur de coordination
de résistance Φ nécessaires pour assurer avec une probabilité de 90 % que la
S
défaillance du composant R n’interviendra qu’après celle du composant R .136
2 1
Tableau A.5 – Facteur de résistance Φ relatif à N composants en série soumis à la
N
charge critique .142
Tableau A.6 – Valeurs de u associées aux limites d’exclusion.144
e
Tableau A.7 – Définition des catégories de terrain .150
Tableau A.8 – Facteurs décrivant l’action du vent en fonction de la catégorie de terrain .152
Tableau A.9 – Valeurs de la vitesse de référence du vent V .156
R
Tableau A.10 – Propriétés physiques du givre.170
Tableau A.11 – Paramètres météorologiques influençant la formation du givre .172
Tableau A.12 – Paramètres statistiques des charges de givre.178
Tableau A.13 – Charges de vent et de givre combinées .182
Tableau A.14 – Coefficients de traînée et densité des conducteurs givrés.182
Tableau B.1 – Rapports de x / x pour une fonction de distribution de Gumbel, T
correspondant à la période de retour en années de l’événement de charge, n au
nombre d’années comportant des observations et v au coefficient de variation.192
x
Tableau B.2 – Paramètres d’une distribution de Weibull.198
Tableau B.3 – Paramètres statistiques U et σ pour la variation des portées vent.202
u
Tableau B.4 – Paramètres statistiques U et σ pour la variation des portées-poids.204
u
Tableau B.5 – Valeurs du coefficient du facteur d’utilisation γ en fonction de U et N
u
pour v = 0,10 .208
R
Tableau B.6 – Coefficient du facteur d’utilisation γ pour différents coefficients de
u
variation de la résistance .210
Tableau C.1 – Paramètres C et C de la distribution de Gumbel .226
1 2
Tableau C.2 – Valeurs de u pour des valeurs données de la fonction
F = Ι(u ,p -1) .234
(u ) 1 3
60826 IEC:2003 – 9 –
Table 18 – Default values for strength coefficients of variation (COV) .97
Table 19 – u factors for log-normal distribution function for e = 10 % .99
Table 20 – Value of quality factor Φ for lattice towers .99
Q
Table A.1 – Yearly reliability corresponding to various assumptions of load and strength .117
Table A.2 – Relationship between reliability levels and return periods of limit loads .125
Table A.3 – Typical strength coordination.129
Table A.4 – Values of central safety factor α and strength coordination factor Φ
S
required to insure that component R will fail after component R with a 90 %
2 1
probability .137
Table A.5 – Strength factor Φ related to N components in series subjected to the
N
critical load .143
Table A.6 – Values of u associated to exclusion limits.145
e
Table A.7 – Definition of terrain category .151
Table A.8 – Factors describing wind action depending on terrain category .153
Table A.9 – Values of reference wind speed V .157
R
Table A.10 – Physical properties of ice .171
Table A.11 – Meteorological parameters controlling ice accretion.173
Table A.12 – Statistical parameters of ice loads .179
Table A.13 – Combined wind and ice loading conditions .183
Table A.14 – Drag coefficients and density of ice-covered conductors.183
Table B.1 – Ratios of x / for a Gumbel distribution function, T return period in years
x
of loading event, n number of years with observations, v coefficient of variation.193
x
Table B.2 – Parameters of Weibull distribution .199
Table B.3 – Statistical parameters U and σ of wind span variation.203
u
Table B.4 – Statistical parameters U and σ of weight span variation .205
u
Table B.5 – Values of use factor coefficient γ as a function of U and N for v = 0,10.209
u R
Table B.6 – Use factor coefficient γ for different strength coefficients of variation.211
u
Table C.1 – Parameters C and C of Gumbel distribution.227
1 2
Table C.2 – Values of u for given values of function F = Ι(u ,p -1) .235
(u )
1 1 3
– 10 – 60826 CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
CRITÈRES DE CONCEPTION DES LIGNES
AÉRIENNES DE TRANSPORT
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) 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, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). 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 de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
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comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
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La Norme internationale CEI 60826 a été établie par le comité d'études 11 de la CEI: Lignes
aériennes.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition, parue comme rapport
technique en 1991. Elle constitue une révision technique qui conduit au statut de Norme
internationale.
Cette révision consiste principalement en la division de la norme en deux parties, une
normative et une autre informative, en plus d’une simplification de son contenu et de
l’amélioration de certaines exigences de conception en conformité avec les récents progrès
technologiques.
...
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